x تبلیغات
دانشجویی و تحقیقات

ویژگی های بتن پیش فشرده

مقاومت بتن پیش تنیده در برابر کشش و فشار فراتر از حد انتظارات است. بتن پیش تنیده به خوبی می تواند در برابر کشش تاب بیاورد.

بتن پیش تنیده، یکی از انواع بتن مسلح با ویژگی های بسیار خاص است که در آن فولاد را پیش از بتن ریزی، تحت تنش قرار می دهند. بتن پیش تنیده برای اغلب سازه های بلند و و پل ها مورداستفاده قرار می گیرند.

ویژگی های بتن پیش فشرده چیست؟

مقاومت بتن پیش تنیده در برابر کشش و فشار بسیار بالا است و این مورد، یکی از ویژگی های بتن پیش تنیده می باشند. سایر ویژگی های بتن پیش تنیده شامل موارد زیر است:

این بتن از ترک خوردن جلوگیری می کند و این مسئله عمر سازه های بتن پیش تنیده را افزایش می دهد.

بتنی که در سقف پیش تنیده استفاده می شود، نازک تر از سایر بتن ها است و این مسئله سبب می شود که وزن سازه بتن پیش تنیده به صورت قابل توجهی از دیگر سازه ها کمتر باشد.

بتن پیش تنیده به خوبی می تواند نیروهای بیشتر را انتقال دهد که این مسئله برای سازه های بزرگ و مرتفع از اهمیت بسزایی برخوردار است.

 مقاومت بتن پیش تنیده در برابر کشش و فشار سبب می شود که ساختمان ها با مشکل ترکیدن سازه مواجه نشوند.

سازه هایی که با بتن پیش تنیده احداث می شوند، با مشکل فرسودگی و خوردگی مواجه نمی شوند.

بتن پیش تنیده سبب افزایش سرعت اجرای پروژه می شود. سازه های بتن پیش تنیده بسیار سریع و آسان اجرا می شوند.

 بتن پیش تنیده کمتر با مشکل ترک خوردگی مواجه می شود و این مسئله سبب می شود که سازه های بتن پیش تنیده کمتر به تعمیر و نگهداری نیاز داشته باشند.

بتن پیش تنیده دارای قیمت بالاتری از بتن های معمولی است، اما در نهایت موجب کاهش هزینه های ساخت می شود. زیرا در مصرف برخی از مصالح، صرفه جویی می کند و به نیروی کار کمتری برای اجرا نیاز دارد.

دلیل بالا بودن مقاومت بتن پیش تنیده در برابر کشش و فشار

بتن پیش تنیده، بتنی است که پیش از اجرا در معرض تنش قرار می گیرد تا به سطحی از مقاومت کششی دست پیدا کند که با هر نیرویی به مقابله برخیزد و آنها را سرکوب کند. برای تولید بتن پیش فشرده، حداکثر مقاومت فشاری بتن و حداکثر مقاومت کششی بتن باید مدنظر قرار بگیرد. این بتن با هدف به حداقل رسیدن تنش های کششی به دلیل لنگر خمشی ناشی از بارهای وارده بر آن تولید می شود.

بنابراین مقاومت بالای این بتن به دلیل نوع فرآیند تولید آن است. به صورت خلاصه می توان گفت که بتن پیش تنیده به دلیل اعمال فناوری پیش تنیدگی دارای بالاترین مقاومت است. این بتن، ضعف بتن معمولی را ندارد و از بالاترین مقاومت کششی برخوردار می باشد.

انعطاف پذیری در معماری سازه بتن پیش تنیده

با علت بالا بودن مقاومت بتن پیش تنیده در برابر کشش و فشار آشنا شدیم. حال به بررسی میزان انعطاف پذیری معماری سازه های بتن پیش تنیده می پردازیم. سازه های بتن پیش تنیده دارای انعطاف پذیری معماری بالایی هستند. چرا که حذف ستون ها و پایه ها، شرایط را برای طولانی تر کردن دهانه های بزرگتر فراهم می کند و این مسئله سبب می شود که دست معماران برای طراحی بازتر باشد.

بدین ترتیب معماران برای دیوارکشی ها و طراحی نقشه طبقات با نقشه موردنظر خود، محدودیت ندارند. در بسیاری از سازه ها، وجود ستون های مزاحم سبب طراحی بد پلان ها می شود. با توجه به اهمیتی که خریداران ملک به نقشه واحدهای موردنظر خود می دهند، استفاده از بتن پیش تنیده سودمند است. بالاترین مقاومت بتن پیش تنیده در برابر کشش و فشار در بتن پیش فشرده تولید کارخانه "بتن پیش فشرده ایران bpico" وجود دارد.

فناوری نانو در مواد مبتنی بر سیمان

فناوری نانو در مواد مبتنی بر سیمان موجب ایجاد تحول بزرگی در زمینه تولید این مصالح ساختمانی شده است و پیشرفت های خوبی را ایجاد کرده است.

فناوری نانو علم، مهندسی و فناوری می باشد که در مقیاس نانو صورت می گیرد. دانش و فناوری نانو در زمینه های گوناگون مانند مواد و مهندسی، فیزیک، شیمی، زیست شناسی و ... به کار می رود.

نانو تکنولوژی چیست؟

دانش نانو به صورت مطالعه پدیده ها و دستکاری مواد در مقیاس های اتمی، مولکولی و ماکرومولکولی می باشد که در آن خصوصیات و ویژگی ها از مقیاس بزرگ تر کاملاً تفاوت دارد. فناوری نانو شامل طراحی، توصیه، تولید و کاربرد سازه ها، تجهیزات و سیستم ها با نظارت دقیق شکل و ابعاد در حد واحد نانومتر می باشد. نانو فناوری در هر حوزه ای می تواند سودمند واقع شود و مزایای بسیار زیادی داشته باشد.

اهمیت بهره مندی از فناوری نانو در مواد مبتنی بر سیمان

استفاده از نانو تکنولوژی در تولید محصولات سیمانی، نتایج بسیار خوبی به همراه دارد. پراکندگی نانو مواد، تأثیر مهمی در کسب اطمینان از تأثیرات نانو مواد برای کاهش نقاط ضعف کامپوزیت های سیمانی دارد.

متداول ترین تکنیک ها برای پراکندگی نانو مواد شامل بهره گیری از سورفاکتانت، اولتراسیونیک و کارآمد بودن نانو مواد می باشد. نانو فناوری می تواند به بهبود کیفیت بتن و سیمان کمک کند. استفاده از نانو فناوری موجب کاهش مشکلات کوچک شدن، صدمات یخ زدایی، ساییدگی و ... می شود و سیمانی را ارائه می دهد که متراکم تر می باشد.

علت استفاده از فناوری نانو در تولید سیمان

در ارتباط با مسئله استفاده از فناوری نانو در مواد مبتنی بر سیمان ، مطالعات زیادی صورت گرفته است. اضافه کردن نوع و دوز بهینه از نانو مواد، رویکری مفید برای بهبود مقاومت در مقابل اثرات نامطلوب شیمیایی مثل حمله سولفات، حمله اسیدی، واکنش سنگدانه قلیایی و تخریب حرارتی و ... می باشد.

اضافه کردن نانو مواد در بتن تازه، تزریق الکتریکی نانو مواد به بتن های قدیمی و کاور کردن فولاد با روکش اپوکسی نانو اصلاح شده، راهکاری مثبت برای بهبود مقاومت بتن مسلح در مقابل خوردگی فولاد می باشد. مدل سازی تعامل میان ژل C-S-H و نانو مواد ترکیب، درک مکانیکی خوبی از ارتباط میان نانو ساختار و خصوصیات بتن ایجاد می کند.

خلاء های موجود در زمینه استفاده از نانو مواد در تولید محصولات سیمانی

بهره مندی از فناوری نانو در مواد مبتنی بر سیمان دارای مزایای فراوانی است. اما هنوز در این زمینه، ابهامات زیادی وجود دارد. خلاء های موجود در علم نانو مواد و دیگر چالش ها باید پیش از بهره گیری زیاد از نانو مواد در تولید مصالح ساختمانی باید رفع شود.

در این زمینه باید مطالعات و بررسی های دیگری صورت بگیرد تا چالش های موجود برطرف شود. تطبیق فناوری نانو برای تأمین الزامات و محدودیت های روش های قدیمی که غالباً از سوی صنعت ساخت و ساز ایجاد می شود، مسئله بسیار مهمی است.

اقتصادی بودن نانو مواد بایستی پیش از بهره مندی از آن، بررسی شود و این بررسی بهتر است از نظر چرخه زندگی صورت بگیرد. استفاده از نانو مواد در هر زمینه ای، هزینه بر است. حال باید به دستاوردهای استفاده از نانو در حوزه مورنظر توجه شود و تحلیل شود که آیا با توجه به هزینه های موجود، آیا استفاده از فناوری نانو سودمند و به صرفه است یا خیر.

استفاده از فناوری نانو در مواد مبتنی بر سیمان با توجه به مزایا و معایب آن

درست است که استفاده از نانو، تحولی بزرگ در زمینه تولید محصولات ساختمانی ایجاد می کند و مزایای زیادی دارد، اما استفاده از نانو مواد در این زمینه باید با توجه به معایب آن صورت بگیرد. معایبی که ممکن است موجب به خطر افتادن سلامتی افراد شود. به هر حال، فناوری نانو همواره در پیشبرد تکنولوژی سیمان و بتن و باز کردن پتانسیل مواد سیمانی معمولی و خاص، اثر شگرفی دارد.

مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی

مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی با استفاده از متدهای خاصی امکان پذیر است. نتایج بکارگیری از هر یک از روش های مقاوم سازی بسیار رضایت بخش است.

تکنیک های مختلفی برای مقاوم سازی سازه های مختلف ارائه شده است. پیاده سازی صحیح هر یک از این تکنیک ها، مسئله مهمی است که در کسب نتایج موفقیت آمیز مؤثر می باشد. هر یک از انواع بتن شامل بتن پیش تنیده، بتن آرمه، بتن خود ترمیم شونده، بتن خود متراکم و ... دارای سطح معینی از مقاومت هستند. هر چقدر که از بتن مقاومی برای ساختمان ها استفاده شود، باز هم به مقاوم سازی سازه ها نیاز است.

انواع روش های مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی

تمامی تکنیک های ارائه شده برای مقاوم سازی بر پایه تقویت بتن می باشد. اصول پیاده سازی هر یک از این روش ها مختلف می باشد. تمامی این روش ها باید تحت نظر مهندسان و متخصصان این حوزه انجام شود. برخی از تکنیک های مذکور عبارتند از:

- ضخیم نمودن دیوارهای سازه

- بهره گیری از آرماتورها مانند FRP

- اجرای ژاکت فولادی

- پیاده سازی ژاکت بتنی

- دیوار برشی

- ژاکت فیبر کربن

- و ...

هدف از مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی چیست؟

مقاوم سازی به دلیل احتیاج به باربری سازه ها، تحمل بارهای وارده، آپدیت نبودن ضوابط به کار گرفته در زمان ساخت، نواقص اجرایی، بوجود آمدن خطا در طراحی سازه، فرسودگی با گذشت زمان و تغییر کاربری سازه ها به شدت احساس می شود و یک نیاز ضروری برای سازه های مختلف به شمار می آید. این کار در تمام کشورهای بزرگ دنیا انجام می شود. زیرا مهندسان و مدیران این حوزه کاملاً به خطرات و پیامدهای پایین بودن مقاومت سازه ها واقف هستند و به همین دلیل به دنبال راهکارهایی برای پیشگیری از بروز مشکلات هستند.

مقاوم سازی سازه ها در مقابل زمین لرزه و امواج لرزه ای

مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی در برابر امواج لرزه ای، سبب جلوگیری از آسیب های زمین لرزه های احتمالی می شود. تشخیص ساختمان هایی که به مقاوم سازی لرزه ای احتیاج دارند به خصوص در نواحی مستعد زمین لرزه، بسیار مهم است. سازه های بتنی از این حیث به شدت صدمه پذیر می باشند.

متدهای گوناگونی که برای تقویت سازه های بتنی در مقابل زلزله طراحی شده اند، بسیار نتیجه بخش هستند. یکی از این متدها، بهره گیری از میلگردهای بستر می باشد. اگر دستورالعمل های میلگرد بستر به خوبی اجرا شود، بکارگیری آن نقش چشمگیری در جلوگیری از آسیب دیدگی دیوارها دارد. تکنیک پس تنیدگی، یکی دیگر از متدهای تقویت سازه های بتنی در برابر امواج لرزه ای می باشد.

عمده ضعف سازه های بتنی

مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی شاید هزینه هایی را به سازندگان تحمیل کند که قطعاً همینگونه است. اما نتایج کار به اندازه ای ارزشمند می باشد که انجام این کار به شدت توصیه می شود. طراحی و اجرای نادرست سازه بتنی، پیچیده بودن دیتیل های اجرایی که دقت اجرا را کاهش می دهند، خرابی بتن به دلیل حملات سولفات ها، خرابی بتن به دلیل حمله کلریدها، کربناسیون بتن، شکل گیری واکنش قلیایی سنگدانه های بتن، افزایش حجم در اثر سرما و یخ زدگی بتن و ... موجب صدمه دیدن بتن می شوند و مقاومت و دوام آن را به شدت کاهش می دهند.

تأثیر کاهش جرم سازه در مقاوم سازی سازه ها

برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی باید وزن سازه ها را تا حد امکان کاهش داد. بدین منظور می توان یک یا تعداد بیشتری از طبقات را حذف نمود. استفاده از برخی از مصالح مانند یونولیت سقفی استاندارد سبب کاهش وزن سازه می شوند. استفاده از روش های اجرای نما که کمترین وزن را به سازه تحمیل می کنند، نتیجه بخش است. کاهش وزن سازه موجب به حداقل رسیدن نیروی جانبی وارده به سازه در اثر زمین لرزه می شود تا از این طریق مقاومت سازه افزایش پیدا کند.

2 دلیل شایع ترک در بتن

دلیل شایع ترک در بتن را بررسی می کنیم تا با دانستن این موارد بتوانیم از ترک خوردن انواع بتن جلوگیری کنیم.

ترک در بتن، مشکلی شایعی است که تا حدودی قابل پیشگیری می باشد. سازه های بزرگ که به دست سازندگان مطرح با استفاده از باکیفیت ترین بتن احداث می شود، کمتر با مشکل ترک خوردگی بتن مواجه می شود.

ترک خوردگی در اثر تغییرات دما

یک دلیل شایع ترک در بتن ، ترک خوردگی می باشد. آتش سوزی، هیدراتاسیون، تغییرات دمایی در حین شبانه روز و ... موجب می شوند که تغییراتی در حجم ایجاد شود و در اثر این مسئله، تنشی در عضو بتنی شکل می گیرد. ارتباطی میان تغییر حجم و تغییرات دما وجود دارد که متأثر از ضریب انبساط و انقباض می باشد. ترک های ناشی از تغییرات دما با بکار بردن میلگردهای حرارتی، قابل پیشگیری می باشد.

ترک ناشی از بار ثقلی، بارگذاری و زمین لرزه

یک دلیل شایع ترک در بتن ، بارهای ناشی از زمین لرزه و بارگذاری می باشد. مقاومت کششی بتن پایین تر از مقاومت فشاری آن است. ترک ها در عضو معمولاً در بخشی که در معرض کشش است، اتفاق می افتد. در سازه های بتن آرمه به منظور پیش گیری از این مشکل، بخشی از عضو که در معرض کشش است را با میلگرد مسلح می کنند. چنانچه نیروهای وارده سبب افزایش میزان تنش های وارده از میزان مقاومت عضو شود، ترک های شدیدی در بتن ایجاد می شود. بتن پیش تنیده با مشکل ترک خوردن مواجه نمی شود.

بتن ریزی در هوای گرم

یک دلیل شایع ترک در بتن ، بتن ریزی در هوای بسیار گرم می باشد. هوای گرم سبب تبخیر سطحی و افزایش میزان خشک شدگی در بتن می گردد که به دنبال آن ترک خوردگی در بتن رخ می دهد. دمای هوا و بتن، رطوبت نسبی هوا، نور سوزان خورشید و فشار هوا از عواملی هستند که روی تبخیر سطحی تأثیرگذار هستند. وزش باد در هوای گرم سبب می شود که سرعت تبخیر سطحی به صورت قابل توجهی زیاد شود. هوای گرم سبب به حداکثر رسیدن حجم حباب و ترکیدن آن در بتن هوازایی‌شده می گردد. کاهش میزان حباب ها سبب جمع شدگی بیشتر و ترک خوردگی بیشتر در بتن می شود.

ویبره غلط در زمان بتن ریزی، یک دلیل شایع ترک در بتن

ویبره بتن در مقاومت و کارایی و ظاهر بتن پس از حالت گرفتن تأثیر زیادی دارد. ویبره بتن با هدف بیرون کردن حباب های هوای محبوس در بتن انجام می شود. با ویبره، حباب های هوا از بتن بیرون می روند و جای آن را سنگدانه ها و سیمان پیرامون شان را پرمی کنند. در نتیجه، با بیرون شدن حباب های هوا، چسبندگی بیشتری میان اجزای بتن ایجاد می شود و بتن به حداکثر مقاومت می رسد. کوچک بودن لرزاننده، پایین بودن تواتر لرزش، کوچک بودن دامنه لرزش، کوتاه بودن زمان غوطه وری و فاصله زیاد میان نقاط لرزاندن از جمله مواردی هستند که ترک خوردگی زیادی در بتن را ایجاد می کنند.

دیر شاغول کردن، یک دلیل شایع ترک در بتن

چنانچه مدت زیادی از بتن ریزی ستون ها گذشته باشد و بتن نسبتاً سخت شود و پس از آن، ستون شاغول شود، حتماً ستون ترک می خورد. این مشکل در تابستان بیشتر می شود. چرا که مدت زمان گیرش اولیه کم می شود. در نتیجه برای کاهش ترک در بتن باید پس از ویبره ستون، به شاغول کردن آن اقدام نمود. با شاغول کردن درست و به موقع، از بروز این مشکل جلوگیری کنید. ترک خوردگی بتن حتماً به اقدامات دشواری برای تعمیر نیاز دارد و در مواقعی اصلاً نمی توان به تعمیر بتن اقدام نمود. بنابراین بهتر است اقدام پیشگیرانه را انجام داد و با راهکارهای مناسب از ترک خوردگی بتن جلوگیری کرد.

روش‌های دوگانه تولید قطعات بتن پیش تنیده

روش‌های دوگانه تولید قطعات بتن پیش تنیده دارای تفاوت هایی با یکدیگر هستند که در این مطلب به آنها اشاره می کنیم.

هدف اصلی از تولید بتن پیش تنیده، کنترل تنش های کششی و ترک های ناشی از لنگر خمشی به دنبال بارهای وارده در عضو است.

پیش تنیدگی چیست؟

بتن پیش تنیده، از انواع بتن کاربردی در ساخت و سازها است که مقاومت فشاری بالایی دارد. این بتن با استفاده از بتن معمولی و فولاد پیش تنیده تولید می شود. روش‌های دوگانه تولید قطعات بتن پیش تنیده بر اساس تکنیک پیش تنیدگی تنظیم شده اند. هدف استفاده از این بتن، افزایش مقاومت و استحکام سازه در مقابل تنش های ناشی از بهره بردازی سازه و تنش های ناشی از زمین لرزه می باشد. پیشرفت تکنولوژی قطعاً در تولید این بتن نقش داشته است. این بتن در برابر تنش های کششی بسیار خوب عمل می کند و ضعف بتن معمولی را جبران می کند.

آشنایی با روش‌های دوگانه تولید قطعات بتن پیش تنیده

بتن پیش تنیده به دو روش تولید می شود:

روش پیش کشیدگی

در این روش، کابل ها پیش از بتن ریزی در معرض کشش مشخصی قرار می گیرند. کابل های کششی در یک سمت قالب مهار می گردد و انتهای دیگر کابل ها توسط جک های هیدرولیکی تا شکل گیری تنش لازم در معرض کشش قرار می گیرد. به منظور جبران افت قابل انتظار حاصل از خزش، جمع شدگی و وادادگی، کابل ها به میزان ده درصد بیشتر در معرض کشش قرار می گیرند. بعد از کشش کابل ها، قطعات جانبی قالب تعبیه می شود و بتن ریزی در پیرامون کابل های کشیده شده انجام می شود. کم کم کابل های تنیده شده با بتن درگیر می شوند و زمانی که بتن به مقاومت بسیار بالایی رسید، کابل ها رها شده تا نیروها به بتن منتقل شوند. پیش کشیدگی در بتن پیش ساخته ای به کار گرفته می شود که نیروها با بست های ثابت که در دو انتهای بستر پیش کشیدگی وجود دارند و یا با قالب های ویژه و مقاوم در کابل ها، کنترل شود.

روش پس کشیدگی: ( بررسی روش‌های دوگانه تولید قطعات بتن پیش تنیده )

در این تکنیک، بتن را پیرامون غلاف محتوی کابل های کشیده نشده می ریزند. موقعی که بتن به مقاومت لازم رسید، کابل ها در معرض کشش قرار می گیرند و به واسطه گیره های خاص قفل می شوند تا از بازگشت کابل ها به طول ابتدایی پیشگیری شود و یک نیروی فشاری بوجود بیاید. کشش کابل ها ممکن است از یک سمت یا از دو سمت انجام شود. در این روش، صد درصد مقدار نیروی کابل ها به صورت مستقیم به بتن انتقال داده می شود و هیچ تنشی به قالب وارد نمی شود. به منظور شکل گیری غلاف کابل های کششی، امکان استفاده از لوله های فولادی قابل انعطاف یا لوله های لاستیکی بادکنکی وجود دارد. فضای ایجاد شده توسط غلاف ها، شرایط عبور کابل های کششی را پیش یا بعد از بتن ریزی و سخت شدن بتن ایجاد می کند. فضای خالی باید با ملات پر شود.

چندین مزیت ارزشمند بتن پیش تنیده

با روش‌های دوگانه تولید قطعات بتن پیش تنیده آشنا شدیم. اینک به مزایای این بتن اشاره می کنیم:

-         دهانه تیرها و تیرهای پیش تنیده نسبت به بتن مسلح بیشتر است.

-         طول دهانه زیاد سبب افزایش فضای بدون نواقص در پارکینگ می شود.

-         میزان خوردگی فولاد و نابودی بتن به صورت چشمگیری کم می شود.

-         دهانه های طولانی سبب مفاصل کمتر می شود. لذا تعمیرات و نگهداری آن به صورت قابل توجهی کمتر می شود.

-         این بتن ها می توانند تنش های معکوس، ضربه، ارتعاش و ضربه می باشند.

-         بارهای مرده موجود در ساختمان توسط این بتن دفع می شود.

صفحه قبل 1 صفحه بعد