مقالات فنی و مهندسی

امروزه استفاده از سیستم های بست، انکر(Anchor) ، مهارکننده و یا بولت (Bolt) در سازه های بتنی و ساخت و سازها بسیار رایج شده است.

 انکرها یا مهار کننده ها بارهای کششی را به طرق مختلف مانند اتصال مکانیکی، اصطکاک یا پیوند شیمیایی یا ترکیبی از چند روش به بتن یا پایه کار منتقل می کنند.

 سیستم  FRP یکی از مواد کامپوزیت تشکیل شده از دو بخش فیبر یا الیاف است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده است. پروفیل ها و میلگردها به روش پالتروژن (Pultrution) تولید می گردند که در این روش دسته های الیاف پس از آغشته شدن با رزین و پس از عبور از یک قالب در کنار هم قرار گرفته و یک پروفیل دارای مقطع ثابت را به وجود می آورد. محصولات پلیمری مورد استفاده در سازه ها به شکل ورق، میلگرد، مش و پروفیل های FRP وجود دارد. از این محصولات برای ساخت و تقویت سازه ها استفاده می شود.

در عملیات عمرانی با کاربری های متفاوت قطعا مواردی به عنوان درز در نظر گرفته می شود. ایت درزها با توجه به نوع ماهیت و کاربردی که برایشان در نظر گرفته شده می توانند انواع متفاوتی داشته باشند که قطعا از نظر درجه اهمیت با یکدیگر متفاوت بوده و عدم توجه به استاندارد در مواجهه با این درزها سازه را در مقاطع مختلف دچار مشکل خواهد کرد. یکی از استانداردهای رایج در خصوص انواع درزها استاندارد ACI 224.3R-95 می باشد که موارد ویژه و توضیحات نسبتا جامع در خصوص درزها را ارائه می نماید.

مطابق ACI207  موسسه بتن آمریکا بتن غلتکی (Roller Compacted Concrete) به بتنی گفته می شود که در حالت تازه امکان عبور غلتک را از روی سطح آن فراهم می سازد و در نهایت تبدیل به بتنی خودمتراکم شده که توسط غلتک اجرا می گردد.

بتن متراکم شده با غلتک (RCC)، بتنی است که با ارتعاش و لرزش ایجاد شده توسط ماشین آلات غلتکی سنگین مستحکم شده و اسلامپ ساخت آن صفر می باشد. در پروژه های عمرانی به طور کلی دو نوع از بتن های غلتکی ساخته می شود. بسته به حساسیت کاربری، این بتن در عیارهای سیمان پایین و بالا طراحی می گردد که نوع با عیار بالای آن برای پروژه های حساس تر نظیر روسازی بزرگراه هایی که مقاومت های بالای مکانیکی و سایشی مورد نیاز است، در نظر گرفته می شود.

خصوصیات بتن غلتکی مشابه به بتن های روتین و معمولی می باشد با این تفاوت که می توان بتن غلتکی را ساخت که پس از سخت شدن خارج از محدوده تعریف شده برای بتن معمولی باشد.

کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف  FRP  برای اولین بار در اواخر دهه 1960 در صنعت ساختمان پیشنهاد شدند و تا اواسط دهه 1980 چندین تیم تحقیقاتی و طراحی در سراسر جهان به طور جدی استفاده از کامپوزیت ها را برای پیش تنیدگی تیرهای بتنی و استفاده از مواد در ارتباط با مصالح مرسوم تر مورد بررسی قرار دادند .

در اواخر دهه 1980 ، مواد کامپوزیتی اولین موفقیتهای خود را در زمینه تقویت خمشی، برشی و مقاوم سازی لرزه ای سازه های بتنی تخریب شده بدست آوردند. اما پس از گذشت زمان طولانی از معرفی محصول به بازار و هزینه کم آن هنوز این محصول به طور کامل در همه زمینه های صنعت مهندسی عمران پذیرفته نشده است. 

تغییرات حجمی که بر اثر تغییرات در دما و رطوبت ایجاد می شود، می بایست در طراحی ساختمان های بتنی مسلح محاسبه گردد. بزرگی نیروها و مقدار جابه جایی که بر اثر این تغییرات حجمی ایجاد می شود، مستقیما به طول سازه وابسته می باشد. درزهای انبسطی و انقباضی، بزرگی نیروها و جابه جایی ها و ترک هایی که بر اثر تغییر دما و یا رطوبت اتفاق می افتد را از طریق تقسیم ساختمان ها به بخش های مجزا، محدود می نمایند. درزها می توانند صفحات ضعیف برای کنترل محل های ترک بوده ( درزهای انقباضی) یا خطوط جدایی بخش ها (درزهای انبساطی یا ایزولاسیون) باشند.

در حال حاضر، هیچ راهکار طراحی پذیرفته شده ای در دنیا برای درنظر گرفتن جابه جایی های ساختمان در اثر تغییر دما یا رطوبت وجود ندارد. بسیاری از طراحان از روش های تخمینی که حداکثر طول بین درزها را محدود می کند، استفاده می نمایند.

زمانیکه کیفیت مواد اولیه مشخص و انتخاب می شوند، لازم است ضمن در نظر گرفتن شرایط اقتصادی پروژه، طرح اختلاطی که نیازهای بتن تازه و خشک شده را تامین می نماید تهیه شود. شاخصه مهم در بتن های تازه، کارایی بتن و در بتن سخت شده مقاومت و دوام بتن اهمیت می یابد. طرح اختلاط بتن های با کارایی بالا برای تولید بتن های با طول عمر زیاد متمایز  می گردند. در حالت ایده آل، این طرح ها شامل مصالح با کیفیت بالا با دوام و دانه بندی مناسب می باشند. درصد هوای 6 الی 8 درصد با فاصله 0.2 میلیمتر جهت افزایش خاصیت یخ زدایی و استفاده از سرباره خاکستر بادی برای کاهش نفوذپذیری با نسبت آب به سیمان 0.4 الی 0.43 از دیگر مشخصات این طرح اختلاط می باشد.

بتن ریزی در زیر آب معمولا شامل عناصر غیر سازه ای نظیر محفظه های ضد آب یا کیسون های آب بند  و عناصر سازه ای مانند اسکله ها و دیوار های اسکله و کف و ورودی مدخل آبگیری می باشد. بتن ریزی برای افزایش وزن و پایین آمدن مرکز ثقل  تونل های پیش ساخته، اتصال بخش های تونل در محل نصب و یا ترمیم فرسایش و یا آسیب حفره ها در سازه های هیدرولیک از دیگر کاربرد های بتن ریزی در زیر آب می باشد.

بتن غلتکی بتنی است که اسلامپ آن صفر می باشد، هرچه عدد اسلامپ بالا باشد روانی بتن بالا رفته و این یعنی نسبت آب به سیمان بتن بالا می باشد این در حالی است که عدد اسلامپ صفر یعنی روانی آن صفر بوده یا به عبارتی بتن ما خشک است.  تراکم آن با ماشین آلات متراکم سازی انجام می شود، به همین دلیل این نوع بتن، خشک بودن همین موضوع می باشد و در اجرای سازه های حجیم کاربرد دارد، برای اجرای آن از ماشین آلات راهسازی و عملیات خاکی استفاده می شود.  بتن غلطکی بایستی آنقدر خشک باشد که بتواند تقریبا نظیر دانه های خاک به راحتی پخش شده و بوسیله ماشین آلات متراکم کننده نظیر غلتک، متراکم گردد.

ترمیم و بازسازی سازه های بتنی آسیب دیده به عنوان یکی از مهمترین فعالیت های ساختمانی در سطح جهان مطرح شده است. با توجه به اینکه هزینه ای پرداخت شده طی سال های اخیر جهت ترمیم سازه های آسیب دیده، بیش از هزینه های ساخت سازه های جدید است، توجه بسیاری از مهندسان و محققان سازه ای در زمینه تحقیق و توسعه تکنیک های سریع تعمیر و نگهداری را به خود جلب کرده است تا عملکرد اجزای سازه در برابر نیروهای وارد بر آن کاهش و بهبود یابد. 

روسازی بتنی برای اتوبان ها، فرودگاه ها، خیابان، جاده ها، پارکینگ های بزرگ، کارخانجات و مراکز صنعتی و دیگر نوع زیرساخت ها استفاده می شود. زمانی که روسازی بتنی بدرستی طراحی شده و از مواد با دوام در آن استفاده شود، می تواند در دهه های متوالی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، خدمات رسانی نماید. بطور کلی روسازی بتن در مقایسه با روسازی آسفالت، گرانتر است ولی طول عمر و عمر مفید آن بیشتر بوده و هزینه تعمیر و نگهداری آن کمتر می باشد.

روسازی بتنی اولین مرتبه در ایالت اوهایو در سال 1981 میلادی توسط George Bartholomew طراحی و ساخته شد. او در خصوص تکنولوژی تولید سیمان در آلمان و تگزاس آموخته بود و منابع ضعیفی از مواد اولیه مورد نیاز و سنگ آهک و خاک رس در مرکز اهایو پیدا کرده بود. از آنجایی که این اولین مرتبه ساخت روسازی بتنی بود شهرداری از ایشان ضمانت 5000 دلاری مبنی بر حداقل طول عمر 5 ساله روسازی بتنی دریافت کرد در حالیکه بیش از 100 سال دوام پیدا نمود.

با توجه به توسعه روز به روز صنعت حمل و نقل کشور و نیاز به توسعه مستمر و پایدار، روسازی بتنی در الویت فرآیند راه سازی قرار می گیرد. بطور کلی روسازی بتنی به دو دسته انعطاف پذیر و صلب تقسیم می شود که روسازی بتنی در زمره روسازی صلب قرار میگیرد. 

آب بندسازی یک روش بهبود خواص سطح یا سازه برای جلوگیری از نشت آب تحت فشار ناشی از آب می باشد. بتن با کیفیت بالا، استفاده از افزودنی های مناسب و نیز کم کردن فشار هیدرواستاتیک توسط زهکشی مشکلات نشت آب را رفع می نمایند ولی کافی نیست. آب بندسازی غشایی، قابل اعتمادترین نوع موانع به منظور جلوگیری از ورود آب مایع به درون یک سازه می باشد. سیستم های آب بند سازی، می توانند در وجه مثبت یا منفی (نشت مثبت یا نشت منفی) اجرا گردند. اساس آب بند سازی، چه در وجه مثبت چه در وجه منفی، بر پوشش دادن کل سطوح با استفاده از یک پوشش یکپارچه که دیوارها، کف، و سایر سطوح در تماس را پوشش می دهد، می باشد. هدف از این کار جلوگیری کامل از نشت آب به داخل یک فضای مورد استفاده یا نشت آب از سازه های نگهداری آب می باشد. در این مقاله به شرح این سیستم ها بر اساس انجمن بتن آمریکا ACI 515.1 پرداخته می شود. 

عمده سازه های ساخته شده و در حال ساخت کشور ایران، اعم از پروژه های مسکونی که به عنوان بزرگترین بازار فعالیت های عمرانی به شمار می آید تا پروژه های صنعتی، نفتی و... با استفاده از بتن اجرا می شوند. همانطور که میدانیم موضوع دوام یکی از مسائل مهم قابل تامل در ساخت و اجرای این ماده می باشد، لذا دقت در میزان نفوذپذیری بتن و عوامل موثر بر آن به عنوان بارزترین گزینه تاثیرگذار در دوام بتن برای دستیابی به استانداردهای جهانی امری ضروری می باشد.

با تمام مطالعاتی که در خصوص دوام بتن صورت پذیرفته آسیب های بتن معضل بزرگی است که عمر مفید سازه هاي بتنی را کاهش میدهد لذا صنعت بتن در راستاي توسعه پایدار بایستی به طراحی دوام محور بتن توجه نماید کاهش دوام بتن در اثر عوامل خارجی یا داخلی می باشد عوامل خارجی شامل هوازدگی ، حرارت، ساییش و کنشهاي الکترولیتی و حملات مایعات و گازهاي طبیعی یا صنعتی می باشد.عوامل داخلی عبارتند از واکنشهاي قلیایی سنگدانه ها،تغییرات حجمی در اثر اختلاف بین خواص حرارتی سنگدانه ها و خمیر سیمان و بیش از همه نفوذ پذیري بتن می باشد. نفوذ پذیري عمدتا تعیین کننده خسارت پذیري بتن در برابر عوامل خارجی می باشد بطوریکه بتن با دوام همان بتن نسبتا غیر قابل نفوذ می باشد.

آب به دو صورت مایع  و بخار می تواند از طریق لوله های مویینه وارد بتن متخلخل شود. این نفوذ می تواند در اثر فشار صورت پذیرد. همچنین حرکت آب از میان جسم ممکن است اثرات اسمزی نیز داشته باشد. منظور از جذب، روندی است که طی آن بتن آب را به درون منافذ و لول هاهی مویینه می کشاند. نفوذ پذیری بتن در مقابل آب یا بخار خاصیتی است که اجازه ی عبور سیال یا بخار را از میان بتن می دهد. عوامل موثر بر نفوذپذیری بتن عبارتند از مصالح، نسبت های اختلاط، جایگیری و عمل آوری، درزهای اجرایی و نفوذ پذیری هوا و گاز که در این مقاله به بررسی تک به تک این موارد می پردازیم.

يكي از مهمترين خصوصيات مكانيكي بتن مقاومت فشاري است كه اين مقاومت به عوامل مختلفي از جمله كيفيت مصالح مصرفي، طرح اختلاط و عمل آوري بتن بستگي دارد. نفوذ پذيري و تخلخل بالا به دليل ايجاد راه ورود مواد خورنده و زائد به داخل بتن از عوامل كاهش دهنده دوام بتن مي باشد. بتني كه داراي تخلخل و نفوذپذيري بالايي مي باشد مقاومت فشاري آن نيز كاهش مي يابد.

مقاومت فشاري نمونه بتن سخت شده به دو صورت مخرب و غيرمخرب قابل اندازه گيري است. يكي از انواع آزمايشات مخرب، گرفتن مغزه (كرگيري) از بتن سخت شده و اصلاح سطوح نمونه و کپینگ آن می باشد. برای تعیین مقاومت فشاری بتن مغزه با استفاده از دستگاه جک بتن شكن و در نظر گرفتن قطر و ارتفاع نمونه و وجود ميلگرد در آن، لازم است مقاومت فشاري بتن توسط ضرايبي اصلاح گردد. اين روش يكي از مطمئن ترين روش هاي تعيين مقاومت فشاري بتن است كه در آيين نامه آبا هم به آن اشاره شده است. روش دوم تعيين مقاومت فشاري بتن، استفاده از آزمايشات غيرمخرب به صورت مستقيم يا غيرمستقيم است.

از جمله آزمايشات غيرمخرب مي توان به آزمايش اولتراسونيك بتن و چكش اشميت اشاره كرد. در اين مقاله به شرح و بررسي آزمايشات مخرب و غيرمخرب بتن، الزامات آيين نامه اي و محدوديت هاي اين آزمايشات اشاره مي شود.

بتن به هر ماده یا ترکیبی که از یک جزء چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می شود به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان و سنگدانه هاي مختلف و افزودنی­ های بتن حاصل می شود و داراي ویژگی ­هایی خاص می باشند. بتن به دلیل دارا بودن ویژگی ­هاي ممتاز همچون فراوانی و در دسترس بودن مواد اولیه، شکل پذیري آسان، مقاومت فشاري قابل قبول، پایایی بالا در برابر عوامل جوي ، از پر مصرف­ ترین مصالح ساختمانی وصنعتی به شمار می­رود. امروزه، مشخص شده است که صرف توجه به مقاومت به عنوان یک معیار براي طرح و ارزیابی بتن براي محیط­ هاي مختلف و کاربردهاي گوناگون، نمی تواند جواب­گوي مشکلاتی باشد که در دراز مدت در سازه هاي بتنی ایجاد می­گردد. لذا چند سالی است که مسأله دوام بتن در محیط هاي مختلف نیز مورد توجه قرار گرفته و کارشناسان مرتبط را به سمت طرح وتولید بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام، سوق داده است.

جایگذاری و نصب صحیح تجهیزات (Base Plate) بر روی فونداسیون ‌در سازه‌های فولادی و ماشین‌آلات ایستا یا نیمه مرتعش یکی از مراحل حساس و دقیق اجرایی می‌باشد. توجه و محاسبات ویژه در خصوص تکیه‌گاه و حصول اطمینان از استحکام و تناسب عملکرد تکیه گاه با نیازهای تمامی ‌سازه‌های صنعتی، ماشین‌آلات و تجهیزات و ساختمان‌ها همواره مد نظر طراحان و مجریان پروژه‌های عمرانی و صنعتی بوده است. با توجه به شرایط محیطی و دمایی می‌بایست نکات اجرایی به جهت آماده سازی سطح به جهت پر نمودن فضای خالی بین بیس پلیت و فونداسیون رعایت نمود.

در این مقاله در خصوص آماده سازی سطوح و قالب‌ها برای گروت ریزی فونداسیون ماشین آلات و صفحات ستون سخن گفته خواهد شد. تولیدکنندگان گروت‌های اپوکسی ممکن است این مطالب را اصلاح یا تکمیل نمایند. پیمانکاران نصب نیز می‌بایست مجهز به میکسرها،  تجهیزات جایدهی و همچنین نیروی انسانی متناسب با حجم گروت ریزی بسته به زمان اجرا و براساس دمای محیط، تجهیزات و مواد باشند. 

در گذشته روم باستان از شير و خون به جهت بالابردن کیفیت مشخصات مصالح ساختماني خود استفاده مي كردند. استفاده از اين مواد عمدتا برای بهبود كارايي و افزایش مقاومت مصالح بوده و علاوه بر آن خون به دلیل داشتن هموگولوبين مي توانست توليد حباب‌هاي هوا کند كه دوام مصالح ساختماني را بالا ببرد. چيني‌ها از خمير برنج، روغن تانگ و ملاس براي بهبود خواص مصالح استفاده مي كردند.در ايران نيز از تخم مرغ، خاكستر كوره حمام، پشم حيوانات و مواد مشابه براي ساخت ساروج و بهبود ويژگي­هاي مصالح در ساخت و ساز استفاده می‌شده که معماران قديمي با استفاده از اين مواد شاهكارهايي در دوره‌هاي مختلف تاريخي بنا كرده‌اند.

 روان كننده‌ها، زودگير كننده‌ها، كندگيركننده‌ها و حباب سازها به عنوان افزودني‌هاي شيميايي متداول در نخستين سال‌هاي دهه سوم قرن بيستم اختراع شدند انتشار گزارش‌هاي علمي و مقالات پژوهشي در مورد افزودني‌هاي شيميايي در سال‌هاي دهه 40 ميلادي آغاز شد كه از ميان آن‌ها مي توان به نخستين گزارش تفضيلي كميته فني شماره 212 موسسه ACI در سال 1944 و اولين سمپوزيم ASTM با عنوان اثر افزودني‌هاي كاهنده آب و كنترل گيرش بتن در سال 1959 اشاره نمود.

امروزه با پیشرفت سریع و همه جانبه علم و صنعت، انسان بیش از گذشته نیاز به شناخت دقیق مواد و مصالح اطراف خود و درنتیجه استفاده صحیح، درست و بهینه از آن را احساس می‌کند و حتی الامکان می‌کوشد تا با تغییراتی در بعضی از پارامترهایمواد، کارآیی و اثرگذاری آن را بالا ببرد در این بین، بتن به دلیل خواص ویژه ای از جمله کار پذیری، حمل و نقل راحت،انعطاف پذیری قابل قبول، ارزان و در دسترس بودن و قابلیت دامنه تغییرات گسترده متناسب با نیاز و به عنوان پر مصرفترین مصالح در دنیا به حساب می‌آید.

انتخاب مناسب اجزاء، ساخت صحیح و کنترل کیفیت از عوامل موثر در کاربرد بتن بوده که بدیهی است اگر انتخابمصالح، اختلاط ، حمل، اجرا و نگهداری بتن بطور صحیح انجام نشود و بتن برای شرایط محیطی مشخص طراحی نشده باشدهرگز ویژگی‌های اصلی آن بدست نخواهد آمد.

با افزایش استفاده از بتن ویزگی‌هایی همچون دوام، کیفیت، تراکم و بهینه سازی آن از اهمیت ویژه ای برخوردار می‌شوند. بتن خود متراکم (SCC) بتنی بسیار سیال و روان و مخلوطی همگن است که بسیاری از مشکلات بتن معمولی نظیر جداشدگی، آب انداختن، جذب آب، نفوذناپذیری و غیره را مرتفع نموده و علاوه بر آن بدون نیاز به هیچ لرزاننده ای (ویبره) داخلی یا ویبره بدنه قالب، تحت اثر وزن خود متراکم می‌شود. این ویژگی کمک شایانی به اجرای اعضا با فشردگی زیاد آرماتور خواهد نمود.

استفاده از بتن خودمتراکم اجازه می‌دهد در محل‌هایی که امکان تراکم کافی به دلیل آرماتور زیاد وجود ندارد یا دسترسی به محل بتن ریزی مشکل است بتن ریزی بدون نیاز به تراکم انجام پذیرد و مقدار هوای تصادفی در بتن به حداقل برسد.

بکارگیری بتن خود متراکم می‌تواند یک راه حل مناسب برای کاهش دخالت نیروی انسانی باشد و مانا کاهش نیاز به کارگر ماهر در ساختمان‌ها و سازه‌های بتن آرمه گاهی برای کاهش خطاهای انسانی و دستیابی به پایداری و قوام مناسب و افزایش کیفیت و سرعت کار سازه ای خواهد شد.

کمبود فضاهای شهری و تلاش برای افزایش عمر ساختمان باعث شده است، دستیابی به فناوری‌های جدید و استفاده از مواد افزودنی شیمیایی و ترکیبی در مصالح ساختمانی به امری متداول تبدیل شود. بتن یکی از مصالح پرکاربرد ساختمانی است که تحت تاثیر شرایط محیطی مانند دما می‌باشد و استفاده از بتن در شرایط دمایی زیر صفر درجه باعث بوجود آمدن مشکلات مختلفی در ساختمان سازی می‌شود.

چهار فصل بودن کشور ایران و نیاز به بتن ریزی در تمام فصول به­ویژه در هوای سرد باعث استفاده از ضدیخ بتن و ملات در بتن ریزی‌ها شده است به همین سبب آگاهی از دانش کاربردی اثر ضد یخ‌ها بر بتن یک ضرورت علمی‌ در ساختمان سازی در شرایط آب و هوایی سرد می‌باشد. در این مقاله به بررسی اجمالی مبانی ضدیخ‌های بتنی  و ویژگی­های مهم آن بر اساس استانداردها می‌پردازیم .

بتن از جمله مصالح پودری مهم و حساس در فرایند ساخت سازه‌های بتنی بوده که در ستون، پی‌ها، سقف‌ها، دیوارها و سایر بخش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از آزمایش‌های مهم در بتن تست آزمایش اسلامپ می‌باشد. مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران در استاندارد 3203 به این موضوع پرداخته و هدف از تدوین آن را تعیین روانی بتن تازه معرفی کرده است. 

قبل از هر چیز باید دید منظور از هوای سرد چیست؟ در واقع هوای سرد هنگامی است که دمای هوا به 4 درجه سانتیگراد کاهش پیدا می کند و یا انتظارمی رود کاهش دما به زیر 4درجه فارنهایت در دوره محافظت بتن برسد. برای جلوگیری از آسیب دیدن بتن در هوای سرد، طی یک دوره زمانی،  از بتن در مقابل هوای سرد ،محافظت می شود، که به آن دوره حفاظت گفته می شود. اگر در هوای سرد اقدامات مناسب جهت تولید، بتن ریزی و محافظت از بتن انجام گیرد می توان شاهد بتنی با مقاومت و دوام کافی بود . برای این منظور باید ابتدا برنامه ریزی صورت گیرد. پیمانکار بتن ریزی، سازنده بتن، تامین کننده افزودنی های بتن، مهندس پروژه طی یک جلسه ای قبل از بتن ریزی از روش هایی که برای بتن ریزی در نظر دارند صحبت کنند. یادآور می شود در دوره هایی که به عنوان هوای سرد محسوب نمی شود نیز در 24 ساعت اول، بتن نیاز به محافظت دارد تا از انجمادهای غیرمنتظره و صدمات یخ زدگی در سنین پایین جلوگیری شود.

در این مقاله بطور گزیده و مختصر به نکات حائز اهمیت در خصوص بتن ریزی‌های حجیم و نکات اجرائی در این خصوص پرداخته شده است. اساس این مقاله، به نکاتی حائز اهمیت در خصوص کنترل گرمازائی فرآیند هیدراسیون بخصوص در بتن ریزی‌های حجیم و راهکارهای کنترل گرمازایی در بتن ریزی‌های حجیم است.

مقاله جاری، گزیده ای از " آئین نامه سازه‌های بتنی حجیم" تنظیم شده در سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور می‌باشد که سعی شده در این مقاله به دو موضوع با اهمیت اختلاط بتن و بتن ریزی و همچنین نکات اجرائی در بتن ریزی بطور متمرکز بپردازیم .

مصالح مصرفی در ساخت بتن باید طوری انتخاب شوند که ضوابط طراحی از نظر ایمنی، عملکرد سازه ای، پایایی و شکل ظاهری سازه با توجه کافی به شرایط محیطی تامین شوند، در نتیجه انتخاب صحیح مصالح بتن از موارد حائز اهمیت در ساخت آن می‌باشد. درصد مواد زیان آور در مواد تشکیل دهنده بتن نباید از مقادیر تعیین شده به عنوان حداکثر مجاز تجاوز کنند.

امروزه مقاوم سازی سازه های بتنی موجود یا مرمت انها به منظور تحمل بارهای مضاعف طراحی ، بهبود نارسایی های ناشی ازفرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا سایر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه های اجرایی صحیح بطور متعارف انجام می گردد.

با توجه به شرایط ویژه کشور، ساختمان هاي زیادي در نواحي لرزه اي قرار گرفته اند که بر اساس آیين نامه هاي لرزه اي موجود نامناسب هستند. مقاوم سازی لرزه اي ساختمان هاي موجود یکي از موثرترین روش هاي کاهش این خطرات است. تحقيقات زیادي در مورد روش هاي متفاوت مقاوم سازی براي رسيدن به عملکرد لرزه اي مناسب صورت گرفته است. عملکرد لرزه اي سازه ها در صورتي که روش مناسب مقاوم سازی انتخاب نشود، بهبود نخواهد یافت. بنابراین نيازهاي اصلي بهسازي و تأثير تکنيک هاي متفاوت بهسازي قبل از انتخاب  طرح مقاوم سازي باید ملاحظه شود.

یکی از روش های مقاوم سازی و تقویت خمشی دال ها یه شکل موضعی ، استفاده از مصالح FRP می باشد. این مصالح ضمن سبکی از مقاومت کششی بالایی برخوردار بوده و با وجود قیمت بالایی که دارند شکل اجرا و پیاده سازی بسیار ساده است. جهت مقاوم سازی دال ها (یک طرفه و دو طرفه)، مصالح مرکب FRP را می­توان بصورت نوارها و یا صفحاتی مطابق شکل زیر بر روی سطوح تحت کشش اجرا نمود.

در شرایط کنونی با توجه به افزایش زیاد هزینه‌های ساخت بتن و اولویت مباحث اقتصادی و همچنین سرعت اجرا، کیفیت بتن چندان مورد توجه قرار نمی‌‌گیرد و این در صورتی است که کیفیت بتن در ساخت و سازها از اهمیت زیادی برخوردار است و عدم رعایت مباحث کیفی و عوامل موثر بر پایایی بتن باعث بروز خسارات سنگینی خواهد شد. در همین راستا با استناد به آیین نامه بتن ایران (آبا) می‌‌توان مواردی که درکیفیت بتن تاثیر گذار می‌‌باشند را بررسی نمود.

طبق تعریف ACI گروت سیمانی ، یک مخلوط متشکل از مواد سیمانی و آب، با یا بدون سنگدانه که به صورتی تولید و نسبت بندی شده است که مخلوطی با قوام و بدون جداشدگی را به دست بدهد. این قوام می‌تواند شامل اجزای دیگری (همانند پلیمرها) اما با همان قوام باشد.

محل کاربرد گروت‌ها‌‌ی سیمانی، در هنگام جایگذاری و نصب صحیح صفحات تکیه‌گاهBase Plate  بر روی فونداسیون ‌در سازه‌های فولادی و ماشین‌آلات ایستا می‌باشد. الزامات و محدودیت‌ها‌‌ی اجرایی یا وجود برخی نواقص کیفیتی در سطوح بتنی تکیه‌گاه ماشین‌آلات منجر به بروز مشکلاتی در تراز نمودن تجهیز و تحمل بارهای وارده می‌گردد. بنابراین اعمال دقت زیاد در تراز نمودن تکیه گاه  Base Plateتجهیزات و ماشین‌آلات نیازمند تامین تمهیدات خاصی می‌باشد. به همین دلیل صفحات تکیه‌گاهی یا بالشتک‌ها را با استفاده از لایی‌گذاری یا سایر روش‌های اجرایی مرتبط با دقت تراز نموده و سپس فضای خالی باقیمانده مابین صفحات و فونداسیون با استفاده از مواد مهندسی جهت انتقال بار پر می‌شود.

نیروها و ارتعاشات تولید شده توسط ماشین آلات و تجهیزات صنعتی، لوله و تجهیزات ساختمانی از طریق بیس پلیت "کف ستون" به فونداسیون منتقل شده و از آنجا به زمین انتقال یافته و به حداقل می‌رسند. نصب فونداسیون تجهیزات و ماشین آلات با استفاده از گروت‌ها‌‌ی سیمانی و اپوکسی در زیر بیس پلیت‌ها‌‌ باعث می‌گردد تا صفحه ستون‌ها‌‌ به بهترین وجه هم تراز و ارتعاشات تولید شده توسط دستگاه‌ها‌‌ به حداقل ممکن برسد و کمتر دچار ترک خوردگی و خرابی شود.

در ادامه با استناد به استاندارد  ACI 351.1R به لزوم  استفاده از گروت‌ها‌‌ی سیمانی و اپوکسی و همچنین تاثیر آن‌ها  بر کارایی و دوام فونداسیون‌ها‌‌  و بیس پلیت‌ها‌‌ می‌پردازیم. در یک رفتار استاندارد و تعریف شده، گروت‌ها‌‌ی پایه سیمانی و اپوکسی تنها عامل موثر در انتقال نیروهای فشاری و عامل مکمل انتقال نیروهای برشی توسط عملکرد اصطکاکی بولت‌ها‌‌، بین صفحات فولادی پایه و فونداسیون محسوب می‌گردند. از این رو توجه و اهتمام کافی به منظور انتخاب گروت مناسب و اجرای صحیح گروت ریزی و نگهداری از آن در یک دوره مشخص الزامی‌است.

به جهت کنترل واکنش های مخرب در بتن می بایست مقدار رطوبت بتن را دریک محدوده مشخص نمود که در این حالت بتن اجازه خشک شدن داشته و از افزایش رطوبت آن جلوگیری شود.

اصول نگهداری و ترمیم سازه های بتنی اغلب برای کنترل واکنش قلیایی سیلیسی، تهاجم سولفاتی یا تخریب بر اثر سیکل یخ زدن ذوب شدن به کار می رود.

برای کنترل رطوبت 5 روش قابل استفاده هستند سه روش اول، اشباع آبگریز، اشباع سازی پوشش پیش تر برای اصل1 تشریح شده‌اند و دو روش دیگر ساخت صفحات خارجی و راهکارهای الکتروشیمیایی می باشند.

در رابطه با خوردگی بتن، باید توجه شود که اثرخشک شدن بتن نیازمند اندکی زمان است. به ویژه زمانی که بتن بسیار خیس است، ممکن است ماه ها و یا حتی سال­ها طول بکشد تا سرعت خوردگی برای جلوگیری از آسیب ها به حد کافی کاهش یابد.این حقیقت که خوردگی برای زمان ویژه ادامه پیدا خواهد کرد را باید در طراحی اقدامات ترمیم بتن مدنظر قرارداد. اگر خوردگی تا زمانی ادامه داشته که حالت ها حدی مانند ترک خوردگی بحرانی در شرف وقوع باشد، ممکن است برای استفاده از روش کنترل رطوبت، بسیار دیر شده باشد و روش­های جایگزین که بی درنگ خوردگی را متوقف می­کند باید به­کار گرفته شود.

بتن پاششی عبارت است از ملات یا بتنی که به صورت ضربه­ای و در سرعت بالا به سطح پاشیده می­شود. در طی قرن گذشته با رشد همزمان صنعت UGC و بلند مرتبه سازی بتن­های پاششی کاربرد وسیعی یافته‌اند. به عنوان نمونه این روش جایگزین روش‌های سنتی در لاینینگ تونل‌ها شده و از سوی دیگر به عنوان مهمترین گزینه برای پایدارسازی مقاطع حفاری شده به کار گرفته می‌شود. اهمیت این روش تا حدی است که امروزه اجرای یک تونل مدرن بدون استفاده از بتن پاششی غیر قابل تصور می‌باشد.

با توجه به ماهیت بتن پاششی و برخی تفاوت های آن با بتن معمولی، برخی از ویژگی های آن را می‌توان با طراحی آزمون های گوناگونی اندازه گیری نمود.

بتن پاششی مانند بتن معمولی، متشکل از سیمان، آب، سنگدانه، مواد معدنی، افزودنی‌های پودری و افزودنی‌های شیمیایی است که به این لیست می‌توان انواع گوناگون از الیاف را نیز افزود. از این جهت بررسی طرح اختلاط بتن پاششی و روش‌های اجرایی مطابق با آیین نامه EFNARC حائز اهمیت می‌باشد که در ادامه بدان می‌پردازیم.

بتن پاششی (شاتکریت) را می توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگ های الاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده با سرعت زیاد به سطح موردنظر پاشیده می شود، تعریف کرد. در سال 1930 بود که واژه شاتکریت از طرف انجمن مهندسان راه آهن آمریکا مورد استفاده قرار گرفت و اکنون نیز استفاده می گردد. بتن پاششی در تمام دنیا در دو نوع مخلوط خشک و تر فناوری شناخته شده ای برای استقرار بتن است. کاربردهای آن در فضاهای زیرزمینی و حفاری های روباز برای پایدارسازی خاک، برای دیوارها، سقف ها وگاهی به عنوان پوشش سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

به دلیل خسارات ناشی از خوردگی میلگردها و تاثیر آن بر دوام و عمر مفید سازه‌ها‌ی بتن آرمه، روش‌های مختلفی برای کنترل و پایش خوردگی توسعه یافته و مورد ارزیابی قرار گرفته است.  وقوع چنین واکنشی می‌تواند تهدید جدی برای دوام و ایمنی سازه باشد.

در همین راستا مطابق با استاندارد EN1504-9 اصل هفتم با  موضوع هدف ایجاد شرایط شیمیایی، سبب بازسازی یا حفظ حالت انفعالی لایه سطحی میلگرد می‌شود. این بدین معنی است که این روش می‌تواند به منظور حفاظت پیش‌گیرانه قبل از شروع خوردگی میلگرد یا برای ترمیم میلگرد تخریب شده به کار برده شود.

عملکرد بتن در محیط‌های خورنده و چگونگی مکانیزم خرابی‌های بتن مبین این حقیقت است که نفوذپذیری بتن مهمترین عامل تعیین کننده دوام طولانی مدت آن می‌باشد. استاندارد EN1504-9 شامل طراحی و انتخاب روش‌ها و محصولات متناسب برای حفاظت و بازسازی سازه‌ها در برای انوع خوردگی‌ها می‌باشد.

حفاظت یا بازسازی بتن می‌بایست بر اساس دو عامل زیر انجام شود:

1. تخریب ناشی از خوردگی بتن
2. تخریب ناشی از خوردگی میلگرد

در این مقاله به تخریب ناشی از خوردگی بتن با اصل "حفاظت بتن در برابر نفوذ" می‌پردازیم.

ترک ها به دلایل گوناگونی در سازه ها رخ می دهند. از انواع ترک ها می توان به سوسماری شدن (در اثر جمع شدگی لایه سطحی بتن)، جمع شدگی ناشی از خشک شدن، ترک های موازی با میلگرد ها به دلیل حفره های زیر میلگرد، ترک هایی که به وسیله بارهای خمشی، برشی و محوری که در اثر بارگذاری بیش حد رخ می دهند و نیز ترک دو نیم شدن که به وسیله نیروی های فشاری به وجود می آید اشاره نمود.افزون بر انواع گوناگون ترک ها و منشا آنها، ترک ها می توانند دارای مقدارهای گوناگونی آب باشند.

متداولترین روش برای تعیین عمق کربناته شدن روش آزمون شناساگر فنل فتالئین میباشد. اصول این روش بر این پایه استوار است که رنگ محلول فتل فتالئین در ph بالای 9 از بی رنگ به صورتی تغییر می نماید. این مایع شناساگر بر روی سطح تازه شکسته شدۀ بتن پاشیده شده و میزان استفاده آن بسته به میزان تخلخل بتن تغییر می نماید. مقدار محلول باید به قدری باشد که به طور خودکار پس از پاشیده شدن بر روی سطح بتن تازه شکسته شده که کربناته نشده یک رنگ صورتی پررنگ ایجاد نماید.

اهمیت تحلیل سازه پیش از پردازش به موضوع مقاوم سازی آن بمنظور ارزیابی آسیب های احتمالی و نوع اقدام های بعدی، کاملاً واضح است. اندازه سازه و موقعیت جغرافیایی سازه، دو آیتم اصلی در تعیین پیچیدگی مقاوم سازی بشمار می آید.

در ایران سالانه مخارج سنگینی جهت بازسازی سازه های بتن آرمه که در اثر نفوذ عوامل خورنده صورت می گیرد هزینه می شود.خوردگی میلگرد های فولادی یکی از مهم ترین عوامل خرابی این سازه ها در مناطق خورنده به شمار می آید.به دلیل تاثیرات منفی سولفات ها و یون های کلر ،حفظ پایایی میلگرد ها دارای اهمیت خاصی است.افزایش حجم محصولات خوردگی نسبت به فولاد اولیه باعث ایجاد ترک در سازه شده و باعث تسریع کاهش عمر مفید سازه می شود.جهت کاهش این خسارت های جبران ناپذیر ناشی از پدیده خوردگی و افزایش دوام سازه ها باید تمهیداتی در نظر بگیریم تا مقاومت میلگرد ها را افزایش و تاثیرات عوامل خورنده را کاهش دهیم.به طور کلی به واكنش شیمیایی یا الكتروشیمیایی بین یك ماده، معمولا یك فلز، و محیط اطراف آن خوردگی میگویند كه به تغییر خواص ماده و فرسایش منجر خواهد شد.

در اکثر روش های تعمیر و نگهداری اولین قدم،آماده سازی سطح بتن می¬باشد.هدف اولیه از انجام آماده سازی برقراری پیوند مستحکم و بادوام بین مواد تعمیراتی و سطح بتن است. سطح بتن پس از عملیات آماده سازی باید سالم،تمیز،زیر و خشک باشد. آماده سازی سطح باید تا جایی ادامه پیدا کند که استحکام مورد نیاز سطح حاصل شود و از چسبندگی مناسب و بادوام بین مواد ترمیمی و سطح اطمینان یافت.

سازه های بتنی در طول فرآیند بهره برداری و ساخت دچار آسیب و تخریب می­شوند . با توجه به حجم بالا و انبوه ساخت و سازها در بخش های مختلف و سرمایه گذاری های عظیم در ساخت فراسازه ها و همچنین افزایش چشمگیر هزینه ها جهت ترمیم و محافظت از سازه های بتنی، توسعه گسترده روش­ ها و مواد نوین برای ترمیم و محافظت سازه ها باعث شده تا نیاز به استاندارد ها احساس گردد.استاندارد EN1504 اصول و رهنمودهایی برای حفاظت از سازه های بتنی آسیب دیده و یا در معرض آسیب دیدگی را ارائه می دهد.

 بر اساس استاندارد EN1504 انواع خرابی ها و آسیب های بتن را در 3 گروه مکانیکی ، شیمیایی و فیزیکی مورد بررسی قرار خواهیم داد.

نصب ماشین آلات و ایمن سازی سازه های فولادی نصب شده در محل اتصال به پایه ستون ها فرآیندی است که در ابتدا ساده و راحت به نظر میرسد ، ولی در عمل کار به این راحتی نیست و نکاتی هستند که حتما باید مورد توجه قرار بگیرند.مثلا محل نصب یک ماشین یا تجهیز ممکن است نیاز به بالا بردن یا پایین رفتن داشته باشد تا با سایر ماشین آلات تراز شود. یا اینکه بستر کار ممکن است ناهموار باشد به این معنی که دارای برجستگی یا فرو رفتگی باشد و باعث توزیع ناهموار بار سازه شود.

هدف استفاده از گروت و بطور کلی عملیات ثابت سازی این است که فاصله ها را پر کنیم و اجازه ندهیم تجهیزات و یا ستون ها و... بصورت غیر ایمن و یا تثبیت نشده باقی بمانند.

شرایط آب و هوایی در محل پروژه نظیر سرد بودن یا گرم بودن هوا ، وزش باد و نیز میزان رطوبت و خشکی ، ممکن است شرایط توصیه شده ای را که بتن در آن حالت به بهترین مقاومت خود میرسد تحت تاثیر قرار دهد.

عملیات بتن ریزی را میتوان در آب و هوای سرد هم اجرا کرد ولی حتما باید اقدامات احتیاطی لازم را جهت کاهش و از بین بردن اثرات منفی آب و هوایی به اجرا گذاشت.

از گذشته دور به دلایل مختلف فنی و اقتصادی از بتن و سازه‌های بتنی برای ذخیره ( نگهداری) و نیز هدایت و انتقال آب استفاده شده است. لذا محدودیت‌های اجرایی بتن و عوامل کارگاهی همواره  طراحان را بر آن داشته تا با تکنیک‌های خاص یکپارچگی سازه بتنی را حفظ نموده و برای جلوگیری از بروز نشت و هدر رفت آب روش‌های ابتکاری و تجربی خاصی را به کار گیرند. 

یکی از مهمترین نکات فنی که تمامی سازندگان سازه‌های بتنی باید به آن توجه داشته باشند موضوع بسیار پر اهمیت کیورینگ یا عمل‌آوری بتن می‌باشد.

توجه داشته باشید اگر بتنی را با بهترین مصالح و مواد افزودنی بتن متناسب طراحی کنیم، با دقیق‌ترین شکل و لحاظ نمودن نهایت حساسیت‌های مرتبط بسازیم و به بهترین شکل اجرا کنیم اما عمل‌آوری آن درست انجام نشود نتیجه کار با بتن‌های غیرحرفه‌ای کاملا یکسان خواهد بود.

عدم چسبندگی مخلوط‌های سیمانی جدید به مخلوط‌های سیمانی قدیمی یکی از مسائل کارگاهی قابل توجه و نگران کننده برای دست‌اندرکاران عمده پروژه های عمرانی می‌باشد. محل‌های قطع بتن‌ریزی (درزهای اجرایی و سرد) همواره از این نظر در کانون توجه قرار داشته‌اند. این مقاطع ضعیف صدمات جبران ناپذیری به مقاومت و دوام سازه وارد نموده و شدت پدیده خوردگی در این مقاطع زیاد خواهد بود که باعث خسارت‌های اقتصادی و در نتیجه کاهش عمر مفید سازه می‌گردند.

کفپوش های صنعتی نقش مهمی در حفاظت از ساختمان‌ها و فضا های کاری و همچنین ایجاد زیبایی و حفظ نظافت آنها دارد. در هر یک از فضا های صنعتی ، ورزشی ، بهداشتی و بیمارستانی و ... با توجه به نوع فعالیت‌های مرتبط، الزامات متفاوتی برای انتخاب و اجرای کفپوش وجود دارد؛ از سوی دیگر با توجه به تغییر نوع فعالیت در طول زمان الزامات مورد نیاز برای اجرای کفپوش‌ نیز ، نیاز به تجدیدنظر و بروزرسانی دارد.

کفپوش آسیب‌دیده یا نامناسب باعث کاهش کارآیی، ایجاد جراحت‌‌های فردی و ایجاد شرایط کاری ناخوشایند و غیربهداشتی خواهد شد. هزینه اجرای مجدد کفپوش به دلیل تخریب، نامناسب بودن و یا فقدان بهره‌وری قطعا کاربر را متقاعد خواهد ساخت که در اولین مرحله انتخاب، مناسب‌ترین نوع کفپوش را برگزیند. به همین منظور درک درست از محیط کار و فعالیت ، انجام بهترین طراحی ممکن و انتخاب مناسب‌ترین محصول در اجرای کفپوش بسیار حائز اهمیت است.

در صنایع مختلف، پارا متر های گوناگونی در کفسازی و اجرای کفپوش نقش دارد ، نظیر مقاومت به ضربه، بار و سایش، عملکرد آنتی‌استاتیک، مقاومت شیمیایی و حرارتی و راه‌اندازی سریع و کارآمد سیستم کفپوش و ... متفاوت است. بنابراین ارائه راهکارهایی در جهت برآورده‌سازی این الزامات فنی که در تطابق با قوانین ملی و جهانی بوده و در عین حال به بهترین نحو در برطرف‌سازی مشکلات و موانع موجود عمل نماید، بر عهده گروه‌های متخصص است.