مصالح جدید، اندیش های نو 41 ص

مصالح جدید، اندیش های نو 41 ص

تحقیق مصالح جدید، اندیش های نو

به نام خدا

شكل جدید بناهای امروزی كه متناسب با نیازهای بشر امروز است تنها به دلیل طراحی متفاوت نیست بلكه شكل اجرا و نوع مصالح به كار رفته در بناها نیز در متفاوت بودن بناهای امروزی تاثیر بسیاری دارند.

بشر امروز وارد دوران جدیدی از زندگی خود شده است و به همین خاطر نیز نسبت به بسیاری از مسایل حساس تر از قبل عمل می كند. نگاه جدید انسان ها به حفظ محیط زیست وصرفه جویی در مصرف انرژی، حاصل این دیدگاه جدید است.

بدون مصالح، محصولی وجود نخواهد داشت؛ علاوه بر این مصالح در هر طرحی اصول عقلی را هم به خوبی، احساسات به نمایش می گذارند و در بسیاری از تخصص های تكنیكی فراهم كننده یك معنی برای الهام احساسات هستند.

در بناهای دو دهه گذشته، هم ملاحظات تكنیكی و هم زیبایی شناختی مورد توجه بوده اند؛ در این میان پیشرفت های جدید مهندسی مواد خود موجب افزایش امكانات تكنولوژیك شده است و همانند جنبه زیبایی شناسانه مصالح به عنوان یك فرصت طراحی قلمداد می شود. مصالح نام آشنای بناهای امروز ما آجر، سنگ، گچ، آهن و فولاد و بتن و شیشه اند در حالی كه در طول 10 سال اخیر تاثیر عمده مصالح طبیعی به شدت مورد توجه قرار گرفته است. برای مثال تقاضاهای مربوط به ساز های چوبی، كورتن استیل، اكسیدایزد كوپر، روی، آجر كوره ای چند رنگ و انواع جدید بتن نشان دهنده این موضوع هستند. اما باید قبول كرد كه این پیشرفت ها نیز به زودی به پایان عمر خود نزدیك می شوند.

پیشرفت های جدید، علاقه و اشتیاقی روز افزون را به انواع مختلف مصالح و تكنیك های جدید، چند منظوره و شگفت آور نشان می دهد كه به كمك آنها ایده هایی را كه زمانی غیر ممكن و نامعقول به نظر می رسید، عملی و قابل درك كرده است. نباید این نكته را از خاطر برد كه ایده هایی كه درامر ساخت و ساز یك بنا ارتباط تنگاتنگی با وضعیت اجتماعی و اقتصادی جامعه دارند. علاوه بر این مطلب جریانات عمده و مهم آینده ما را نیز موضوعاتی همچون توجه به محیط، سلامت عمومی، ارزشمند كردن پول و روش زندگی آینده تشكیل می دهند. در توضیح بیشتر باید گفت كه محیط زندگی آینده ما وابسته مسایلی چون كم كردن استفاده از مصالح، پایداری و چرخه حیات، برگشت پذیری محصولات و مصالح و صرفه جویی در انرژی است. سلامت عمومی جامعه را نیز شرایط كاری راحت و ایمن، محیط كار و زندگی پاكیزه و سالم تامین می كند. ضمن اینكه صنعتی شدن، انعطاف پذیری در ساخت و ساز، استفاده از محیط شهری به طور منعطف، توسعه كیفی و تولید و ساخت سریعتر باعث ارزشمند تر شدن پول خواهد شد و شیوه خانه داری، باز تولید و وجود خانه های انعطاف پذیر در شیوه زندگی آینده ما موثر خواهند بود. نگاه جدید به شیوه ساختمان سازی ، استفاده از مصالح جدیدی را نیز طلب می كند. هر چند ممكن است تكنولوژی ساخت یا شیوه اجرا در استفاده از این مصالح هنوز غریب و نا آشنا باشد، اما شناخت این مصالح جدید و كشف خصوصیات آنها كمك موثری به ایجاد نیاز كردن آنها در جامعه ما خواهد كرد.

استفاده از مصالح جدید به جای فولاد

استفاده از مصالح جدید و به خصوص كامپوزیت‌ها به جای فولاد در دهة اخیر در دنیا به شدت مورد علاقه بوده است. كامپوزیت‌ها از یك مادة چسباننده (اكثراً اپوكسی) و مقدار مناسبی الیاف تشكیل یافته است. این الیاف ممكن است از نوع كربن، شیشه، آرامید و … باشند، كه كامپوزیت حاصله به ترتیب، به نام

AFRP GFRP CFRP خوانده می‌شود. مهمترین حسن كامپوزیت‌ها، مقاومت بسیار عالی آنها در مقابل خوردگی است. به همین دلیل كاربرد كامپوزیت‌های FRP در بتن‌آرمه به جای میلگردهای فولادی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است

لازم به ذكر است كه خوردگی میلگرد در بتن مسلح به فولاد به عنوان یك مسئلة بسیار جدی تلقی می‌گردد. تاكنون بسیاری از سازه‌های بتن‌آرمه در اثر تماس و مجاورت با سولفاتها، كلرورها و سایر عوامل خورنده دچار آسیب جدی گردیده‌اند، چنانچه فولاد به كار رفته در بتن تحت تنش‌های بالاتر در شرایط بارهای سرویس قرار گیرند، این مسئله به مراتب بحرانی‌تر خواهد بود. یك سازة بتن‌آرمة معمولی كه به میلگردهای فولادی مسلح است، چنانچه در زمان طولانی در مجاورت عوامل خورنده نظیر نمك‌ها، اسیدها و كلرورها قرار می‌گیرد، قسمتی از مقاومت خود را از دست خواهد داد. به علاوه فولادی كه در داخل بتن زنگ می‌زند، بر بتن اطراف خود فشار آورده و باعث خرد شدن آن و ریختن پوستة بتن می‌گردد.

تاكنون تكنیك‌هایی جهت جلوگیری از خوردگی فولاد در بتن‌آرمه توسعه داده شده و به كار رفته است كه در این ارتباط می‌توان به پوشش میلگردها توسط اپوكسی، تزریق پلیمر به سطح بتن و یا حفاظت كاتدیك اشاره نمود. با این وجود هر یك از این روش‌ها تا حدودی و فقط در بعضی از زمینه‌ها موفق بوده‌اند. به همین جهت به منظور حذف كامل خوردگی میلگردها، توجه محققین و متخصصین بتن‌آرمه به حذف كامل فولاد و جایگزینی آن با مواد مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است. در همین راستا كامپوزیت‌های FRP (پلاستیك‌های مسلح به الیاف) از آنجا كه به شدت در محیط‌های نمكی و قلیایی در مقابل خوردگی مقاوم هستند، موضوع تحقیقات گسترده‌ای به عنوان یك جانشین مناسب برای فولاد در بتن‌آرمه، به خصوص در سازه‌های ساحلی و دریایی گردیده‌اند.

لازم به ذكر است كه اگر چه مزیت اصلی میلگردهای از جنس FRP مقاومت آنها در مقابل خوردگی است، با این وجود خواص دیگر كامپوزیت‌های FRP نظیر مقاومت كششی بسیار زیاد (تا 7 برابر فولاد)، مدول الاستیسیتة قابل قبول، وزن كم ، مقاومت خوب در مقابل خستگی و خزش، عایق بودن در مقابل امواج مغناطیسی و چسبندگی خوب با بتن، مجموعه‌ای از خواص مطلوب را تشكیل می‌دهد كه به جذابیت كاربرد FRP در بتن‌آرمه افزوده‌اند. اگر چه بعضی از مشكلات نظیر مشكلات مربوط به خم كردن آنها و نیز رفتار كاملاً خطی آنها تا نقطة شكست، مشكلاتی از نظر كاربرد آنها فراهم نموده‌اند كه امروزه موضوع تحقیقات گسترده‌‌ای به عنوان یك جانشین مناسب برای فولاد در بتن‌آرمه، به خصوص در سازه‌های ساحلی و دریایی گردیده‌اند.

با توجه به آنچه كه ذكر شد ، بسیار به جاست كه در ارتباط با كاربرد كامپوزیت‌های FRP در بتن‌ سازه‌های ساحلی و دریایی مناطق جنوبی ایران و به خصوص منطقة خلیج‌فارس، تحقیقات گسترده‌ای صورت پذیرد. در همین راستا مناسب است كه تحقیقات مناسبی بر انواع كامپوزیت‌های FRP (AFRP CFRP GFRP) و میزان مناسب بودن آنها برای سازه‌های دریایی كه در منطقة خلیج‌فارس احداث شده است، صورت پذیرد. این تحقیقات شامل پژوهش‌های گستردة تئوریك بر رفتار سازه‌های بتن‌آرمة متداول در مناطق دریایی (به شرط آنكه با كامپوزیت‌های FRP مسلح شده باشند) خواهد بود. در همین ارتباط لازم است كارهای تجربی مناسبی نیز بر رفتار خمشی، كششی و فشاری قطعات بتن‌آرمة مسلح به كامپوزیت‌های FRP صورت پذیرد.

لازم به ذكر است كه چنین تحقیقاتی در 10 سال اخیر در دنیا صورت گرفته كه نتیجة این تحقیقات منجمله آئین‌نامة ACI-440 است كه در چند سال اخیر انتشار یافته است. با این وجود كامپوزیت‌های FRP در ایران كماكان ناشناخته باقی مانده است و به خصوص كاربرد آنها در بتن‌آرمه در سازه‌های ساحلی و دریایی كاملاً دور از چشم متخصصین و مهندسین ایرانی بوده است. تحقیقاتی كه در این ارتباط صورت خواهد گرفت، می‌تواند منجر به تهیة دستورالعمل و یا حتی آئین‌نامه‌ای جهت كاربرد FRP در بتن‌آرمه به عنوان یك جسم مقاوم در مقابل خوردگی در سازه‌های بندری و دریایی ایران گردد. این حركت می‌تواند فرهنگ كاربرد این مادة جدید در بتن‌آرمة ایران را بنیان گذارد و از طرفی منجر به صرفه‌جویی‌ میلیاردها ریال سرمایه‌ای ‌شود كه متأسفانه همه ساله در سازه‌های بتن‌آرمة احداث شده در مناطق جنوبی ایران (به خصوص در مناطق بندری و دریایی)، به جهت خوردگی میلگردها و تخریب و انهدام سازة بتنی، به‌هدر می‌رود.

آشنایی با مصالح جدید و مفید ساختمانی

1-وینیل

ـ قابلیت برگشت به چرخه محیط

تولید وینیل یک فرایند تولید بسته اتوماتیک با تکنولوژی بالا است و تقریبا تمام ضایعات آن به چرخه تولید بازمیگردد. مطالعات نشان داده است که تولیدات وینیل تنها یکدرصد آلودگی کل ناشی از مصارف گاز و نفت را تولید میکنند و انرژی مصرف شده برای تولید وینیل سه برابر کمتر از انرژی مصرف شده برای تولیدات آلومینیومی است. همچنین مطالعاتی که توسط principia partners انجام گرفته است، نشان میدهد که بیش از 98 درصد وینیل موجود میتواند به چرخه تولید بازگردد.

وینیل

ـ قابلیت برگشت به چرخه محیط

تولید وینیل یک فرایند تولید بسته اتوماتیک با تکنولوژی بالا است و تقریبا تمام ضایعات آن به چرخه تولید بازمیگردد. مطالعات نشان داده است که تولیدات وینیل تنها یکدرصد آلودگی کل ناشی از مصارف گاز و نفت را تولید میکنند و انرژی مصرف شده برای تولید وینیل سه برابر کمتر از انرژی مصرف شده برای تولیدات آلومینیومی است. همچنین مطالعاتی که توسط principia partners انجام گرفته است، نشان میدهد که بیش از 98 درصد وینیل موجود میتواند به چرخه تولید بازگردد.

ـ مقاومت و دوام