چگونه یک ساختمان ایمن بسازیم (بخش دوم)

بتن سبک (فوم بتن)

 ساختمان به طور مستقيم ( به لحاظ سبكي ويژه اين نوع بتن ) و صرفه جويي در مصرف انرژي بطور غير مستقيم ( به لحاظ عايق بودن اين نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتيجه كاهش ميزان مواد سوختي ) , از لحاظ اقتصادي گام هاي بلند و مهم امروزه مهندسين و معماران سازنده ساختمان در دنيا با استفاده از بتن سبك در قسمت هاي مختلف بنا با سبك كردن وزني برداشته اند

 فوم بتن پوششي است جديد جهت مصارف مختلف در ساختمان كه به علت خواص فيزيكي منحصر به فرد خود بتني سبك و عايق با مقاومت لازم و كيفيت مطلوب نسبت به نوع استفاده از آن ارائه ميدهد . اين پوشش از تركيب سيمان , ماسه بادي (ماسه نرم ) , آب و فوم ( ماده شيميائي توليد كننده كف ) تشكيل مي شود .

ماده كف زا در ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص , با سرعت زيادي , حباب هاي هوا را توليد و تثبيت نموده و كف حاصل كه كاملا پايدار مي باشد در ضمن اختلاط با ملات سيمان و ماسه بادي در دستگاه مخلوط كن ويژه , خميري روان تشگيل مي دهد كه به صورت درجا با در قالب هاي فلزي يا پلاستيكي قابل استفاده مي باشد . اين خمير پس از خشك شدن با توجه به درصد سيمان و ماسه بادي داراي وزن فضايي از 300 الي 1600 كيلو گرم در متر مربع خواهد بود

ويژگي هاي عمده فوم بتن

۱-عامل اقتصادي : سبكي وزن با مقاومت مطلوب فوم بتن يا توجه به نوع كاربرد آن , بطور كلي به لحاظ اقتصادي مخارج ساختمان را ميزان قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد چون در نتيجه استفاده از آن , وزن اسكلت فلزي و ديوار ها و سقف كاهش يافته و ضمنا باعث كاهش مخارج فونداسيون و پي در ساختمان مي گردد كه با توجه به خواص فوق , با سبك تر بودن ساختمان , نيروي زلزله خسارات كمتري را در صورت وقوع متوجه آن مي سازد

  ۲- سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پيش ساخته : حمل و نقل قطعات پيش ساخته : حمل و نقل قطعات پيش ساخته با فوم بتن هزينه كمتري را نسبت به قطعات بتني دربرداشته و نصب قطعات بعلت سبكي آنها . بسيار آسان مي باشد , هر گونه نازك كاري براحتي روي پوشش فوم بتن قابل اجراست و ضمنا چسبندگي قابل توجهي با سيمان و گچ دارد .

۳- خواص فوق العاده عايق بودن در مقابل گرما , سرما و صدا : فوم بتن به علت پائين بودن وزن مخصوص آن يك عايق موثر در مقابل گرما , سرما و صداست . ضريب انتقال حرارتي فوم بتن  بين65 0/0 تا 435/0 k cal / m2 hc مي باشد ( ضريب هدايت حرارتي يتن معمولي بين 3/1 تا 7/1 مي باشد ) استفاده از فوم بتن بعنوان عايق باعث صرفه جويي در استفاده از وسائل گرم زا و سرما زا مي گردد . فوم بتن عايق مناسبي جهت صدا با ضريب زياد جذب آگوستيك به شمار مي رود كه در نتيجه بعنوان يك فاكتور رفاهي در جهت جلوگيري از ورود صداهاي اضافي اخيرا مورد توجه طراحان قرا كرفته است

 ۴- خصوصيات عالي در مقابل يخ زدگي و فرسايش ناشي از آن و مقاومت در برابر نفوذ رطوبت و آب : نظر به اينكه فوم بتن در قشرهاي سطحي داراي تخلخل فراوان مي باشد در نتيجه شكاف هاي موئين و و درزهاي كمتري در سطح ايجاد مي شود و اگر  پوشش فوم بتن با ضخامت كافي مورد استفاده قرار گيرد در مقابل خطر نفوذ باران و رطوبت مقاومت مطلوبي خواهد داشت

 ۵- مقاومت فوق العاده در مقابل آتش : مقاومت فوم بتن در مقابل آتش فوق العاده مي باشد

به طور مثال قطعه اي از نوع فوم بتن با وزن فضايي 700 الي 800 كيلو گرم در متر مكعب كه حداقل 8 سانتي متر ضخامت داشته باشد به راحتي تا 1270 درجه سانتي گراد را تحمل مي نمايد و اصولا  در وزن هاي پائين غير قابل احتراق است

 ۶- قابل برش بودن : به دليل قابل برش بودن با اره نجاري و ميخ پذير بودن آن . كارهاي سيم كشي و نصب لوازم برقي و تاسيسات خيلي سريع و به راحتي قابل عمل خواهد بود

كاربرد فوم بتن در ساختمان

 ۱- شيب بندي پشت بام : فوم بتن با صرفه ترين و محكم ترين مصالح سبكي است كه مي توان از آن براي پوشش شيب بندي استفاده نمود  . نظر به اينكه با دستگاه مخصوص به صورت بتن يكپارچه در محل قابل تهيه و استفاده است مي توان مستقيما روی آن را عايق بندی يا ايزولاسيون نمود

 ۲- كف بندي طبقات : به دليل سبكي وزن فوم بتن و آسان بودن تهيه آن . مي توان تمامي كف طبقات . محوطه و بالكن ساختمان را بعد از اتمام كارهاي تاسيساتي با آن پوشانده و بلافاصله عمليات بعدی را مستقيما روي آن انجام داد

 ۳- بلوك هاي غير بار بر سبك : با بلوك هاي تو پر به ابعاد دلخواه مي توان تمامي كار تيغه بندي قسمت هاي جدا كننده ساختمان را با استفاده از ملات يا چسب بتن انجام داد . با اين نوع بلوك ها علاوه بر اينكه از سنگين كردن ساختمان جلوگيري مي شود عمليات حمل و نصب خيلي سريع انجام مي گيرد و دست مزد كمتري هزينه مي شود . پس از اجراي ديوار مي توان مستقيما روي آن را گچ نمود . اين بلوك ها داراي وزن فضايي بين 800 الي 1100 كيلو گرم مي باشند

بتن اليافی

 بتن اليافي در حقيقت نوعي كامپوزيت است كه با به كارگيري الياف تقويت­كننده داخل مخلوط بتن، مقاومت كششي و فشاري آن، فوق‌العاده افزايش مي­يابد. اين  تركيب كامپوزيتي، يكپارچگي و پيوستگي مناسبي داشته و امكان استفاده از بتن به عنوان يك ماده شكل ­پذير جهت توليد سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم مي­آورد.

بتن اليافي از قابليت جذب انرژي بالايي نيز برخوردار است و تحت اثر بارهاي ضربه­اي به راحتي از هم پاشيده نمي­شود. شاهد تاريخي اين فناوري، كاربرد كاهگل در بناي ساختمان است. در واقع بتن اليافي نوع پيشرفته اين تكنولوژي مي‌باشد كه الياف طبيعي و مصنوعي جديد، جانشين كاه و سيمان جانشين گل به كار رفته در تركيب كاه گل شده‌اند.

امروزه با استفاده از انواع الياف شيشه، پلي‌پروپيلن، فولاد و بعضاً كربن، توليد انواع بتن­هاي كامپوزيتي در كاربردهاي مختلف صنعتي ممكن گرديده و به‌كارگيري آنها دركشورهاي پيشرفته دنيا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است. 

 بتن اليافي خواص مناسبي همچون شكل‌پذيري بالا، مقاومت فوق‌العاده، قابليت جذب انرژي و پايداري در برابر ترك خوردن را دارا مي­باشد كه متناسب با آنها مي­توان موارد كاربرد فراواني براي آن يافت. به طور مثال در ساخت كف سالن‌هاي صنعتي، مي­توان از اين نوع بتن به جاي بتن آرماتوري متداول سود جست اين نوع بتن از بهترين مصالح مورد استفاده در ساخت بناهاي مقاوم‌به‌ضربه، همچون سازه پناهگاه­ها و انبارهاي نگهداري مواد منفجره به شمار مي­رود و بناي شكل گرفته از بتن، قابليت فوق ­العاده­اي در جذب انرژي ضربه دارد.

همچنين در ساخت باند فرودگاه­ها به خوبي مي­توان از اين نوع بتن كمك گرفت. موارد ديگري از به كارگيري اين بتن، ساخت قطعات پيش ساخته ساختماني همچون پانل­هاي سايبان و يا پاشش بتن روي سطوح انحنا‌دار همچون تونل­ها مي­باشد. به‌كارگيري اين بتن در بناي يك سازه علاوه بر موارد ياد شده از مزايايي همچون عايق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالاي اجرا نيز برخوردار است.

اما از آنجا كه نحوه قرار گرفتن الياف داخل بتن كاملاً تصادفي مي­باشد، از اين بتن معمولاً نمي­توان به نحو مطلوبي در ساخت تيرها و ستون‌ها بهره گرفت و در اين نوع سازه­ها استفاده از روش سنتي و شبكه ­بندی فولادي به‌صرفه­تر و مناسب­تر مي­باشد. لازم است به اين نكته توجه شود كه ناكارآمدی يك تكنولوژی ديد در نقاط ضعف خود نبايد مانع ناديده گرفتن كاربردهاي مناسب آن در نقاط قوت آن و عدم توجه به آن گردد.

بتن

 بتن مصالحی شبیه سنگ است که از گرفتن مخلوط مناسبی از سیمان ، شن ، ماسه و آب در درون قالبی با شکل و ابعاد مورد نظر ، بدست می آید . توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز (شن و ماسه) می باشد و فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب که به صورت شیره ای اطراف مصالح سنگی را پوشانده است ، باعث یکپارچه شدن و چسبیدن مصالح سنگی به یکدیگر می شود . برای ایجاد واکنش شیمیایی در سیمان مقدار آب محدودی لازم است ، لیکن آب مصرفی در ترکیب بتن همیشه مقداری به مراتب بزرگتر از آن است .

این آب اضافی به منظور ایجاد کارپذیری لازم در بتن برای پر کردن کامل کلیه زوایای قالب و دور گرفتن کلیه میل گردهای مسلح کننده است . با انتخاب تناسب های مختلف از مصالح تشکیل دهنده ی بتن ، طیف وسیعی از مقاومت های مختلف بتن بدست می آید.

عواملی که مقبولیت جهانی در استفاده از بتن به عنوان یک مصالح ساختمانی بوجود آورده است عبارتند از

1- مقاومت خوب آن در مقابل آتش سوزی و عوامل جدی

2- در دسترس بودن مصالح آن ( به غیر از سیمان که تولید کارخانه است )

3- مقاومت فشاری خوب آن همانند سنگ

در مقابل این مزایا ، عیب بتن مقاومت کششی ضعیف آن است که باعث می شود نتوان از بتن در اعضایی که تحت تأثیر کشش یا خمش می باشد استفاده نمود . برای غلبه بر این محدودیت در نیمه دوم قرن نوزدهم ، فهمیده شد که بتن را در قسمت هایی که تحت کشش قرار می گیرند می توان توسط میلگردهای فولادی که مقاومت کشش آن بالاست ، مسلح نمود. عامل مهمی که در این مکانیسم نقش اسای بازی می کند ، چسبندگی عالی بتن به میلگردهای مسلح کننده است که می تواند این دو ماده مختلف را با یکدیگر یکپارچه نماید

برای استفاده از بتن و فولاد با مقاومت بالا در ترکیب با یکدیگر ، راه حل مخصوصی ابداع گردید که به بتن پیش تنیده مرسوم شد . در این روش قبل از بتن ریزی ، فولاد که به صورت مفتول یا کابل می باشد ، تا نزدیکی حد جاری شدن کشیده می شود . پس از بتن ریزی و گرفتن بتن و در نتیجه ایجاد چسبندگی لازم بین فولاد در بتن ، عامل کششی در فولاد حذف می شود و در نتیجه کلیه نیروی کششی فولاد به صورت فشاری وارد بتن می شود . بنابراین بتن قبل از بارگذاری دارای تنش های فشاری در کلیه ی نقاط خود می باشد .

مواد تشکیل دهنده ملات بتن :

1- آب 

2- سیمان (به عنوان رکن اصلی)

3- مصالح سنگی

4- ریز دانه (شن وماسه)

5- درشت دانه

انواع سیمان

1- طبیعی

2- پرتلند که دارای تیپ های زیر است :

تیپ I : سیمان معمولی که برای ساخت مخازن ، لوله های آب ، پیاده رو ، روسازی جاده ، راه آهن و پل های بتنی مورد استفاده قرار می گیرد .

تیپ II :دیرتر از تیپ I می گیرد . حرارت کمتری تولید می کند و برای ساخت ساختمان های حجیم و اصلاح شده مورد استفاده قرار می گیرد .

تیپ III : زود می گیرد و برای ساخت بناها در هوای سرد استفاده می شود .

تیپ IV : دیر می گیرد و برای ساخت ساختمان های حجیم بتنی استفاده می شود .

تیپ V : ضد سولفات

 
انواع بتن

بتن با حباب هوا : از نظر کارایی و دوام مفید است و مقاومت خوبی در برابر آتش و تأثیرات تغییر درجه حرارت از خود نشان می دهد .

بتن پلیمری : مقاومت خوبی در برابر خلأ زایی دارد.

بتن پلیمر پالوده : مقاومت های فشاری ، کششی و ضربه ای محصولاتی که پلیمری می شوند بیشتر از بتن های دیگر است

بتن گوگرد پالوده : مقاومت خوبی در برابر سولفات ها و اسیدها دارد

مزایای سقف تیرچه بلوک

در زیر مهمترین ویژگیهاای این نوع سقف در مقایسه با سقف تیرآهن – طاق ضربی و دال بتنی یکپارچه آمده است:

1) به علت مصرف بلوک تو خالی و حذف بتن ناحیه کششی در مصرف بتن صرفه جویی می شود.

2) به علت تولید تیرچه و بلوک در کارخانه نیروی انسانی کمتری مورد نیاز است  .

3) وزن تیرچه ها کم است به طوریکه توسط کارگران قابل نصب است و در طبقات کم نیاز به جرثقیل نیست  .

4) به علت پیش ساخته بودن تیرچه و بلوک نصب سقف بسیار آسان و سریع خواهد بود  .

5) قالب بندی زیر سقف فقط به شمع بندی و نصب چهار تراش در فاصله های معین جهت تامین تکیه گاههای موقت تیرچه ها محدود میشود