قالب بتن چیست؟ | هر آنچه باید بدانید
بتن، مخلوطی از آب، سیمان، شن، ماسه و افزودنیهای شیمیایی است. وجود آب در این مخلوط باعث روانی و شکلپذیری بتن تازه میشود. این ویژگی، امکان ریختن بتن در قالبهای مخصوص و ساختن سازههایی با شکلهای متنوع را فراهم میکند. قالب بتن تعیین کننده شکل نهایی سازه و اجزا مختلف آن است. تقریبا برای ساخت تمام سازههای بتنی از قالبهای بتن استفاده میشود.
استفاده از قالب بتن به چه زمانی برمیگردد؟
گسترش استفاده از بتن در ساخت و سازهای مختلف به عنوان یکی از پیشرفتهای مهم قرن بیستم میلادی به حساب میآید. با گذشت زمان، طراحان و معماران روشهای مختلفی را برای بررسی قابلیت شکلپذیری بتن در قالبهایی با شکلهای متفاوت توسعه دادند.
خانه های یکپارچه ادیسون
در اوایل سال 1899 میلادی (حدود سال 1277 شمسی)، توماس ادیسون یک کارخانه سیمان را با هدف ساخت سیمان پرتلند باکیفیت تاسیس کرد. او به دنبال راههایی برای بهکارگیری بتن جهت تولید لوازمی مانند یخچال، پیانو و حتی خانههای یکپارچه بود. در اوایل دهه 1910 میلادی (اواخر دهه 1280 شمسی)، ادیسون ساخت نمونه اولیه از خانههای بتنی یکپارچه را با ریختن ملات در یک قالب مخصوص، با موفقیت به اتمام رساند. اگرچه، به دلیل استفاده از 2300 قطعه برای ساخت این قالب و فرآیند پیچیده سرهم کردن آن، تنها چند خانه به این روش ساخته شد. ادیسون به دنبال یک فرآیند ساده و قابل تکرار ساخت و ساز به منظور تولید انبوه خانههای بتنی و در نتیجه فروش بیشتر بتن بود. در نهایت این ایده با شکست مواجه شد اما عدم موفقیت آن ارتباطی به انتخاب مصالح مناسب نداشت و در واقع از درک نادرست ادیسون از سیستمهای ساخت و ساز نشات میگرفت.
شهرسازی در شوروی سابق
طی دهههای 1960 تا 1980 میلادی (بین سالهای 1340 تا 1360 شمسی)، توسعه شهرسازی در شوروی سابق سرعت بسیار زیادی به خود گرفت. این موضوع باعث تولید صفحات بتنی استاندارد برای تحکیم ساختمانهای چند طبقه شد. شهر تاشکند در کشور ازبکستان، نمونهای از شهرهای ساخته شده در زمان شوروی سابق محسوب میشود که پیکربندیها و روشهای مختلف به کارگیری این صفحات بتنی استاندارد در آن قابل مشاهده است.
مجموعه ساختمانی هبیتات
در سال 1967 میلادی (1346 شمسی)، مجموعه ساختمانی «هبیتات ۶۷» (HABITAT 67) یا به طور مختصر «هبیتات» توسط یک معمار کانادایی در شهر مونترال کشور کانادا طراحی و ساخته شد. این مجموعه به عنوان یکی از تحسینبرانگیزترین سازههای دنیای معماری و همچنین اولین موفقیت بزرگ در زمینه طراحی قالبهای بتن شناخته میشود. در ساخت هبیتات از 354 قالب بتن یکسان با پیکربندیهای مختلف استفاده شده است. این مجموعه 12 طبقهای، 146 واحد مسکونی با اندازه و شکلهای مختلف دارد که هر واحد از اتصال یک تا هشت واحد بتنی تشکیل شده است.
ساخت لوازم خانگی
اواخر دهه 1970 میلادی (دهه 1350 شمسی) را میتوان به عنوان عصر توسعه قالب بتن در نظر گرفت. در این دوره، دو معمار کوبایی اقدام به طراحی قالبهای مخصوص برای ساخت تمام وسایل خانه از قبیل مبلمان و پنجره کردند. البته مدتی بعد مشخص شد که وسایل ساخته شده توسط این قالبها دارای محدودیتهای مختلفی هستند و از نظر طراحی با خانهها مطابقت ندارند. در واقع، با وجود پیشرفت در حوزه طراحی قالب بتن، زمینه مناسب برای بهکارگیری آنها در طراحیها فراهم نشده بود.
عصر سازههای بتنی
بتن همیشه جایگاه ثابتی در صنعت ساخت و ساز داشته است. پروژههای موفق و ناموفق متعدد در حوزه طراحی قالب بتن، منجر به پیشرفت قابلتوجه در فرآیند ساخت سازههای بتنی شدهاند. اگرچه به دلیل کاربرد گسترده بتن، هنوز راه زیادی تا کشف محدودیتهای آن وجود دارد. همین موضوع، زمینه را برای طراحی و آزمایش بر روی قالبهای جدید فراهم میکند.
قالب بتن چیست ؟
قالب بتن، وسیلهای موقتی یا دائمی است که برای ساخت سازههای بتنی مورد استفاده قرار میگیرد. این وسیله، بتن تازه را تا رسیدن به مقاومت کافی در خود نگه میدارد. به این ترتیب، بتن سفت شده شکل قالب را به خود میگیرد. استفاده از قالبهای بتن، علاوه فراهم کردن امکان ساخت سازههای بتنی با شکلهای مختلف، احتمال ترک خوردن و شکست را نیز کاهش میدهد. عملکرد قالبهای بتن شباهتهایی به قالب های صنعتی است. با این تفاوت که قالب های صنعتی در شکلدهی و ساخت قطعات پلاستیکی، فلزی و غیر کاربرد دارند.
اجزا تشکیل دهنده قالب بتن چه هستند؟
اجزا تشکیل دهنده قالب بتن به نوع سازه در حال ساخت بستگی دارد. تنوع تجهیزات مورد استفاده برای ساخت قالب بسیار زیاد است. با این وجود، قالب بتن را میتوان به سه مولفه اصلی جداره داخلی، تیر افقی و بولت مهاری تقسیم کرد.
جداره داخلی قالب بتن
به بخشی از قالب که در تماس مستقیم با بتن قرار میگیرد، جداره داخلی قالب میگویند. جداره داخلی، شکل نهایی بتن را تعیین میکند. به علاوه، این بخش از قالب بیشترین تاثیر را بر روی سطح بتن سفت شده (شکل سازه نهایی) دارد.
تیر افقی قالب بتن
تیر افقی وظیفه نگهداری جداره داخلی را برعهده دارد. تیرهای افقی معمولا از تیر و گیرههای چوبی یا فولادی ساخته میشوند. این بخش از قالب، نیروهای وارده از طرف بتن را بین داربست، تکیهگاهها، بولتهای مهاری و خاک توزیع میکند.
بولت مهاری قالب بتن
نقش بولت مهاری در قالببندی، اتصال دو صفحه قالب به یکدیگر و تحمل فشارهای افقی حاصل از وزن بتن است. بولتهای مهاری معمولا از کابلهای فولادی تشکیل میشوند. این کابلهای فولادی از درون تیرهای افقی و جداره داخلی قالب عبور میکنند. سپس، توسط پیچ و مهره از دو طرف محکم میشوند.
قالب بندی چیست و چگونه انجام می شود؟
فرآیند سرهم کردن و آمادهسازی قالب بتن، با عنوان «قالببندی» (Formwork) شناخته میشود. در ساخت قالب بتن موادی مانند الوار چوبی، تخته لایه، فلزات، سرامیک یا فیبرهای پلیمری تقویتشده مورد استفاده قرار میگیرند. به ساخت قالب با استفاده از مواد چوبی، اصطلاحا «تخته قالب بندی» (Shuttering) میگویند. تخته قالببندی، متداولترین نوع قالببندی است که در محل اجرای پروژه و با استفاده از الوار چوبی یا تخته لایه انجام میشود.
ضرورت قالب بندی بتن چیست و چرا اهمیت دارد؟
در مواقعی که هیچ خاک یا سازهای برای محافظت از بتن ریخته شده و نگه داشتن آن به شکل دلخواه وجود نداشته باشد، حتما باید از قالب بتن استفاده کرد. به طور کلی، قالببندی برای موارد زیر ضروری است:
- سازههای توپر نظیر پی، ستون، تیر و غیره
- بازسازی سازهها
- سازههایی با عملکرد بخصوص مانند دودکش، مخزن و غیره
- پل و برج
- ساختمانهای عمومی
- سازههایی با شکل نامنظم
انواع قالب بندی چه هستند؟
بیشترین کاربرد قالببندی برای ساخت پی، دیوار، ستون و دال بتنی است. البته قالببندی برای ساخت تیر، سقف، جاده، پیادهرو، ایوان و سازههای مختلف دیگر نیز به کار میرود. در این قسمت به معرفی پرکاربردترین انواع قالببندی میپردازیم.
قالب بندی پی
اولین مرحله در ساخت سازههای بتنی، ساخت پی و کف سازی است. ستون یا دیوارها بر روی پی قرار میگیرند. بنابراین، طراحی شکل و ابعاد پی به نوع سازهای بستگی دارد که قرار است روی آن ساخته شود. در نتیجه، ابعاد و شکل قالببندی نیز به ابعاد و نوع پی (منفرد یا نواری) ارتباط خواهد داشت.
قالب بندی ستون
ستونهای بتن مسلح معمولا در معرض بارهای جانبی قرار میگیرند. دلیل این موضوع، کوچک بودن سطح مقطع ستونها نسبت به ارتفاع آنها و حجم نسبتا بالای بتنریزی است. بنابراین، هنگام قالببندی ستون حتما باید از اتصالات محکم و تکیهگاههای مقاوم استفاده کرد. با افزایش ابعاد ستون بتنی، باید سختی قالبهای بتن نیز افزایش یابد. این کار توسط افزایش ضخامت جداره داخلی قالب یا اضافه کردن ورقهای تقویتکننده عمودی صورت میگیرد.