بررسی کاربرد بتن سبک بجای آجر و سفال
بخشی از مطلب
بتن سبک وزن می تواند بتن سبک وزن، بتن فوم یا بتن هوادهی اتوکلاو (AAC)
باشد. بلوک های سبک باریک اغلب در ساخت و ساز در خانه استفاده می شود.یکی
از بزرگترین آرزوهای بشر از دوران اولیه پیدایش درعالم ، مسئله ساخت
سرپناهی مناسب بوده ودردوران فراصنعتی فعلی هرچند که اکثر آرزوها تحقق
یافته ولی این مسئله همچنان از دغدغه های بزرگ همگان درسراسر دنیا محسوب
میشود . درگذشته های دور که خاک وسنگ وآجر تنها مصالح ساختمانی بشمار می
رفتند ، استفاده از آنها محدودیت خاصی نداشت ولی درحال حاضر که حفظ محیط
زیست بخاطر بقای بشر اجتناب ناپذیر است ، استفاده از این مصالح واقعاً دیگر
ممکن نیست . هرچند که فولاد وسیمان ودیگر مصنوعات مدرن جایگزین هایی مناسب
، بجای مصالح سنتی محسوب می شوند ولی متاسفانه درایران هنوز بطور حیرت
انگیزی از مصالح سنتی درکنار مصالح نوین ساختمانی استفاده وتاسف بزرگتر
اینکه از مصالح نوین نیز به روش های غلط بهره می گیریم . کشور باستانی
ایران بعنوان میراث دار بزرگترین تمدن باستانی ومشعل دار علم وفرهنگ درقرون
گذشته بجایی رسیده که بابروز بلایای طبیعی ، متاسفانه به یکباره تمام
ساختمانهای یک شهرش برسر مردمانش خراب وباعث تلفات عظیم جانی ومالی
میگردد.
قبل از ورود فولاد وسیمان به صنعت ساختمان ، پیشگام این صنعت در جهان بوده
ایم که آثار تاریخی بی نظیر موجود ، اثباتی مهم براین ادعاست ولی بانگاهی
کوتاه به آمارها ، درمی یابیم که هرچه سریعتر بایستی بفکر تغییرات اساسی
درصنعت ساختمان باشیم :
80% ساختمان های تهران (پایتخت کشور ) فاقد استانداردهای اساسی به ویژه مقاوم سازی هستند!
90% مردم فقط به نمای ظاهری وشکل بنا ، اهمیت می دهند !
حدود 60% از واحدهای مسکونی کل کشور دارای عمر بیش از 20 سال و 85 % فاقد سازه های بادوام !
احتمال وقوع زلزله 7 ریشتری تا 10 سال آینده درتهران حدود 70% است !
از مجموع آمار تلفات انسانی درقرن گذشته (سهم ایران = 8% کل تلفات جهانی ) درایران بالغ بر 80% اختصاص به تلفات زلزله دارد !
باتوجه به اینکه وضعیت ساخت وساز ، یکی از مهمترین ابزار سنجش توسعه
یافتگی درکشورها محسوب میشود ودر کشورهای پیشرفته عمر مفید ساختمان ها 100+
است ولی درایران عمر مفید ساختمان ها 30- سال است!
ایران درمصرف آهن جزو کشورهای پر مصرف کننده جهان به شمار می رود ، این درحالی است که آهن با بهای گزاف عرضه میشود !
ایران از لحاظ مصرف سرانه سیمان درردیف بیستم جهان قرار دارد ومیزان
استفاده از این مصالح ارزان ومقاوم درساختمان ها ناچیز است درحالی که سیمان
به اندازه کافی درکشور وجود دارد !
علل این نقصان بزرگ را بایستی درکیفیت پایین مصالح ساختمانی ، روش های سنتی
وغیرعلمی طراحی واجرایی ، به کارگیری نیروی غیر ماهر وبالاخره ضعف کنترل
ونظارت مقامات مسئول جستجو کنیم .
دراین مقاله صرفاً به مسئله کیفیت مصالح ساختمانی پرداخته وسعی شده با
استدالات فنی ، مصالح نوین مناسب ساخت وساز باتوجه وتکیه به منابع داخلی
ومحدودیت های خاص مثل : قرارداشتن ایران درکمربند جهانی زلزله درکنار رعایت
وحفظ فاکتور های زیست محیطی بررسی شوند که البته منظور از عبارت " ساخت
وساز " دراین مقاله معنای عام آن نیست وصرفاً توجه به ساختمان های مسکونی ،
اداری ، تجاری ورفاهی میباشد وپروژه های بزرگ عمرانی وابنیه زیربنایی
مدنظر نبوده است .
" سهولت ، ایمنی وصرفه اقتصادی " درانتخاب مصالح ساختمانی
این فاکتورهای 3 گانه درصنعت ساخت وساز همواره ازگذشته تابحال بادرجه اهمیت
بالا مدنظر سازندگان واستفاده کنندگان مصالح ساختمانی بوده اند .
فوریت وسهولت بیشتر درعملیات اجرایی وکاهش زمان ساخت ازعوامل مهم به شمار
می روند بطوری که اخیراً درکشورهایی مانند : استرالیا وکانادا با استفاده
از بلوک های سبک وباحداقل مصرف فولاد درعرض فقط چند روز ساختمان های 2 الی 4
طبقه ساخته می شوند.
کلمه ایمنی همواره بامفهوم استحکام همراه است که خیلی دور از واقعیت نیست
وبه جرأت می توان گفت مقاوم سازی ازمهمترین فاکتورهای صنعت ساختمان بشمار
می آید ، ولی متاسفانه درگذشته توجه زیاد به مقاوم سازی ، باعث سنگین سازی
شده که خود از علل کاهش ایمنی درزمان بروز حوادث میشود. خوشبختانه با
پیشرفت تکنولوژی و همراه با کاهش وزن مصالح ساختمانی ایمن سازی نیز مورد
توجه جدی واقع شده ، بطوری که درکشور زلزله خیز ژاپن با استفاده از فنآوری
جدید سبک سازی و مقاوم سازی هنگام زمین لرزه های مهیب ،با کمترین خسارات
ممکن جانی ومالی روبرو میشوند. امروزه در دنیا ، مسئولان ذیربط این صنعت
با وضع آئین نامه های استاندارد و قوانین لازم ، انجام
آموزش های خاص معماران ومهندسان ساختمان وآموزش های همگانی ، توجه خاص به
این صنعت مادر ومهم داشته اند که لازم است درایران نیز این برنامه ها عملی
ورعایت آئین نامه وقوانین اجباری شود و بخصوص جهت عدم رعایت آنها قوانین
انضباطی و تنبیهی سختی وضع شود تاپیش ازاین شاهد تلفات جانی ومالی نباشیم
.
نظر شمارا به سطور اول قدیمی ترین آئین نامه ساختمانی درجهان یعنی آئین
نامه ساختمانی حمورابی (پادشاه بابل حدود 1750 سال قبل ازمیلاد ) جلب می
کنم :
"هرگاه معماری خانه ای برای شخصی بسازد وساختمان آنرا محکم بنا ننماید
بطوری که خانه خراب گردد ومنجر به مرگ صاحبخانه گردد ، آن معمار را می
بایستی اعدام نمود . هرگاه این امر منجر به مرگ فرزند صاحبخانه گردد
فرزندان آن معمار را بایستی اعدام نمود !.... "
واما صرفه اقتصادی ، نیز فاکتور مهمی است که نقش بسزایی درارتباط تنگاتنگ
بادیگر فاکتورهای سهولت وایمنی دراین صنعت داشته بطوریکه همراه باتکنولوژی
مدرن و با استفاده ازمصالح و روش های مناسب میتوان قیمت تمام شده رابه
حداقل رساند بشرطی که ایمنی تحت تاثیر قرار نگیرد و ساختمان این کالای گران
رابه کالای ارزان وفراوان تبدیل تا همگان با رضایت ودررفاه کامل ازآن
استفاده نمایند.
گفتنی است که صنعت ساختمان درزمان رونقش به لحاظ ارتباط با دیگر صنایع باعث
فعالیت واشتغال حدود 40 صنعت مختلف را فراهم می آورد مثل صنایع : فولاد ،
سیمان ، شیشه ، انرژی ، حمل ونقل وغیره . دراین رابطه وبرای هریک از این
صنایع نکات مرتبط وفراوان وقابل بحثی وجود دارد که امکان پرداختن به همه
آنها دراین مقاله میسر نیست وصرفاً دراینجا به شناخت وکاربرد مصالح
ساختمانی نوین ومقایسه آنها بامصالح سنتی درچهارچوب فاکتورهای : سهولت ،
ایمنی وصرفه اقتصادی می پردازیم .
مصالح ساختمانی سنتی ونوین
همانطور که ذکرشد انسان ازدیرباز از سنگ ، خاک ( آجر ، سفال ) وچوب بعنوان
مصالح ساختمانی سنتی و ارزان بطور وسیعی استفاده کرده ودرحال حاضر نیز این
صنعت دردنیا از این مصالح بصورت اصولی وبا انجام فرآوری های لازم همراه
بارعایت اصول حفظ محیط زیست استفاده می نماید . متاسفانه معادن خاک رس
وجنگل ها (منابع تولید چوب ) درجهان محدود می باشند و استفاده بی رویه از
آنها باعث تخریب محیط زیست که عواقب خطرناکی در پی دارد ، خواهد شد.
خوشبختانه از زمان ورود فولاد وسیمان به صنعت ساختمان از قرن گذشته تا بحال
، بشر شاهد تحولات عظیمی درزمینه ساخت وسازهای زیربنایی واسکانی بوده است .
متاسفانه درایران این اتفاق چشمگیر
نبوده وتابحال نتوانسته ایم از این دوعنصر درکنار مصالح سنتی بطور مناسبی
جهت ساختمان سازی استفاده کنیم و در نیم قرن اخیر شاهد تلفات جانی ومالی
فراوانی بوده ایم .
خوشبختانه درچندسال اخیر وبخصوص پس از فاجعه غم انگیز زلزله بم ، باتوجه به
قرارداشتن ایران روی کمربند زلزله جهانی ، مسئولان ذیربط را بفکر تغییر
این وضعیت واداشته که ویرایش و تدوین جدید آئین نامه 2800 زلزله از جمله
آنهاست ولی بطورجدی نیاز به قوانین مناسب تری داریم .
مهمترین مسئله ای که بایستی به آن توجه شود اجباری شدن استفاده از مصالح
سبک بجای مصالح غیر ایمن سنتی میباشد که امید است طراحان ومهندسان متعهد
کشورمان همانطور که دردیگر صنایع ثابت کرده اند میتوانند سرآمد باشند
استفاده عملی ازاین مصالح را رایج وهمگانی نمایند. ساخت وساز مسکن به روش
سنتی دردهه های اخیر واقعاً جوابگوی رشد فزآینده جمعیت درکشور نبوده است .
یکی از بزرگترین معضل های صنعت ساختمان سازی در ایران استفاده نابجا از
خاک ( یا به عبارت درست تر طلای قرمز ) و تبدیل آن بصورت سنتی و ماشینی
به‌آجر و سفال می باشد که گناهی نابخشودنی است وجداً دولت بایستی بسرعت
تمام کارگاهها وکارخانه های تولید آجر وسفال راتعطیل نموده وکمک نماید این
واحدها خط تولید خود را به تولید مصالح سبک سیمانی وغیره تغییر دهند تا
خاک این عنصر گرانبها ومقدس را به لحاظ حفاظت محیط زیست ومنبع تغذیه
آیندگان حفظ نموده وبیش از این شاهد تخریب زمینهای کشاورزی بخاطر برداشت
خاک آنها جهت تهیه آجر وسفال که چه هنگام تولید وچه هنگام کاربرد واستفاده
در امر ساخت وساز ، باعث اتلاف بی رویه انرژی میشود ، نباشیم . امروزه
واقعاً بایستی درک کنیم که دیگر دوران انرژی ارزان به پایان رسیده است .
شعار " خاک را به هنر کیمیا کنیم " صرفاً به معنی تبدیل خاک به آجر
وسفال وکاشی وسرامیک نیست ، باید از هرگرم این خاک گرانبها با کمک فکر وهنر
ایرانی فرآورده های ضروری تولید کنیم ونه فقط آجر وسفال وکاشی وسرامیک !
فاکتورهای مهم وقابل توجه درتغییر مصالح سنتی به مصالح مدرن سبک
همانطور که ذکر شد مسئولان ودست اندرکاران این صنعت بایستی بسرعت آئین نامه
های اصولی وعملی درخصوص استفاده از مصالح سبک وایمن باتوجه به وضعیت
اقلیمی کشورمان وضع نموده وهمچنین دانشکده های عمران ، واحدی درسی جهت
آموزش دانشجویان دراین خصوص دایر نمایند که عمده مباحث وفاکتورهایی که
دراین راستا می توانند مورد توجه قرار گیرند بشرح زیر میباشند :
شناخت مصالح نوین وسبک جهت اجرای انواع سازه ها وساختمان ها مطابق با وضعیت اقلیمی کشور .
بررسی عملکرد ساختمان های سبک دربرابر زلزله ودیگر حوادث طبیعی .
تاثیر استفاده از مصالح سبک درمدیریت بعد از بحران های ناخواسته .
1. بررسی امکان استفاده از مصالح سبک درتلفیق با مصالح بومی وسنتی .
2. بررسی تلفیق معماری ایرانی اسلامی ومدرن بااستفاده از ساختار سبک .
3. یافتن روش های مدرن ومناسب جهت تولید انبوه ساختمان های سبک .
4. برسی تاثیر سبک سازی در بهینه سازی سوخت وبطور کلی دراقتصاد ساختمان .
5. طرز آگاهی دادن به مردم درخصوص مزایای استفاده از مصالح سبک .
6. توجیه اقتصادی مزایای مصالح سبک درچهار چوب سهولت ، ایمنی وصرفه اقتصادی .
مصالح وسیستم های سبک ساختمان کدامند ؟
هرچند که استفاده از مصالح سبک ساختمانی درقرن اخیر درجهان متداول شده ولی
پیشینه آن به قرن دوم میلادی که رومی ها درساخت گنبد معبد پانتئون از دانه
های سبک سنگ پا ( پومیس ) استفاده کردند برمی گردد .
بدنبال کشف سیمان واستفاده وسیع از آن درصنعت ساختمان ، استفاده از بتن سبک
عملاً از 1923 توسط سوئد، آمریکا ، هلند وآلمان متداول شد .
وزن یک متر مکعب بتن درحالت معمولی بین 2200 الی 2400 کیلوگرم می باشد
درحالی که بتن سبک می تواند وزن فضای بین 300 الی 1600 کیلوگرم درمتر مکعب
داشته باشد . همراه با کم شدن وزن دربتن سبک خواص برتر دیگری نیز همراه می
شود که به لحاظ سهولت اجرا ، ایمنی وصرفه اقتصادی بسیار مهم می باشند . از
بتن سبک بیشتر بصورت بلوک وپانل پیش ساخته ویا بتن درجا جهت کف وشیب بندی
استفاده می شود .
درسال های اخیر سیستم های دیگری مثل ساخت وساز خشک و پانل های سه بعدی
دراین زمینه ابداع ومورد استفاده قرار گرفته اند که به لحاظ کاهش مصرف
سیمان وفولاد به همراه دیگر مزایای مطلوب مورد توجه مهندسان وعموم قرار
کرفته اند. دراینجا بصورت کاملاً خلاصه نگاهی به روش های موجود درخصوص
انواع سازه های سبک انداخته ودرپایان مزایای استفاده از آنها رادر صنعت
ساختمان بررسی می کنیم :
1- بتن های سبک هوادار
باافزایش درصد هوای موجود دربتن از طریق اضافه نمودن مواد شیمیایی هوازا به
مخلوط بتن می توان وزن بتن راکاهش داد . بتن های موسوم به فوم بتن ( بتن
کفی ) وگازی دراین گروه قرار دارند :
الف - بتن سبک کفی ( فوم بتن سبک )
بتن کفی سالهاست که درسراسر جهان با موفقیت درساختمان سازی بصورت بلوک ،
قطعات پیش ساخته وبتن درجا در انواع پروژه های عمرانی مورد استفاده بوده
است.خوشبختانه در ایران درحال حاضر کلیه امکانات تولید فوم بتن سبک به
لحاظ ادوات و مایع فوم ( ماده کف زا جهت تولید حباب های هوا ) با قیمت
مناسب وجود دارد. دراین روش بااستفاده از کف حاصل از مایع فوم که درفوم
ژنراتور تولید شده وملات سیمان وماسه بادی دریک میکسر مخصوص پس از اختلاط ،
درحداقل زمان ، بتن سبک تولید می شود . این سیستم یکی از بهترین روش های
تولید بتن سبک می باشد که بایستی توجه بیشتری از طرف دولت ودست اندرکارن
ساختمان در بخش خصوصی بدان معطوف گردد چون سرعت عمل ، کیفیت مناسب وصرفه
اقتصادی بالا از خصوصیات ویژه این روش تولید می باشد .
ب- بتن سبک گازی
این بتن با استفاده از ایجاد گاز دربتن باروش های شیمیایی دراتوکلاو متورم
وسبک می گردد که قطعات بزرگ پس از سرد شدن به اندازه های دلخواه قابل برش
می باشند . از مواد شیمیایی مورد استفاده دراین سیستم می توا ن از پودر
آلومینیوم ، کاربید کلسیم ویا کلروکلسیم درمجاورت سیمان ، گچ ، آهک ، سیلیس
، میکروسیلیس و غیره نام برد .اخیراً درایران کارشناسان ساختمان با کمک
تکنولوژی روسیه بتن گازی بدون استفاده از اتوکلاو تولید نموده اند که به
لحاظ قیمت تمام شده وکارآرایی بالا جهت تولید پانل وبلوک های سبک از روش
های مناسب محسوب می شود.
2 - بتن سبک بااستفاده از دانه های سبک معدنی یا صنعتی
این نوع بتن بااستفاده از پوکه های معدنی ( مثل سنگ های آتش فشانی ، سنگ پا
، پومیس ،ورمیکولیت وغیره ) وصنعتی ( مثل سیلیس منبسط شده ، خاک رس منبسط
شده مثل لیکا ، دانه های پلی استایرن وغیره ) درملات های سیمانی حاوی
سیلیس ، میکروسیلیس و مواد شیمیایی مخصوص در قالب های معمولی ویا باکمک
ماشین های مخصوص تولید بلوک وپانل ( مثل دستگاه تخم کن) ساخته می شود . این
روش به لحاظ سهولت زیاد دراجرا ( بدون نیاز به ادوات زیاد وگران قیمت ) از
روش های مناسب محسوب بطوری که به راحتی می توان آنرا جایگزین تولید آجر ،
سفال وموزائیک های سنگین جهت کف سازی نمود . قابل ذکر است چون در ساخت دانه
های سبک لیکا از خاک رس مرغوب استفاده میشود لذا بهره گیری از این دانه
ها جهت تولید قطعات سبک به هیچ وجه توصیه نمی شود زیرا باعث تخریب محیط
زیست میگردد ، ضمنا قطعات تولیدی به لحاظ وزن و جذب آب بالا از کیفیت
مطلوبی برخوردار نیستند.
3- سیستم های جدید پیش ساخته سبک
به غیر از بلوک وپانل های سبک بتنی قابل تولید به روش های بالا ، سیستم های
جدید ساخت وساز خشک وپانل های سه بعدی که به تازگی درصنعت ساختمان متداول
شده اند به لحاظ سرعت بالا درانبوه سازی وکاهش ضایعات ساختمانی ، مورد توجه
جدی واقع شده اند . دراکثر این روش ها از ورق های کاملاً عایق پلی استایرن
کند سوز وشبکه های فلزی به همراه اجرای بتن پاشی جهت تولید پانل های
دیواری وسقفی باربر وغیر باربر باطول وعرض زیاد استفاده می شود . دربرخی از
این سیستم ها بجای ملات پاشی از تخته های پیش ساخته غیر آزبستی بهره می
گیرند . از مزایای ویژه این سیستم ها وروش ها امکان اجرای ساختمان های تا 4
طبقه بدون استفاده از اسکلت فلزی می باشد . مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ،
اخیراً باتدوین آئین نامه ای ویژه ، اجرای ساختمان سازی با استفاده از
این سیستم ( صفحات ساندویچی سه بعدی ) تا دو طبقه بدون اسکلت فلزی را
باشرایطی خاص مجاز اعلام نموده است . قیمت تمام شده این سیستم سبک سازی
درحال حاضر نسبت به دیگر روش های تولید بلوک وپانل هنوز بالاست ولی نسبت به
استفاده از آجر وسفال از مزایای بیشماری برخوردار وجایگزین خوبی می تواند
باشد .
مزایای ویژه استفاده از قطعات ، اندودها وسیستم های سبک درصنعت ساختمان با توجه به فاکتورهای سهولت ، ایمنی وصرفه اقتصادی
دراین بخش برخی از مزایای ویژه انوع قطعات بتن سبک مثل بلوک وپانل ،
اندودهای سبک ساختمانی وانواع سیستم های ساخت وساز به لحاظ نحوه تولید ،
حمل ونقل ، نصب ، ساخت ، نگهداری ، استهلاک ، ایمنی ، مقاومت ودوام ،
انعطاف پذیری دربرابر عوامل جوی ، نقش ویژه درزمان تخریب قهری ، مصرف انرژی
، محیط زیست ودرنهایت صرفه اقتصادی بصورت اختصار ( تیتر وار )بیان می
گردند . درقسمت دوم مقاله کلیه این موارد با استناد به استاندارد ها ، آئین
نامه ها ، آمار وارقام فنی وجداول مهندسی بصورت مبسوط مقایسه ، بررسی
واثبات خواهند شد :
وزن مخصوص کم بامقاومت فشاری مطلوب
سهولت مناسب وهزینه پایین هنگام حمل ونقل ونصب
بهینه سازی مصرف سوخت هنگام تولید ، نصب وبهره برداری
کاهش حجم خاکبرداری وبتن مصرفی درفونداسیون
کاهش جدی وزن اسکلت ، سازه وبار مرده
امکان تولید قطعات پیش ساخته درکارگاه وکارخانه ومحل پروژه
امکان استفاده از بتن سبک درساختان سازی برروی زمین های بامقاومت کم
خاصیت جذب ودفع آب مطلوب
2. انقباض مطلوب ناشی از خشک شدن
مقاومت عالی دربرابر یخ زدگی وفرسایش زودرس
خاصیت بالای عایق صوت به لحاظ عامل رفاهی در مقابل صداهای ناهنجار
خاصیت فوق العاده عایق بودن درمقابل گرما وسرما
کاهش حجم وسایل برودتی وحرارتی
مقاومت عالی در برابر آتش
کاهش ضخامت اندودکاری به حداقل ممکن
قابلیت برش ومیخ پذیری آسان
سهولت عملیات سیم کشی ولوله گذاری
کاهش افت انرژی درلوله های تاسیسات
افزایش موثر فضای مفید داخل بنا
رنگ پذیری واندود پذیر بودن سطوح بتن سبک باانواع پلاسترهای معمول
همخوانی وسازگاری بامحیط زیست وعدم ایجاد آلودگی
ایجاد حداقل ضایعات ونخاله ساختمانی و امکان استفاده مجدد از ضایعات
امکان استفاده از نیروی کارگر ساده وغیر ماهر
عدم نیاز به سرمایه گذاری سنگین درتولید قطعات وسیستم های سبک
تکمیل سریعتر پروژه های انبوه سازی وکاهش هزینه های دستمزد
خستگی کمتر نیروی کار وکاهش سوانح کارگری وکارگاهی
کاهش هزینه های تعمیرات وتغییرات لازم هنگام ساخت وبهره برداری
کاهش قیمت تمام شده ساختمان تامرحله سفت کاری
و اما در پایان باز هم‌آرزو می کنیم وامیدواریم که درآینده ای هر چه
نزدیکتر بتوانیم با همت عالی ، تحولی بزرگ درصنعت بسیار مهم ساختمان سازی
بوجود آورده وضمن صرفه جویی درسرمایه وزمان ، میهن خویش را آباد کنیم .
و.....
