کلینیک بتن ایران| تولید انواع مواد شیمیایی بتن و قطعات جانبی بتن

کلینیک بتن ایران با نوآوری و فن آوری در زمینه بتن، مواد افزودنی بتن، شیمی بتن، فرآورده های شیمیایی بتن، فرآورده های ساختمانی بتن که جزئی از سیاست های زیر بنایی تحقیقاتی خود همیشه می کوشد تا بهترین باشد.

کلینیک بتن ایران| تولید انواع مواد شیمیایی بتن و قطعات جانبی بتن

کلینیک بتن ایران با نوآوری و فن آوری در زمینه بتن، مواد افزودنی بتن، شیمی بتن، فرآورده های شیمیایی بتن، فرآورده های ساختمانی بتن که جزئی از سیاست های زیر بنایی تحقیقاتی خود همیشه می کوشد تا بهترین باشد.

بتن متخلخل ( اسفنجی )

بتن متخلخل چیست

بتن متخلخل یک واژه است و طبق تعریف، ماده ای است با اسلامپ صفر که اجازه می دهد آب از آن عبور کند منابع آب زیرزمینی را تغذیه کند و مواد تشکیل دهنده آن سیمان پرتلند، سنگدانه درشت، مقدار کم یا فاقد ریزدانه،آب و مواد افزودنی می باشد. این عناصر در نهایت بتن سخت شده با حفرات مرتبط را تولید می کنند. طول عمر خدمت دهی روسازی متخلخل حاوی سنگدانه های درشت، حدودا 50-30 % بیش تر از روسازی معمولی است . دانه بندی و اندازه سنگدانه های درشت، نسبت آب به مواد سیمانی و میزان تراکم، بر اندازه حفرات اثر میگذارند و معمولا 8-2 میلیمتر هستند. معمولا برای ساخت بتن متخلخل از درشت دانه های با اندازه یکسان استفاده می شود که میتوان به راحتی به درصد حفرات بیش از 15 %رسید. این طرح های اختلاط عمدتا دارای نفوذپذیری بالا و مقاومت ناکافی می باشند. اندازه سنگدانه، دانه بندی و مقدار سنگدانه مصرفی در مخلوط بتن متخلخل، همگی از عوامل تاثیر گذار بر مقاومت فشاری بدست آمده می باشند. افزایش مقدار خمیر سیمان به معنای افزایش مقاومت کلی مخلوط بتن متخلخل می باشد. افزایش در سطح خمیر سیمان، می تواند به راحتی از طریق استفاده از سنگدانه ریز بدست آید. با استفاده از سنگدانه ریز، سطح مخصوص سنگدانه ها بیش تر شده و خمیر سیمان سطح گسترده تری از سنگدانه ها را پوشش می دهد. نتایج نشان داد که نسبت آب به سیمان بهینه 0.32 تا 0.34 می باشد. مشخصات خمیر سیمان در بتن متخلخل تنوع گسترده ای نسبت به بتن معمولی دارد. خمیر سیمان استفاده شده در بتن متخلخل باید چسبندگی و عدم روانی بالایی داشته باشد.

بتن متخلخل چیست

کاربرد بتن متخلخل

روسازی بتن متخلخل . نقش اساسی در کنترل کیفیت آب و مدیریت رواناب حاصل از بارندگی ایفا می کند. محققان دریافته اند که رواناب اثرات بالقوه ای بر منابع آبهای سطحی و زیرزمینی دارد. همراه با توسعه شهرنشینی، سطوح نفوذناپذیر افزایش پیدا می کند و در نتیجه ی آن حجم رواناب افزایش پیدا می کند و منجر به تشکیل سیلاب و فرسایش لبه ی معابر می گردد. روسازی بتن متخلخل علاوه بر کاهش اثرات ناشی از گسترش سطوح نفوذ ناپذیر از طریق کاهش میزان رواناب، به حفظ منابع آبی موجود کمک می کند مهمتر از همه، از دیدگاه مهندسان راه و حمل و نقل، کاهش میزان رواناب می تواند سطح ایمنی معابر را افزایش دهد علاوه بر این، روسازی بتن متخلخل دارای چندی ویژگی سودمند دیگر نظیر کاهش آلودگی صوتی، کاهش گرما، حفظ اکوسیستم محلی، تقویت ذخایر آب زیرزمینی و حفظ رشد درختان می باشد. همچنین نفوذپذیری مناسب روسازی متخلخل می تواند نیاز به سیستم های پر هزینه مدیریت رواناب را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. از سویی روسازی بتن متخلخل می تواند پتانسیل بروز برخی مشکلات قانونی برای یک مالک یا سازنده، را با کاهش نیاز به حوضچه رواناب و ایمنی متعاقب آن، نظیر غرق شدن و غیره، کاهش دهد. امروزه، بسیاری از مکان های سرتاسر دنیا، بارندگی و در نتیجه شکل گیری حوض های آب را تجربه کرده اند. این ناشی از اثر توامان افزایش نرخ بارندگی و کاهش نفوذپذیری سطوح نواحی شهری می باشد. برای حل این مشکل،باید مشکلات مهم زیست محیطی رخ داده پیرامون مناطق مسکونی کاهش پیدا کند. با بکارگیری رویکردهای متفاوت، می توان به استانداردهای جدیدی از آژانس حمایت از محیط زیست دست پیدا کرد. پدیده شهری سازی، به دلیل افزایش نفوذ ناپذیری، میزان رواناب را افزایش می دهد و به طور خاص، تغذیه ی ذخایر آب زیرزمینی را تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور حفظ اندازه و کیفیت تغذیه ی ذخایر آب، سطوح نفوذ ناپذیر باید کنترل شوند. روسازی متخلخل می تواند نرخ طبیعی نفوذپذیری هیدرولوژیکی را در زمین های توسعه یافته حفظ کند. این یک تکنولوژی پایدار و دوستدار محیط زیست می باشد و برای معابر با حجم ترافیک کم قابل استفاده است (نظیر پارکینگ بدون سقف، خیابان با ترافیک سبک و پیاده رو ها). 

افزودنی های هوازا ( حباب ساز )

افزودنی های هوازا (حباب ساز) 

هدف اصلی استفاده از افزودنی های حباب ساز، پایدارسازی حباب های هوای ایجاد شده در بتن در طی فرآیند ساخت بتن بوده تا بدین وسیله مقاومت در برابر چرخه ذوب و یخ افزایش یابد . حباب ها باید به صورت یکنواخت در خمیر سیمان پخش شده و دارای اندازه ( در حدود 10 تا 1000 میکرومتر ) و فاصله مناسب از یکدیگر باشند تا مقاومت در برابر چرخه های پی در پی ذوب و یخ تامین گردد . همه فضای اشغال شده توسط آب در بتن به وسیله محصولات فرآیند هیدراتاسیون پر نشده و روزنه هایی مویین در بتن باقی می ماند که در شرایط اشباع این روزنه ها پر از آب هستند . در صورتی که آب موجود در این روزنه ها یخ بزند حجم آن افزایش پیدا کرده و تنشی را در بتن ایجاد می کند که بیش از مقاومت کششی بتن می باشد . در نتیجه بتن های بدون افزودنی های حباب ساز در چنین شرایطی ترک خورده و پوسته شدگی در آن اتفاق می افتد. حباب های هوای موجود در بتن ارتباط بین روزنه های مویین را قطع کرده و به صورت مخازنی عمل می کنند که آب در آن ها جمع شده و بدین ترتیب مانع از وارد شدن تنش به بتن می شود . با این وجود افزایش مقدار هوا در بتن کاهش مقاومت را در پی خواهد داشت . مقدار هوای مورد نیاز برای تامین مقاومت در برابر چرخه ذوب و یخ بر اساس حداکثر اندازه سنگدانه تعیین شده است . به طوری که با افزایش اندازه سنگدانه و به تبع آن کاهش مقدار خمیر مورد نیاز برای تامین یک کارایی ثابت ، مقدار هوای مورد نیاز نیز کاهش می یابد . به طور کلی مقدار هوای مورد نیاز در بتن برای مقاومت در برابر چرخه ذوب و یخ در حدود 3 تا 9 درصد حجمی بتن می باشد . قرار دهی ، تراکم و پرداخت نامناسب بتن می تواند منجر به از دست رفتن حباب های هوا گردد . انتخاب مناسب مصالح در ساخت بتن های مقاوم در برابر چرخه ذوب و یخ بسیار مهم بوده چرا که عدم سازگاری بین عوامل حباب ساز با سایر اجزای بتن می تواند میزان اثر گذاری این ترکیبات را به مقدار زیادی کاهش دهد . به کارگیری این افزودنی ها موجب افزایش کارایی و چسبندگی بتن در حالت تازه شده ، از این رو استفاده از این افزودنی ها امکان کاهش مقدار آب اختلاط را فراهم کرده و از این طریق تا حدودی کاهش مقاومت ایجاد شده در اثر حفظ حباب های هوا جبران می شود.هوای ایجاد شده در بتن به طور کلی با هوای محبوس شده در بتن متفاوت است. هوای محبوس شده در بتن به صورت اتفاقی در بتن پایدار شده و اندازه آن حدود 1 تا 3 میلیمتر میباشد. اما حباب های موجود در بتن که توسط افزودنی های حباب ساز ایجاد میشوند, به صورت عمدی در بتن پایدار شده اند و اندازه آنها در حدود 0.05 تا 0.2 میلیمتر است.نکته ی مهم این است که افزودنی های حباب ساز در بتن حباب تولید نمی کنند بلکه حباب هایی که در طول فرایند اختلاط وارد بتن میشود را پایدار میکند.

افزودنی های هوازا

موارد کاربرد افزودنی های هوازا
 وارد کردن هوای کنترل شده در گستره وسیع در انواع بتن های:
1- طرح اختلاط معمولی
2-فاقد روانی
3- محتوی خاکستر بادی با کربن زیاد
4- محتوی مقادیر زیادی از مواد ریزدانه
5- محتوی سیمان یا قلیایی زیاد
6-بتن ریزی در هوای گرم
7- زمان اختلاط طولانی

امتیازات افزودنی های هوازا
وارد نمودن حد بهینه حباب هوا در بتن منجر به اصلاحات کیفی زیر می شود:
1- افزایش مقاومت در برابر چرخه های یخ و ذوب
2- کاهش نفوذ پذیری و در نتیجه افزایش خاصیت آب بند کنندگی
3- کاهش جداشدگی و آب انداختگی
4- بهبود روانی و کارپذیری
5- آماده بودن محلول باعث پخش بهتر آن می شود.

انواع ویژه بتن های الیافی با مقاومت بالا

بتن چیست و شامل خصوصیاتی است ؟

بتن یکی از مهمترین مصالح ساختمانی است که استفاده از آن در همه کشور های دنیا رو به افزایش است. دلایل این امر در دسترس بودن مصالح، ارزانی نسبی آنها، تولید نسبتا آسان و گستره وسیع استفاده در ساختمان ها و سازه ها می باشد علاوه بر آن، از حدود 30 سال قبل مفهومی تحت عنوان بتن توانمند نیز مطرح شده است.این مصالح نوین، بتنی است که خصوصیاتی از آن برای کاربردها و محیط های خاصی توسعه یافته است. این خصوصیات شامل مقاومت، دوام، مقاومت در برابر عوامل مهاجم خارجی، سخت شوندگی، کرنش بالا, نمای ظاهری مناسب و ... می باشد. بطور کلی بتن های مدرن شکننده تر از بتنهای نیمه اول قرن بیستم هستند و دارای مقاومت بالاتر،حرارت بیشتر هیدراسیون و معمولا دوام کمتری هستند مگر اینکه بطور ویژه ای طرح گردند. در نتیجه بتنهای توانمند مطرح شدند که عمدتا توسط الیاف پخش شده در شکلهای مختلف مسلح میشوند.

خصوصیات بتن

انواع بتن های الیافی توانمند

کامپوزیتهای سیمانی مهندسی (ECC) یا بتن پودری دوباره فعال شده (RPC) اسامی عمومی بتن های با مقاومت بسیار بالا هستند که در اوایل دهه 1990 در فرانسه توسعه یافت و مقاومت های فشاری بیش از 800 مگا پاسکال و مقاومت کششی بیش از 100 مگا پاسکال بدست آمد . در این بتن سنگدانه های درشت وجود ندارد و ماکزیمم اندازه سنگدانه در آنها 0.3 میلی متر است . برای بهبود شکل پذیری، الیاف فولادی در حدود 5 درصد وزنی به این ترکیب اضافه می شوند(با طول کمتر از 3 میلی متر) . سایر مواد تشکیل دهنده، دوده سیلیسی، ریزدانه های کوارتزی، فوق روان کننده ها و مقادیر زیاد سیمان پرتلند(بیش از 1000 کیلو گرم بر متر مکعب ) می باشند. این مصالح تحت نام تجاری دوکتال ( ductal ) و با مقاومت فشاری 100 تا 200 مگا پاسکال برای سازه های پل بتنی و تولید المانهای پیش ساخته نازک، تولید شده است. یک نوع دیگر از این بتن ها بتن BSI  است. یک بتن مسلح با الیاف خود متراکم که در آن کلیه اجزا به صورت خشک با یکدیگر مخلوط می شوند.این نوع بتن به مراقبت حرارتی و ویبره نیاز ندارد و مستقیما در قالب جای می گیرد. بعد از 28 روز دارای مقاومت کششی مستقیم 8 تا 10 مگا پاسکال و مقاومت فشاری 150 مگا پاسکال می شود.بتن خود تراکم (SCC) یا بتن خود تسطیح (SLC) می توانند بدون هیچ گونه لرزش اضافی بر روی خود جریان یابند و بدون اینکه جداشدگی یا آب انداختگی اتفاق بیفتد، در قالب جای گیرند . مقادیر زیاد سنگدانه های ریز (زیر 0.125 میلی متر )، مقادیر زیاد سیمان پرتلند، ترکیب آب مناسب و فوق روان کننده ها اسلامپ بیش از 270 میلیمتر را برای این نوع بتن، ایجاد می کند.  بتن خود متراکم به آسانی از میان آرماتورهای فولادی متراکم عبور می کند. با اضافه کردن الیاف به این ترکیب، شکل پذیری آن افزایش می یابد. بتن خود تسطیح برای اجرای سقفهای صنعتی بدون هیچ گونه کف سازی اضافی به کار می رود. در بتنهای توانمند، ترکیبی از اندازه ها و مقادیر مختلف الیاف فولادی به شکل گیری خصوصیات ویژه ای در بتن کمک میکند که شامل کنترل میکرو ترکها، افزایش مقاومت کششی و بهبود شکل پذیری است. اضافه کردن میکرو الیاف ها تاثیر زیادی بر روی مقاومت فشاری بتن دارد اما تاثیر آن بر روی مقاومت کششی اندک است . الیاف فولادی بلندتر به افزایش مقاومت و طاقت کمک می کند. دوده سیلیسی یک ماده پوزولانی است که به افزایش مقاومت کمک می کند و معمولا جایگزین 5 تا 10 درصد سیمان پرتلند می شود تا کامپوزیتهای توانمند شکل گیرد . افزایش تراکم و کاهش نفوذپذیری در برابر آب و سایر عوامل مخرب،زمانی که دوام بلند مدت سازه های بتنی مد نظر باشد اهمیت بیشتری می یابد . دوده سیلیسی به عنوان عامل پیشگیری کننده در برابر واکنش قلیایی سنگدانه ها,نفوذ یونهای کلر و کربناسیون را کاهش می دهد. بجای دوده سیلیسی می توان از سایر ریزپرکننده ها مثل متاکائولین استفاده نمود.

ملات مسلح با الیاف کربن (GFRM) و بتن مسلح با الیاف کربن (CFRC) بخاطر مقاومت خمشی و طاقت زیاد، جمع شدگی کم و خصوصیات الکتریکی نظیر حساسیت به ولتاژ مورد توجه قرار گرفته اند. کاربرد الیاف کربنی نسبتا ارزان برای پلها و سایر سازه های مهندسی و نیز به عنوان نمای ساختمانها مناسب است. در مناطقی که تاثیرات تهاجمی آب دریا و بادهای قوی وجود دارد (ژاپن) CFRC در المانهای سازه ای پلها بکار می رود زیرا دوام آن از الیاف فولادی بیشتر است.

بتن الیافی نفوذ ناپذیر با ملات (SIFCON) یک کامپوزیت قوی است که در آن مقادیر زیاد الیاف فولادی با فناوری خاصی بکار برده شده است . ابتدا الیاف ها در قالب قرار می گیرند و سپس مجموعه این الیاف با ملات سیمانی که بین آنها نفوذ می کند گرفته می شود.حجم الیاف مصرفی بین 8 تا 12 درصد و حتی گاهی بالاتر است و طول آنها نیز می تواند بین 100 تا 200 میلیمتر باشد.  ملات سیمانی از ماسه ریز دانه، سنگدانه های بسیار کوچک و سایر مواد افزودنی مثل خاکستر بادی و سیلیکا فوم تشکیل می شود روانی زیاد این ملا ت برای نفوذ مناسب در مجموعه متراکم الیاف در قالب ضروری است. مقاومت زیاد در برابر بارهای ضربه ای از ویژگی های ممتاز این مصالح است. هنگامی که الیاف ساده با شبکه های بافته شده جایگزین گردد، از نام SIMCON برای این مصالح استفاده می شود ( بتن گسترده نفوذپذیر با ملات).کاربرد عمده این مصالح در روسازیهای تحت بارگذاری سنگین، محفظه های ضد تروریستی و دیوار خزانه بانکها است . البته هزینه در این موارد سنگین است.

خصوصیات انواع الیاف های بتن

خواص الیاف های بتن 

یکی از معایب بتن، شکنندگی آن(مقاومت کششی پایین و مقاومت کم در برابر بازشدگی و گسترش ترکها) است. در گسترش و توسعه مصالح شبیه بتن، الیاف های مسلح کننده نقش مهمی داشته اند. بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق‌العاده افزایش می یابد . این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک مادة شکل پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می آورد . بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه ای به راحتی از هم پاشیده نمی شود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می‌باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شده‌اند از حدود 3500 سال قبل، مصالح ساختمانی شکننده مثل آجرهای رسی خشک شده با آفتاب با الیاف هایی مثل موی اسب و کاه و... مسلح می شده اند.

مفهوم الیاف مسلح کننده نوین در سالیان اخیر مطرح شده است و در ابتدا خمیرهای سیمانی شکننده با الیاف پشم شیشه مسلح گشتند. هنگامی که در سال 1990 تکنولوژی تولید صفحات سقفی و لوله ها ایجاد شد، الیاف شیشه ای دیگری نیز تهیه گردید و به کار رفت.

الیافهای شیشه ای معمولی در محیط قلیایی سیمان مقاوم نیستند و لذا با افزودن دی اکسید زیرکونیوم الیافهای مقاوم در برابر این محیط شکل گرفتند تاثیر مهم الیاف فولادی بر گسترش سیمانهای مسلح در سالهای 1963 و 1964 مطرح گردید.

انواع الیاف بتن

نقش اصلی الیاف با طول کوتاه پخش شده ,کنتـرل بازشـدگی و انتشـار ترک هاسـت. انواع الیاف های بتن مورد استفاده در بتن های سازه ای به شرح زیر میباشد. 

1-الیاف های فولادی در شکلها و ابعاد مختلف و نیز ریز الیاف ها

2-الیاف شیشه ای که در ملاتهای سیمانی فقط به عنوان الیاف مقاوم در برابر محیط قلیایی به کار میرود.

3-الیاف مصنوعی شامل پلی پرو پیلن , پلی اتیلن , پلی الفین , پلی وینیل الکل و ...

4-الیاف کربنی , قیری و پلی اکریلونیتریل

خواص الیاف های بتن

چگونگی تاثیر الیاف بر ترک خوردگی ملات سیمانی بدین صورت است که به علت وجود الیاف ترکهای جداگانه بزرگ توسط مجموعه ای متراکم از میکرو ترک ها جایگزین می شود که از دیدگاه ایمنی و دوام قابل قبول است.

الیاف های طبیعی گیاهی برای بتنهای توانمند مناسب نیستند.

الیافهای پشم شیشه به علت اثرات مخرب بر سلامت انسان و محیط زیست به طور کلی ممنوع شده و با الیاف های پلیمری جایگزین شده اند

الیاف های فولادی در بتن های سازه ای و قدرتمند مهم هستند و قلابهای انتهایی و تغییرات مختلف انجام شده بر روی شکل این الیاف سبب افزایش پیوستگی بین الیاف و ملات و افزایش تاثیر ملات میگردد  .

 الیافهای  با سختی زیاد و الیافهای پلی پروپیلن رشته ای با طولهای متغیر از 10 تا 80 میلی متر و قطرهای از 0.5 تا 1.5میلی متر در احجام بالا(0.5 تا 2 درصد) به منظور افزایش مقاومت، طاقت و نیز مقاومت در برابر ضربه و خستگی در المانهای بتنی بکار می روند.

الیاف پلی پروپیلن با مدول الاستیسیته پایین دارای دو کاربرد هستند. این الیاف در مقادیر کم(1 کیلو گرم بر متر مکعب) برای کنترل ترکهای جمع شدگی بتن تازه در ساعات اولیه گیرش استفاده می شود. در زمانهای اولیه، مدول یانگ بتن تازه مشابه مدول یانگ این الیاف است.

الیافهای پلی پـروپیلن در دیوارهـای بتنـی سـاختمانهای آپارتمـانی نیز استفاده می شوند زیرا در مجاورت آتش و حرارتهای بالا ذوب شده و کانالهایی را برای تخلیه فشار داخلی ایجاد شده، فراهم می کنند و تخریب سازه را به تعویق می اندازند.

اهمیت و لزوم مقاوم سازی لرزه ای سازه های بتنی

اصول مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله به معنی اصلاح سازه موجود جهت افزایش توان باربری آن در برابر انواع بارهای وارده می باشد. مقاوم سازی لرزه ای به معنی افزایش مقاوم سازی ساختمان نسبت به حرکت زمین، شتاب و نیروی وارده به سازه و گسیختگی خاک به علت زلزله می باشد. پیش از دهه ۴۰ شمسی (۱۹۶۰ میلادی) به علت عدم وجود آیین نامه های مناسب، سازه های ساخته شده در ایالات متحده دارای جزییات لرزه ای و لذا کفایت کافی جهت باربری بار جانبی زلزله نبوده اند. پس از سالیان متمادی تلاش، تحقیق و آزمایش، آیین نامه های مختلفی جهت مقاوم سازی سازه های موجود ارائه شده اند که می توان یکی از معتبرترین و مهم ترین آنها را ASCE-SEI 41 دانست.

اهمیت و لزوم مقاوم سازی لرزه ای سازه ها

با شناخت بهتر عملکرد سازه ها و اصول مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله و بررسی ضعف و کاستی آنها بر اساس زلزله های اخیر در نزدیکی مناطق شهری، نیاز به مقاوم سازی بیش از پیش ملموس شده است. به عنوان مثال زلزله سال ۱۳۷۳ شمسی در نورتریج ( ۱۹۹۴ Northridge earthquake ) ناکارآمدی ) تردی یا brittleness ( برخی از انواع اتصالات فولادی را روشن ساخت.

لذا از آن پس استفاده از چنان اتصال هایی دارای محدودیت شده است. بنابراین با توجه به اصلاح و ارتقای استانداردهای لرزه ای، تطبیق شرایط ساخت ساختمانهای موجود با آیین نامه های جدید امری ضروری بوده و نیاز به مقاوم سازی لرزه ای را مبرم می سازد.

به علاوه، عواملی همچون کیفیت ساخت پایین، مشکلات و نواقص اجرایی، ضعف طراحی اولیه، آسیب های وارده به سازه، تغییر کاربری سازه، افزایش طبقات، تغییر معماری و… می توانند تهدیدی برای باربری لرزه ای سازه محسوب شده و لزوم مقاوم سازی را بر حسب شرایط ایجاب نمایند.

اصول مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله اصول مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله

اصول مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله

پس از بررسی سازه و تعیین میزان و نوع آسیب پذیری، انتخاب شیوه ی مقاوم سازی از فنی ترین و تخصصی ترین فرآیند های مقاوم سازی لرزه ای سازه های موجود میباشد.

ازبین روش ها و متدهای مختلف، می توان موارد زیر را نام برد:

۱ـ  اضافه نمودن عضو جدید به سازه های بتنی :

اضافه نمودن ستون یا تیر، دیوار برشی، قاب خمشی جدید (new moment frame) و یا قاب مهاربندی (Braced frame) جدید، می تواند تأثیر بسزایی در کاهش آسیب پذیری سازه موجود در بحث مقاومت و سختی داشته باشد.

همچنین اعضای جدید می توانند به کاهش دهانه دیافراگم ها (Diaphragms) کمک نمایند. در صورت عملکرد این اعضا به عنوان Collector، امکان مرتفع شدن مشکلات مربوط به Load Path در سازه نیز میسر خواهد شد.

۲ـ  تقویت اعضای موجود :

علاوه بر دید کلی نسبت سازه و روش های مختلف بهینه سازی کلی، می توان با نگرشی جزئی تر و با استفاده از مقاوم سازی اعضا، بر نواقص و آسیب پذیری لرزه ای سازه های موجود فائق آمد.

البته توجه به این نکته که برخی انواع تسلیم (Yield) نسبت به یکدیگر مقدم هستند ( به عنوان مثال تسلیم تیرها پیش از ستون ها، تسلیم مهاربندها پیش از اتصالات و یا تسلیم خمشی نسبت به تسلیم برشی ترجیح داده می شوند)، درنظرگیری عملکرد کلی سازه پس از ایجاد تغییر در یک عضو امری ضروری بوده و نیاز به تخصص و تجربه کافی در این زمینه دارد.

تقویت اعضای موجود می تواند با استفاده از ورق های تقویتی، افزایش سطح مقطع ( با استفاده از کاشت میلگرد در سازه های بتنی ) و یا با استفاده از کامپوزیت رزین – الیاف صورت پذیرد.
کامپوزیت رزین الیاف یا همان Fiber Reinforced Polymer ) Frp یا اف آر پی ) از شیوه های نوین مقاوم سازی محسوب می شود. ( اطلاعات بیشتر در مقاوم سازی با استفاده از اف آر پی )

۳ـ  تقویت اتصالات اعضا :

عمدتاً نواقص مربوط به Load Path بیش از آنکه به اعضای Collector مرتبط باشند به اتصالات ضعیف بر می گردند.

۴ـ  کاهش نیاز سازه (Reduce Demand) :

برای ساختمانهایی که دارای سیستم باربر جانبی کامل ولی ضعیف جهت باربری در شرایط زلزله مورد نظر هستند، اصلاح عملکرد دینامیکی سازه می تواند راه حلی مناسب جهت مقاوم سازی باشد. رایج ترین شیوه اجرایی در این مقوله Seismic Isolation (جداگرهای لرزه ای) و یا استفاده از Damper (یا میراگر) می باشد.

۵ـ حذف برخی المان های سازه ای بتنی:

در برخی موارد عدم وجود برخی المانهای باربر بهتر از وجود آنهاست. به عنوان مثال ممکن است وجود دیوار برشی بدون تقارن در پلان باعث ایجاد نامنظمی شدید شده و عملاً حذف باربری جانبی این دیوارها نوعی مقاوم سازی محسوب خواهد شد.

همچنین دیوارهای تیغه نیز می توانند در باربری لرزه ای همانند یک Strut عمل کرده و باعث بوجود آمدن پدیده ستون کوتاه شوند. بنابراین چون در طراحی از سختی جانبی این دیوارها صرف نظر می شود، برای عدم بوجود آمدن مشکل مذکور ایجاد فاصله مابین دیوار مصالح بنایی و قاب اصلی امری ضروری است.

6-استفاده از مواد های شیمیایی ساختمان در سازه های بتنی:

شاید نکته ای که بعد از سالها محققان به آن رسیدن در حین ساخت است که استفاده از مواد شیمیایی ساختمان جهت مقاومت دیوارها و سقف ها و سازه های بتنی استفاده از افزودنی های بتن که شامل روان کننده ها و الیاف های پروپیلن و یا در کنار خط ساحلی استفاده از ژل میکروسیلیس (پودر میکروسیلیس،ژل سیلیکافیوم) و سایر مواد افزودنی به مانند :روان ساز ها و ابر روان کننده های بتن کربوکسیلاتی و نفتالینی می تواند جهت تراکم در بتن نسبت به سازه طراحی شده مناسب باشند و در کنار مشکلات سازه ای بتوانند همپوشان خوبی برای سازه بتنی باشند.