راه های افزایش عمر ساختمان های بتنی
عمر ساختمانهای بتن فولادی بسیار طولانی است به طوری که در وضعیت بهرهبرداری مناسب عضو بتن مسلح میتواند مدت نامحدودی دوام داشته باشد و این امر ناشی از افزایش مقاومت بتن در طی گذشت زمان است. در ساختمانهای بتن مسلح، بتن توسط میلگرد فولادی مسلح گردیده و اگرچه به نظر میرسد به دلیل تفاوت قیمت آهن آلات مصرفی و نحوه ساخت این اسکلت، نسبت به اسکلتهای فولادی دوام کمتری داشته باشد ولی با رعایت برخی نکات ساختمانسازی میتوان دوام ساختمانهای بتنی را افزایش بیشتری داد.
بر اساس تجربه اثبات شده است که ساختمانهای بتن مسلح با پوشش محافظ کافی در آتشسوزیهایی که چندین ساعت ادامه داشته متحمل صدمات سطحی شده اما فرو نریخته و در برابر آتشسوزی در درجه حرارت 1000 درجه سانتیگراد حدود یک ساعت طول خواهد کشید تا فولادی که دارای پوششی برابر 2.5 سانتی متر است، به حرارت 500 درجه سانتی گراد برسد.
شن و ماسه از نظر وزنی و حجمی مهمترین جزء تشکیل دهنده بتن هستند که در اکثر نقاط نیز به آسانی یافت میشوند به همین دلیل اغلب میتوان ساختمانهای بتنی را با قیمت ارزان و فارغ از مشکلات ایجاد مقاومت در برابر زنگزدگی و همراه با کاهش هزینههای نگهداری احداث کرد.
بتن را میتوان در هر قالبی ریخت؛ تا پس از سخت شدن فرم دلخواه را به دست آورد از آنجا که عمر ساختمان عمومی تنها تابع عوامل فیزیکی و سازهای نیست لذا این خاصیت بتن به طراح کمک میکند تا به طرح بهینه خود دست یابد.
چگونه عمر ساختمانهای بتنی را افزایش دهیم؟
نخستین گام در افزایش عمر ساختمان استفاده از مصالح با کیفیت است. برای مثال برای جلوگیری از زنگزدگی بایستی از میلگردهای با کیفیت بالاتر استفاده کرد هر چند قیمت میلگرد مصرفی در این صورت افزایش بیشتری خواهد داشت ولی میتوان از صدمات احتمالی ناشی از زنگ زدگی مصالح جلوگیری کرد. دستورالعملهای فراوانی درباره افزایش عمر ساختمان از طریق کاهش تخلخل بتن، بهبود دانهبندی و ویبره و حمل و نقل بتن، استفاده از افزودنیها و ... براساس شناخت فیزیکی مصالح و استفاده صحیح از آن در جهت افزایش عمر ساختمان وجود دارد.
در گذشته روش طراحی معماری براساس سادگی سازه استوار بوده است به نحوی که بیشتر تنشهای فشاری در اعضای غشایی به صورت پیوسته اعمال میشده است. در حال حاضر با پیچیدهتر شدن روش طراحی نیاز به توجه ویژه به خصوصیات مکانیکی و شیمیایی مصالح در هنگام ساختن ساختمان عمومی وجود دارد. دقت در مسلح کردن قطعات بتنی شامل موارد زیر است:
4 عامل جهت افزایش عمر ساختمانهای بتنی
1. پیوستگی بین میلگردهای فولادی و بتن جهت افزایش عمر ساختمان به خصوص در مقابل نیروی زلزله، در وهله اول ناشی از اصطکاک و چسبندگی است. همچنین پیوستگی توسط خصوصیات بتن و فولاد و همچنین توسط حرکت نسبی ناشی از تغییرات حجم (انقباض بتن) تحت تاثیر قرار میگیرد.
2. استفاده از پوششهای سطحی جهت حفاظت میلگردها به دلیل اینکه در فولاد پوششدار مزایای سطح زنگ زده در پیوستگی از بین میرود مقاومت پیوستگی کاهش مییابد. البته مشخص شده که استفاده از میلگردهای گالوانیزه به خوبی میلگردهای معمولی بوده و همچنین فولاد در مقابل خوردگی محافظت میشود. بافت ریزتر و خشن تر دانهها سبب بالا بودن چسبندگی و پیوستگی بین آنها و خمیر سیمان را فراهم می آورد. هرچند قیمت میلگرد گالوانیزه نسبت به معمولی بیشتر بوده ولی استفاده از آنها خطرات کمتری را به همراه خواهد داشت.
3. انقباض بتن که پیوستگی را تحت تاثیر قرار میدهد در جلوگیری از ترک خوردن مفید است. برای نمونه در یک قطعه بتنی نازک تنش کششی ایجاد شده توسط خزش (انقباض بتن) رها میشود. از مهمترین ضعفهای سازهای بتنی مسلح، تاثیرپذیری از عوامل محیطی است. اکسیژن و رطوبت محیط میتوانند با نفوذ درون بتن، باعث تسریع در خوردگی میلگرد شوند و از عمر مفید سازه به شدت بکاهند و پوشش بتنی روی میلگرد، مهمترین عامل جلوگیری از نفوذ عوامل خوردگی محسوب میشود. براساس مطالعات رسمی، هر 2 میلیمتر کاهش در پوشش بتنی الزامی، 10 سال عمر مفید سازه را کاهش میدهد.
4. در ساختمانهای بتنی در حال اجرا و پس از باز کردن قالبها با بیرونزدگی میلگردها در سطح یا طول تیرها و ستونها و دالها و پوستهها و سایر این اجزا مواجه میشویم. یکی از راهکارهای پیشنهادی برای اجرای صحیح این رواداریها استفاده از فاصله نگهدارهای پلاستیکی (اسپیسر) بتن است به طوری که هم اکنون فقط در اداره ثبت اختراعات و مالکیتهای صنعتی آمریکا از سال 1903 میلادی تاکنون چند صد مورد از این ابداعات به ثبت رسیده که این خود اهمیت استفاده از این قطعات کمکی در اجرای صحیح المانهای بتنی ساختمانها را به تصویر میکشد.
فاصله نگهدارها و نشیمنگاهها عموما در صنایع ساختمانی برای حمایت و نگهداری و قرار دادن میلگردها در مکان مشخص به کار میروند به عنوان مثال شبکه میلگردهای پیش تنیده یا مسلح شده با میلگردها با یک فاصله معلوم بالای یک سطح مشخص قرار میگیرند.
میلگردها یا کابلها معمولا در ردیفهای مشخص یا نقاط مشخص در مناطقی که بتن ریخته میشود، آزادانه قرار میگیرند. فضاسازی درست و مرتبسازی اعضای مسلح شده با میلگردها و همچنین در دالهای بتنی یا صفحات پیش ساخته طبق دانش مهندسی و معماری به صورت تخصصی و فنی به مقاومت سازه و بیعیبی و درستی سازههای بتنی اشاره دارد به طوری که میدانیم هر میلگردی در بتنهای مسلح پوششی را برای اجتناب از نمایان شدن و جلوگیری از اثرات مخرب خوردگی ناشی از رطوبت لازم دارد و زمانی که سطح بتن نمایان میشود اثر شیمیایی رطوبت تسریع میشود. فاصلهدهندهها بسته به اشکال خود مطلوبیتهای متفاوتی دارند.
فاصله دهندههای بتنی از سیمان مسلح با فیبر ساخته میشوند. فاصله دهندهها برای ایجاد فاصله پوشش بتن به صورت تک، دوبل و سه تایی طبقهبندی میشوند. به خاطر آنکه این فاصله دهندهها خواص بتن پیرامون خود را دارند. با استفاده از این اسپیسرها نقطه ضعفی در پایان کار بتنریزی باقی نمیماند. فاصله دهندههای تک در بتنریزی افقی و فاصله دهندههای دوبل در بتنریزی عمودی و افقی و فاصله دهندههای سهتایی در بتنریزی عمودی و افقی کاربرد دارد اما کاربرد اصلی آن در بتنریزی عمودی است.
در مطلب فوق به 4 عامل جهت افزایش عمر ساختمانهای بتنی اشاره شد. امید است پیش از ساخت سازه فارغ از قیمت آهن آلات مصرفی، به کیفیت محصولات فولادی استفاده شده در سازه توجه بیشتری شود تا شاهد ساخت ساختمانهایی با عمر بیشتر باشیم.