مقاله های قطعات بتنی و فوندانسیون ها

تالیف: گروه صنعتی سازه های جهان نما ، مهندس محمدعلی سوارانی و محمدرضا عباسی ،(مشاور و مجری سازه های الکترومکانیکی و پروژه های مرتبط)

بتن و بکار گیری آن درپروژه های عمرانی حفاظت الکترونیک :
در مقالات گذشته مطالبی را از (گروه صنعتی سازه های جهان نما) جهت معرفی انواع دکل و کاربردهای آن در صنایع الکترونیک٬ الکترومکانیک ومخابرات به اختصار عنوان کردیم و در این مقاله نیز سعی داریم تا به معرفی زیرساخت های لازم برای اجرای فونداسیون های مربوط و لزوم بکارگیری بتن ومحدودیت های آن در اجرای پروژه های عمرانی مرتبط بپردازیم.

قطعات بتنی و فوندانسیون ها

بتن به عنوان یکی از پر مصرفترین مصالح مصرفی در صنعت ساختمان به عنوان ترکیبی از نسبت های معین از سیمان٬آب ٬ شن و ماسه شناخته می شود که می تواند همراه با درصد کمی مواد افزودنی باشد. ترکیب آب و سیمان باعث ایجاد ژل چسبنده ای بنام دوغاب سیمان می شود و همانند یک چسب٬ مصالح سنگی را در بر می گیرد .

و با گذشت زمان سخت٬ محکم و متراکم میشود.این ماده سخت بتن است. دلایل زیادی وجود دارد که استفاده از بتن را در قسمتهای مختلف یک بنا ارزشمند کرده است. این مزایا رامی توان بصورت زیر خلاصه کرد:

• مقاومت فشاری : بتن سخت شده مقاومت فشاری قابل قبولی در سازه های مختلف دارد.
• شکل پذیری : خمیری بودن بتن در مرحله ساخت ٬ شکل دهی و شکل پذیری آن را امکان پذیر می سازد.
• فراوانی مصالح : مصالح تشکیل دهنده بتن در اکثر مناطق کشور به آسانی یافت می شود.
• عمربالا : سازه ها وعضو های بتنی در صورت عدم وجود عوامل مهاجم و مخرب می توانند دوام نا محدودی داشته باشند.

مقاومت در برابر آتش: سازه های بتنی نسبت به سازه های فولادی به شرط مناسب بودن پوشش بتن می توانند درجه حرارت های بالا تر از 1000 درجه سانتیگراد را تا چند ساعت وبدون تغییر شکل قابل ملاحظه٬ تحمل کند.

قطعات بتنی و فوندانسیون ها

درمقابل تمامی محاسن ومزایای بتن در ساخت سازه های مهندسی ٬ معایبی نیزبرآن وارد است که دربرخی موارد استفاده از آنرا در عضو های بتنی با محدودیت مواجه کرده است. این معایب را می توان بصورت زیر خلاصه کرد:
1- مقاومت کششی: مقاومت کششی بتن بسیار محدود ودرحد یک دهم مقاومت فشاری بتن است. لذا در بسیاری از موارد از مقاومت کششی بتن صرف نظر می شود.
2- حجیم بودن اعضای بتنی: پایین بودن مقاومت فشاری بتن در مقایسه با فولاد باعث شده است که اعضای باربر سازه های بتنی دارای ابعاد بزرگ و حجیم باشند.
3- سنگین بودن: حجیم بودن اعضای بتن آرمه وبالا بودن وزن مخصوص بتن باعث شده است که همواره سازه های بتنی سنگین تر از سازه های فولادی باشند.
4- انتقال حرارت: ضریب انتقال حرارت بتن همواره استفاده از عایق های حرارتی را در ساختمان الزام آور کرده است.
5- نیاز به نظارت دقیق: ساخت بتن٬ اجرای آن و عمل آوری بتن و همچنین فولاد گذاری در بتن نیازمند نظارت وکنترل دقیق است.
6- قالب بندی: ساخت قالب ٬ برپایی قالب ودر نهایت جمع کردن قالب در سازه های بتنی فرآیندی زمان بر و پر هزینه است.
7- سرعت کم اجرا: در اجرای قسمتهای مختلف سازه های بتن آرمه لازم است بتن قبل از بار گذاری٬ حداقل مقاومت لازم را در طول زمان کسب کرده باشد
باوجود این معایب امروزه مصرف بتن در کارهای مختلف ودر تمامی جوامع پذیرفته شده است اما همواره باید این نکته را به خاطرداشت که ساخت بتن زمانی رضایت بخش تلقی می شود که مطابق با دستورالعمل های فنی طرح٬ ساخته واجرا شود بنابراین در ساخت سازه های بتن آرمه٬ باید مراحل مختلفی دنبال شود:

• ساخت قالب و قالب بندی و برپایی قالب
• ساخت آرماتورها٬ آرماتوربندی و فولادگذاری
• ساخت بتن٬ انتقال بتن وبتن ریزی
• عمل آوری ومحافظت از بتن
• بازکردن قالب ها٬ نظافت و انبارکردن قالب ها

گروه صنعتی سازه های جهان نما ، متخصص در مشاوره و اجرای ساخت انواع دکل

حال به معرفی اجزای تشکیل دهنده بتن می پردازیم:
سیمان:
ماده ریز وپودر شده ای که به تنهایی خاصیت چسبندگی ندارد اما از ترکیب شدن با آب و عمل هیدراتاسیون(واکنش شیمیایی آب و سیمان)٬ خاصیت چسبندگی پیدا میکند. سیمان ترکیبی حرارت داده شده از خاک رس و سنگ آهک است که در مرحله پخت مواد مضاف دیگری نیز به آن اضافه می شود. نرمی سیمان بیانگر مقدار ریز بودن دانه های سیمان است.هرچه نرمی سیمان بیشتر باشد یا به عبارتی دانه های سیمان ریزتر باشند٬ میزان واکنش زایی کسب مقاومت سیمان زیادتر می گردد. سیمان بر حسب کارایی و شرایط اجرای آن به انواع مختلفی ساخته می شود: 1- سیمان نوع اول( تیپ 1) الی نوع پنجم ( تیپ5) وانواع دیگری از جمله: سیمان سفید٬ سیمان رنگی٬ سیمان پرتلند سرباره ای٬ سیمان پوزولانی و…

قطعات بتنی و فوندانسیون ها

ضوابط آیین نامه بتن پیرامون سیمان:
1- استفاده از سیمان نوع پنجم در محیط هایی که علاوه بر سولفات٬ ترکیبات کلر نیز وجود دارد٬ از لحاظ حفاظت میلگرد نا مناسب وغیر مجاز است.
2- در مدت انبار کردن ٬ سیمان مصرفی نباید در تماس با رطوبت باشد.
3- در مناطق خشک ٬ حداکثر می توان 12 پاکت سیمان را روی هم انبار کرد. حداکر ارتفاع پاکت ها نباید بیش از 180 cm باشد.
4- پاکت ها باید در تماس هم قرار گیرند تا از جریان هوا کاسته شود ولی در تماس دیوار ها نباشند.
5- در مناطق با رطوبت بالای 90 درصد ٬ حداکثر زمان مصرف سیمان کیسه ای 45 روز ودر سایر مناطق 90 روز است.
6- …

مصالح سنگی:
مصالح سنگی بتن شامل شن و ماسه٬ حدود 60تا70 درصد حجم بتن را تشکیل می دهند بطوری که شن بعنوان دانه درشت 45 درصد و ماسه بعنوان دانه ریز 25 درصد حجم تقریبی بتن را شامل می شوند. مرز شن و ماسه با الک نمره 4 که اندازه هر چشمه ان 4.76 mm است٬ مشخص می شود بعبارتی ذرات کوچکتر از 5 میلی متر به عنوان ماسه وذرات بزرگتربعنوان شن شناخته می شوند. در کارگاه های ساخت بتن معمولا ماسه در یک محل دپو می شود و شن بدلیل تنوع بیشتر در اندازه دانه ها ٬ در دانه بندی های مختلف ودر چند محل دپو می شوند. مصالح سنگی به دو صورت شکسته و طبیعی در بتن مورد مصرف قرار می گیرند. دانه های شکسته دارای گوشه های مشخص وتیز بوده که از خردکردن سنگهای بزرگ در دستگاههای سنگ شکن تهیه می شوند.

دانه های طبیعی از بستر رودخانه جمع آوری و پس از سرند شدن در دانه بندی مختلف دپو می شوند. دانه های طبیعی معمولا دارای شکل نا منظم٬ گرد ٬ پولکی یا سوزنی می باشند. در ساخت بتن اسفاده از مصالح پولکی شکل و سوزنی شکل مجاز نمی باشد و توصیه می شود بیشتر از مصالح شکسته یا با شکل نا منظم در بتن استفاده شود. هرچه سطح جانبی دانه ها بیشتر باشد٬ مقدار سیمان بیشتری لازم است تا تمام سطوح با خمیر سیمان پوشانده شود٬ لذا مصرف سیمان در بتن ساخته شده با مصالح سنگی شکسته و گوشه دار بیشتر از دیگر دانه بندی ها می باشد. همچنین مقاومت فشاری نمونه های ساخته شده با دانه بندی شکسته٬ بدلیل قفل و بست بهتر دانه ها بالاتر از دانه بندی های دیگر است .

اجرای پروژه ساخت سازه های الکترومکانیکی ، با بهترین کیفیت

ضوابط آیین نامه بتن پیرامون مصالح سنگی:
1- توصیه می شود که دانه بندی از 22 mm بزرگتر نباشد.
2- مصالح سنگی باید عاری از هر گونه نا خالصی غیر مجاز( شامل مواد شیمیایی٬ گل و لای٬ رس٬ گچ و هر نوع ماده ای که بر چسبندگی ذرات با خمیر سیمان اثر گذاری کند) باشد.
3- حداقل ارزش ماسه ای مصالح ریز دانه بتن( ماسه) 75 درصد است.
4- مدول نرمی ماسه نباید کمتر از 2.3 و بیشتر از 3.1 باشد.
5- حداکثر مقدار سولفاتها در شن یا ماسه٬ 0.4 درصد وزنی است.
6- مقدار کل سولفاتهای قابل حل در آب( شامل سولفاتهای موجود در سیمان٬ آب و مصالح سنگی) نباید بیشتر از 5 درصد ودانه های سوزنی شکل 40 درصد وزن شن است.
7- …
آب:
آب نقش بسیار اساسی و مهم در انجام واکنش های شیمیایی در بتن دارد. تشکیل خمیر سیمان ودوغاب سیمان جهت چسباندن سنگدانه ها مستلزم وجود آب وکامل شدن واکنش های شیمیایی سیمان می باشد. حداقل نسبت آب به سیمان برای انجام واکنش شیمیایی حدود 20 درصد وزن سیمان است اما در عمل استفاده از این مقدار آب٬ کاربرد بتن را غیرعملی می سازد چراکه این بتن بسیار سفت خواهد بودوکارآیی لازم را ندارد. عملکرد آب در بتن علاوه بر تشکیل واکنش های شیمیایی٬ کاهش اصطکاک بین دانه ها از طریق خیس کردن سطح جانبی دانه ها است. لذا علاوه بر آب لازم برای انجام کلیه واکنش های شیمیایی٬ مقداری نیز برای شل کردن٬ روان کردن وسهولت اجرایی اضافه می شود.

قطعات بتنی و فوندانسیون ها

به این ترتیب کارایی و عملکرد بتن تازه مطلوب می شود و امکان بتن ریزی در سازه های مختلف و با تراکم میلگرد را آسان می کند. از این لحاظ نسبت آب به سیمان بین 40 تا 70 درصد دچار تغییر می شود. باسخت شدن بتن وکامل شدن واکنش های شیمیایی در بتن٬ آب اضافی در بتن تبخیر شده وحباب های بسیار ریزی در بتن ایجاد می کند. وجوداین حبابها که مقدار آن حدود 3 درصد حجم بتن است٬ باعث کاهش مقاومت فشاری و ضعف در بتن می شود. مناسب ترین آب برای ساخت بتن٬ شستشوی مصالح سنگی وعمل آوری بتن٬آب آشامیدنی و قابل شرب است. آب های با املاح ونا خالصی های متعدد را نمی توان در ساخت بتن بکار برد زیرا ترکیبات آب می تواند بر واکنش های شیمیایی سیمان٬ سنگدانه ها و فولاد اثرگذار باشد ودر کوتاه مدت یا دراز مدت خرابی وشکست عضو بتنی را باعث می شود.
ناخالصی های موجود در آب به دو گروه کلی طبقه بندی می شوند:
1- مواد معلق و قابل رویت در آب شامل گل ولای ٬ چربیها٬ خزه٬ روغن ٬ موادآلی ودیگر مواد معلق
2- مواد محلول ونا خالصی های حل شده در آب شامل کربنات ها٬ کلریدها٬ سولفاتها٬ نمکها٬ قلیایی ها ودیگر ترکیبات شیمیایی

دکل سازه جهان نما ، پیشنهاد می کند که مطلب مقاله های دکل دوربین را نیز مطالعه بفرمایید .

ضوابط آیین نامه بتن پیرامون آب:
1- آب مصرفی باید حتی الامکان قابل شرب وبدون مزه وبوی خاص ومطابق با مشخصات آب مصرفی در طرح اختلاط باشد.
2- مقاومت 7 روزه و 28 روزه ملات ساخته شده با آب غیرآشامیدنی نباید کمتر از 90% مقاومت بتن ساخته شده با آب مقطر باشد.
3- زمان گیرش خمیر سیمان ساخته شده با آب غیرآشامیدنی نسبت به خمیر ساخته شده با آب مقطر٬ نباید بیش از یک ساعت باشد.
4- مقدار اسیدیته یا PH آب مصرفی در بتن باید بین 5 تا 8.5 باشد.
5- آب دریا با حداکثر غلظت 35000 ppm را می توان در ساخت بتن غیرمسلح مورد استفاده قرار داد.
6- بتن ساخته شده با آب دریا٬ زودگیر است اما مقاومت فشاری 28 روزه آن حدود 10 تا 20 درصد کمتر از مقاومت فشاری مورد نظر است.
7- کاهش مقاومت بتن ساخته شده با آب دریا رامی توان با کم کردن نسبت آب به سیمان جبران کرد.