کاربرد ژل میکروسیلیس در ساخت بتنهای پردوام
یکی از مشکلات عمده در مورد سازه های بتنی مسئله دوام آنها در مقابل حملات شیمیائی
مانند یون کلر، سولفات و غیره در سواحل دریاها میباشد. حفاظت میلگردها همواره یکی از دغدغه های کارفرمایان پروژه ها بوده است.
امروزه توصیه اکثریت قریب به اتفاق مهندسین مشاور صنعت ساختمان استفاده از دوده سیلیسی(Silica Fume) بهمراه فوق روان کننده (Super Plasticizer) در زمان ساخت بتن میباشد . زیرا آزمایشات علمی نشان داده اند که وجود دوده سیلیس بمیران 7% وزن سیمان در بتن به نحو چشمگیری از نفوذ یون کلر جلوگیری می کند. استفاده از دوده سیلیس بهمراه فوق روان کننده در بتن که بصورت پودر بسیار ریز (کمتر از 1/0 میکرون) با جرم حجمی پائین 0/2Ton/M3 میباشد ، مضراتی از قبیل عدم اختلاط کامل با بتن، مشکلات انبارداری، حمل ونقل، پرت مصرف وهمچنین مشکلات زیست محیطی وخطرات بهداشتی برای پرسنل محیط کار را به همراه دارد. مسائل و مشکلات فوق الذکر و پژوهشهای متعاقب منجر به فرآوری و تولید ژل میکروسیلیس گردیده که اولین باردر ایران توسط شرکت فرآوردهای شیمیائی ساختمان درسال 1380 عرضه گردید.
ژل میکروسیلیس درواقع همان سیستم دوده سیلیسی و فوق روان کننده بصورت خمیری شکل و آماده مصرف میباشد که ضمن دارا بودن قابلیت افزایش مقاومتهای شیمیائی و مکانیکی بتن ، مسائل و مشکلات سیستم دو جزئی دوده سیلیسی + فوق روان کننده را هم بطور اساسی حل کرده است.
نتایج آزمایشگاهی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن طبق استاندارد ASTM C 1202 حاکـی از آن است که استفاده از 7 تا 10 درصد ژل میکروسیلیس در ساختار بتن سبب کاهش مصرف آب و افزایش مقاومتهای مکانیکی بتن تا 30% میگردد. همچنین در مقایسه با ترکیب میکروسیلیس وفوق روان کننده خواص و کارآئی بتن تا 10% افزایش نشان می دهد. یا بعبارت دیگر با اطمینان کامل می توان ژل میکروسیلیس را جایگزین سیستم (دوده سیلیس + فوق روان کننده ) نمود.
علاوه بر ویژگیهای بارز و مشهود فیزیکی و شیمیائی ژل میکروسیلیس، قیمت رقابتی آن(درمقایسه با میکروسیلیس و فوق روان کننده) و کاهش هزینه های سربار از جمله حمل و نقل، تخلیه، بسته بندی و پرت مصرف، این محصول را در پروژه های عظیم ملی پرمصرف و بی بدیل ساخته است.
شرکت فرآورده های شیمیائی ساختمان مفتخراست که با توصیه بسیاری از مهندسین مشاور در پالایشگاهها و پتروشیمی های درحال ساخت ماهشهر و عسلویه سهم عمده ای در تولید و تامین هزاران تن از ژل میکروسیلیس ( با نام تجاری SF-1 ) این محصول جهت ساخت بتنهای پردوام داشته است.
نی بتن از مناسبترین مصالح برای سازه های اسکان موقت زلزله زدگان!
مبتکر طرح نی بتن گفت: بتن ساخته شده از نی مناسبترین مصالح برای سازه های اسکان موقت زلزله زدگان است.
دکتر سید احمد جراح باشی رضوی ، مجری طرح تولید نی بتن در گفتگو با خبرنگار پژوهشی خبرگزاری دانشجویان ایران ( ایسنا ) درباره ویژگی های این طرح گفت: این محصول از ترکیب نی و سیمان تولید می شود و دارای مصارف ساختمانی گسترده ای است.وی اشاره کرد می توان از این محصول بجای ورق های ایرانیت و بدنه ها ، سقف و کف بنا و بسیاری موارد دیگر استفاده کرد و همچنین باید گفت دامنه کاربردی این محصول از مصالحی مثل چوب سیمان نیز به مراتب بیشتر است.
وی استفاده از نی بتن را در واحدهای مسکونی بسیار مقرون به صرفه دانست و افزود :احداث روزانه 12 تا 15 واحد مسکونی بدون نیاز به آهن به وسیله این محصول امکان پذیر بوده و هزینه اقتصادی بسیار کمی را در بر دارد.
دکتر جراخ باشی رضوی در زمینه مقاومت محصول نی بتن گفت: طبق آزمایش های انجام شده ، این محصول در مقابل حرارت ، آتش سوزی ، رطوبت، زلزله ، صدا و حشرات موذی به ویژه موریانه کاملا مقاوم بوده و همچنین به دلیل عایق بودن ، میزان انرژیی مصرفی در ساختمان را نیز کاهش می دهد.
سبکدانه لیکا و بلوک سیمانی سبک عایق لیکا :
لیکا دانه های مدور و سبک رس منبسط شده ای است که در کوره های گردان و در حرارت حدود 1200 درجه سانتی گراد تولید می شود. این دانه ها در حال حاضر در بیش از 30 کشور جهان با نامهای تجاری گوناگون تولید و عرضه می گردند. دانه های لیکا به شکل تقریبا مدور با سطحی زبر و ناهموار است. قشر میکروسکپی خارجی آن دارای خلل و فرج ریز و قهوه ای رنگ و داخل دانه ها به شکل بافت سلولی و به رنگ سیاه است.
دانه های تولید شده در ایران در اندازه های متفاون و در چهار نوع دانه بندی 0-3، 3-10، 10-20 و 0-25 میلیمتر عرضه می گردند. وزن فضایی دانه های خشک لیکا به صورت فله و برای دانه بندیهای مختلف در جدول ارائه شده است. سبکی دانه ها به علت هوای موجود بین و داخل دانه هاست که برحسب دانه بندی بین 73 تا 88 درصد فضای کل را اشغال می کند
کاربرد دانه های لیکا
|
1. ساخت بلوک بتنی و بتن سبک و نیمه سبک : |
|
ویژگیهای مهم دانه های لیکا به شرح زیر است : |
|
1. وزن کم |
9. مقاوم در برابر آتش |
|
2. عایق حرارت |
10. دوام |
|
3. عایق صدا |
11. نما سازی |
|
4. ساخته شده از مصالح سبک و بادوام |
12. کار پذیری فیزیکی |
|
5. مقاومت (مقاومت در برابر یخ زدگی) |
13. بازدارنده نفوذ رطوبت |
|
6. شکل مناسب |
14. تراکم ناپذیری تحت فشار |
|
7. کاربردهای گسترده در ساختمان |
15. تراکم ناپذیری تحت فشار ثابت و دائمی |
|
8. کارپذیری با انواع ملات و اندود |
16. PH نزدیک به نرمال (حدود |
|
وزن فضایی دانه های لیکا | ||||
|
دانه بندی لیکا mm |
20-10 |
10-3 |
3-0 |
25-0 |
|
وزن هر متر مکعب kg |
380-280 |
430-330 |
530-430 |
430-330 |
ویژگی های لیکا در کنترل آتش
از آنجا که دانه های لیکا در دمای نزدیک به 1200 درجه سانتی گراد تولید می گردند، قادرند شوک حرارتی تا 1100 درجه سانتیگراد را بدون اشتعال تحمل نمایند. از سوی دیگر این دانه ها دارای قابلیت هدایت حرارتی پایین و در حدود 0.10 تا 0.208 وات بر متر بر درجه، نقش موثری در جلوگیری از انتقال آتش دارند با توجه به این ویژگی ها، سایر فرآورده های ساخته شده از لیکا نظیر ملات سیمانی، بلوک بتنی و بتن دانه سبک نیز قابلیت خوبی برای مقابله با آتش و جلوگیری از انتقال آن دارند. مطالعات و پژوهش های آزمایشگاهی نشان داده اند که زمان مقاومت دیوار ساخته شده از بلوک های سبک لیکا به جرم دیوار بستگی دارد و به صورت رابطه زیر بیان می گردد |
سبک سازی با پانل های پوما
سیستم ساختمانی پوما ( پانل های سقفی و دیواری سه بعدی) نسبت به سایر مصالح ساختمانی به سبب وجوه متمایزی که با سایر مصالح سبک دارد باعث شده تا شاهد بیشترین استقبال در سطح کشور و خصوصاً مناطق زلزله زده بم و ... باشد.
سیستم ساختمانی پوما علاوه بر سبک بودن و مقاومت بسیار بالا و اطمینان بخش در برابر زلزله، در برابر صدا، سرما و گرما نیز عایق است. همچنین این پانلها کم حجم بوده و قادرند تا ساعتها در برابر شعله های مستقیم آتش مقاومت کنند. عمده ترین وجه تمایز پانل های پوما با سایر مصالح سبک از جمله ساندویچ پانل، دیوارهای درای وال، آزبست و ... قیمت مناسب این پانلهاست زیرا پانلهای تولیدی شرکت پوما بی نیاز از مواد اولیه وارداتی می باشد به سبب بی نیازی از ارزبری مواد با قیمت مناسب در دسترس مصرف کنندگان قرار می گیرد. ماده اصلی پانلهای " پومـا " پلی استایرن است که در مجتمع پتروشیمی تبریز تولید می گردد. در حالیکه در ساخت نوعی از پانلها از ماده شیمیائی پلی یورتان استفاده می شود که استفاده از این مـاده علاوه بر تخریب محیـط زیست، برای سلامتی انسان نیز زیانبار است. مزیت بسیار مهم دیگر پانلهای پوما تهیه و تدوین جزئیات اجرایی و روش کار سیستم است. این روشها بصورت کاملاً دقیق و منطبق با مقررات ملی ساختمان تدوین شده که خود باعث سرعت اجرای بالای این سیستم است. علاوه بر آن ساخت تجهیزات جانبی اجرای سیستم پوما باعث شده تا سرعت اجرا چندین برابر گردد. دستگاههای ملات پاش الکترونیکی ساخته شده در شرکت پوما تحول عظیمی در اجرای این سیستم است. بکارگیری ملات پاش سرعت اجرای سیستم را تا سه برابر افزایش می دهد. ضمن اینکه ضایعات و تلفات ملات سیمانی کاهش می یابد، در مجموع همه عوامل دست بدست هم داده اند تا هموطنان زلزله زده بم بیش از سایر نقاط کشور از این سیستم استقبال نمایند.<
سیستم نوین اجرای ساختمان با پانلهای سه بعدی ( 3DPanel )
1. خانه های یک طبقه کوردید از ساندویچ پانلهای سیمی جوش خورده بجای قاب چوبی تشکیل شده است .
این پانلها در شرکت Brunswick-Ga سیستمهای ساختمانی فولادی ساخته شده است که ادعا میکند از تکنیک پیشرفته ای که در چند سال اخیر در کشور اتریش به وجود آمده است ، استفاده می کند.
پانلهای سبک که کمترین زمان را جهت نصب احتیاج دارند، از دو ورق سیم مش موازی تشکیل شده است که با سیم های خرپای اریب که به یک پوشش هسته پلی استایرن به ضخامت 40 تا 100 میلیمتر نفوذ کرده، وصل شده است .
پانلها به یک فونداسیون بتنی وصل شده است و توسط یک بست ویژه بهم متصل شده اند .
2. در ژانویه سال 1992 ، سیستم پانلهای فولادی 3D جهت استفاده در ساختار تمام دیوارهای حمال خارجی در 4 ساختمان بنا شده در صحرای Mojare در کوههای گرانیتی کالیفرنیا انتخاب شدند . این طرح بی نظیر جهت ساخت منطقه کویری دانشگاه کالیفرنیا طراحی شده است، تا به استفاده از 3DPanel بتواند در شرایط سخت حرارتی تا 96 % صرفه جویی انرژی داشته باشد .
این پروژه، توسط انجمن ملی علوم، انجمن ادیسون کالیفرنیای جنوبی و دانشگاه کالیفرنیا، سرمایه گذاری شده است .
در 28 ژوئن سال 1992 ، این منطقه از کالیفرنیا دو بار زلزله هایی به مقیاس 5/6 و 9/6 ریشتر قرارگرفت. (دومین زمین لرزه، شدیدترین زلزله در 40 سال گذشته بوده است) . کانون این زمین لرزه فقط 110 - 80 کیلومتر از مرکز تحقیقات فاصله داشت.
با توجه به بیانات دکتر فلیپ کوهن که شخصاً در مرکز تحقیقات اقامت دارد، این مرکز به مدت یک دقیقه کامل درحال لرزش از نقطه ای به نقطه ای دیگر بود.
به طرز باور نکردنی در این چهار ساختمان مرکز تحقیقات که بعضی دیوارهای آن به طول بیش از 3/7 متر است، علی رغم وجود قسمتهای شیشه ای هیچگونه نشانه ای از آسیب دیده نشد.
تمام آنالیزهای ساختاری بنا، بعنوان یک شاهد برجسته از قدرت و استحکام پانلهای 3D در مقاله ای که نوشته مهندسان معمار است منتشر شد .
در این مقاله، جمله ای با این مضمون وجود دارد : هیچ نشانه ای از آسیب و شکاف در فونداسیون ها و اسکلت دیده نشده است.
3. در اکتبر سال 1996 سدی در نزدیکی کانتری کلاب و زمین گلف کابو ، در مکزیکو در اثر طوفان شدید در هم شکست و نیروی آب جاری شده بسیاری از تاسیسات پایین خود را از بین برد . مقاله زیر در یکی از روزنامه های محلی به چاپ رسید.
" سدی که برروی آب دریاچه زده شده بود، از قسمت نزدیک حفره پانزدهم شکسته شد و توده عظیمی از آب جاری شد و این طغیان به سمت اقیانوس ادامه دارد ". این ساختمان با وجود اینکه از قسمتهای پایه ای تقویت نشده بودند در ساختمان تغییری ایجاد نشد. تنها بتن کاری های مختصری که زیر ستون ها و تراشه ها انجام شده بود باعث شد ساختمان پابرجا بماند. مالکان این خانه ها مطمئن هستند که در مقابل هر حادثه طبیعی در آینده، خانه های آنها محفوظ است.
خانه ای ساخته شده با پانلهای 3D که بعضی به بناهای یکپارچه مربوط میشدند، بار دیگر ثابت کردند که نه تنها توانایی ایستایی در مقابل طوفان با سرعت 250 کیلومتر در ساعت را دارند، بلکه به همان خوبی در مقابل سیل شدید نیز مقاومت میکنند. در این حالت، ساختمانهای 3D Panel حتی در مقابل گردباد Faust نیز مقاومت میکند.
با توجه به اینکه در طبقه دوم کنسولی به طول 3/4 متر وجود دارد، ساختمان های 3D Panel در حین طوفان متحمل هیچ شکاف یا شیار داخلی و یا خارجی نمی شود .
این طور به نظر می آید که ساختمانهای یکپارچه بسیار محکم هستند به طوری که سقف بنا فونداسیون را تقویت می کند.
4. جهت تضمین مقاومت در برابر زلزله آزمایشاتی در مرکز تحقیقات انجام شده است که یکی از آنها آزمایشی از مدل بنای 3D در مقیاس 1:6 در دانشگاه تانجی در شانگهای چین است. این مدل از پانلهایی در متراژ 400 ، 200 ، 30 میلیمتر تشکیل شده است.
پوشش مش، قدرت تحمل 210 نیوتن بر میلیمتر مربع را داراست. مکعب قدرت میکرو بتنی 10 نیوتن بر میلیمتر مربع اندازه گیری شده است. این مدل در معرض زلزله ال - سنتر و با شدت های متفاوت که از 7 درجه در مقیاس ریشتر شروع شد، قرار گرفت.
با توجه به گزارش آزمایشات، این مدل در زلزله ای با شدت 9 ریشتر سلامت سازه را از دست داد. بعد از این لرزه، دیگر قادر به تحمل فشارهای بعدی نبود ولی هرگز ساختمان فرو نریخت.
در یک ساختمان واقعی، ساکنین هرگز در اثر ریزش دیوارها و صفحه های بتنی آسیب نخواهد دید.
* در هنگام زمین لرزه 7 ریشتری هیچگونه شکافی در بنا به وجود نخواهد آمد و ساختمان به حالت الاستیکی عمل می کند.
* در هنگام زمین لرزه های 8 ریشتری، شکاف های اندکی در بالای میله تیر سقف از طبقه اول ظاهر میشود.
در حین سایر زمین لرزه ها شیارها به تدریج ظاهر میشود، در نتیجه پیشرفت آنها بسیار فشرده می باشد.
* در هنگام زمین لرزه های 9 ریشتری، مدل، قدرت تحمل بارهای بعدی را نخواهد داشت. هر چند که ساختمان هرگز فرو نریزد.
منبع : ماهنامه ساختمان و کامپیوتر ، شماره هشتم
سیستم های نوین ساختمانی
ابتدا تعریف مختصری از سیستم ساختمای 3D به آگاهی عزیزان می رسانم، صفحات 3D در ساختمان به عنوان دیوارهای باربر و جداکننده و سقف و کف ساختمان به طور دلخواه کاربرد دارد و شبکه مش بیرونی و داخلی صفحات (هر دو طرف) با بتن ریز دانه بتن پاشی می شود، ضخامت بتن در هریک از لایه های طرفین حدود 3 تا 4 سانتی متر می باشد، ساختمان های احداثی با 3D رفتار سازه ای جعبه ای شکل (BOX) دارند در این نوع ساختمان ها انتقال نیرو به صورت خطی انجام نمی شود، بلکه به صورت سطحی است، در ساختمان های با سازه تیر و ستون انتقال بار به صورت خطی است یعنی بار هر طبقه از طریق تیرها به ستون و از ستون به فوندانسیون منتقل می شود، در ساختمان های تیر و ستونی در هنگام وقوقع زلزله با تخریب سازه ای در هر یک از اجزا اعم از تیرها یا ستون ها تخریب کلی و فروریزی ناگهانی صورت می گیرد، اما در ساختمان های احداثی با 3D چنانچه در اتصال یک دیوار یا سقف یا کف تخریبی ایجاد شود سایر اجزاء بار وارده را تحمل می نماید و مانع از تخریب کلی ساختمان می شوند. اتصال ساختمان در سازه های اسکلت فلزی یا بتنی پیش ساخته موضعی و محدود است و به خصوص اگر ضعف جزئی در هر یک از اتصالات وجود داشته باشد در اثر نیروی جانبی، ساختمان را در معرض تخریب و آسیب جدی قرار می دهد، اما در ساختمان هایی که با روش 3D ساخته می شوند یکپارچگی اتصالات یکی از مهم ترین ویژگیهای این روش ساختمانی می باشد و همین موضوع توجه مهندسین ساختمان را به این روش جلب کرده است.
حال به تفکیک موضوع می پردازیم:
الف: عده ای از سازندگان در ساختمان سازی صنعتی از قطعاتی به نام ساندویچ پانل پلی اورتان استفاده می نمایند که یکی از مواد مصرفی در تولید عایق اینگونه پانل ها که اختصاراً (P . U) نامیده می شود ایزوسیانات و ماده پلی یور است و دیگری که به عنوان مکمل یا اکتیو مورد استفاده قرار می گرفت گاز فریون 11 به میزان 10 کیلوگرم در هر متر مکعب عایق می باشد که با توجه به تولید پانل های P.U توسط سه کارخانه بزرگ و چندین کارگاه کوچک در کشور که سالانه حدود 1،500،000 وارد متر مربع می باشد و جهت تولید این مقدار P.U حدود 1500 تن گاز فریون 11 وارد چرخه آلاینده های محیط زیست می شود، مضافاً اینکه هنگام تولید پانل و پس از آن نیز خطر گاز سیانور ناشی از ماده ایزوسیانات انسان ها، محیط زیست و دیگر جانداران را تهدید می کند.
چنانچه در پوشش دیوار و سقف سالن های سوله ساندویچ پنل های پلی استایرن جایگزین پانل های P.U شود علاوه بر حمایت از تولید داخلی (مواد اولیه پلی استایرن را پتروشیمی تبریز تولید می نماید) از خروج مقدار قابل ملاحظه ای ارز نیز جلوگیری خواهد شد، زیرا مواد اولیه P.U کلاً وارداتی است.
ّ: حال اگر در ساختمان سازی به جای آجر و دیگر مصالح پانل های عایقدار " پوما " را جایگزین کنیم به جهت عایق شدن دیوارها و سقف ساختمان ها، مصرف سوخت کاهش می یابد در نتیجه دود آلاینده بخاری ها، آبگرمکن ها و شوفاژها به میزان زیاد کاهش می یابد و طبعاً در کاهش آلودگی از ناحیه نیروگاه های گازی نیز شاهد وضعیت بهتری خواهیم بود و شاید دود دودکش های بلند کارخانه های تولید آجر نیز کاهش یابد.
1- نفوذ آلودگی صوتی شهرهای بزرگ به منازل شهروندان کاهش می یابد و آن ها در محیط آرام تری به استراحت و تجدید قوا می پردازند.
2- به طور کلی در هزینه های بخش ساختمان سازی و صنایع جنبی صرفه جویی قابل ملاحضه ای خواهیم داشت.
نگاهی نو به ساختمان سازی به روش صنعتی:
ساخت و ساز مسکن به روش سنتی در دهه های اخیر جوابگوی رشد فزاینده جمعیت در کشور ما نبود، هر چند که عده ای از سازندگان صنعت ساختمان کشور سعی نمودند با ارائه انواع قطعات پیش ساخته در عرصه ساختمان سازی صنعتی راه کارهای نوینی بیابند، اما به دلایل آتی الذکر موفق نبوده اند.
انواع پانل های متداول در کشورهای پیشرفته مانند ساندویچ پانل، درای وال، ورق آزبست، پلاستوفرم و غیره به دلایل بیگانه بودن با فرهنگ جامعه ما و گرانی آن و از طرفی بعضاً وارداتی بودن مواد اولیه آن ها مطلوب نبود، لذا تنها راه حل این بود که روش پیش ساخته جدیدی را که ارزبری هم نداشته باشد در کپسول و پوشش سنتی جایگزین و ارائه نمود که در جهت دستیابی به این هدف شرکت پولاد مشبک ایستا اقدام به طراحی و تولید " پوما " نمود که یک قطعه پیش ساخته، سبک وعایق دار است که پس از ملات پاشی طرفین آن نمادی کاملاً سنتی می یابد که این همان نقطه مطلوب در ساختمان سازی صنعتی و یا انبوه سازی مسکن به طریقه سریع اللحداث در کشورمان می باشد.