آتروپات

عملیات تخریب ساختمان چیست؟

مطابق با مفاد بند 12-8-1 مبحث دوازدهم مقررات ملی ساختمان، عملیات تخریب ساختمان، به شرح ذیل تعریف می­ شود.

ادامهٔ «عملیات تخریب ساختمان (1) ؛ چک لیست عملیات تخریب ساختمان»

4. عملیات تخریب ساختمان های موجود

مطابق با مفاد بند 1-2-1 نشریه 55، یکی از اقدامات لازم در بحث تحویل و تجهیز کارگاه، موضوع تخریب ساختمان‌های موجود در زمین کارگاه می‌باشد. متأسفانه با توجه به عدم شناخت و تجربه کافی در خصوص عملیات تخریب، سالانه تعداد بی‌شماری پروانه حقوقی و کیفری در خصوص خسارات ناشی از این موضوع در سازمان قضایی کشور تشکیل‌شده و ناظرین، مالکین و مجریان متعددی را دچار مشکلات عمده‌ای نموده است که در قسمت‌های بعدی، بخشی از این حوادث را ارائه و بررسی خواهیم کرد.

در این بخش در ابتدا قصد داریم به بررسی تعریف عملیات «تخریب ساختمان‌های موجود»، پرداخته و سپس کلیه نکات مربوط به هر مرحله از این عملیات را بررسی نماییم.

مطابق با مفاد بند 1-2-1 نشریه 55، در تخریب ساختمان‌های موجود، می‌بایست، به کلیه موارد ذیل توجه ویژه‌ای صورت پذیرد. کلیه موارد ارائه شده در این قسمت جزء نکات و اصول مراحل اولیه تخریب هر ساختمان می باشد.

5. انواع روش‌های تخریب کلی ساختمان

جهت تخریب کلی ساختمان روش‌های متعددی وجود دارد که می‌توان این روش‌ها را به شرح ذیل خلاصه کرد.

1.5 تخریب دستی ساختمان

این روش، به‌عنوان اولین روش تخریب در سطح جهان شناخته‌شده و اصول آن، تخریب از بالا به پایین به روش دستی می‌باشد. با توجه به شرایط ساخت‌وساز و بافت های فرسوده موجود در ایران، این روش به‌عنوان یکی از روش‌های متداول تخریب، شناخته می‌شود. لذا با توجه به این موضوع، در بخش بعدی این مقاله این روش از تخریب را، به‌صورت ویژه بررسی خواهیم کرد.

وسایل مورداستفاده در این روش تخریب، ابزارآلات دستی نظیر چکش، پتک، دستگاه فرز، هیلتی دستی و… می‌باشد.

2.5 تخریب با ماشین آلات مکانیکی

اصول این روش دقیقاً مشابه تخریب دستی بوده و تخریب در این روش از بالا به پایین و با استفاده از ماشین‌آلات مکانیکی نظیر بیل مکانیکی و… صورت می‌گیرد. همان‌طور که در شکل 11 مشاهده می‌کنید این روش خود به دو گروه تخریب با بیل مکانیکی و تخریب با گوی تقسیم‌شده است.

1.2.5 تخریب با گوی

در این روش، تخریب به‌وسیله جرثقیل‌های دارای گوی‌های استاندارد صورت می‌پذیرد. همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید جهت اجرای این روش، می‌بایست فضای کافی در اطراف ساختمان مورد تخریب وجود داشته باشد و همچنین اپراتور این جرثقیل‌ها دارای تخصص و تجربه کافی در خصوص استفاده از آن باشند. از معایب این روش می‌توان به آلایندگی بالای صوتی، زیست‌محیطی و همچنین محدودیت‌های ارتفاعی آن اشاره نمود.

این نوع تخریب به دو روش انجام می‌گردد.

در روش اول، گوی مذکور بر روی سازه سقوط آزاد می‌کند و با ایجاد نیروی فشاری باعث تخریب اعضای داخل ساختمان علی‌الخصوص اعضای افقی می‌گردد (روش پرتاب عمودی).

در روش دوم، گوی با ایجاد چرخش و دوران که در یک خط و در یک امتداد صورت می‌پذیرد، به سمت داخل ساختمان حرکت داده‌شده و باعث تخریب کلیه المان موجود در مسیر حرکت خود می‌شود (روش نوسان خطی).

این نوع تخریب به‌طورمعمول به‌تنهایی قادر به تخریب کلی سازه نمی‌باشد. به طوریکه در این روش علی الرغم تخریب قطعات بتنی به‌صورت کامل، در خصوص قطعات فلزی می‌بایست برش المان‌های مذکور با استفاده از سایر روش‌ها، انجام شود.

گوی‌های مورداستفاده در این روش تخریب، به‌طورمعمول از جنس فولاد صنعتی می‌باشد (فولاد مصرفی در این نوع از گوی‌ها، در فشار بسیار بالا و پیش از نقطه ذوب فشرده‌سازی و ساخته می‌شود) و وزن آن‌ها در حدود 135000 پوند معادل با 6120 کیلوگرم می‌باشد. قطر رایج این گوی‌ها حدوداً برابر با 100 سانتی‌متر می‌باشد.

تا این قسمت با توضیحات اولیه مربوط به این نوع تخریب آشنا شدیم؛ اما لازم است در این نوع تخریب، در جهت افزایش ایمنی و کاهش ریسک، به موارد زیر توجه شود.

در روش تخریب دورانی با استفاده از گوی، لازم است مطابق با شکل زیر، یک کابل دیگر، در جهت کنترل حرکت نوسانی و غیرمنتظره گوی، به گوی متصل می‌شود. لازم به ذکر است، کلیه کابل‌های مورداستفاده در این روش باید پیش از شروع عملیات تخریب، بررسی شوند، بطوریکه تمامی کابل‌ها، کلیه استانداردهای لازم و همچنین مقاومت کافی در برابر بارهای وارده را داشته باشند.
در روش سقوط آزاد لازم است قسمت فوقانی دستگاه، حداقل در ارتفاع 3 متر بالاتر از قسمت مورد تخریب، قرار گیرد.
در خصوص کنترل ریزش اجسام حاصل از تخریب، لازم است به‌اندازه نصف ارتفاع ساختمان به‌علاوه فاصله اضافی جهت مانور دستگاه در بین دستگاه و ساختمان فضای خالی وجود داشته باشد.
با توجه به ایجاد گردوغبار بسیار زیاد ناشی از این روش و همچنین آلایندگی زیست‌محیطی آن، لازم است پیش از تخریب، محدوده تخریب آبپاشی شود.
پیش از اجرای روش مذکور، لازم است فضای لازم جهت تخریب حصار کشی شده و نسبت به عدم عبور خطوط برق اطمینان حاصل شود.

2.2.5 تخریب با بیل مکانیکی

بیل‌های مکانیکی مورداستفاده در عملیات تخریب، در دو نوع بلندمرتبه و کوچک تقسیم‌بندی می‌شوند. در روش تخریب با بیل مکانیکی، بسته به شرایط تخریب، می‌توان عملیات تخریب را از روی سطح زمین و یا از روی ساختمان انجام داد.

1.2.2.5 تخریب از روی سطح زمین

جهت تخریب از روی زمین، لازم است متناسب با ارتفاع سازه از بیل‌های مکانیکی بلندمرتبه استفاده گردد. در تصویر زیر اطلاعات مربوط به تخریب با بیل‌های بلندمرتبه را مشاهده می‌کنید.

تخریب با بیل‌های بلندمرتبه به‌طورمعمول به دو روش سمت به سمت و بالا به پایین صورت می‌پذیرد که اطلاعات مربوط به هر روش در ادامه به‌صورت خلاصه بیان‌شده است.

در خصوص استفاده از این روش لازم است، فضای مناسبی جهت ریزش آوار ناشی از تخریب تأمین شود که این فضا حداقل برابر نصف ارتفاع تخریب می‌باشد.

2.2.2.5 تخریب از روی ساختمان

به‌طورمعمول در عملیات تخریب با بیل مکانیکی، از بیل‌های مکانیکی کوچک، در تخریب ساختمان‌های کوچک استفاده می‌شود، اما وجود شرایط ویژه امکان استفاده از این ماشین‌آلات را در ساختمان‌های بلندمرتبه ممکن می‌سازد. جهت استفاده از بیل‌های مکانیکی کوچک، در ساختمان‌های بلندمرتبه، در ابتدا سقف ساختمان جهت تحمل وزن ماشین‌آلات در صورت نیاز تقویت‌شده و سپس ماشین‌آلات مربوطه با استفاده از روش‌های مختلف به سقف ساختمان انتقال داده می‌شوند. پس از انتقال ماشین‌آلات به سقف ساختمان تخریب ساختمان با استفاده از روش تخریب از بالا به پایین، تخریب می‌گردد.

به‌مانند سایر روش‌ها لازم است در استفاده از این روش، به موارد زیر توجه شود:

در این روش تخریب، جابجایی ماشین‌آلات مکانیکی دارای محدودیت‌هایی می‌باشد. در این روش لازم است ماشین‌آلات در محدوده ایمن جابجا شوند، بطوریکه این محدوده‌ها به‌صورت مناسب علامت‌گذاری شود.
جابجایی ماشین‌آلات در محدوده دوم‌تری لبه ساختمان، یک متری بازشوهای کف و بر روی هر نوع سازه پیش‌آمده یا کنسول دار ممنوع می‌باشد. این محدوده‌ها به‌عنوان محدوده‌های ناامن شناخته می‌شود و لازم است از حرکت ماشین‌آلات در این نواحی جلوگیری شود.
جهت انتقال ماشین‌آلات از طبقه بالا به پایین می‌توان با توجه به محاسبات مهندسی و ایجاد یک رمپ شرایط انتقال ماشین‌آلات را به طبقات پایین فراهم کرد. در ایجاد این رمپ لازم است، شیب حداکثر رمپ برابر نسبت 1 به 1.75 بوده و بیشتر از شیب مجاز حرکتی ماشین نباشد. لازم به ذکر است در صورت عدم تأمین این شرایط لازم است ماشین‌آلات مربوطه، با استفاده از سایر روش‌های مجاز به طبقه زیرین انتقال داده شوند.
اصول تخریب در این روش دقیقاً مشابه تخریب دستی ساختمان می‌باشد و لازم است کلیه عملیات تخریب بر اساس اصول تخریب بالا به پایین صورت پذیرد.

3.5 تخریب با انفجار

عملیات تخریب ساختمان به روش انفجار به‌عنوان یک روش نسبتا نوین در موضوع عملیات تخریب شناخته می‌شود و نسبت به سایر روش‌های نوین، دارای پیشینه بیشتری می‌باشد. این روش نیازمند اخذ تأییدیه‌ها و کنترل‌های بسیار زیادی بوده و اصول آن، متمرکز بر ایجاد ضعف‌های پیش‌رونده و درعین‌حال کنترل‌شده در سازه می‌باشد. در این روش برنامه‌ریزی و ارزیابی خطر موضوع بسیار مهمی بوده و لازم است کلیه نیروی انسانی به کار گرفته در این روش دارای گواهینامه‌های تخصصی تخریب و همچنین تجربه‌های فنی، مهندسی بسیار بالایی باشند.

تخریب با استفاده از انفجار به‌طورمعمول به دو صورت تخریب درختی و تخریب بر روی خود صورت می‌پذیرد.

تخریب درختی: در این نوع تخریب، ساختمان مانند درختی که قطع می‌شود، به یک سمت می‌افتد. این نوع تخریب انفجاری متداول‌تر از نوع دیگر بوده و هنگامی‌که فضای آزاد زیادی در کنار سازه وجود داشته باشد مورداستفاده قرار می‌گیرد. روش این نوع تخریب با توجه به جهت فضای در دسترس تعیین می‌شود بطوریکه ساختمان در قسمتی که دارای فضای در دسترس بوده تضعیف‌شده و سازه با استفاده از کابل‌های فولادی، هادی و سایر تمهیدات به سمت فضای در دسترس تخریب می‌شود.

تخریب بر روی خود: این نوع تخریب در فضاهای با محدودیت‌های ویژه مورداستفاده قرار می‌گیرد و به‌طورمعمول نسبت به روش فوق دارای حساسیت بسیار بالایی می‌باشد. در این روش تضعیف سازه از طبقه پایین شروع‌شده و تضعیف‌های بعدی با استفاده از انفجارهای زمان‌بندی‌شده و برنامه‌ریزی‌شده صورت می‌پذیرد.

دانلود چک لیست عملیات تخریب ساختمان

منبع: سبز سازه

چکیده

حمله سولفاتی یک مکانیزم پیچیده از تعامل خمیر سیمان سخت شده با یون‌های سولفات می‌باشد. اترینگایت یکی از محصولات اصلی واکنش است که انبساط و خرابی را به دنبال دارد، اما هنوز ارتباط مستقیمی بین اترینگایت و یا جامدات تشکیل شده طی حمله سولفاتی با میزان انبساط مشاهده شده، وجود ندارد. جایگزینی میکروسیلیس نقش موثری در بهبود زیر ساختار، کاهش نفوذپذیری و حجم محصولات تشکیل شده دارد. در این کار تحقیقاتی از مدل‌سازی ترمودینامیکی برای پیش‌بینی تغییرات مرتبط با واکنش‌های سولفاتی استفاده شده است. با کمک این مدل‌سازی علاوه بر بررسی نوع و حجم فازهای تشکیل شده طی حمله سولفاتی، عوامل موثر بر آن از جمله شیمی سیمان، میکروسیلیس و محلول سولفاتی با غلظت‌های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل‌سازی نمونه‌های ملات در محلول سولفات منیزیم با غلظت 4 و 44 گرم بر لیتر انجام شده و جایگزینی 10 و 15 درصد میکروسیلیس در نظر گرفته شده است. محلول سولفات منیزیم در مقایسه با سایر محلول‌های سولفاتی خطرناک‌تر است و اثر خرابی بیشتر و تشکیل فازهایی با حجم بالاتر را به دنبال دارد. جایگزینی میکروسیلیس باعث مصرف آب آهک، افزایش ژل سیلیکاتی و کاهش فازهای مضر مانند اترینگایت و گچ می‌شود.

کلمات کلیدی: حمله سولفاتی، مدل‌سازی، ترمودینامیک، سیمان پرتلند، میکروسیلیس.

مقدمه

یکی از مهم‌ترین نگرانی‌ها در سراسر جهان، موضوع حمله سولفاتی و پیامدهای آن در دوام سازه‌های بتنی می‌باشد. به طور طبیعی سولفات‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم و یا منیزیم در خاک، آب‌های زیرزمینی و حتی گاهی اوقات در سنگدانه‌ها حضور دارند. سولفات‌ها ممکن است در پساب‌های صنعتی و یا مواد زائد مانند صنایع صنایع مرتبط با تولید مواد شیمیایی نیز یافت شوند.تعامل بین مواد سیمانی با محلول‌های حاوی سولفات منجر به تشکیل واکنش‌هایی در مواد متخلخل می‌گردد. این واکنش‌ها افزایش بین مواد سیمانی با محلول‌های حاوی سولفات منجر به تشکیل واکنش‌هایی در مواد متخلخل می‌گردد. این واکنش‌ها افزایش حجم مواد جامد و انبساط را به دنبال دارند. از محصولات اصلی واکنش‌ها می‌توان به اترینگایت و همچنین گچ در غلظت‌های بالای محلول سولفاتی اشاره کرد. مشکل حمله سولفاتی برای مدت طولانی مورد مطالعه بوده است. هنوز دانش ما در مورد فرآیند واکنش‌هایی که اتفاق می‌افتد و رفتار مکانیکی بتن محدود می‌باشد. خرابی بتن در حمله سولفاتی به عوامل متعددی (شیمی سیمان، نسبت آب به سیمان، نوع و غلظت محلول سولفاتی و…) بستگی دارد که در مطالعات آزمایشگاهی برای پیش‌بینی رفتار بتن، در نظر گرفتن این عوامل ضروری است؛ اما پیاده‌سازی تمامی این عوامل در حمله سولفاتی، مقایس نمونه‌ها، به دست آوردن نتایج در حداقل زمان ممکن از مشکلات مطالعات آزمایشگاهی است. از این رو اهمیت مدل‌سازی‌های تئوری و نرم‌افزاری و همچنین ارائه روش‌های نوین در کنار مطالعات آزمایشگاهی، برای آنالیز و بررسی بهتری مکانیزم حمله سولفاتی با صرف زمان و هزینه کمتر، جهت دستیابی به نتایج قابل اطمینان، افزایش یافته است.

مطابق ASTM C-1240 جایگزینی میکروسیلیس از 5 تا 15 درصد، کاهش انبساط رضایت‌بخشی طی حمله سولفاتی از خود نشان داده است. وی و همکارانش اثر غلطت سولفات منیزیم بر ریزساختار و مقاومت ملات‌های سبک را که حاوی 15 درصد خاکستر بادی و 10 درصد میکروسیلیس بودند، بررسی کردند. با توجه به نتایج به دست آمده مکانیز خرابی ملات‌های سبک براساس غلطت محلول سولفاتی، نوع و درصد جایگیزینی مواد افزودنی تغییر کرده است. ملاتهای سبک حاوی میکروسیلیس عملکرد بهتری نسبت به نمونه‌های بدون مواد افزودنی و حاوی خاکستر بادی از خود نشان دادند. زلیک و همکارانش مقاومت سولفاتی نمونه‌های ملات سیمان پرتلند را با جایگزینی 2 تا 15 درصد میکروسیلیس که در معرض محلول سولفات منیزیم به مدت 6 ماه قرار داشتند را بررسی نمودند. نتایج نشان می‌دهد که میکروسیلیس تأثیر مثبتی در مقاومت سولفاتی داشته است و نمونه‌‌های ملاتی که حاوی بیش از 8 درصد میکروسیلیس بودند، مقاومت سولفاتی بیشتر و انبساط کمتری را نسبت به نمونه‌های شاهد از خود نشان داده‌اند.

مانند هر سیستم شیمایی دیگر، هیدراتاسیون سیمان و فرآیندهای فیزیکی- شیمیایی که به هنگام قرارگیری در معرض محیط‌های مهاجم منجر به تغییر در مواد سیمانی می‌گردند، همه از قوانین ترمودینامیک پیروی می‌کنند. در دهه‌های اخیر، اصلی‌ترین جنبه‌های شیمی سیمان بسیار مورد توجه واقع شده است و پیشرفت در این زمینه باعث گردیده که تیم‌های تحقیقاتی بسیاری در سراسر جهان به توسعه مدل‌های ترمودینامیکی به منظور بررسی بیشتر پیچیدگی سیستم‌های هیدراته شده و بهبود توانایی در پیش بینی عملکرد آن در طول زمان بپردازند. لوتنباخ و همکارانش با استفاده از ترکیب‌ کدهای انتقال مدل‌سازی ترمودینامیکی به توصیف مکانیز حمله سولفاتی پرداخته‌اند. راستین و همکارانش از محاسبات ترمودینامیکی برای به دست آوردن درک بهتری از تغییرات در سیستم‌های سیمانی تازه و مقایسه ترکیبات اندازه‌گیری شده از محلول منفذی با شاخص‌های اشباع برای جامدات مختلف (آب آهک، ژل سیلیکاتی، اترینگایت و …) استفاده کرده‌اند. یکی دیگر از مدل‌ها توسط آتکینسون و هرن ارائه شده، این مدل بر اساس رابطه تجربی بین انبساط حجمی ساختار و مقدار اترینگات تشکیل شده است.

در این تحقیق برای درک بهتر حمله سولفاتی، از روش ترمودینامیکی برای مدل‌سازی رفتار نمونه‌های ملات ساخته شده از سیمان پرتلند معمولی و سیمان حاوی میکروسیلیس، استفاده شده است. مدل‌سازی ترمودینامیکی امکان پیش‌بینی ترکیب فازهای هیدارته شده تحت شرایط مختلف را فراهم می‌کند وهمچنین باعث کاهش در زمان هزیه مصرفی می‌گردد.

مشخصات مصالح مصرفی در مدل‌سازی

منبع: انجمن بتن ایران

چکیده

امروزه با توجه به حجم ساخت وساز در کشور و به دنبال زیان‌های جانی و مالی گسترده دراثر حوادث طبیعی همچون زلزله، استفاده از مصالح و روش‌های نوین جهت افزایش کیفیت، عمر مفید و دوام سازه‌ها و کاهش هزینه‌های ساخت ضرورتی انکار ناپذیر است. در مواردی مانند پایه پل‌ها، ستون‌های طبقات پایین ساختمان‌های بلند و … عملا ویبره کردن بتن غیر ممکن است. برای رفع این مشکل باید از بتن خودتراکم استفاده شود که باعث تراکم کامل بتن شده و سرعت بتن‌ریزی افزایش می‌یابد. این نوع بتن با استفاده از فوق روان کننده‌ها و مواد افزودنی دیگر تولید می‌شود. در بتن خودتراکم به خاطر نیاز به حجم خمیر بیشتر در طرح مخلوط، استفاده از عیارهای زیاد سیمان مرسوم می‌باشد و گاهی این افزایش میزان سیمان؛ باعث عبور از مقدار بهینه مصرف سیمان می‌گردد که بر خلاف تصور عموم، با افزایش هزینه و مصرف سیمان بیشتر، کاهش مقاومت فشاری را نیز به دنبال دارد. همچنین استفاده بیش از حد از سیمان سبب افزایش تولید گازهای گلخانه‌ای شده و باعث آلودگی محیط زیست می‌گردد. از آنجایی که ژل میکروسیلیس و پوزولان خاش در کشور به طور قابل ملاحظه‌ای تولید می‌گردد و استفاده از آن‌ها نیز از نظر اجرایی و همچنین اقتصادی قابل توجیه است؛ لذا در تحقیق حاضر از این نوع پوزولان‌ها استفاده نموده‌ایم. در تحقیق انجام شده 21 طرح مخلوط بتن خودتراکم در نسبت‌های آب به سیمان 0/40، 0/45 و 0/50 با مصرف میکروسیلیس 7.5% و 10% پوزولان خاش 25%، 15% و 35% و 3 طرح مخلوط شاهد نیز جهت مقایسه نتایج مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از میکروسیلیس و پوزولان خاش سبب کاهش عمق نفوذ آب گردیده است.

کلمات کلیدی: بتن خود تراکم، عمق نفوذ آب تحت فشار، میکروسیلیس، پوزولان خاش

مقدمه

بتن خود متراکم امروزه در صنعت ساختمان به دلیل سهولت در انتقال، کاهش نیروی انسانی، تراکم و پرداخت سطح آسان و کاهش هزینه‌های پروژه‌ها در طولانی مدت در مقایسه با بتن معمولی، استفاده روزافزونی داشته است.

بتن به عنوان یکی از مصالح نسبتاً ارزان و پایا می‌باشد که می‌توان با قالب‌بندی آن را به هر شکل هندسی مورد نظر درآورد. اما در بعضی موارد به دلایل طراحی ضعیف، ضعف در اجرا، کیفیت نامرغوب مصالح و شرایط محیطی لحاظ نشده در طراحی و یا ترکیبی از این عوامل، سازه بتن آرمه ساخته شده کارایی مورد نظر را در دوره عمر مفید خود نخواهد داشت.

استفاده از انواع پوزولان‌ به عنوان ماده جایگزین سیمان در بتن علاوه بر کمک به کاهش مصرف سیمان و انرژی و تولید گازهای گلخانه‌ای، خواص مکانیکی مانند مفاومت فشاری در سنین بالا و دوام بتن نظیر نفوذپذیری را بهبود می‌بخشد. همچنین استفاده از مواد پوزولانی همراه با مواد افزودنی شیمیایی در سال‌های اخیر این امکان را برای دانشمندان علم تکنولوژی بتن فراهم نموده است که بتوانند بتن‌های خاصی را برای شرایط مختلف طراحی نمایند.

تفاوت عمده بتن خودتراکم با بتن معمولی استفاده از مقادیر بالای مواد پودری و فوق روان کننده‌های قوی در بتن خودتراکم می‌باشد. در حالی که در بتن معمولی در بسیاری از اوقات نیازی بر استفاده از این مواد نیست. همچنین در بتن خودتراکم به دلیل روانی بالا احتمال جداشدگی مصالح سنگی درشت از بتن زیاد می‌باشد، لذا غلظت مناسب بایستی تأمین گردد.

طرح بتن خودتراکم بایستی به نحوی باشد که علاوه بر داشتن مشخصات مناسب از لحاظ کارایی و رئولوژی، از نظر مقاومت و دوام نیز مشخصات فنی را برآورده سازد. به همین دلیل تا کنون روش استاندارد و مورد اجماع در دنیا برای طرح مخلوط بتن خودتراکم بیان نشده است.

می‌دانیم که برای تولید بتن خودتراکم استفاده از فوق روان کننده‌ها برای رسیدن به خواسته‌های مورد انتظار نظیر کارایی نیز الزامی می‌باشد. همچنین استفاده از فوق روان کننده‌ها سبب کاهش مصرف آب گردیده که کاهش تخلخل بتن و بهبود رفتار ناحیه انتقال بتن را به دنبال دارد. انتخاب دانه‌بندی مناسب سنگ‌دانه‌ها و استفاده از مواد افزودنی معدنی سبب کنترل آب انداختگی و جداشدگی در بتن خودتراکم می‌گردد.

نسل‌های جدید فوق روان کننده‌ها و افزودنی‌های جایگزین سیمان به بهبود رفتار و دوام بتن کمک زیادی کرده است. اگرچه تولید بتن‌های با مقاومت بالا و دوام بالا، در سطح قابل قبولی در دسترس می‌باشد، چالش‌های زیادی از جمله تعریف مشخصات بتن توسط مشاور، کنترل کیفیت در زمان تولید، شناخت نیازهای مقطع بتن‌ریزی و همچنین عمل‌آوری بتن باعث شده است که مشکلاتی در مراحل مختلف ایجاد شود.

برنامه آزمایشگاهی

مصالح مصرفی

مواد سیمانی

سیمان یکی از عوامل اصلی و تعیین کننده در طرح مخلوط بتن خودتراکم نیز می‌باشد. استاندارد ASTM C150، سیمان پرتلند را سیمانی هیدرولیکی تعریف می‌کند که از پودر کردن کلینکر، که اساساً حاوی سیلیکات‌های کلسیم هیدرولیکی می‌باشد، به دست آمده است و معمولاً دارای یک یا چند شکل از سولفات کلسیم است که با هم آسیاب شده و به آن افزوده شده است. کیفیت سیمان در مقاومت اولیه و نهایی، خواص بتن تازه و سخت شده تأثیر به سزایی خواهد داشت. سیمان مورد استفاده در این پژوهش از نوع پرتلند تیپ 2 مطابق استاندارد ASTM C150 تولید کارخانه سیمان بجنورد می‌باشد.

میکروسیلیس عبارت است از سیلیس غیربلوری که در کوره‌های قوس الکتریکی به عنوان محصول جانبی تولید عنصر سیلیسیم، یا آلیاژهای حاوی سیلیسیم تولید می‌شود. ذرات میکروسیلیس بسیار کوچک بوده و بیش از 95% ذرات آن از یک میکرون کوچک‌تر است و از آنجا که ذرات میکروسیلیس بسیار کوچک هستند، مساحت سطح بسیار بزرگ می‌باشد. مساحت سطح بالای ذرات میکروسیلیس عامل مهمی است که بر واکنش‌پذیری ذرات اثر می‌گذارد. پاور ژل میکروسیلیس مصرفی در این تحقیق از محصولات تولیدی صنایع فروسیلیس سمنان بوده که به صورت بسته‌بندی از شرکت صنایع شیمیایی بتن ژیکاوا تهیه شده است.

پوزولان تهیه شده از کارخانه سیمان خاش به عنوان یکی از مواد پودری معدنی فعالی است که در این سال‌ها شناخته می‌شود به گونه‌ای که در ساخت اولین سد بتن غلتکی در ایران واقع در جگین هرمزگان به عنوان تنها پوزولان مورد تأیید مهندسین مشاور طرح و در سال 1382 به عنوان محصول برتر کشور انتخاب گردیده است. مشخصات شیمیایی پوزولان خاش با توجه به اطلاعات دریافتی از کارخانه سیمان خاش مطابق شکل 1 نیز می‌باشد. خواص فیزیکی مواد سیمانی مطابق جدول 1 نیز می‌باشد. لازم به ذکر است به دلیل عدم امکانات کافی جهت محاسبه دقیق وزن مخصوص و سطح مخصوص مصالح و همچنین نداشتن مشخصات خواص فیزیکی پوزولان‌ها در کارخانه‌های تولید کننده اعداد ذیل فرض گردیده‌اند.

سنگ‌دانه‌ها

سنگ‌دانه‌ها نبستا‌ً ارزان هستند و با آب واکنش‌های شیمیایی پیچیده‌ای برقرار نمی‌سازند؛ بنابراین مرسوم است که سنگ‌دانه‌ها به عنوان پرکننده خنثی در بتن تلقی گردند. سنگ‌دانه‌های معدنی طبیعی مهم‌ترین طبقه‌ی سنگ‌دانه‌ها را برای ساخت بتن سیمان پرتلند تشکیل می‌دهند.

درشت‌دانه مصرفی در این پژوهش از نوع شکسته با حداکثر قطر 19 میلی‌متر و وزن مخصوص 2680 کیلوگرم بر مترمکعب و ماسه با وزن مخصوص 2680 کیلوگرم بر مترمکعب و ماسه بادی با وزن مخصوص 2685 استفاده شد. همچنین از پودر سنگ آهکی با وزن مخصوص 2700 کیلوگرم بر مترمکعب نیز استفاده گردید. در شکل 2 و 3 منحنی دانه‌بندی ماسه و شن نخودی و در شکل 4 منحنی ترکیبی دانه‌بندی و همچنین در جدول 2 سهم استفاده از مصالح و مدول نرمی نیز آورده شده است.

آب

آب مصرفی جهت ساخت بتن از آب آشامیدنی شهر چناران با PH=7/5 استفاده گردید.

افزودنی فوق روان‌کننده

به منظور رسیدن به خواص رئولوژیکی مناسب در بتن خودتراکم از فوق روان کننده با پایه کربوکسیلات با وزن مخصوص 1090 کیلوگرم بر مترمکعب و درصد مواد جامد 49% استفاده گردید.

طرح مخلوط و نحوه ساخت و عمل‌آوری

طرح مخلوط بتن باید به گونه‌ای طراحی گردد که بتواند تمامی ویژگی‌های بتن تازه و سخت شده را برآورده نماید. در ابتدای هر روز درصد رطوبت مصالح گرفته شده و پس از توزین مصالح، ابتدا سنگ‌دانه‌ها و پودر سنگ آهکی درون مخلوط کن ریخته شد و پس از یک دقیقه چرخیدن مخلوط‌کن و یکنواخت شدن مصالح، سیمان و پوزولان‌ و در انتها آب نیز به طرح اضافه گردید. فوق روان کننده به عنوان تنها پارامتر متغیر طرح‌ها با توجه به رسیدن جریان اسلامپ در محدوده 55 الی 75 سانتی‌متر به طرح‌ها اضافه می‌گردید. سپس آزمایش‌های جریان اسلامپ، T50، حلقه J و جعبه L نیز صورت گرفتند. همچنین جداشدگی دانه‌ها و آب انداختگی بتن به صورت چشمی کنترل گردید. نمونه‌ها مطابق با استاندارد ASTM C192 پس از 24 ساعت عمل‌آوری در قالب و با یک لایه روکش پلاستیکی بلافاصله پس از خروج از قالب در حوضچه‌های آب با دمای استاندارد تا روز آزمون قرار گرفتند. طرح‌های اختلاط در جدول 3 ارائه شده است.

نمونه‌های آزمایشگاهی

جهت سنجش عمق نفوذ آب تحت فشار از 2 آزمونه مکعبی 15*15*15 سانتی‌متری در سن 28 روزه استفاده گردید.

بحث و بررسی

خواص تازه بتن

به منظور بررسی ویژگی‌های رئولوژی بتن خود تراکم؛ آزمایش‌های جریان اسلامپ، T50، حلقه J و جعبه L نیز انجام پذیرفت که در شکل 5 مشخص می‌باشد. همچنین نتایج آن در جدول 4 ارائه گردیده است.

با توجه به نتایج جریان اسلامپ مشخص گردید کلیه طرح‌ها در محدوده‌ی 55 الی 75 سانتی‌متری می‌باشند که بیشترین و کمترین مقادیر اسلامپ به ترتیب مربوط به طرح‌های N13 و N21 نیز می‌باشد. طبق آزمایش T50 ملاحظه گردید که بتن‌های حاوی پوزولان خاش نسبت به بتن‌های حاوی میکروسیلیس زمان بیشتری را صرف رسیدن به قطر 50 سانتی‌متر می‌کند که این به دلیل لزجت ظاهری بالاتر بتن‌های حاوی پوزولان خاش نسبت به بتن‌های حاوی میکروسیلیس می‌باشد. در کلیه طرح‌ها در آزمایش جعبه L عدم جداشدگی بتن در پشت میلگردها نیز مشاهده گردید و در بتن‌های حاوی پوزولان خاش سرعت حرکت بتن نسبت به بتن‌های شاهد و بتن‌های حاوی میکروسیلیس کمتر بود. به طور کلی می‌توان گفت که بتن‌های حاوی پوزولان خاش نسبت به بتن‌های حاوی میکروسیلیس از نظر رئولوژی رفتار و عملکرد مطلوب‌تری داشتند. البته شایان ذکر است که میزان مصرف میکروسیلیس با پوزولان خاش تفاوت چشمگیری دارد و برای مقایسه رئولوژی این دو نوع پوزولان بهتر است در درصدهای مصرف یکسان مورد مقایسه قرار گیرد.

آزمایش عمق نفوذ آب تحت فشار

هدف از انجام این آزمایش تعیین میزان نفوذ آب تحت فشار در بتن سخت شده می‌باشد که در آب عمل‌آوری شده است بدین ترتیب که آب با فشار به سطح بتن سخت شده اعمال می‌شود و سپس آزمونه به دو نیم تقسیم شده و عمق نفوذپذیری مربوط به پیشروی آب اندازه گیری می‌شود. 2 عدد آزمونه مکعبی 15*15 برای انجام این آزمایش در نظر گرفته شد که آزمونه‌ها باید حداقل در سن 28 روزه مورد آزمایش قرار گیرد. روش آزمایش بدین گونه است که آزمونه را درون دستگاه قرار داده و فشار آبی برای 450 الی 550 کیلو پاسکال در مدت 72 ساعت اعمال گردد. در طول آزمون به طور پیوسته سطوحی از آزمونه را که در معرض فشار آب قرار ندارد کنترل تا آب نشت و تراوش نداشته باشد. پس از اعمال فشار در مدت زمان مشخص، آزمونه را از درون دستگاه خارج کرده و قطرات آب قرار گرفته به دو نیم شکاف می‌دهیم. هنگامی که آزمونه دو نیم شد، سطحی از آزمونه را علام‌گذاری کرده به طوری که پیشرفت نفوذ آب به وضوح در سطح قابل مشاهده باشد و آزمونه دو نیم شده خشک نشود، سپس بیشترین عمق نفوذ اندازه‌گیری و به میلی‌متر ثبت گردد. نتیجه آزمون بیشترین عمق نفوذ آب است که به میلی‌متر بیان گردیده است. شکل 6 آزمایش عمق نفوذ آب تحت فشار نیز می‌باشد.

نتایج آزمایش عمق نفوذ آب تحت فشار در طرح‌های اختلاط بتن خودتراکم حاوی میکروسیلیس و پوزولان خاش در مقایسه با بتن خودتراکم شاهد مطابق شکل‌های 7 الی 8 نیز می‌باشد.

از مقایسه نمودارهای عمق نفوذ آب تحت فشار در طرح‌های حاوی میکروسیلیس و پوزولان خاش با نمونه شاهد نتیجه می‌شود که استفاده از میکروسیلیس و پوزولان خاش سبب کاهش عمق نفوذ آب نیز می‌گردد. همچنین بایستی دقت کافی در میزان مصرف پوزولان‌ها برای افزایش دوام بتن نیز صورت پذیرد. کمترین عمق نفوذ آب تحت فشار در طرح N2 به مقدار 8/5 میلی‌متر می‌باشد و بیشترین عمق نفوذ آب تحت فشار در طرح N17 به مقدار 51 میلی‌متر نیز گزارش می‌شود. از بررسی کلی آزمایش عمق نفوذ آب تحت فشار و مقایسه با نمونه‌های شاهد ملاحظه می‌گردد که بهترین نتایج آزمایش مربوط به بتن‌های خودتراکم حاوی میکروسیلیس 5% نیز می‌باشد.

ذکر این نکته حائز اهمیت است که خطای ناشی از انجام آزمایش عمق نفوذ آب تحت فشار به دلیل مصرف افزودنی فوق روان کننده جهت رسیدن به الزامات حالت خمیری غیر قابل اجتناب بوده و مصرف این ماده سبب افزایش هوازایی در بتن نیز می‌گردد که در نتیجه موجب افزایش خلل و فرج در نمونه‌ها شده و افزایش عمق نفوذ را در بردارد، لذا توصیه می‌گردد برای افزایش دقت در انجام آزمایش عمق نفوذ آب تحت فشار، میزان مصرف افزودنی فوق روان کننده نزی مد نظر قرار گیرد. در نمودارهای فوق ملاحظه می‌گردد که در نسبت آب به مواد سیمانی 0/40 در بتن خودتراکم حاوی پوزولان خاش به دلیل افزایش مصرف فوق روان کننده و در نتیجه امکان هوازایی بیشتر نتایج آزمایش عمق نفوذ آب تحت فشار نیز دارای دقت کافی و مطلوبی نمی‌باشد و نسبت به نمونه‌های شاهد ساخته شده عمق نفوذ بیشتری را گزارش می‌کند.

نتیجه‌گیری

استفاده از بتن‌های ویژه نظیر بتن خودتراکم روز به روز در حال گسترش و توسعه می‌باشد. همچنین ضرورت تدوین روش طرح ملی مخلوط بتن خودتراکم احساس می‌شود، همچنین مطالعات اولیه کافی در خصوص آن وجود ندارد لذا نتایج زیر قابل استخراج می‌باشد:

1. با توجه به نتایج جریان اسلامپ مشخص گردید کلیه طرح‌ها در محدوده‌ی 55 الی 75 سانتی‌متری می‌باشند که بیشترین و کمترین مقادیر اسلامپ به ترتیب مربوط به طرح مخلوط حاوی 25 درصد پوزولان خاش در نسبت آب به مواد سیمانی 0/40 و طرح مخلوط شاهد در نسبت آب به مواد سیمانی 0/50 می‌باشد.
2. در آزمایش جعبه L عدم جداشدگی بتن در پشت میلگردها نیز مشاهده گردید و در بتن‌های حاوی پوزولان خاش سرعت حرکت بتن نسبت به بتن‌های شاهد و بتن‌های حاوی میکروسیلیس کمتر بود. به طور کلی میتوان گفت که بتن‌های حاوی پوزولان خاش نسبت به بتن‌های حاوی میکروسیلیس از نظر رئولوژی رفتار و عملکرد مطلوب‌تری داشتند. البته شایان ذکر است که میزان مصرف میکروسیلیس با پوزولان خاش تفاوت چشمگیری دارد و برای مقایسه رئولوژی این دو نوع پوزولان بهتر است در درصدهای مصرف یکسان مورد مقایسه قرار گیرند.
3. از مقایسه نمودارهای عمق نفوذ آب تحت فشار در طرح‌های حاوی میکروسیلیس و پوزولان خاش با نمونه شاهد نتیجه می‌شود که استفاده از میکروسیلیس و پوزولان خاش سبب کاهش عمق نفوذ آب نیز می‌گردد. همچنین بایستی دقت کافی در میزان مصرف پوزولان‌ها برای افزایش دوام بتن نیز صورت پذیرد.
4. کمترین عمق نفوذ آب تحت فشار در طرح مخلوط حاوی 5 درصد میکروسیلیس به مقدار 8/5 میلی‌متر می‌باشد و بیشترین عمق نفوذ آب تحت فشار در طرح مخلوط حاوی 35 درصد پوزولان خاش به مقدار 51 میلی‌متر نیز گزارش می‌شود.
5. از بررسی کلی آزمایش عمق نفوذ آب تحت فشار و مقایسه با نمونه‌های شاهد ملاحظه می‌گردد که بهترین نتایج آزمایش مربوط به بتن ‌های خودتراکم حاوی میکروسیلیس 5% می‌باشد.

منبع: انجمن بتن ایران

همان‌طور که می‌دانید ستون بتنی به‌عنوان یکی از اعضای اصلی سازه و انتقال‌دهنده‌ی بارهای فشاری به فونداسیون، اهمیت به سزایی دارد. اما آیا روش طراحی ستون بتنی مورداستفاده ما بر روی تیپ بندی ستون اثرگذار خواهد بود؟

ما در این مقاله جامع گام‌به‌گام طراحی ستون بتنی و نحوه محاسبه تعداد میلگرد در هر ستون را به شما آموزش خواهیم داد.

ادامهٔ «طراحی ستون بتنی؛ محاسبه تعداد میلگرد در ستون»