نقش افزودنی های بتن در مقاوم سازی سازه ها

پروژه مقاوم سازی شامل دو مرحله می باشد

مقاوم ساختن

مقاوم سازی

مقاوم ساختن به این معنی است که قبل ازساخت (مراحل مطالعه و طراحی)، در هنگام اجرا و همچنین پس از ساخت سازه (مراحل مراقبت و مونیتورینگ سازه)، تمام دست اندر کاران پروژه طبق استاندارد های موجود و معتبر عمل کنند. بعنوان مثال کیفیت مواد افزودنی بتن و مصالح بکار رفته در پروژه مورد نظر دارای کیفیت مطلوب و استاندارد باشند.

و اما مقاوم سازی کردن به این معنی است که: چنانچه پس از ساخت و در مرحله مونیتورینگ بخصوص در برابر حوادثی که باید در هنگام طراحی و اجرا در نظر گرفته می شد (مانند زلزله مورد انتظار در منطقه مورد نظر) سازه عملکرد مطلوبی از خود نشان نداده و از حداکثر تغییر شکل های مجاز در استاندارد تجاوز نماید، آنگاه عملیات تقویت سازه ضروری خواهد بود.

در اینجا در مورد روش ها و اینکه مقاوم ساختن بهتر است یا مقاوم سازی کردن! صحبتی نخواهیم کرد بلکه می خواهیم به این موضوع بپردازیم که در مقوله مذکور، بخصوص مورد دوم که تقریبا رایج ترین بحث صنعت ساختمان در کشور است، سهم مواد افزودنی چقدراست؟ و اینکه اصولا آیا مواد افزودنی هیچ نقشی در ساختمان می توانند داشته باشند؟ و اگر دارند آیا می توانند در مقابل این سوال همیشگی پیمانکاران یعنی صرفه اقتصادی توجیهی داشته باشد یا خیر؟

به راستی مهندسین فعال در پروژه های عمرانی و همچنین مسئولین شرکت های ساخت بتن (بتن آماده) توجه دارند که در حال حاضر سازه ها باید مقاوم سازی شوند نه عیار بالا سازی؟ در واقع شاید بهتر باشد قانون برای مقاومت بالا، عیار سیمان بیشتر را به صورت برای مقاومت بالاتر، طرح اختلاط خوب تغییر داد. با توجه به اهمیت بحث، ابتدا استفاده از مواد افزودنی را در مقاوم سازی کردن بررسی کرده و سپس مختصری به نقش آن ها در مقاوم ساختن سازه ها هم اشاره خواهیم کرد.

بطور عمده مقاوم سازی کردن یا به اختصار مقاوم سازی سازه ها به سه طریق صورت می گیرد:

کاهش بار های وارده بر سازه

وصله کردن یا به عبارتی تقویت اعضای موجود

اضافه کردن یک تعداد اعضای جدید.

در اینجا لازم است به این نکته اشاره گردد که در بحث حاضر مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

مواد افزودنی روان کننده و فوق روان کننده در کاهش بار های وارده بر سازه بطور مستقیم نمی توانند نقشی داشته باشند اما بطور غیر مستقیم می توانند بدین شکل عمل کنند. چنانچه سازه با بتن بدون مواد افزودنی (بتن ساده) ساخته شود، چون مقاومت آن از بتن با ماده افزودنی (بتن مجهز) کمتر خواهد بود، لذا اندازه اعضای سازه بیشتر و بار وارده بر سازه زیاد تر خواهد بود. به عبارت دیگر ساختن بتن با مقاومت بالا در شرایط یکسان با مواد افزودنی بتن راحت تر است. کما اینکه در بسیاری موارد بخصوص هنگامی که درصد آب به سیمان از یک مقدار اجرایی کمتر می شود، ساختن بتن اصولا غیر ممکن است. در صورتی که با استفاده از مواد افزودنی بتن این امر امکان پذیر می باشد.

اما نقش مواد افزودنی بتن در روش های دوم و سوم مقاوم سازی سازه معقول تر و بطور مشهود تری قابل بررسی است. معمولا در هنگام مقاوم سازی به روش تقویت اعضای موجود، مطلوب است که از مصالحی با کیفیت بالا تر و بهتر از مصالح بکار رفته در سازه استفاده می شود که در مورد بتن، اغلب بتون با مقاومت بالا و یا بتن چگال تر مد نظر است. برای ساخت بتن با مقاومت بالا مهمترین کار، کاهش مقدار نسبت آب به سیمان تا حداقل مقدار ممکن است، اما این کار مشکلات اجرایی را در بر خواهد داشت بطوری که یک درصد مشخص آب به سیمان اجرایی تعریف می شود (۵/۰ الی ۵۵/۰). مواد افزودنی حتی در نسبت های آب به سیمان کمتر از عددی که اجرایی نامیده می شود می توانند به گونه ای بتن را مجهز کنند که مشکلات اجرایی را مرتفع نمایند.

در روش سوم مقاوم سازی همانند روش قبل معمولا مطلوب این است که اعضای اضافه شده بهتر از اعضای موجود باشند لذا دوباره همانند آنچه در بالا توضیح داده شد می توان یک سازه بتنی با مقاومت بالا را اجرا کرد.

روش های مذکور به عبارتی روش های درمان سازه بیمار هستند اما همواره پیشگیری بر درمان مقدم است به عبارت دیگر بجای مقاوم سازی بعد از ساخت که بخصوص در اکثر موارد روش های اجرای خاص را می طلبد،بهتر است سازه در هنگام طراحی و ساخت، مقاوم و مجهز ساخته شود. در مورد یک سازه و یا عضو بتنی مقاومت بتن مهمترین خصوصیت آن است که تقریبا اکثر خواص دیگر بتن را می توان با آن سنجید. بنابراین بطور کلی و در اکثر موارد و نه همیشه ساخت یک بتن خوب به معنای ساخت بتن با مقاومت فشاری مطلوب است.

و همانطور که اشاره شد چنانچه ماده افزودنی در بتن استفاده گردد نگرانی دست یافتن به مقاومت مورد نظر کمتر خواهد بود.

بد نیست پس از اینکه فواید مواد افزودنی روان کننده بتن و فوق روان کننده بتن و همچنین مزایای استفاده از بتن مجهز بررسی شد، سوالاتی را هم که در ذهن اکثر مهندسان عمران همواره وجود دارد پاسخ داده شود. به عبارت بهتر ذهنیت موجود در صنعت ساختمان نسبت به مواد افزودنی بتن منفی بوده و یا حداقل مثبت نیست.

اولین سوال صرفه اقتصادی است.

با این ذهنیت که اگر از مواد افزودنی استفاده کنم هزینه هر متر مکعب بتن بالا خواهد رفت. این قضیه در اکثر موارد درست نیست. بخصوص اگر در یک ساختمان بررسی شود، برای استفاده از بتن مجهز به دو صورت می توان عمل کرد:

اول اینکه استفاده از مواد افزودنی بتن در اسلامپ ثابت باعث کاهش آب می شود، از طرفی با توجه به اینکه مقاومت بتن به نسبت آب که به سیمان بستگی دارد لذا می توان مقدار سیمان را به اندازه ای کم کرد که نسبت قبلی ثابت بماند و با استفاده از مواد افزودنی یک بتن مهربان تر ساخت که با توجه به نوع بتن و کاهش سیمان می تواند حتی باعث کاهش قیمت تمام شده بتن شود. البته با توجه به وضعیت فعلی بازار سیمان، کاهش مصرف سیمان هم می تواند یک امتیاز مثبت باشد.

دوم اینکه اکثرا در هنگام طراحی اعضای بتنی مقاومت آن به اندازه ای در نظر گرفته می شود که به راحتی می توان مقاومتی بالا تر از آنرا با ماده افزودنی بتن گرفت. در نگاه اول هزینه اجرای سازه به علت اضافه شدن ماده افزودنی بتن و تبدیل بتن ساده به بتن مجهز (تکنولوژی بتن)، بیشتر شده و به صورت ظاهری نا مطلوب می نماید، در صورتی که کاهش هزینه کلی اجرای سازه به علت کاهش اندازه مقاطع اعضای سازه و در نتیجه کاهش بار مرده ساختمان اصلا در نظر گرفته نمی شود.

علاوه بر دو مورد بالا شعار کاهش مصرف سیمان را نیز همگان شنیده اند.

محمدرضا اصانلو

barazinco.ir