دانلود مقاله بتنهای مقاوم در اجرا

بتنهای مقاوم در اجرا
گسترش زیر بنای حمل و نقل ملتها ، برترین و اولین جزء جامعه حمل و نقا است .

اما فراتر می رویم ، زیرا تولیدات ، اقتصاد محلی ، رقابت بین المللی اقتصادی هر ملت به حمل و نقل سریع و مورد اطمینان افراد و کالاها بستگی دارد .

در این میان ساختار پل بزرگراه ها ‌، ارزنده ترین ، ضروری ترین و فنی ترین جنبه های مورد نیاز برای گسترش زیر اساس حمل ونقل است .

ما به پلهای مقاومتر و با دوامتر نیازمندیم .

بر اساس گزارشی از کنگره سیستم حمل و نقل ملل 1995 درباره موقعیت و اجرا ، بیش از 5/12 درصد از پلهای جاده های ایالتی ، جاده های شریانی و جاده های گردآورنده یا ما در دارای ضعف و خرابی ساختاری هستند .

43524 پل وجود دارند که نیاز به تعمیرات اساسی نوسازی یا جایگزینی دارند با وجود آنکه یک پل ناکار آمد لزوماً ناامن نیست ، بعضی از این پلها همواره تحت بار گذرانید و برای عبور وسایل نقلیه سنگین و اتوبوسها در مسیر طولانی و متناوب قرار دارند .

یکی از پیشرفت های فنی که توقع ما را در بدست آوردن مدت زمان طولانی و تأثیر گذار بر هزینه سازه پل بزرگراه ها افزایش داده ، اجرای بتنهای مقاوم است .

موادی که تحت عنوان اجزاء و فرآورده های مصرفی در ساختار بتنهای مقاوم اجرایی طبقه بندی شده اند چند دهه در آمریکا و دیگر کشور ها در ساختمانها به کار می رفته است .

ولی در سالهای اخیر ، نیاز به گسترش زیربنایی ، مطالعات و اجرای HPC در پلها را شتاب بخشید .

افزایش شاخصه مقاومت و پایداری پلهایی که HPC را در تیرها ، کف و پایه های خود شامل می شوند نوید بخش کاهش هزینه نگهداری و زوال این گونه سازه هاست .

هم اکنون رقابت بر سر پیدا کردن راهی عملی جهت استفاده فراگیر HPC و کاهش هزینه های ضروری و خطراتی که ذاتاً در استفاده از هر نوع تکنولوژی جدید است ، می باشد .

« سولین » مهندس پژوهش در پلها و نماینده بزرگراه های دولتی ، اشاره کرد : اجزای HPC ، نفذ ناپذیری و دوام بیشتری را سبب شده و دستیابی به مقاومتی را که از بتن معمولی حاصل می شود را سرعت می بخشد « ماری لورانس » ، طراح پل بخش حمل و نقل تگزاس ( TXDOT ) و کسی که در بیشتر پروژه های پلهای پیشرفته ای که از HPC استفاده می کنند شرکت داشته ، افزوده: استفاده از HPC باید افزایش چشمگیری در ظرفیت زمانی پلها را موجب شود .

به علاوه ایالات و محلات باید هزینه کمتری جهت تعمیر پلهایی که با HPC ساخته شده اند ، صرف کنند .

در کل این دومورد اساسی ترین فایده مواد ساختاری HPC را نتیجه می دهند که همان افزایش مقاومت و پایداری و کاهش هزینه تعمیرات و نگهداری پل در دراز مدت است .

FHWA در حال ترویج ، آزمایش و استفاده از HPC در بسیار از راههایی است که سرمایه گذاری شده اند .

اطلاعات ارزشمندی نیز از ساختمان پلها از کشورهایی مانند کانادا ، فرانسه ، ژاپن و نروژ رسیده است .

انتشار این اطلاعات به طور گسترده و دقیق از مسئولیت های اولیه FHWA می باشد .

در ماه مارس 1996 ، FHWA و TXDOT با مشارکت مرکز تحقیقات حمل و نقل دانشگاه تگزاسی در « استین » ، از برنامه تحقیقاتی استراتژیک بزرگراه های منطقه ای در مورد HPC حمایت کردند و آن را به نمایش گذاشتند .

هدف از این نمایشگاه ها ، ترویج ومصرف HPC در پلها است.

این حمل به آژانس های دولتی ، محلی و ایالتی ، صنعت ساختمان و جامعه آکادمیک این امکان و اجازه را می دهد که در تمام زمینه ها ، این تکنولوژی مفید را مورد تبادل نظر قرار دهند .

نورافکن هایی روی دو پرو.ژه اخیر پلهای زیر گذر در تگزاز و رو گذر هوستون که اولین پروژه ساخت پل بزرگراه ها با استفاده از HPC در ایالات متحده آمریکا هستند ، قرار داده شده اند .

قبل از آنکه بحث بیشتری در مورد جزئیات نمایش و گزارش از HPC در پروژ های زیر گذر انجام دهیم ، باید نگاهی مختصر بر پیشرفت و کابریهای گوناگون این مواد ساختاری در چند دهه اخیر بیندازیم .

معرفی HPC : اساساً HPC متشکل از همان مواد بتن می باشد اما از نظر دستیابی به دوام یا مقاومت قابل توجه یا هر دو جهت رویارویی یا نیازهای پروژه های ساختمانی مورد کارشناسی و بررسی قرار گرفته است .

این نیازها و ویژگی های مورد نظر HPC اساساً با توجه به فاکتورهایی از قبیل دما ، موقعیت آب وهوایی و عضو مورد نظر مانند پل ، زیرسازه ها ، تیرها یا کف ، متفاوت است .

به همان اندازه که دوام و مقاومت مورد نظر می باشد ، مهندسین به دنبال فواید HPC در موارد عملی و هزینه ها و قابلیت ساخت آن نیز می باشند .

هدف ، کشف وسایل و راههای ساخت پلهای به صرفه اقتصادی و در عین حال مقاوم ، می باشند .

تعادل هزینه های ضروری ساخت در برابرصرفه جویی های آتی ، از مفاد اساسی در استفاده HPC در نظر گرفته می شود .

با ت.جه به تجربیات آموخته شده ، استاندارد های بنا نهاده شده و اینکه مصالح و مواتد بیشتر در دسترس می باشند ، نقش اقتصادی در HPC بیشتر آشکار می شود .

در واقع استفاده از HPC ما را به سوی کاهش هزینه های ساخت با وجود کارایی بیشتر طراحی ها ، ساخت سریعتر ، کاهش مصرف منابع موجود در نتیجه استفاده از دهانه های طولانی تر و تیرهای کمتر ، هدایت می کند .

با توجه به فراخوان FHWA برای تعیین و تعریف HPC که بر ضوابط مقاومت بالا و طولانی بنا نهاده شده ، تعریف ارزنده ای از سوی مؤسسه بتن آمریکا ( ACI ) با توجه به شورای اعضایی چون « چارلز گودا سپید » ، « سونیل وانیکار » و « ریموند کوک » صورت گرفت .

این تعریف در فوریه 1996 و در مجله Concrete international انتشار یافت که شامل چهار پارامتر برای دوام و چهار پارامتر برای مقاومت است که هر یک توسط ضوابط اجرایی ، آزمایشات عملی و اجرایی حمایت شده اند تا در اجرا آن را به موقعیت های ویژه ناسازگار ارتباط دهند .

این هشت ضابطه اجرایی عبارتند از : دوام در برابر ذوب و انجماد ، مقاومت مقایسه ای ، ستایش ، نفوذپذیری ، کلرید ها ، مقاومت ، الابسیتته، کاهش حجم و خزش .

مصرف کنندگان می توانند هر یک از موارد ذکر شده را با توجه به موقعیت آب و هوایی و زمینه متناسب در خواست نمایند .

شاخصه اجرایی HPC شامل دو بخش مقاومت و دوام می باشد .

که این دو پارامتر شرایط را به سه قسمت تقسیم می کنند .

شرایط جوی ، بار وارده ، عوامل تأثیر گذاری که در معرض آنها قرار دارد .

شرایط جوی به طور گسترده ای در ایالات متحده با توجه به تغییرات قابل توجه درجه حرارت ، چرخه ذوب و انجماد و رطوبت متفاوت است .

هیچ ترکیب واحدی از HPC نمی تواند جوابگویی انتظارات ما از ایالات فلوریدا تا آلاسکا باشد .

تعریف FHWA ، تغییرات گسترده دمایی ، رطوبت ، سیکل ذوب و انجماد ، عوامل شیمیایی مهاجم، فشارهای بارگزاری و دیگر فاکتورها را جهت کمک به مهندسان برای شناسایی دوام مورد نظر و شاخصه مقاومت برای هر پروژه ای را لحاظ کرده است زمانی که پرسیده شد « آیا HPC استانداردی برای بتن می باشد ؟

» ، « برسون پتون ، مهندس اجرایی کمپانی بتن تگزاس که در پروژه رو گذر جاده لوتا نیز شرکت داشت ، توضیح می دهد « من فکر می کنم این چنین است .

مخصوصاً در مورد مقاومت در مقابل عوامل محیطی ، به خاطر آنکه در بعضی جاها ما از نمک برای جلوگیری از یخ زدگی استفاده می کنیم .

نه تنها ترکیب و تناسب محتویات مهمند بلکه توالی اختلاط و شرایط نگهداری در مراحل تهیه HPC نیز مورد نقد و بررسی می باشد .

با در نظر گرفتن اثرات آب و هوایی ، ویژگی نشت پذیری از دیگر دغدغه ها در مواقعی که بتن آغشته و مرطوب باید در برابر ذوب و انجماد مقاومت کند، است .

فرآیند خوردگی از بتنهای با نفوذپذیری کمتر ، آهسته تر می باشد زیرا سرعت انتشاریونهای کلریدی در بت نکاهش می یابد .

در این مورد « لوید و کلر » از دفتر سازه های همندسی می گوید : « من فکر می کنم عموماً HPC آنچه را که از آن انتظار داریم انجام می دهد .

ما سریعاً آزمایش کلرید را در زمانی مشخص پس از ریختن بتن انجام می دهیم و این آزمایشها به طور قوی تعداد نفوذپذیری کمی را نشان می دهند .

« در تعیین مقاومت در برابر زوالپذیری آب و هوایی ،تأثیر ترکیبی تمام ویژگی ها بیان شده است .

اجرای غیرلایه ای و غیر پوسته ای با توجه به محدوده وسیع حمله مواد شیمیایی که در بزرگراه ها استفاده می شوند نیز باید به عنوان یک اثر ترکیبی که خیلی از فاکتورهای زیر را در بر می گیرد ، در نظر گرفته شود ، مثل تاریخچه نگهداری و میزان رطوبت و هسته های نمکی .

طراح پل در بزرگراه مسئول آن است که کلیه تأثیرات پتانسیل شرایط محدود کننده را در نظر گیرد .

همان گونه که در مورد بارگذاری صدق می کند ، جائکه طراحان سازه ای در می یابند پارامتر استقامت در نتیجه دوام خواسته شده گسترش پیدا کرده و این پارامتر ها به دلیل انتظار بار ترافیکی در آینده ، بزرگتر از آنچه که مورد نظر است ، می باشد .

در قمقاومت زوال پذیری پروژه ها ،شرایط سنجش هر یک از پارامتر های اجرایی باید به دقت فهمیده و بیان شود .

با توجه به درجه شاخصه اجرایی به عنوان رهنما ، مهندسین می توانند تعیین کنند کدام ترکیب HPC برای پروژه ای که مورد نظر است با توجه به زمان کارایی بتن ، نتیجه بخش است .

روش تست های اجرایی استاندارد که برای هر یک ازپارامتر های تعریف شده HPC تعیین گردیده است ، توسط نمونه ها و رویه نگهداری اثبات می شود که کمک می کند از ازریابی رسمی اجرایی مطمئن شویم .

درجاتی باری هر یک از پارامتر ذکر شده ‌، تعریف و برآوردهای دقیقی انجام شده تا حدود کاملی از شرایط را در میان عموم نشان دهد .

به هر حال ، از آنجایی که اظلاعات ناکافی در اختیار آزمایشگاههای مربوطه در مقایسه با زمینه های اجرایی واقعی قرار دارد ،فاکتورهای بیان شده توسط « گودا سپید » « واینکار » و « کوک » به عنوان تعریف HPC تنها یک راهنمایی است که به تدریج گسترش یافته و با توجه به تحقیقات و منابع و تشریحات FHWA ، جریدتر می شوند.

قدمت HPC : از سال 1949 ، تیرهای با مقاومت بیش از 37 مگا پاسکال ( psi 5400 ) در پل « والنوت لین » در فلادلفیا استفاده شد .

این اولین پل بتنی تقویت شده و تحت فشاری بود که در آمریکای شمالی ساخته می شد .

در آن زمان و چهر دهه پس از آن مهندسان کمی در مورد مقاومت ابراز نگرانی کردند .

مقاومت ویژه بتن برای ساختمانها به طور ثابتی از 35 مگا پاسکال در سال 1950 به 100 مگا پاسکال در اواخر سالهای 1980 افزایش یافت و دوره « بتن با مقاومت بالا» نام گرفت .

امروزه تعریف HPC با توجه به دوام ومقاومت گسترش یافته .

هیچ فرد خاصی HPC را اختراع نکرد و هیچ کشور واحدی در استفاده آن پیشگام نیست .

گسترش مصالح و مواد HPC مورد استفاده امروزی شامل تلاش فزاینه بسیاری اشخاص ، شرکتها ،‌ دولتها و کشورها خصوصاً در کانادا ، اروپا ، ژاپن ، و ایالات متحده می باشد .

از آنجایی که اولین پلهای بتنی با تیرهای پیش تنیده تنها 50 سال پیش ساخته شده اند ، زمان کافی نگذشته تا بتوان به راحتی بر دوام پلهای بتنی با تیرهای پیش تنیده دلالت کرد .

FHWA میانگین طول عمر پلها با هر نوع ماده تشکیل دهنده را 42 سال تخمین و برآورد کرده است .

ولی مهدسین برآوردی کنند که یک پل HPC خوب 75 تا 100 سال عمر دارد که گذشت زمان نشانگر آن خواهد بود .

سالها ، ساختمانهای خیلی بلند نیروی پیشران در گسترش بتنهای مقاوم بود و هدف اقتصادی بودن بنا بود .

به عنوان مثال استفاده از بتن با مقاومت 69 مگا پاسکال در ساختمان « پلازا » در دالاس در سال 1983 بازای هر دلار نسبت به اسکلت فلزی ،