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.

فهرست مطالب این نوشته پنهان کردن

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.

قالب بتن برای ساخت خانه های یک تکه ادسیون
ایده ادیسون برای ساخت خانه‌های بتنی یک‌تکه

‌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.

ساختمان های بلوکی شوروی سابق
نمونه‌ای از ساختمان‌های بلوکی ساخته شده از صفحات بتنی در زمان شوروی سابق (تاشکند، ازبکستان)

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.

مجموعه ساختمانی Habitat67
نمای بیرونی مجموعه ساختمانی Habitat

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.

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.

اجزا اصلی قالب بتن
اجزا اصلی بخشی از یک قالب بتن

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 پی
اجزا قالب پی

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.

قالب ستون
اجزا قالب ستون

قالب بندی دیوار

قالب‌بندی دیوار معمولا از دو طرف صورت می‌گیرد. به دلیل مساحت بالای مقطع دیوارها، بارهای جانبی اعمال شده بر قالب دیوار نسبتا کمتر از قالب ستون است. با این وجود، هر چه ارتفاع دیوار بلندتر باشد، از تجهیزات بیشتر و مقاوم‌تری برای قالب‌بندی آن استفاده می‌شود.

قالب دیوار
اجزا قالب دیوار

قالب بندی دال

دال بتنی، سازه‌ای است که معمولا در سقف ساختمان یا در برخی از مواد بر روی پی قرار می‌گیرد. قالب‌بندی دال بتنی به نوع دال طراحی شده (یک طرفه یا دو طرفه) بستگی دارد.

اجزا قالب دال یک طرفه
اجزا قالب دال یک طرفه

کاربرد قالب بتن به پروژه‌‌های ساختمانی و صنعتی محدود نمی‌شود. علاوه بر موارد بالا، قالب‌های مخصوص برای ساخت وسایل کوچک و تزئینی مانند صندلی، گلدان، بطری، قفسه و غیره نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ملاحظات قالب بندی کدام هستند؟

پس از اتمام قالب‌بندی، بهتر است شبکه‌ای از میلگرد را داخل قالب قرار داد. این کار باعث تقویت استحکام سازه بتنی می‌شود. مرحله بعد، بتن‌ریزی است. هنگامی که بتن درون قالب به اندازه کافی سخت شده باشد، باید قالب را از روی آن جدا کرد. در صورتی که نوع قالب مورد استفاده دائمی باشد، قالب بر روی بتن باقی خواهد ماند. هدف از روش‌های مختلف قالب‌بندی، ساخت یک مجموعه مقاوم با امکان جابجایی، برپا کردن، بتن‌ریزی و باز کردن آسان است. به منظور دستیابی به این اهداف، اجزا مختلف قالب باید به خوبی در کنار یکدیگر قرار گرفته باشند. موارد زیر، نکات ضروری در هنگام اتصال اجزا مختلف قالب به یکدیگر هستند:

  • اتصالات باید سفت و محکم بوده و امکان نشت بتن تاز از درون قالب وجود نداشته باشد.
  • جداره داخلی به خوبی به اجزا چارچوب متصل شده باشد تا با تشکیل یک سازه یکپارچه، جابجایی قالب به راحتی صورت گیرد.
  • صلبیت قالب به اندازه‌ای باشد که تحت وزن بتن خم نشود.
  • مقاومت قالب برای نگهداری بتن را در محل مورد نظر کافی باشد.
  • مهاربند و تکیه‌گاه‌های عمودی و افقی با استفاده از تیر و نگهدارنده (داربست) به خوبی نصب شده باشند.
  • قالب به طور کامل تراز باشد.
  • قالب باید توانایی تحمل المان‌های مختلف را بدون نیاز به بستن با طناب داشته باشد.
  • امکان باز کردن راحت اتصالات و بازیابی حداکثری پیچ، مهره و تجهیزات دیگر وجود داشته باشد.

با رعایت نکات بالا می‌توان شکل صحیح، مقاومت بهینه و دوام کافی سازه بتنی را تضمین کرد. البته برای دستیابی به بهترین نتیجه، ماده تشکیل دهنده قالب و انتخاب قالب متناسب با سازه مورد نظر نیز از اهمیت بالایی برخوردار هستند. در بخش‌های بعدی به توضیح این موارد نیز خواهیم پرداخت.

در رابطه با قالب‌بندی سازه‌های بتنی فیلم آموزشی مفصلی در مجموعه فرادرس تهیه شده است که می‌تواند به فراگیری این مبحث به شما کمک کند. لینک این فیلم در ادامه آورده شده است.

ویژگی های یک قالب بتن مناسب چیست؟

در هنگام انتخاب ماده مورد استفاده برای ساخت قالب بتن باید همیشه سه اصل مهم کیفیت، ایمنی و صرفه اقتصادی را در نظر گرفت. کیفیت مواد می‌تواند ایمنی را تضمین کند. البته این عامل تاثیر قابل توجهی بر روی هزینه نیز دارد. شکستن و تخریب قالب، در برخی از موارد ضرر جانی و در اغلب موارد ضرر مالی را در پی دارد. در ادامه، ویژگی‌های یک قالب بتن مناسب را به طور خلاصه معرفی می‌کنیم.

مقاومت قالب بتن

مقاومت ماده تشکیل دهنده قالب بتن باید به اندازه‌ای باشد که قالب بتواند نیروهای پیش‌بینی شده را به خوبی تحمل کند. مقاومت قالب بتن نه تنها به عنوان یکی از الزامات طراحی، بلکه به عنوان یکی از مهمترین جنبه‌های ایمنی در نظر گرفته می‌شود.

تخریب قالب بتن
نمونه‌ای از ریزش قالب بتن که باعث هدر رفتن زمان، تحمیل هزینه اضافی و خطر جانی می‌شود.

 صلبیت قالب بتن

جابجایی سازه تحت بارهای وارده باید خیلی کم و قابل پیش‌بینی باشد. هرگونه تغییر شکل و جابجایی بزرگ تاثیر قابل توجهی بر روی انحراف سطح نهایی بتن خواهد داشت. در هنگام طراحی سیستم قالب‌بندی، باید در مورد بازه انحراف مجاز کل و سهم عوامل موثر بر این انحراف تصمیم‌گیری شود. به منظور اطمینان از قرارگیری میزان انحرافات در بازه مجاز، باید صلبیت ماده تشکیل دهنده قالب و دقت کارکنان ثابت باشد.

مقاومت در برابر ضربه قالب بتن

قالب بتن باید به گونه‌ای ساخته شود که در صورت ضربه و آسیب دیدن، تکه‌های آن ریخته نشود. این مسئله با تعیین نحوه ریزش ماده سازنده قالب قابل بررسی است. به منظور رعایت این نکته ایمنی مهم، به خاطر داشته باشید که استفاده از مواد شکل‌پذیر برای ساخت قالب نسبت به مواد شکننده در اولویت بسیار بالاتری قرار دارند.

دوام قالب بتن

دوام قالب بتن از جنبه اقتصادی و دستیابی به سازه‌های بتنی باکیفیت در استفاده‌های مجدد اهمیت پیدا می‌کند. قالب بتن تقریبا همیشه در محیط باز ساخته می‌شود و مورد استفاده قرار می‌گیرد. به همین دلیل، ماده سازنده قالب و اجزا آن در فاصله زمانی بین استفاده مجدد در معرض هوا قرار می‌گیرند. در حالت ایدئال، مواد سازنده قالب، اجزا و صفحه داخلی قالب باید در مقابل عوامل محیطی از قبیل هوازدگی، خوردگی و غیره مقاوم بوده و نرخ تجزیه پایینی در برابر اثرات آفتاب، باد و باران داشته باشند. مقاومت مواد تشکیل دهنده قالب در برابر تجزیه را می‌توان با نگهداری مناسب افزایش داد. در مجموع، دوام مواد سازنده قالب برای دستیابی به سطح باکیفیت بتن و اطمینان از ایمنی اجزا قالب ضروری است.

هوازدگی قالب
نمونه ای از هوازدگی قالب که باعث کاهش عمر و امکان استفاده مجدد از آن می‌شود.

وزن قالب بتن

در هنگام سرهم کردن قالب، هر یک از اجزا و قطعات توسط دست به محل مورد نظر انتقال داده می‌شوند. این مسئله برای مواردی که قالب نهایی تنها با جرثقیل قابل جابجایی باشد نیز صادق است. در حالت مطلوب از نظر اقتصادی و بهره‌وری، ابعاد اجزا و قطعات قالب به اندازه‌ای در نظر گرفته می‌شود که وزن آن‌ها برای حمل توسط کارکنان خیلی دشوار نباشد. اگر وزن اجزا برای حمل توسط یک نفر دشوار باشد، باید از ماشین‌آلات مخصوص به منظور جابجایی آن‌ها استفاده کرد.

دقت ساخت قالب بتن

قالب باید به گونه‌ای ساخته شود که سرهم کردن آن با کمترین هدررفت زمان برای اتصال و برش همراه باشد. ثابت بودن اندازه مواد، ورق‌های تخته لایه و اجزا چارچوب اهمیت بالایی در این موضوع دارند. دقت ساخت قالب بتن از عواملی است که بر روی جنبه اقتصادی پروژه تاثیر مستقیم می‌گذارد.

سازگاری مواد سازنده قالب بتن

مواد سازنده قالب نباید با بتن تازه یا سخت شده ناسازگاری داشته باشند. مواد تشکیل دهنده جداره داخلی قالب نیز نباید با سیمان در حال هیدراتاسیون واکنش دهند. به عنوان مثال، برخی از الوار داری شکر چوب هستند که باعث خراب شدن سیمان می‌شود. علاوه بر این، چوب برخی از درختان نظیر اکلایپتوس بعد از سخت شدن بتن باعث ایجاد لکه‌های زیاد بر روی آن می‌شود. هنگام عبور آب از چوب اکلایپتوس و وارد شدن آن به داخل بتن، معمولا لکه‌های قهوه‌ای تیره بر روی سطح بتن به وجود می‌آید.

مقاومت قالب بتن در برابر حرارت، سایش و رطوبت

گرما و سرمای بیش از حد، باعث ایجاد مشکلاتی در انتخاب مواد سازنده قالب و محافظت از آن‌ها می‌شود. در دماهای پایین، سرعت گیرش و مقاومت بتن کاهش می‌یابد. در این حالت، آب درون مخلوط بتن یخ می‌زند و پیوند شیمیایی درون ملات را از بین می‌برد. هنگام بتن‌ریزی در دمای پایین می‌توان آب و ذرات سنگدانه (شن و ماسه) را گرم کرد تا بتن گرم تشکیل شود. در نتیجه، به دلیل افزایش دمای درونی، بتن در مراحل اولیه گیرش سرد نمی‌شود. به همین دلیل، اگر مواد سازنده قالب عایق حرارتی باشند، دمای مخلوط بتن تا گیرش کامل تغییر قابل توجهی نمی‌کند.

قالب عایق
نمونه‌ای از یک قالب عایق حرارتی

هنگام بتن‌ریزی (مخصوصا در صورت وجود سنگدانه‌های تیز درون مخلوط) مقداری سایش و آسیب‌دیدگی بر روی جداره داخلی قالب (در استفاده اول و استفاده‌های بعدی) به وجود می‌آید. به این ترتیب، پس از گیرش بتن و برداشتن قالب از روی آن، آسیب‌دیدگی‌های جداره داخلی قالب منجر به آسیب‌دیدگی سطح خارجی بتن می‌شود. به علاوه، لغزش قالب بر روی بتن نیز سایش سطح خارجی آن را در پی خواهد داشت. از این‌رو، به منظور به حداقل رساندن آسیب‌دیدگی سطح بتن، استفاده از قالب‌های عایق سایش توصیه می‌شود.

خارج شدن آب در هنگام گیرش بتن و جذب آن توسط قالب می‌تواند باعث ایجاد لکه‌های هیدراتاسیون بر روی سطح خارجی بتن شود. برای مواردی که دستیابی به یک سطح باکیفیت از اهمیت بالایی برخوردار است، وجود لکه به هیچ عنوان قابل قبول نخواهد بود. وجود لکه‌های هیدراتاسیون بر روی سطح بتن نشان‌دهنده هیدراتاسیون ناقص سیمان، مقاومت کم و دوام پایین سطح بتن است. بنابراین، جذب رطوبت جداره داخلی قالب باید به حداقل برسد. به این منظور می‌توان از قالب‌های عایق رطوبت استفاده کرد.

انواع قالب بتن چه هستند؟

در طول تاریخ، از مواد مختلفی به منظور ساخت قالب بتن استفاده شده است. در سال‌های ابتدایی (تا قرن 19 میلادی)، گچ به عنوان گزینه اصلی برای قالب نگهدارنده موادی نظیر ژیپس، آهک و سیمان به کار می‌رفت. سپس، قالب‌های پیچیده‌تری از جنس گچ، چوب و سفال توسعه پیدا کردند که برای ساخت آثار هنری از جنس مرمر مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

قالب بتن چوبی

قالب چوبی از ابتدایی‌ترین و رایج‌ترین انواع قالب‌های بتن است. این قالب در محل اجرای پروژه و با استفاده از الوار و تخته لایه یا نپوپان مقاوم در برابر رطوبت ساخته می‌شود. ساخت قالب چوبی راحت بوده اما آماده‌سازی آن برای سازه‌های بزرگ زمانبر است. به علاوه، تخته لایه طول عمر نسبتا پایینی دارد. به همین دلیل، این نوع قالب معمولا برای بتن‌ریزی در سازه‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود، در پروژه‌هایی که هزینه نیروی انسانی کمتر از تهیه قالب‌های چندبار مصرف باشد، قالب چوبی کاربرد بیشتری دارد. قالب چوبی، انعطاف‌پذیرترین نوع قالب بتنی است. از این‌رو، در سیستم‌های دیگر نیز برای مقاطع پیچیده از این نوع قالب استفاده می‌شود.

ساخت ستون با قالب چوبی
استفاده از قالب‌های چوبی برای ساخت ستون‌های بتنی

به منظور تراز کردن و ایجاد شکل مور نظر برای قالب‌های چوبی از دستگاه‌های ترازیابی مخصوص استفاده می‌شود. به منظور بتن‌ریزی به شکل منحنی یا به هر شکل دلخواه دیگر، قالب‌های چوبی نازک‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند تا شکل مورد نظر به راحتی قابل دستیابی باشد. پیش از ریختن بتن درون قالب، به جداره داخلی قالب روغن یا هرگونه ماده رهاساز دیگر مالیده می‌شود تا از چسبیدن بتن به سطح چوب جلوگیری شود. به طور کلی، قالب‌های چوبی کاربرد وسیعی در ساخت سازه‌های بتنی دارند؛ به شرطی که نگهداری و تمیزکاری آن‌ها به طور مناسب صورت گیرد.

قالب بتن فولادی

قالب فولادی بیشترین دوام را در بین قالب‌های بتن دارد. در صورت نگهداری و استفاده درست می‌توان این نوع قالب را در حدود 2000 چرخه بتن‌ریزی مورد استفاده قرار داد. از این‌رو، قالب فولادی به عنوان یک راه حل طولانی مدت در مقایسه با قالب چوبی در نظر گرفته می‌شود.

قاب فولادی بتن
استفاده از چارچوب فولادی سنتی برای ساخت دیوار بتنی

قالب فولادی هیچ رطوبتی را از بتن ریخته شده به خود جذب نمی‌کند. به همین دلیل، پس از باز کردن قالب معمولا مشکلی در شکل بتن مشاهده نمی‌شود.

قالب بتن آلومینیومی

قالب آلومینیومی در اغلب موارد برای قالب‌بندی پیش ساخته مورد استفاده قرار می‌گیرد. وزن پایین (جابجایی راحت) و مقاومت خوب (امکان استفاده مجدد) این نوع قالب باعث افزایش محبوبیت آن شده است. سرهم کردن و باز کردن قالب‌های آلومینیومی ساده بوده و نیاز کمی به تکیه‌گاه و بولت مهاری دارد. به علاوه، با استفاده از قالب آلومینیومی می‌توان دیوارها و دال‌ها را به طور همزمان بتن‌ریزی کرد.

قالب آلومینیومی
استفاده از قالب آلومینیومی برای ساخت دیوار بتنی یکپارچه

قالب‌های آلومینیومی، امکان ساخت سازه‌های یکپارچه بدون ترک را فراهم می‌کنند. البته در کنار تمام این مزیت‌ها، معایب کمی هم وجود دارد. به عنوان مثال، اگر میزان بار وار شده به قالب از حداکثر بار مجاز بیشتر باشد، مقاطع نازک تغییر شکل می‌دهند. علاوه بر این، در صورت استفاده از قالب آلومینیومی، امکان تغییر و اصلاح معماری سازه وجود نخواهد داشت.

قالب بتن منیزیومی

منیزیوم نیز جز فلزات مورد استفاده برای ساخت قالب بتن محسوب می‌شود. فلز منیزیوم به طور غیرمستقیم و به شکل اکسید منیزیم در ساخت قالب بتن به کار می‌رود. تخته‌های اکسید منیزیوم در ابعاد و عیارهای مختلف تولید می‌شود. از مهمترین مزیت‌های قالب‌های منیزیومی می‌توان به سبکی (جابجایی راحت)، مقاومت در برابر آتش، سازگاری با محیط زیست و مقاومت بالا در برابر بارهای سنگین اشاره کرد.

جداره داخلی منیزیومی
صفحات جداره داخلی منیزیومی مورد استفاده در ساخت قالب بتن

هنگام تماس بتن مرطوب با صفحه منیزیومی، امکان حل شدن منیزیوم کلراید و خوردگی میله‌های تقویت کننده درون بتن وجود دارد. نصب و آماده‌سازی این نوع قالب باید با نظارت افراد با تجربه صورت گیرد. قالب‌های منیزیومی تحمل قرارگیری در محیط مرطوب را ندارند. در این شرایط، قالب‌ها رطوبت موجود در هوا را به خود جذب و اصطلاحا عرق می‌کنند.

قالب بتن پارچه ای

استفاده از قالب پارچه‌ای به عنوان یک تکنولوژی جدید در صنعت ساخت و ساز به حساب می‌آید. پارچه قابلیت تبدیل به هر شکل دلخواه را دارد. همین ویژگی، محبوبیت قابل‌های پارچه‌ای را برای ساخت سازه‌هایی با معماری منحصر به فرد را افزایش داده است.

قالب پارچه ای
استفاده از قالب پارچه ای برای ساخت سازه‌های بتنی منحصر به فرد

سبکی، هزینه پایین، ضد آب بودن، عدم تاثیر بر روی خواص بتن و باز کردن آسان پس از سخت شدن بتن از ویژگی‌های مثبت قالب پارچه‌ای به شمار می‌روند. البته، به دلیل استفاده از این قالب در ساخت شکل‌های پیچیده، نصب و آماده‌سازی آن نیاز به مهارت بالا دارد.

قالب بتن مدولار یا صنعتی

قالب مدولار یا صنعتی از چند قطعه پیش ساخته با چارچوب فلزی (معمولا فولادی یا آلومینیومی) و جداره داخلی فولادی، آلومینیومی، چوبی یا هر ماده دلخواه دیگر ساخته می‌شود. اغلب قالب‌های مدولار از ترکیب دو یا چند ماده تشکیل می‌شوند (مانند شکل بالا). دو مزیت اصلی این نوع قالب نسبت به قالب‌های چوبی، سرعت سرهم کردن بالا (سیستم پیچ، مهره و گیره) و هزینه‌های عملیاتی پایین (تحمل نیروی زیاد، دوام بالای و عدم نیاز به تعویض قاب) است. استفاده از قطعات فلزی به جای قطعات چوبی در این سیستم می‌تواند مقاومت در برابر خوردگی و آتش را افزایش دهد.

قالب مدولار
نصب قالب مدولار بتن (این قالب مدولار از ترکیب آلومینیوم برای چارچوب بیرونی و تخته لایه برای جداره داخلی ساخته شده است.)

از ویژگی‌های دیگر این قالب‌ها می‌توان به وزن سبک آن‌ها نسبت به سیستم‌های سنتی اشاره کرد. این ویژگی، زحمت فیزیکی و احتمال رخ دادن حادثه را کاهش می‌دهد. اگرچه، به دلیل وزن پایین قالب مدولار، امکان افتادن آن بر اثر عواملی مانند وزش باد شدید در هنگام برپا کردن قالب وجود خواهد داشت. البته با محکم کردن تدریجی در هنگام برپا کردن قالب (مطابق با دستورالعمل‌های شرکت تولیدکننده) و قرار دادن پشتبندها، این مشکل برطرف می‌شود.

قالب بتن پلاستیکی چند بار مصرف

قالب پلاستیکی چند بار مصرف، نوعی قالب مدولار است که برای ساخت سازه‌های بتنی با شکل‌های بسیار متغیر اما نسبتا ساده مورد استفاده قرار می‌گیرد. پنل‌های قالب پلاستیکی، سبک و بسیار محکم هستند. این نوع قالب برای سازه‌های مشابه و طرح‌های شهرک‌سازی انبوه و کم هزینه کاربرد بسیار مناسبی دارد.

قالب پلاستیکی بتن
استفاده از قالب پلاستیکی مدولار برای ساخت دیوار بتنی

استفاده از سقف‌های گالوانیزه در قالب پلاستیکی می‌تواند خطر خوردگی و پوسیدگی را حذف کرده و یک لایه محافظ در برابر وضعیت‌های بد آب و هوایی را به آن اضافه کند. البته، بهتر است این بخش‌های اضافی نیز دارای سقف باربر مخصوص باشند تا امکان اضافه کردن لایه‌های سفارشی دیگر و استفاده حداکثری از فضا فراهم شود.

قالب عایق ماندگار

«قالب بتن عایق ماندگار» (Permanent Insulated Concrete Form) یا اصطلاحا ICF، سیستمی متشکل از بلوک‌های توخالی (دیوارهای دوقلو) از جنس مواد عایق است که مانند بلوک‌های ساختمانی در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. این سیستم بر روی سطح پی سازه (در محل پروژه) ساخته می‌شود و بخشی از مجموعه پی و دیواره‌ها را تشکیل می‌دهد.

قالب عایق ماندگار بتن
استفاده از قالب عایق ماندگار برای ساخت دیوارهای بتنی ساختمان

درون قالب عایق ماندگار میله‌های تقویت‌کننده قرار می‌دهند و سپس آن را به وسیله بتنی با اسلامپ مناسب پر می‌کنند. در واقع، بتن و قالب مانند ساندویچ در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. بهروه‌وری انرژی سیستم ICF بالا است و نیازی به باز کردن قالب پس از بتن‌ریزی وجود ندارد. باز نکردن قالب پس از عمل آمدن بتن، سرعت ساخت، مقاومت و قابلیت عایق بودن در برابر صدا و حرارت را در سازه بتنی افزایش می‌دهد.

قالب سازه ای برجا

«قالب سازه‌ای برجا» (Stay-In-Place Structural Formwork)، مجموعه‌ای از قالب‌ها (معمولا از جنس فیبرهای پلیمری تقویت شده) است که در محل اجرای پروژه ساخته می‌شود. این قالب‌ها شبیه به لوله‌های توخالی هستند و معمولا برای ساخت ستون و اسکله مورد استفاده قرار می‌گیرند.

قالب سازه ای برجا
استفاده از قالب سازه ای برجا برای ساخت ستون بتنی

قالب سازه‌ای پس از بتن‌ریزی و عمل آمدن بتن در محل باقی می‌ماند و به عنوان یک تقویت‌کننده در برابر بارهای محوری و برشی عمل می‌کند. به علاوه، این قالب با محبوس کردن بتن، باعث محافظت از آن در برابر عوامل زیست‌محیطی نظیر خوردگی و تغییرات دمایی می‌شود.

قالب بتن انعطاف پذیر

قالب انعطاف‌پذیر بر خلاف قالب‌های صلب،‌ مجموعه‌ای از قالب‌های سبک تشکیل شده از ورق‌های الیافی بسیار مقاوم است. این نوع قالب، با بهره گرفتن از ویژگی جریان‌پذیری بتن، امکان ساخت سازه‌های بهینه با معماری جالب را فراهم می‌کند.

قالب انعطاف پذیر بتن در سقف
استفاده از قالب انعطاف پذیر برای ساخت سقف بتنی انحنادار

با استفاده از ویژگی شکل‌پذیری قالب انعطاف‌پذیر و روش مقطع معادل می‌توان مصرف بتن را به اندازه قابل توجهی کاهش داد؛ بدون آنکه کاهشی در مقاومت سازه رخ دهد. این ویژگی منجر به صرفه‌جویی در انرژی و کاهش هزینه می‌شود.

عوامل موثر بر انتخاب قالب بتن چه هستند؟

نوع قالب مورد استفاده در عملیات بتن‌ریزی به محل و نحوه استفاده از قالب بستگی دارد. عوامل موثر بر انتخاب نوع قالب بتن در یک پروژه به موارد زیر تقسیم می‌شوند:

  1. حجم بتن‌ریزی
  2. فشار وارد بر قالب
  3. وزن قالب
  4. نوع تراکم
  5. میزان بتن باقیمانده

معمولا در انتخاب قالب بتن، چند عامل مهم وجود دارد که در ادامه به توضیح آن‌ها می‌پردازیم:

  • هزینه: قالب انتخاب شده می‌تواند به صورت اجاره‌ای یا ملکی باشد. هزینه خرید و استفاده بلند مدت قالب باید قبل از خرید مورد تحلیل قرار گیرد. اگر اجاره گزینه بهتری باشد، باید قالبی انتخاب شود که از نظر اقتصادی و دسترسی شرایط بهتری دارد.
  • تجربه: داشتن تجربه در زمینه استفاده از یک قالب بخصوص در پروژه‌های قبلی بر روی انتخاب نوع قالب تاثیر می‌گذارد. در صورتی که کارکنان با نحوه استفاده از قالب مورد انتخاب آشنا باشند، انتظار می‌رود هیچ افتی در بهره‌وری فرآیند قالب‌بندی و بتن‌ریزی رخ ندهد. اگر کارکنان با قالب جدید آشنایی نداشته باشند، کاهش بهره‌وری دور از انتظار نخواهد بود.
  • ظاهر: از نظر زیبایی سازه نهایی، قالب فلزی نتیجه بهتری به همراه دارد؛ چراکه پس از باز کردن این نوع قالب، تعداد حفره‌های روی سطح نسبت به قالب‌های چوبی کمتر است.
  • مقاومت: مقاومت قالب‌های فولادی نسبت به دیگر انواع قالب‌ها بیشتر است. فولاد ذاتا سختی بالایی دارد و رطوبت را به خود جذب نمی‌کند.
  • ارتفاع: برای سازه‌های کوتاه، استفاده از قالب‌های چوبی انتخاب بهتری است. برای سازه‌های بلند (6 متر یا بیشتر)، استفاده از قالب‌های فولادی به همراه نگهداری اضافی توصیه می‌شود.
  • شکل: برای بتن‌ریزی مستقیم، منحنی یا متوازن با پیچ‌های تند، قالب فولادی گزینه بهینه‌تری خواهد بود.  البته در صورت وجود مشکلات مالی، قالب چوبی نازک نیز قابل استفاده است.

معرفی فیلم آموزش روش های اجرای سازه های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی

 

قالب بندی یکی از مهمترین مراحل در ساخت سازه‌ های بتنی است. به منظور آشنایی بهتر دانشجویان و فعالان حوزه ساخت و ساز با اصول قالب بندی، فرادرس آموزش جامعی به مدت 23 ساعت و 29 دقیقه در قالب هشت درس راجع به روش های سازه های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی تهیه کرده است. درس هفتم از این آموزش، به تشریح ملاحظات اجرایی قالب بندی اختصاص دارد.

در درس مربوط به ملاحظات اجرایی قالب بندی، مطالبی نظیر شرایط قالب بندی، مصالح مورد نیاز در ساخت قالب (آجر، چوب و فولاد)، انواع داربست (فنجانی، ماتریسی، ماتریس نما و مدولار مثلثی)، انواع قالب، سیستم های مختلف قالب (دیوار یک طرفه، دیوار دو طرفه، بالارونده دیوار، تونل فرم و غیره)، اتصالات مورد استفاده در قالب بندی، قالب برداری و زمان مناسب قالب برداری به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است.

  • برای مشاهده فیلم آموزش روش های اجرای سازه های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی + اینجا کلیک کنید.

تعمیر و نگهداری قالب بتن چگونه انجام می شود؟

قالب‌بندی معمولا به عنوان پرهزینه‌ترین مرحله از فرآیند ساخت سازه‌های بتنی در نظر گرفته می‌شود. برای به حداقل رساندن هزینه‌های قالب‌بندی باید به خاطر داشت که با وجود طول عمر پایین، قالب بتن یک وسیله مصرفی نیست. بنابراین، به منظور استفاده حداکثری و موثر از این وسیله باید تمهیدات لازم برای تعمیر و نگهداری آن را فراهم کرد. به منظور استفاده بلند مدت از قالب بتن باید عوامل موثر بر طول عمر آن را مورد بررسی قرار داد. این عوامل را می‌توان به نحوه باز کردن، روش جابجایی، محل انبار کردن و نحوه نگهداری قالب تقسیم‌بندی کرد.

  • باز کردن قالب نباید قبل از گیرش مناسب بتن انجام شود. زمان مناسب برای باز کردن قالب به نوع سیمان مورد استفاده و طراحی قالب بستگی دارد. در حالت کلی، این زمان برای اجزا مختلف قالب بین 7 تا 28 روز تغییر می‌کند.
  • بعد از جدا کردن اجزا بزرگ از روی بتن و باز کردن قطعات، باید قالب را از محل کار جابجا کرد. اگر اجزا و قطعات قالب در همان جای قبلی باقی بمانند، امکان آسیب دیدن آن‌ها یا مسدود کردن مسیرها وجود خواهد داشت.
  • این وسایل باید به محلی انتقال داده شوند که ترجیحا با هوای آزاد ارتباطی ندارد؛ چراکه هوای آزاد احتمال تجزیه و آسیب دیدن سطح قطعات را افزایش می‌دهد.

تمام اجزا قالب به نحوی با بتن ارتباط دارند. از این‌رو، در اغلب موارد مقداری گرد بر روی سطح داخلی، دوغاب سفت شده در لبه ورق‌های تخته لایه و بتن در بخش‌های مکانیکی تجهیزات وجود خواهد داشت. تمام این مواد را باید پیش از سخت شدن بیشتر از روی قطعات تمیز کرد.

  • تمام وسایل مربوط به بستن اجزا به یکدیگر نیز باید تمیز و روغنکاری شوند.
  • اتصالات روی قطعات بزرگ قالب را باید به طور کامل بررسی کرد و در صورت نیاز تعمیرات لازم را انجام داد.
  • پس از جدا کردن دوغاب سفت از لبه ورق‌های تخته لایه باید سطح آن‌ها را با یک لایه رهاساز پوشاند. در این حین باید توجه داشت که سطح تخته‌ها آسیبی نبیند.
  • استفاده از یک برس نرم برای پاک کردن گرد و خاک کفایت می‌کند.
  • در صورت چسبیدن تکه‌های بزرگ بتن، نباید از ابزار فلزی برای جدا کردن آن‌ها استفاده کرد. در چنین مواقعی، استفاده از یک گوه چوبی نرم گزینه مناسبی خواهد بود.

در مجموع، نگهداری مناسب از قالب بتن باعث افزایش طول عمر و در نتیجه کاهش هزینه‌ها می‌شود.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«حسین زبرجدی دانا»، کارشناس ارشد مهندسی استخراج معدن است. فعالیت‌های علمی او در زمینه تحلیل عددی سازه‌های مهندسی بوده و در حال حاضر آموزش‌های مهندسی عمران، معدن و ژئوتکنیک مجله فرادرس را می‌نویسد.

بر اساس رای 4 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *