پروژه کارآموزی- احداث ساختمانهای مسکونی با اسکلت بتنی-pdf در48 صفحه

سازه بتنی سازه‌ای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و پولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمان در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستون‌ها و شاه تیرها و پی، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب می‌شود.

امروزه بسیاری از پلها را از بتن آرمه می سازند. برای استفاده از پل های بلندتر و بیشتر شدن فاصله پایه پلها از تیر پیشتنیده استفاده می شود.

مزایای سازه‌های بتنی[ویرایش]۱- ماده اصلی بتن که شن و ماسه می‌باشد ارزان و قابل دسترسی است.۲- سازه‌های بتنی که مطابق با اصول آیین نامه‌ای طراحی و اجرا شده اند، در مقابل شرایط محیطی سخت، مقاومتر از سازه‌های ساخته شده با مصالح دیگر هستند.۳- به علت قابلیت شکل پذیری بالای بتن، امکان ساخت انواع سازه‌های بتنی نظیر پل، ستون و ... به اشکال مختلف میسر است.[۱]۴- سازه‌های بتنی در مقابل حرارت زیاد ناشی از آتش سوزی بسیار مقاوم اند. آزمایشات نشان داده اند که در صورت ایجاد حرارتی معادل ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد برای یک نمونه بتن آرمه، حداقل یک ساعت طول می‌کشد تا دمای فولاد داخل بتن، که با یک لایه بتنی با ضخامت ۲٫۵ سانتی متر پوشیده شده است، به ۵۰۰ درجه سانتی گراد برسد.روش‌های طراحی سازه‌های بتن آرمه[ویرایش]

به طور کلی هدف از طراحی یک سازه، تامین ایمنی در مقابل فروریختگی و تضمین عملکرد مناسب در زمان بهره برداری است. چنانچه مقاومت واقعی یک سازه بطور دقیق قابل پیش بینی بود و در صورتی که بارهای وارد بر سازه و اثرات داخلی آنها نیز با همان دقت قابل تعیین بودند، تامین ایمنی تنها با ایجاد ظرفیت باربری به میزان جزئی بیش از مقدار بارهای وارده ممکن می گشت. لیکن عوامل نامشخص و خطاهای احتمالی متعددی در آنالیز، طراحی و ساخت سازه‌ها وجود دارند که یک حاشیه ایمنی را در طراحی سازه‌ها طلب می‌کنند. مهمترین ریشه‌ها و منابع این خطاها عبارتند از:

الف: بارهایی که در عمل به سازه وارد می‌شوند و همچنین توزیع واقعی آنها ممکن است با آنچه در بارگذاری سازه فرض شده است متفاوت باشند.ب: رفتار واقعی سازه ممکن است با رفتار تئوریک سازه، که بر اساس آن نیروهای داخلی اعضا محاسبه می‌شوند، تفاوت داشته باشد.ج: مقاومت واقعی مصالح به کار رفته در ساخت سازه ممکن است متفاوت از مقادیر فرض شده در محاسبات باشد.د: ابعاد قطعات و محل واقعی میلگردها ممکن است دقیقاً مطابق آنچه طراح در محاسبات خود فرض کرده نباشد.

بنابراین، انتخاب یک حاشیه ایمنی مناسب امر بسیار دشواری است که نحوه منظور نمودن آن، به صورت یکی از مشخصه‌های اساسی روش‌های طراحی در آمده است. به طور کلی طراحی سازه‌های بتن آرمه به سه روش زیر صورت می‌گیرد[۲]:

۱: تنش مجاز۲: مقاومت نهایی۳: روش طراحی بر مبنای حالات حدیروش تنش مجاز[ویرایش]

این روش که قبلاً روش تنش بهره برداری یا روش تنش بار سرویس نامیده می‌شد، اولین روشی است که بصورت مدون برای طراحی سازه‌های بتن آرمه بکارگرفته شد. در این روش یک عضو سازه‌ای به نحوی طراحی می‌شود که تنش‌های ناشی از اثر بارهای بهره برداری (یا سرویس)، که به کمک تئوری‌های خطی مکانیک جامدات محاسبه می‌شوند، از مقادیر مجاز تنش‌ها تجاوز نکنند. منظور از بارهای بهره برداری یا سرویس بارهایی نظیر: بار زنده، بار مرده، بار برف و بار زلزله هستند. این بارها توسط آیین نامه‌های بارگذاری، مانند مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تعیین می‌شوند. در این روش منظور از تنش مجاز تنشی است که از تقسیم تنش حدی ماده، نظیر مقاومت فشاری برای بتن و مقاومت تسلیم برای فولاد، بر ضریب بزرگتر از واحد، به نام ضریب اطمینان به دست می‌آید. تنش‌های مجاز مصالح توسط آیین نامه‌های محاسباتی تعیین می‌شوند. به عنوان مثال مطابق آیین نامه ACI مقدار تنش فشاری مجاز بتن c ۰٫۴۵می باشد.

بدین ترتیب مراحل این روش بطور خلاصه به ترتیب زیر هستند:۱: تعیین بارهای وارد بر سازه۲: آنالیز سازه و تعیین تنش‌ها در مقاطع مختلف به کمک تئوری‌های کلاسیک اجسام الاستیک۳: تعیین تنش‌های مجاز با استفاده از یک آیین نامه محاسباتی۴: طراحی نهایی مقطع با این محدودیت که در هیچ نقطه‌ای از سازه تنش‌های ایجاد شده از تنش‌های مجاز تجاوز نکنند.این روش به دلیل سادگی و سهولت کاربرد تا چندی قبل به عنوان قابل استفاده‌ترین روش طراحی سازه‌های بتن آرمه مطرح بود. لیکن نقاط ضعف این روش استفاده از آن را محدود کرده است. مهمترین این نقاط ضعف عبارتند از:الف: در این روش ایمنی به کمک تنها یک ضریب (ضریب اطمینان) و در یک مرحله منظور می‌شود، از آنجا که عواملی که لزوم تامین یک حاشیه ایمنی را ایجاب می‌کنند دارای ریشه‌ها و شدت‌های متفاوت هستند، در نظر گرفتن آنها تنها با کمک یک ضریب غیر منطقی است.ب: بتن ماده‌ای است که تنها تا تنش‌های معادل نصف مقاومت فشاری آن به صورت الاستیک و خطی عمل می‌کند. بنابراین با بکار بردن درصدی از مقاومت فشاری بتن در محاسبات نمی‌توان اطلاعی از ضریب اطمینان کلی سازه در مقابل فروریختگی به دست آورد.ج: به کار بردن این روش در طراحی بعضی مقاطع با اشکالات تئوریک مواجه است. به عنوان مثال در مقاطع خمشی تنش واقعی فولاد غالباً کمتر از مقداری است که با این روش محاسبه می‌شود.تا سال ۱۹۵۶ میلادی روش تنش‌های مجاز مبنای محاسبات در آیین نامه ACI بود. این روش از سال ۱۹۷۷ تنها در قسمت ضمائم آیین نامه و تحت عنوان روش دیگر طراحی جا داده شد.[۳]روش مقاومت نهایی[ویرایش]

روش مقاومت نهایی که در آیین نامه ACI به نام روش طراحی بر مبنای مقاومت موسوم است، حاصل مطالعات گسترده روی رفتار غیر خطی بتن و تحلیل دقیق مسئله ایمنی در سازه‌های بتن آرمه می‌باشد. روند طراحی در این روش را می‌توان به صورت زیر خلاصه نمود:

۱: باربهره برداری به وسیله ضریبی موسوم به ضریب بار افزایش داده می‌شود، بار حاصله را اصطلاحاً بار ضریبدار یا بار نهایی می نامند.۲: بارهای ضریبدار بر سازه اعمال می‌شوند و به کمک روش‌های خطی آنالیز سازه ها، نیروی داخلی مقاطع محاسبه می‌شود. به این نیروی داخلی اصطلاحاً مقاومت لازم گفته می‌شود. مقاومت لازم در یک مقطع شامل: مقاومت خمشی لازم، مقاومت برشی لازم، مقاومت پیچشی لازم و مقاومت بار محوری لازم است.۳: برای هر مقطع، مقاومت طراحی آن از حاصلضرب مقاومت اسمی در ضریبی کوچکتر از واحد به نام ضریب کاهش مقاومت به دست می‌آید. مقاومت اسمی، حداکثر مقاومتی است که مقطع قبل از گسیختگی از خود نشان می‌دهد. مقاومت اسمی یک مقطع مشتمل است از: مقاومت خمشی اسمی، مقاومت برشی اسمی، مقاومت پیچشی اسمی و مقاومت بار محوری اسمی.۴: طراحی مقطع به نحوی که در آن مقاومت لازم از مقاومت طراحی کمتر باشد.روش طراحی بر مبنای مقاومت، امروزه اساس کار طراحی سازه‌های بتن آرمه می‌باشد.[۴]روش طراحی بر مبنای حالات حدی[ویرایش]

به منظور تکامل روش مقاومت نهایی، به ویژه از نظر نحوه منظور نمودن ایمنی، روش طراحی بر مبتای حالات حدی ابداع گردید. این روش هم اکنون مبنای طراحی در تعدادی از آیین نامه‌های اروپایی است، با این حال این روش هنوز نتوانسته است جای روش مقاومت نهایی را در آیین نامه ACI بگیرد. این روش از نظر اصول محاسبات مربوط به مقاومت، مشابه روش طراحی بر مبنای مقاومت است و تفاوت عمده آن با روش قبل، در نحوه ارزیابی منطقی تر ظرفیت باربری و احتمال ایمنی اعضا می‌باشد. در این روش نیازهای طراحی با مشخص کردن حالات حدی تعیین می‌شوند. منظور از حالات حدی شرایطی است که در آنها سازه مورد نظر خواسته‌های طرح را تامین نمی‌کند. طراحی سازه با توجه به سه حالت حدی زیر صورت می‌گیرد[۵]:

۱: حالت حدی نهایی، که مربوط به ظرفیت باربری می‌شود.۲: حالت حدی تغییر شکل (مانند تغییر مکان و ارتعاش اعضا)۳: حالت حدی ترک خوردگی یا بازشدن ترک ها

کتاب- هندبوک بتن- hand book CONCRETE- در 120 صفحه-docx

بتن در همه جا موجود است و در یکصد سال اخیر، استفاده از آن در ساخت بناهای مسکونی و اداری، پیاده روها، راه ها و جاده ها و نیز انواع مختلف ساختمان های فنی عملکردی از قبیل کارخانه ها، پارکینگ ها، متروها، فرودگاه ها، پل ها، سدها، سیلوها، سازه های دریایی، رآکتورهای اتمی و سازه های مقاوم در برابر انفجارات و زلزله، مقبولیتی همگانی پیدا کرده است.
چنانچه از عنوان این نوشتار برمی آید، بتن یک ماده متناقض است. بتن با اینکه تداعی کننده مفهوم سختی است، لیکن در ابتدای فرآیند اختلاط مواد تشکیل دهنده اش، نرم و روان است؛ اگرچه بتن، بر اساس تعریفی که از آن سراغ داریم، یک ماده پیوندی و چندرگه است که از اختلاط سیمان، آب، ماسه و مصالح دانه ای معدنی از قبیل شن یا سنگریزه به دست می آید، اما معمولا به عنوان یک ماده یکپارچه و دارای شخصیت مستقل در نظر گرفته می شود. بتن شکل ذاتی و طبیعی بخصوصی ندارد و از این رو باید با استفاده از قالب بندی به شکل معینی درآورده شود؛ یعنی شکل و بافت نهایی بتن را قالبی که بتن به درون آن ریخته می شود، تعیین می کند.
بتن می تواند هر رنگ، بافت و طرحی را به خود بگیرد، از این رو شاید بتوان آن را به یک آفتاب پرست تشبیه کرد. رنگ بتن اغلب خاکستری ست، اما از طریق انتخاب سیمان و مصالح دانه ای مناسب یا با استفاده از رنگدانه های شیمیایی می توان به آسانی آن را در رنگ های سفید، قهوه ای یا حتی قرمز روشن تولید کرد. بتن بسته به قالب مورد استفاده در تولید آن، می تواند صاف و ساده یا دارای طرح های دقیق و پیچیده باشد؛ بتن می تواند همچون شیشه صاف باشد یا همچون صخره زمخت و ناصاف. بتن ممکن است بدون پرداخت رها شده یا همچون یک تندیس به دقت روی آن کار شود. در واقع، بتن، با توجه به ویژگی های خاص سطح آن، یک فرآورده واحد نیست، بلکه طیف گسترده ای از مصالح را دربرمی گیرد که از نظر بافت، رنگ و بیان معمارانه از قابلیت های بی شماری برخوردار است.
ترکیب مقاومت فشاری سنگ و مقاومت کششی فولاد در بتن مسلح، سازه های بتنی را قادر به تحمل وزن بسیار زیاد و پوشش دهانه های بزرگ می سازد. از آنجایی که عناصر تشکیل دهنده سازه بتن مسلح می توانند بصورت یک شبکه پیوسته و یکپارچه، به هم بافته شوند، استفاده از بتن مسلح در طراحی سازه، آن را از قابلیت انعطاف پذیری بی نظیری برخوردار می کند. معماران و مهندسان از این ویژگی برای خلق عناصر ساختمانی مختلف، از صفحات بتنی یکپارچه گرفته تا قاب های سازه ای سه بعدی و کنسول های عظیم و مهیب، بهره می گیرند.
بررسی تاریخی کاربرد بتن در معماری نشان می دهد که بتن توسط معماران رومی و صدر مسیحیت مورد استفاده قرار می گرفت، اما در قرون وسطی و رنسانس اغلب بی استفاده ماند، تا آنکه در نیمه دوم قرن نوزدهم بار دیگر، عمدتا برای مصارف معمولی، مورد توجه قرار گرفت، بویژه در مواردی که ساخت ارزان، قابلیت ایجاد دهانه های عریض و نسوز بودن، ضرورت به کارگیری آن را ایجاب می کرد. مسلح کردن بتن نیز که برای این کار میلگردهای فولادی را به منظور استحکام بیشتر در میان بتن قرار می دادند، به دهه 1870 باز می گردد. معماران قرن نوزدهم بعضا به قابلیت های بتن مسلح خیلی اطمینان نداشتند و نسبت به آن بدگمان بودند. بتن در آن زمان یک ماده خیلی جدید به شمار می رفت و ویژگی های آن برای معماران بخوبی قابل درک نبود، زیرا فاقد یک فرم ذاتی و پایدار بود. جالب آنکه این دقیقا همان خصوصیتی است که بتن را برای بسیاری از معماران امروز به وسیله ای امیدوارکننده جهت تحقق ایده هایشان تبدیل می کند.
پدیده بتن در چند سال آخر قرن نوزدهم که معماران سعی کردند سبکی مبتنی بر این مصالح بیابند، آشکارتر شد. در حالی که یکی از طراحان احتمالا چنین استدلال می کرد که ویژگی انعطاف پذیری بتن آن را به ماده ای مناسب برای بیان گرایی هنری در معماری تبدیل می کند، دیگری ممکن بود بر نقش روش قاب و قاب بندی تکیه کند و مدعی ارزش گذاری بر نمونه های پیشین گوتیک یا حتی شیوه های معماری فولاد و شیشه شود. نظریات مشابه مختلفی نیز با توجه به جنبه بیرونی بتن ابراز می شد، بدین معنا که یک معمار، بتن را ماده ای معمولی و پیش پاافتاده و نیازمند پوشانیده شدن با کاشی ها و روکارهای آجری می دانست و دیگری از زیبایی ذاتی آن دم می زد که به همین دلیل باید نمایان می ماند. استفاده گسترده و فراگیر از بتن مسلح در معماری حدودا به نیمه اول قرن بیستم باز می گردد. این ماده جدید به دلیل برخورداری از قابلیت استفاده در بناهای مختلف و نیز فرم پذیری قابل توجهش، در آن زمان در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفت و با سرعت شگفت آوری تاثیرات خود را در معماری بر جای گذاشت و بین سالهای 1910 و 1920، تقریبا به علامت مشخصه معماری جدید تبدیل شد. شاید از بسیاری جهات بتوان گفت خردگرایی و بتن مسلح دو عنصری بودند که سرانجام در دوره افتخارآمیز معماری مدرن در دهه 1920 در یکدیگر ادغام شدند؛ معماران خردگرای این دهه که بتن را به لحاظ برآورده کردن نیازهای اساسی چون ارزانی، یکسان سازی، نورپردازی کافی، تهویه گسترده و فضاهای داخلی انعطاف پذیر و نامحدود، ماده ای مناسب یافته بودند، در سطح وسیع آن را مورد استفاده قرار دادند.
آگوست پره مهندس معمار فرانسوی، نخستین کسی ست که بتن مسلح را به عنوان وسیله ای برای بیان مقاصد معماری شناخت و به کار برد. آپارتمان های مسکونی که او با استفاده از قابلیت های هنری بتن مسلح ساخت، منزلت بتن را در عالم معماری افزایش داد. فرانک لویدرایت نیز یکی از معماران برجسته آمریکایی است که در پروژه هایش از قابلیت های این ماده جدید استفاده فراوانی کرده است. ارزانی بتن و قابلیت ایجاد دهانه های عریض با استفاده از آن، باعث روی آوردن او به این ماده شد. علاوه بر این، او با بتن براحتی می توانست به ایده های فضایی خود جامه عمل بپوشاند. رایت به خاطر تاکید هنری و حرفه ای اش بر ماهیت مصالح، سطح بتن را در اغلب کارهایش عاری از پوشش باقی می گذاشت. پتانسیل تقریبا نامحدود بتن جهت خلق فرم ها و سطوح انتزاعی، برخورداری از قابلیت تطابق با شرایط و کارکردهای مختلف و نیز داشتن استحکام بالا، بتن را در حال حاضر به یکی از مصالح پرطرفدار و مورد توجه در میان بسیاری از معماران و مهندسان تبدیل کرده است. بتن به خاطر داشتن خاصیت انعطاف پذیری بالا، آزادی عمل قابل توجهی در اختیار طراحان و معماران قرار می دهد. بتن، همانند خاک رس در دستان یک تندیس گر، برای معماران امکان خلق ساختمان هایی را فراهم می کند که به طور منحصر به فردی گیرا، جالب توجه و از نظر هندسی متهورانه است. فرم ها و ترکیباتی که ساختن آنها پیش از ابداع بتن مسلح، با استفاده از سایر مصالح متداول دشوار یا غیرممکن بود، با استفاده از بتن مسلح اغلب به آسانی قابل دستیابی هستند. به جرات می توان گفت که بدون استفاده از بتن، اجرای برخی از زیباترین و نوآورانه ترین آثار معماری معاصر جهان هرگز قابل تصور و تحقق نبود.
امروزه بتن با گذشت سالها از پیدایش و کاربرد آن به صورت کنونی، دستخوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است. از زمان شروع استفاده گسترده از بتن مسلح در ساخت وسازها (در بیش از یک قرن قبل)، برخی انگاره های بنیادی درباره خواص این ماده و محدودیت های آن تاکنون با چالش و تردید جدی مواجه نشده بودند، اما در سالهای اخیر، با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، تحقیقات متعددی روی خواص بتن صورت گرفته و در حال حاضر طیف متنوعی از فرآورده های آن ابداع و به بازار عرضه شده اند که این قبیل انگاره ها را به چالش کشیده و آزادی بیشتری جهت تجربه و ابداع در اختیار معماران و مهندسان قرار داده اند. بر این اساس است که در سالهای اخیر، معماران مختلف در پروژه هایشان برخی از انگاره های غالب درباره فرم معماری و فناوری بتن را به چالش کشیده و رویکرد های جدیدی را در هر دو زمینه ارائه کرده اند. بسیاری از معماران نیز با کاربرد هوشمندانه بتن، از آن به عنوان ابزاری جهت خلق زیبایی در آثارشان بهره جسته اند. البته با توجه به پیشرفت های سریع و روزافزون صنعت بتن در سالهای اخیر، به نظر می رسد در سالهای آینده شاهد استفاده گسترده تری از قابلیت های بتن در عرصه معماری خواهیم بود

فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن

فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته می شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روانسازهای بتن مصرف کنند و براساس استاندارد 2930 ایران ساخته می شوند.
گفتنی است این مواد ممکن است توسط تولید کنندگان بتن آماده و قطعات پیش ساخته بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند .
باید اشاره کرد این محصولات در کاهش آب بسیار موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین 20%-18% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید ودر مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر 40% نیز ممکن شده است .
همچنین خاصیت روان کنندگی زیاد این مواد سبب می شود بتنی با اسلامپ زیاد، روان و خود تراز شونده حاصل گردد . کارآیی این بتن نسبت به بتن معمولی بسیار شگرف و قابل تمایز است . بطوریکه بتن با حداقل عملیات و ویبره کردن یا حتی به خودی خود ، در حالیکه مصرف آب آن به حداقل رسیده در قالب جای می گیرد .
شایان ذکر است از ترکیب خواص فوق روان کنندگی و کاهش دهندگی شدید آب بتن مزایای زیر حاصل می گردد :
مقاومت اولیه زیاد امکان تسریع در عملیات بازکردن قالبها و باعث استفاده مقرون به صرفه تر از قالبهامی شود، مقاومت اولیه و نهایی زیاد برای بتن پر مقاومت و مقرون به صرفه، افزایش کار آیی باعث کاهش هزینه های استهلاک و سختی کار می گردد و افزایش اسلامپ ،امکان تولید بتنی خود تراز شونده رابوجودمی آورد، مقاومت نهایی بالاتر به مهندسین محاسب قدرت انعطاف بیشتری را در ارائه یک طرح بهینه اقتصادی ارائه می دهد .
خاصیت فوق العاده روان کنندگی باعث تسهیل در پمپ نمودن و کاهش نیاز به ویبره کردن بتن می گردد .

نسبت آب به سیمان کاهش یافته ، دوام و تراکم بیشتر بتن را با کاهش نفوذپذیری بتن باعث می شود

آرماتورهای غیر فولادی در بتن

در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP) الیاف آرامیدی (Afrp) والیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده اند.
خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که  می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.
اخیراً از الیاف مختلف شبکه هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین د

ISO 1920-12:2015-Testing of concrete — Part 12

20 صفحه پی دی اف

ISO 1920-12:2015-Testing of concrete — Part 12:Determination of the carbonation
resistance of concrete — Accelerated carbonation method

پاورپوینت-سمینار بتن و اجزای آن- در 80 اسلاید-powerpoin-ppt

 تعریف شاتکریت از نظر مؤسسه بین المللی ACI

شاتکریت عبارتست از ملات یا بتنی که با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده می‌شود.

از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه‌هایی از سنگ زیرین جدا می‌شد، لذا بعنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندانمورد توجه واقع نشد.

از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموارحفریات زیر زمینی را می‌پوشانند و به شکل یک سطح نسبتاً صاف در می‌آورد .

البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ، بعنوان سیستم نگهداری بسیاری ازتونل‌ها به کار رفته است.

در سالهای اخیر، کاربرد شاتکریت در معادنزیر زمینی، نگهداری حفریات دائمی از قبیل جاده‌های مورب، راهروهای اصلیحمل و نقل، ایستگاههای چاه و حجره‌های زیر زمینی سنگ شکن است.

بازسازیپیچ سنگها و توریهای متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گرانباشد. تعداد حفریات زیر زمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می‌شوند

 رو به فزونی است. مسلح ساختن شاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عواملدر گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می‌دهد.

آزمایشاتو تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیارمؤثر است.

اگرچه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینههنوز زود است ولی علائم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد  کاربرد شاتکریت توجه جدیتری خواهد شد.

بطور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان، ماسه و خرده سنگ است که به کمک هوای فشرده اجرا می‌شودودراثرسرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می‌شود .

(کتاب تونل سازی نوشته حسن مدنی)

  شاتکریت امروزه در دنیا به دو صورت مورد استفاده قرار می‌گیرد:

شاتکریت مخلوط خشک  Dry Mix Shot Creteشاتکریت مخلوط تر      Wet Mix Shot Crete

شاتکریت را می‌توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگهای لاستیکی (وبعضا دیده شده لوله‌های فلزی) حمل شده و با استفاده از هوای پرفشار و با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می‌شود، تعریف کرد.

 اولین کاربرد شاتکریت به سال 1909 میلادی برمی‌گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می‌شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می‌رفت.

در سال 1914 برای اولین بار شاتکریت در یک معدن آزمایشی در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت.

پس از آن این سیستم برای پوشش سطوح سنگها و حفاظت آنها در برابر هوازدگی و گاه نیز بعنوان سیستم نگهداری موقتی به کار می‌رفت.

در این سال کارل اکلی دستگاهی برای پاشیدن مخلوط ماسه و سیمان ساخت و آنرا گانایت نامید.

و بعدها نامهایی چون گان گریت، پنو کریت، بلاست کریت و جت کریت بکار برده شده است.

اما در سال 1930 واژه شاتکریت از طرف انجمن مهندسین راه و ساختمان آمریکا بکار برده شد و تاکنون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تعریف شاتکریت از نظر مؤسسه بین المللی ACI

شاتکریت عبارتست از ملات یا بتنی که با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده می‌شود.

از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه‌هایی از سنگ زیرین جدا می‌شد، لذا بعنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندان مورد توجه واقع نشد.

از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموار حفریات زیر زمینی را می‌پوشانند و به شکل یک سطح نسبتاً صاف در می‌آورد .

البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ، بعنوان سیستم نگهداری بسیاری از تونل‌ها به کار رفته است.

در سالهای اخیر، کاربرد شاتکریت در معادن زیر زمینی، نگهداری حفریات دائمی‌از قبیل جاده‌های مورب، راهروهای اصلیحمل و نقل، ایستگاههای چاه و حجره‌های زیر زمینی سنگ شکن است.

بازسازی پیچ سنگها و توریهای متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گران باشد. تعداد حفریات زیر زمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می‌شوند رو به فزونی است. مسلح ساختن شاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عوامل در گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می‌دهد.

آزمایشات و تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیار مؤثر است.

اگرچه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینه هنوز زود است ولی علائم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد کاربرد شاتکریت توجه جدیتری خواهد شد.

بطور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان، ماسه و خرده سنگ است که به کمک هوای فشرده اجرا می‌شود و در اثر سرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می‌شود .

(برگرفته از کتاب تونل سازی جلد چهارم نوشته حسن مدنی)

شاتکریت امروزه در دنیا به دو صورت مورد استفاده قرار می‌گیرد:

شاتکریت مخلوط خشک Dry Mix Shotcreteشاتکریت مخلوط تر Wet Mix Shotcrete

شاتکریت مخلوط خشک (DMS)

آب مورد نیاز در حین خروج از سرنازل (Nozzle) اضافه می‌شود.

از این روش برای کارهای تعمیراتی، روکش و تعمیرات به ضخامت کمتر از 10 Cm استفاده می‌شود و از طرفی بدلیل فقدان مصالح سنگی درشت دانه، از این روش برای کارهایی که مقاومت مکانیکی مطرح نباشد، استفاده می‌شود.

معایب روش DMS

1) ممکن است به همه دانه‌ها آب نرسد و هیدراته نشده باقی بمانند.

2) در محل کارگاه گرد و غبار ناشی از پراکنده شدن دانه سیمان زیاد است.

3) بدلیل نچسبیدن ملات (بدلیل هیدراته نشدن) پرت کار زیاد است.

شاتکریت مخلوط تر (WMS)

بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته می‌شود و پس از عبور لوله انتقال به سرنازل رسیده و از آنجا به سطح کار پاشیده می‌شود.

مزایای شاتکریت مخلوط تر (WMS)

از مخلوط تر در مکانهائی که مقاومت فشاری مورد نظر است، استفاده می‌شود و از طرفی در این روش امکان اجرای دیوار بتنی با ضخامت 50Cm و 20Cm برای سقف در یک مرحله امکان پذیر است.

مزایای استفاده از شاتکریت تر (WMS)

مزایای زمانیمزایای کیفیمزایای اجرایی

مزایای اجرایی:

1) در اغلب موارد نیاز به قالب بندی ندارد و در موارد خاص استفاده از یک سپر چوبی برای استقرار بتن کافی است و همین مورد هزینه‌های کلان قالب بندی و تجهیزات نیروی انسانی را کاهش می‌دهد.

2) امکان اجرای سازه‌های بتنی با اشکال منحنی، مدور و غیر منظم (مثل استخر و آبگیر)

3) تثبیت کوه‌ها و صخره‌ها با پوشاندن آنها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن روی آنها

4) روکش کردن پایه پلها و لاینینگ تونل‌ها

5) افزایش ضخامت لوله‌های بتنی در محیطهای خورنده و خطرناک در مقابل آتش

مزایای کیفی شاتکریت

مقاومتهای مکانیکیچسبندگی بین بتن و میلگردکاهش نفوذ پزیری (آب بندی)

مقاومتهای مکانیکی

– میزان نسبت آب به سیمان (W/C) در شاتکریت مخلوط خشک بین 5/0 تا 3/0 و در مخلوط شاتکریت تر بین 4/0 تا 55/0 می‌باشد.

– مقاومت فشاری در محدودهای بین 250-480 (Kg/Cm2) که با افزایش میکرد و سیلیکا به بیش از 550 (Kg/Cm2) هم می‌رسد.

– استفاده از هوای فشرده سبب قفل شدن مصالح سنگی درهم و در نتیجه افزایش وزن مخصوص در محدودهای

بین 2290-2230 (Kg/m2) می‌شود.

همچنین هوای فشرده سبب چسبیده شدن ملات به زیر کار و عدم ورقه ورقه شدن در آینده می‌گردد.

 چسبندگی بین بتن و میلگرد

عدم استفاده از قالب سبب می‌شود Nozzleman بتواند فضای کار را دیده و بتن را به شکل مناسبی بین میلگردها جای دهد.

 لازم به توضیح است که Nozzleman به شخصی اطلاق میشود که اقدام به عمل شات کردن میکند.

کاهش نفوذ پذیری

یکی از کاربردهای وسیع (WMS) و شاید راحتترین آن که نیاز به تخصص نازلمن Nozzelman ندارد، احداث استخرها و آبگیر است که به خوبی با فشار بالای هوا، آب بندی انجام می‌شود و نفوذ پذیری بسیار اندک می‌گیرد.

مزایای زمانی

حذف سیستم قالب بندی خود باعث از بین رفتن زمان تهیه ساخت قالب، قالب بندی و باز کردن می‌گردد.

(بخصوص در جاهاییکه قالب فقط یکبار مصرف است، یعنی در جای دیگر کاربرد ندارد. مثال سازه‌های منحنی و لاینینگ تونلها و …)

سرعت بتن پاشی در (WMS) تقریباً برابر 3 M3 می‌باشد.

کاربرد WMS در تعمیرات سدها

شامل:

– اجرای سر ریزها

– لاینینگ تونلهای انحراف

– روکش کردن بدنه سد (بمنظور تقویت سازه‌ای)

– تثبیت دیوارهای حایل و کوه‌های اطراف

– توسیه‌های مهم در تعمیرات سد در شاتکریت

لایه لایه شدندرز انقباض و انبساطآب بندی سطوح زیر کارآماده سازی سطوح زیر کارلایه ‌لایه شدن

یکی از مسائل مهم در تعمیرات با شاتکریت، چسبندگی به لایه زیر کار است. به خوبی آب بندی نشدن زیر کار و سیکل‌های ذوب و انجماد داخل ترکها، باعث لایه لایه شدن می‌گردد.

درز انقباض و انبساط

شاتکریت نیز مانند هر بتن دیگر نیازمند درز انقباض و انبساط است که این فاصله‌ها متغیر است و در محدوده بین 5 تا 10 سانتیمتر می‌باشد.

آب بندی سطوح زیر کار

درصورتیکه آببندی بخوبی صورت نگیرد، ترکها و شکافها با جذب رطوبت کاملاً از آب اشباع شده و پس از اجرای شاتکریت در اثر سرما رطوبت داخل این ترکها، به یخ تبدیل شده و موجب از بین رفتن لایه شاتکریت می‌گردد.

در آخر این توضیح رو اضافه کنم که  در اجرای شاتکریت اگر نیاز تعبیه در یا پنجره باشد به شکل زیر عمل میکنیم:

3d پنل جهت اقدام به شات کریت کردن در زیرنمای داخلی :

شاتکریت را می‌توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگهای لاستیکی حمل شده وبا استفاده از هوای فشرده و با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می‌شود،تعریف کرد.

اولین کاربرد شاتکریت به سال 1909 میلادی برمی‌گردد که درآن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می‌شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می‌رفت.

در سال 1914 برای اولین بار شاتکریت در یک معدنآزمایشی در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت.

پس از آن اینسیستم برای پوشش سطوح سنگها و حفاظت آنها در برابر هوازدگی و گاه نیز بعنوان سیستم نگهداری موقتی به کار می‌رفت.

در این سال کارلاکلی دستگاهی برای پاشیدن مخلوط ماسه و سیمان ساخت و آنرا  گانایت نامید.

و بعدها نامهایی چون گان گریت، پنو کریت، بلاست کریت و جت کریت بکار برده شده است.

اما در سال 1930 واژه شاتکریت از طرف انجمن مهندسین راه و ساختمان آمریکا بکار برده شد و تاکنون مورداستفاده قرارمی‌گیرد.

 تعریف شاتکریت از نظر مؤسسه بین المللیACI

شاتکریت عبارتست از ملات یا بتنی که با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده می‌شود.

از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه‌هایی از سنگ زیرین جدا می‌شد، لذا بعنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندانمورد توجه واقع نشد.

از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموارحفریات زیر زمینی را می‌پوشانند و به شکل یک سطح نسبتاً صاف در می‌آورد .

البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ، بعنوان سیستم نگهداری بسیاری ازتونل‌ها به کار رفته است.

در سالهای اخیر، کاربرد شاتکریت در معادنزیر زمینی، نگهداری حفریات دائمی از قبیل جاده‌های مورب، راهروهای اصلیحمل و نقل، ایستگاههای چاه و حجره‌های زیر زمینی سنگ شکن است.

بازسازیپیچ سنگها و توریهای متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گرانباشد. تعداد حفریات زیر زمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می‌شوند

 رو به فزونی است. مسلح ساختن شاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عواملدر گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می‌دهد.

آزمایشاتو تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیارمؤثر است.

اگرچه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینههنوز زود است ولی علائم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد  کاربرد شاتکریت توجه جدیتری خواهد شد.

بطور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان، ماسه و خرده سنگ است که به کمک هوای فشرده اجرا می‌شودودراثرسرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می‌شود

(کتاب تونل سازی نوشته حسن مدنی)

بتن پاشیده

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

صخره بتن‌پاشی شده در کنار جاده‌ای در نیوزیلند.

بتن پاشیده یا بتُن‌پاشی پای‌ٍکار (به انگلیسی: Shotcrete) فرایندی است که در آن بتن یا ملات با فشار و سرعت بالا بر روی یک سطح پاشیده می‌شود تا لایه‌ای متراکم، خود نگهدار و باربر ایجاد گردد. بتن پاشیده شامل دو نوع خشک (Dry Mix Shotcrete) و مرطوب (Wet Mix Shotcrete) است.

دیواره‌های بتن‌پاشیده در تونلی که ایستگاه اُرستادال در متروی استکهلم در آن واقع شده است.

شات کریت را می‌توان وسیله‌ای بسیار مؤثر، پایا (Durable) و اقتصادی برای کنترل زمین، کارهایی نظیر مرمت و بازسازی سازه‌های بتنی و ساختمان‌های قدیمی، ساخت پوشش‌های بتنی نگهداری اولیه در تونل‌سازی، پایدارسازی شیب‌های سنگی و خاکی و پایدارسازی بسیاری از سازه‌های زیرزمینی دانست. همچنین شات کریت را می‌توان به عنوان ملات یا بتنی که با سرعت بالا توسط هوای فشرده روی یک سطح پاشیده می‌شود تعریف کرد. شات کریت برای نگهداری زمین در تونل‌سازی و معدنکاری ایده‌آل است چرا که یک نگهداری سریع پس از آتشباری و حفاری و مقاومت زودرس مناسب، که باعث می‌شود به زمین اجازهٔ جابه‌جایی را بدهد، ایجاد می‌کند. از جمله مزیت‌های شات کریت عدم نیاز به قالب بندی یا قالب بندی بسیار کم نسبت به سایر روش‌های نگهداری، مناسب برای سطوح نامنظم و امکان حمل مواد برای محل‌های با دسترسی مشکل می‌باشد. کاربرد شات کریت تقویت شده با الیاف (Fiber Reinforcement Shotcrete) به سال‌های قبل از ۱۹۷۰ میلادی بر می‌گردد که الیاف فولادی (Steel Fiber) به عنوان یک جزء از شات کریت برای ایجاد شکل‌پذیری (Ductility) در آن معرفی شدند. قبل از ۱۹۷۰ میلادی اغلب از توری‌های فولادی (Steel mesh) به این منظور استفاده می‌شد. توری‌های فولادی دارای مشکلات زیادی از جمله نصب مشکل و خطرناک بود. کاربرد شات کریت در ساخت تونل و استفاده آن در دیوارها و شات کریت الیافی در موارد کاربردی.

پس از سه دهه، پیشرفت‌های قابل توجهی در روش‌های اختلاط، نوع مواد افزودنی، ماشین آلات مورد استفاده و روش‌های پاشیدن روی داده است که باعث افزایش کارایی FRS در قسمت‌های هزینه‌ای و خواص مکانیکی آن شده است و به این دلیل به صورت گسترده در سراسر دنیا استفاده شده است.

بتن متخلخل تراوا، اسفنجی Porous Concrete

نویسنده: [ عبدالقادر امان زاده سید ] - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی خاک و پی دانشگاه غیرانتفاعی شمس گنبدکاووس

خلاصه مقاله:

احداث جاده های نفوذ ناپذیر در برابر آب، فواید بسیاری دارد ولی گسترش بیش از حد آن در همه مناطق ممکن است مشکلاتی را به همراه داشته باشد از قبیل کاهش سطوح نفوذپذیر در برابر آب، که باعث کاهش سطح آب سفره های زیرزمینی خواهد شد و ایجاد آلودگی در محیط زیست به دلیل استفاده از مواد سوختی طبیعی و صنعتی همراه با حرارت در ساخت سطوح نفوذ ناپذیر. بنابراین بهتر خواهد بود در برخی از مناطق از سطوح نفوذپذیری که مقاومت و پایداری مناسبی داشته و در عین حال قابلیت انتقل و هدایت آب را نیز داشته باشد به جای سطوح نفوذ ناپذیر استفاده کنیم تا برخی از مضررات این سطوح را کاهش دهیم بتن متخلخل اسفنجی تراوا می تواند جایگزین مناسبی برای سطوح نفوذ ناپذیر در برخی مناطق باشد بنابراین شناخت اجزا و ساختار بررسی مزایا و معایب توجه به مواد استفاده از آن ومعین کردن مناطقی که نمی توان از بتن متخلخل استفاده کرد امری ضروری و مهم می باشد .

کلمات کلیدی:بتن متخلخل اسفنجی ، ساختارروسازی ، خاک شناسی