Tag Archives: شرکت پیمانکاری آباد تدبیر ، شرکت ساختمانی آباد تدبیر، شرکتهای ساختمان سازی ، پروژها های ساختمانی ، پیمانکاران ساختمانی
اتصال کان ایکس ال
اتصال کان ایکس ال(ConXL) برای دستیابی به اتصالی محکم و مطمئن با حذف جوشهای کارگاهی و نصب آسان، طراحی و ارائه شدهاست. این اتصال از قطعاتی به اسم کولار (Collar) که در چهار گوشه ستون نصب میشود، تشکیل شدهاست. تیرها در این روش با یک جفت فلنج اتصال به آن وصل میشود.
سیستم اتصال کان ایکس ال CONXL، سیستم اتصالات سازهای، با فن آوری نوین است که بر پایه شاسیهای قالبی(مدولار)، توسط یک مهندس با تجربه آمریکایی به نام رابرت سیمون، که بیش از ۳۰ سال در صنعت ساختمان فعالیت دارد، ابداع شد. این اتصال جهت اجرای انواع سازههای فولادی مانند: سازههای مسکونی، صنعتی، تجاری، پتروشیمی، نفت وگاز، بیمارستانها، هتلها، پارکینگهای طبقاتی، مراکز خرید و مرکز داده و همچنین سازههای حیاتی و زیربنایی نظیر لابراتوارها و مراکز تحقیقاتی مهم، میتواند مورد استفاده قرار گیرد. نخستین بار در سال ۲۰۰۸ میلادی اتصال فوق مدرن ConXL به جامعه علمی و مهندسی معرفی گردید.
کمپانی (CONXtech) پس از مطالعه، تحقیق و گذراندن 17 آزمایش لرزه ای با مقیاس کامل برروی سیستم ابداعی خود (اتصال کان ایکس ال CONXL) در دانشگاه آریزونا درآمریکا وهمچنین بررسی های دقیق فنی که توسط هیئت تعیین صلاحیت اتصال (CPRP) موسسه فولاد ساختمانی آمریکاAISC 358 انجام شد، سرانجام در19 مارس ال2010 میلادی، موفق به اخذ تاًییده برای اتصال سازه ای CONXL از AISC گردید. هچنین بواسطه قابلیت های این فن آوری، در 358 AISC به صورت آیین نامه وارد شده، تا در طراحی های لرزه ای، برای قاب خمشی فولادی متوسط وهمچنین قاب خمشی فولادی ویژه، درسطح جهان مورد استفاده قرارگیرد. این اتصال تحت انحصار کمپانی CONXTECH بوده و کپی برداری از آن برای ساخت به هیچ وجه مجاز نبوده و باید همراه با تاییدیه شرکت سازنده باشد این موضوع در AISC 358 اشاره شده است.
اتصال فوق مدرن ConXL
اجزای تشکیل دهنده اتصال conXL
سازه های فولادی با سیستم اتصالات کان ایکس ال CONXL از 3 قسمت تشکیل می شوند:
ستونهای قوطی مربع شکل cm 40 *40 = HSS یا Box Columns Built-up پرشده با بتن.
یقه های ستون، به هرگوشه ستون، یک یقه، (که خود ازسه قسمت تشکیل شده) با جوش نواری متصل می شود.
تیرهای بال پهن (Wide Flange Beams ) همراه یقه های متصل شده به ابتدا و انتهای آنها.
کولار کرنر ( یقه گوشه) و کولار فلنج (یقه بال)
کولار کرنر قطعه اصلی این اتصال است که بصورت استاندارد و با شیوه ریخته گری تولید میشودو توسط دستگاه های CNC برش داده میشود. وظیفه انتقال برش بر عهده این قطعهاست. کولار فلنج (یقه بال) اتصال که در بالا و پایین به تیر جوش میشود و توسط بولت به کولار کرنر متصل میگردد نیز با همان شیوه بصورت ریختگری تولید میگردد. برای دست یافتن به یک اتصال کان ایکس ال کولارها توسط فیکسچر در کارخانه بر روی ستون با دقت بسیار بالا نصب و جوش میشوند. این اتصال برای قابهای خمشی متوسط و ویژه کاربرد دارد. مخترع و کمپانی سازنده این اتصال شرکت ConXTech در کشور آمریکا میباشد.
مزایای استفاده از اتصال کان ایکس ال
سیستم کان ایکس CONX اتصالی با 6 درجه گیرداری است.( X،Y،Z،Mz،My&T )
در احداث سازه های فولادی با استفاده از این فن آوری نیازی به جوشکاری در محل اجرای پروژه نمی باشد وکلیه جوشکاری ها در شرایط کنترل شده در کارخانه انجام می شود.
برخلاف سازه های متداول که اجرای آنها چند ماه طول می کشد، اجرا با این سیستم به کمتراز 2 هفته نیاز دارد.
دراین سیستم(فن آوری)، اتصالات Lower and Locking* باعث کاهش ریسک در سازه می گردد.
سیستم سازه ای کان ایکس ال CONXL، براساس تست های انجام شده، در برابرزلزله، انفجارو سقوط اجسام، دارای استحکام لازم می باشد. این سیستم دارای تاًییده هایی از AISC ،ATFP ،OSHPD ،UFC، می باشد.
پیش ساختگی، از مزایای مهم سیستم CONXL بوده و این سیستم دارای بیش از80% پیش ساختگی است.
میزان نصب اسکلت با سیستم کان ایکس ال CONXL، روزانه 900 مترمربع می باشد.
در اتصال کان ایکس ال به واسطه ساخت قطعات و اعضاء سازه درکارخانه، پرت مصالح وجود ندارد.
این سیستم به ویژه برای سازه های فولادی خاص با دهانه های بزرگ (20 -5،5 متر) مناسب است. لذا می تواند جهت احداث ساختمان های صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار گیرد.
اجرای اسکلت سازه با این سیستم به مراتب سریع تر، بهتر و ایمن تر از سیستم های متعارف می باشد.
نحوه اجرای اتصال ConXL
حمل قطعات به محل پروژه: ابتدا کلیه قطعات ساخته شده در کارخانه شامل: ستون ها و یقه های متصل به آنها و همچنین تیرهای بال پهن همراه پلیت های رابط، با توجه به مقررات مربوطه به محل پروژه حمل می شوند.
نصب ستونها در محل بیس پلیت ها: در شرایطی که پی ساختمان اجرا شده و بیس پلیت ها نیز نصب شده باشند، ستون های چهار گوش HSS و یا ستون های باکس همراه یقه های متصل به آنها توسط جرثقیل درمحل بیس پلیت ها قرار داده شده و پس از اطمینان از شاقول بودن و قرار داشتن در امتداد محور های مختصات مورد نظر، نسبت به جوش کاری و اتصال آنها به بیس پلیت اقدام می نمایند.
نصب تیرها: پس از نصب ستونها و اطمینان از ایستایی موقت آنان درحین اجرای سازه، با استفاده از جرثقیل، هر یک از تیرها را در محل محور مربوطه و مابین دو ستون قرار می دهند. اتصال کان ایکس ال یقه های متصل به بالهای تیر، به راحتی و بدون استفاده از ابزار خاص به صورت ثقلی در داخل شیارهایی که در یقه های ستون تعبیه شده( کام )، قرار می گیرند، و سپس آنها را توسط اتصالات به یکدیگر می بندند.
اجرای سقف ها: پس از نصب کلیه تیرهای اصلی و نصب تیرچه های فلزی کف ها در سازه، نوبت به اجرای سقف طبقات می رسد. در سیستم سازه ای کان ایکس ال CONXL از کف های صلب شامل: تیرهای فولادی همراه با عرشه فلزی و شبکه ای از مفتول های بافته شده فولادی به عنوان مش تقویتی و بتن استفاده می شود.
منبع:ویکی پدیا
ویبراتورها در یکپارچه سازی بتن
مقـدار انـرژی مورد نیازی که بایستی بـه منظـور یکپارچه سازی بتن بـه کار گرفته شود. بـرای کسی که بـه صورت دستی اقدام بـه متـراکم سازی بتن تازه نموده، معلوم و مشخص می باشد. نیرو و عملکرد ویبراتورها به مراتب از سایـر وسایل دستی متراکم سازی بتن، مؤثـر می باشد. زیـرا در مدت زمان کوتاهتری بـه کمک ویبراتورها، انرژی بیشتری به بتن منتقل می شود. مقدار انرژی منتقل شده به وسیله ویبراتور، با توان سوم فرکانس ویبراتور (f3) نسبت مستقیم دارد. در صورتی که تمام پارامترهای مربوط به ویبراتور و بتن را ثابت نگه داریم، با افزایش فرکانس ویبراتور از vpm 6000 (لرزه در دقیقه) به vpm 7500، مقدار انرژی انتقالی به بتن در مدت زمان معین، دو برابر خواهد شد. مقدار انرژی خروجی از vpm 7500 به vpm9500 نیز دو برابر می گردد.
یک انتخاب صحیح در فرکانس بالاتر ویبراتور، می تواند به یکپارچه سازی هرچه مؤثرتر بتن و کاهش مدت زمان ویبره بیانجامد و البته انتخاب نادرست نیز، نتایج معکوس را به دنبال خواهد داشت؛ به تعبیر دیگری، انتخاب نادرست فرکانس پایین ویبراتور، منجر به یکپارچه سازی ناقص و معین بتن شده و یا مدت زمان بیشتری را برای ویبره نمودن طلب می کند. در صورتی که ولتاژ وروردی کم باشد، نیروی خروجی نیز کم خواهد بود و این به معنای تراکم ناقص و نامناسب بتن می باشد. کاهش فرکانس از vpm 8000 به vpm 6500 (حدود 20 درصد کاهش) انرژی خروجی را نصف می نماید. این کاهش انرژی خروجی ویبراتور را می توان با افزایش مدت زمان ویبره به دو برابر مدت زمان اولیه و کم کردن فواصل جاگذاری شلنگ ویبره در بتن جبران نمود. در حال حاضر ویبراتورهایی که با فرکانس حدود vpm 17000 در دسترس می باشند که امکان یکپارچه سازی هرچه سریعتر و بهتر بتن را در مدت زمان معین فراهم می اورند. فرکانس ویبراتور بر اساس لرزش ان در هوا تعیین می گردد؛ اما فرکانس که هنگام ادخال ویبره در بتن و در تماس با بتن اندازه گیری می گردد، معیار سنجش می باشد و این فرکانس به طور قابل ملاحظه ای از فرکانس اندازه گیری شده در هوا کمتر بوده و مقدار این افت به مشخصات مخلوط بتنی و حجم ان بستگی دارد. کاهش 20 درصدی فرکانس ویبره از هوا به داخل بتن دور از انتظار و غیر معمول نبوده و به روشنی افت فرکانس ویبراتور در هنگام ادخال ویبره به بتن به وسیله اپراتور ملموس و شنیدنی است.
ایا مرز و محدودیتی برای ویبره های با فرکانس زیاد وجود دارد؟
ویبراتورهای فرکانس بالا، به طور مؤثری می توانند هوا را از بتن خارج نمایند و این موضوع به تراکم هرچه بهتر بتن می انجامد، لیکن ممکن است به کاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای متوالی انجماد و ذوب نیز بیانجامد. ویبراتورها به دو طریق هوا را از بتن خارج می نمایند؛ و اندازه حبابهای هوا و حجم هوای خارج شونده از بتن تازه به پارامترهایی از جمله فرکانس ویبراتور وابسته می باشد. در وهله اول، ویبره با فرکانس مناسب، منجر به روانی بتن پلاستیک شده اجازه حرکت حبابهای هوا در کلیه اندازه ها را به سمت سطح بتن فراهم می سازد. از انجائیکه حبابهای بزرگتر سریعتر از حبابهای کوچکتر خود را به سطح بتن می رسانند، لذا حجم بزرگتری از هوای محبوس در همان مدت کوتاه اولیه ویبره، از بتن خارج می گردد. در مرحله دوم، ویبراتور در بتن تازه، متناوبا بتن محصور را فشرده و غیرفشرده (Compress & Decompress) نموده و کلیه حبابهای هوا نیز بر اثر فرکانس و لرزش ویبراتور منقبض و منبسط می شوند. لازم به ذکر است بر اثر پدیده های فوق الذکر ساختارهای ترد و لاستیک مانند حبابهای هوا دچار گسیختگی و انفجار می شوند. این گسیختگی در صورتی اتفاق می افتد که فرکانس نیروهای انقباضی و انبساطی وارده بر حبابها، با فرکانس طبیعی انها (حبابها) برابر شده و پدیده رزونانسی (Resonance) تشدید به وقوع بپیوندد. جای توجه دارد که حبابهای بزرگتر، فرکانس طبیعی پایین تری داشته، از این حبابهای مذکور تردتر و شکننده تر بوده و در طی فرایند ویبراسیون دچار از هم پاشیدگی می شوند. فرکانس روزنانسی حبابها در اب با اندازه انها نسبت معکوس دارد. بر اساس تجربیات سالیان متمادی با ویبراتورهای به فرکانس vpm 3000 تا vpm 6000، انتظار می رود در این محدوده فرکانسی تنها حبابهای بزرگتر و مبحوس (Entrapped) از بتن خارج شده و حبابهای کوچکتر بدون تحریک شدید، سالم در بتن باقی بماند. با بالا رفتن فرکانس ویبراتورها، عملکرد انها در خارج کردن حبابهای کوچکتر از بتن نیز به مراتب بهتر و مؤثرتر می گردد. فرکانس بالاتر در ویبراتورها، منجر به کاهش مقدار هوای موجود در بتن و همچنین کاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای انجماد و ذوب می گردد. اندازه حبابهای هوا در ارتباط با مقاومت بتن در برابر سیکلهای انجماد و ذوب به همان اندازه از اهمیت برخوردار است که مقدار هوای موجود در بتن مهم می باشد. بنابراین در صورت ابقاء حبابهای کوچک در بتن، کاهش در حجم هوای موجود در بتن لزوما منجر به کاهش دوام بتن نمی گردد.
چنانچه تراکم بتن بدون هوا مدنظر بوده و حفاظت در برابر سیکلهای انجماد و ذوب حائز اهمیت نباشد، خارج نمودن کلیه حبابهای هوا در تمام اندازه ها از بتن منجر به افزایش مقاومت بتن سخت شده و بالا رفتن دانسیته ان می گردد، اما در صورتی که تراکم بتن هوادار مد نظر باشد، فقدان حباب هوا، خصوصا حبابهای کوچکتر در بتن، مقاومت در برابر سیکلهای انجماد و ذوب را شدیدا کاهش می دهد.
فرکانس بهینه ویبراتورها
پس از بحث های صورت گرفته در قسمتهای قبل، حال جای این سؤال است که فرکانس بهینه ویبراتور به منظور تراکم سازی حداکثر بتن و رسیدن به بیشترین مقاومت در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای انجماد و ذوب چه مقدار است؟ پاسخ سؤال مذکور منوط به موارد مندرج در ذیل می باشد: نخست، این سؤال از جانب چه کسی مطرح گریده است؟ دوم، تجهیزات ویبره بتن دارای چه مشخصاتی است و ترکیب مخلوط بتنی چگونه است؟ سوم، مشخصات فنی بتن را چه کسی تهیه نموده است؟
برخی، در جدول مشخصات فنی، فرکانس را به vpm 5000 تا vpm 8000 محدود نموده اند، برخی دیگر نیز فرکانس را به vpm 8000 تا vpm 10000 منحصر کرده اند. اما انچه که بایستی در صورت عدم وجود فرکانس معین در مشخصات فنی در نظر داشت این است که انرژی خروجی در فرکانس vpm 10000 دو برابر انرژی خروجی در vpm 8000 بوده و نیروی خروجی در vpm 8000 چهار برابر نیروی خروجی در vpm 5000 می باشد. مقادیر فوق الذکر مشروط به ثابت بودن کلیه پارامترها و فاکتورها به غیر از فرکانس (متغیر مستقل) ویبراتور است.
پر واضح است که مخلوط های مختلف بتنی، عکس العملها و بازتابهای متفاوتی در برابر ویبراسیون از خود نشان می دهند، نسبتهای اختلاط و دانه بندی سنگدانه های مصرفی در بتن، بیشترین تاثیر را در مقایسه با خمیر سیمان و یا مقدار اب بر روی ویبراسیون بتن و فرکانس مورد نیاز دارند. پایداری حبابهای هوا نیز خودشان به فاکتورهایی از قبیل شیمی سیمان و اب، نوع مخلوط و میزان اب و سیمان مصرفی در ساختار بتن، دانه بندی سنگدانه ها و دمای بتن وابسته هستند؛ مخلوط های بتنی با حبایهای ریز (Fine 0 air – void) در مقایسه با مخلوط های بتنی با حبابهای درشت (Coarse – air – void) به فرکانسهای بالاتری جهت ویبراسیون احتیاج دارند. نوع، اندازه، وزن دامنه نوسان و مدت زمان ویبره یک دستگاه ویبراتور همگی در تعیین فرکانس بهینه برای مخلوط بتنی در یک سایت خاص به همراه ماشین الات ویژه مصرفی در ان سایت، تاثیرگذار می باشند. اما انچه که حائز اهمیت است، این است که نتیجه بحث یک پاسخ عمومی و یا یک فرکانس معین نمی باشد، بلکه احتیاج واقعی این است که یک مخلوط معین بتنی در مقابل تجهیزات خاص به کار گرفته شده در ارتباط با ان، چه عکس العملی نشان داده و یا به عبارت دیگر با چگونه ترکیبی از تجهیزات و مواد می توان به مقاومت، دانسیته و دوام مورد نیاز بتن دست یافت.
در حال حاضر، اطلاعات مربوط به تاثیرات فرکانس ویبراتور بر روی عملکرد بتن تا حدودی پراکنده می باشد. بیشترین این امارها و داده ها، نتیجه حل مسائل و مشکلات کارگاههای مختلف بوده است؛ لیکن از هم اکنون، توجه خاصی به ثبت و درج مشخصات اماری فرکانس ویبراتورها و جمع اوری اطلاعات مربوط به اینگونه تجهیزات معطوف گردیده است. در ضمن همه ما می توانیم با گوش دادن به صدای ویبراتور در پروژه های کوچک و بزرگ، احساسی از عملکرد انرا تجربه کرده و با بکارگیری مجدد این تجربیات اطلاعات مورد نیاز درباره ویبراتورها و بتنها را ارزیابی و تجزیه و تحلیل نمائیم.
گوشهای خود را به کار اندازید!
محدود فرکانسی vpm 6000 تا vpm 15000 که در مورد ویبراتورهامورد بحث قرار می گیرد، در حوزه شنوایی انسان می باشد؛ بنابراین به راحتی می توان از حس شنوایی ادمی به عنوان ابزاری برای تشخیص فرکانس ویبراتور و همچنین افت فرکانس دستگاه ورود شلنگ ویبراتور به درون بتن و نیز امیز دادن افزایش فرکانس ویبراتور در مواقع روان شدن بتن پلاستیک بهره جهت قالبهای مخصوص بتن اغلب صدای (Tone) ویبراتور را تشدید می نمایند، لذا با داشتن تجربه کارگاهی کسی می توان صدای صحیح ناشی از عملکرد درست ویبراتور را تشخیص دادن بخصوص هنگامیکه در کارگاه صدایی غیر از صدای ویبراتورها شنیده نشده و اهنگ ویبراتور با صدای ماشین الات دیگر مخدوش نگردد.
دستگاه کالیبره و کوک گیتار، و میله ای ساده و ارزان قیمت به منظور تخمین فرکانس ویبراتورها پیشنهاد می گردد. این وسیله به قیمت 6 دلار، از شش سیم با محدوده فرکانس vpm 4900 تا vpm 19000 تشکیل شده است که اتفاقا محدوده فرکانس مورد نیاز در مورد ویبراتورها را نیز پوشش می دهد. سیم A با فرکانسی برابر vpm 6600، فرکانس معمول ادخال شلنگ ویبراتور در بتن بوده و در چنین فرکانس پائینی، مشکلات بسیار محدودی گزارش گردیده است. با سیمهای D و G می توان از vpm 8800 تا vpm 11800 را تجربه نمود. این محدوده، منطقه انتقالی از ویبراتورهای فرکانس پائین به ویبراتورهای فرکانس بالاست، و با سیم B نیز می توان به فرکانس vpm 14800 دست یافت. چنین فرکانسی (vpm 14800) مربوط به عملکرد ویبراتورهای فرکانس بالا در هوا می باشد. (یک مثال کاملا اشکار مربوط به انتقال فرکانسی از B به G مربوط است به فروبردن شلنگ ویبراتور با فرکانس هوایی vpm 14800 به فرکانس درون بتنی vpm 11800 که عملا 20% افت فرکانسی را نشان می دهد). سیم E نیز فرکانس vpm 20000/1 تداعی می سازد که شبیه صدای اژیر حمله هوایی است. چنانچه در کارگاه ویبراتوری این صدا شنیده شد، بهتر است شلوغ کاری را کنار گذاشته و با خاموش کردن ویبراتور، به فکر پوشاندن سطح بتن باشید.
نویسنده : Kenneth C.Hover
لوله حرارتي ، پديده اي جذاب در تاسيسات
لوله حرارتي
مکانيزمهاي معمول و مرسوم انتقال حرارت در مهندسي به منظور ايجاد سرمايش و گرمايش ، نياز به توان خارجي ، صرف هزينه جاری علاوه بر هزينه ساخت اوليه و در اغلب موارد داراي قطعات متحرک هستند .
با اين وجود ، يک لوله حرارتي ( heat pipe ) وسيله ای نسبتا ساده است که بدون هيچ قسمت متحرکي ، قابليت انتقال مقادير زيادي حرارت را در فواصل مختلف دارد . جذاب ترين مشخصه لوله حرارتي اين است که در اين سيستم ، نياز به انرژي خارجي نيست و لوله حرارتي فقط با اعمال گرما فعال مي شود و در عين حال داراي ضريب رسانايي گرمايي موثر و بسيار بالايي است . دراين بخش از سري مقالات لوله حرارتي به معرفي ، بيان مزايا و ساختار کلي اين پديده جذاب تاسيساتي پرداخته شده است .
ساختار کلي و عملکرد يک لوله حرارتي
لوله حرارتي يک وسيله انتقال حرارت با ضريب رسانايي گرمايي موثر بسيار بالا است که در خلا کار مي کند و براي انتقال حرارت از يک چشمه حرارتي به يک چاه حرارتي مورد استفاده قرار مي گيرد . ساختار يک لوله حرارتي از نظر عملي به سه منطقه تقسيم مي شود :
الف ) منطقه تبخير يا ناحيه اواپراتور که در يک انتهاي لوله قرار دارد و در اين منطقه گرما به محفظه وارد مي شود .
ب ) منطقه چگالش يا ناحيه کندانسور که در انتهاي ديگر لوله است و گرما در اين ناحيه دفع مي گردد .
ج ) ناحيه آدياباتيک که بين دوناحيه اواپراتور و کندانسور را شامل مي شود
عملکرد لوله حرارتي به اين صورت است که ، حرارت در منطقه اواپراتور به لوله حرارتي وارد شده و بدين وسيله سيال عامل داخل آن مي جوشد و. سيال عامل که در حالت مايع اشباع قرار دارد در اثر دريافت گرماي نهان تبخير به بخار اشباع تبديل مي شود . بخار اشباع حاصل در اثر اختلاف فشار به انتهاي ديگر لوله حرارتي يا ناحيه کندانسور منتقل مي شود . اين منطقه در ناحيه خنک تري قرار داشته و از اين رو بخار اشباع ، گرماي نهان تبخير خود را از دست داده و تقطير مي شود . مايع اشباع حاصل ، از طريق يک ساختار فتيله اي توسط نيروي مويينگي به قسمت اواپراتور بازگردانده مي شود و سيکل مجددا تکرار مي شود تا گرما به طور پيوسته از ناحيه گرم به ناحيه سرد منتقل شود .
از آنجايي که فرايند هاي جوشش و تقطير همراه با ضرايب انتقال حرارت بسيار بالايي بوده و عملکرد يک لوله حرارتي بر اساس جوشش و تقطير متوالي سيال عامل است مي توان انتظار داشت که لوله حرارتي وسيله بسيار موثري در انتقال حرارت باشد که اين انتظار در آزمايشات متعدد به واقعيتي کاربردي تبديل شده است .
مزاياي لوله حرارتي
بطور کلي مي توان خصوصيات و مزاياي زير را براي يک لوله حرارتي بيان کرد.
– توانايي فوق العاده در انتقال حرارت
– آهنگ يا نرخ سريع انتقال حرارت
– توزيع دماي يکنواخت در بدنه
– ساختار ساده با هزينه ساخت اندک
– فشردگي ، ضريب اطمينان و بازدهي بالا
– اتلاف گرماي بسيار پايين
– سازگار با محيط زيست
گستره کاري لوله هاي حرارتي
ويزگي هاي منحصر به فرد و بارز لوله هاي حرارتي موجب شده است که اين وسيله در طيف وسيعي از کاربردهاي انتقال حرارت مورد استفاده قرار گيرند . گستره کاري لوله هاي حرارتي از کاربردهاي تبريد در دماهاي حدود – 270 o C با به کار گيري هليوم به عنوان سيال عامل تا بازه هاي دمايي 2000 – 3000 o C بوسيله فلزات مايع پراکنده است . لوله هاي حرارتي با کاربردهاي سرمايش ، صرفه جويي و بازيابي انرژي در زمينه هوا فضا ، سرمايش تجهيزات الکترونيکي ، تهويه مطبوع به منظور کنترل رطوبت در هواسازها ، خنک کاري قطعات فلزي در هنگام ماشين کاري ، سرمايش کامپيوتر هاي شخصي ( Laptop , PC ) به عنوان يک سيستم با بازدهي بالاي انرژي مورد استفاده قرار گرفته است . در شکل 3 يک لوله حرارتي براي سرمايش يک برد الکترونيکي مورد استفاده قرار گرفته است .
1-1 محفظه
محفظه يك لوله حرارتي كه نيازهاي اساسي آن را بعنوان يك بدنه فراهم مي كند. بايد قابليت خود را به صورت يك محفظه كاملاً آب بندي نشده است، بدون سوراخ و بدون هر عيبي در سرتاسر بازه فشار كاري حفظ نمايد. بنابراين وظيفه محفظه نگهداري سيال عامل و به نوعي جدا كردن آن از محيط بيرون است و بايد در برابر سوراخ شدن و اختلاف فشاردر طول ديواره مقاوم باشد و علاوه بر آن توانايي انتقال حرارت از خود به سيال را با ضريب بالايي داشته باشد.
موادي كه در ساخت محفظه كاربرد دارند، آلياژهاي فلزات خاص مانند آلومينيوم، فولادهاي ضد زنگ و مس مي باشد. همچنين مواد كامپوزيت و تركيبي نيز در ساخت محفظه كاربرد دارد. براي كاربردهاي در دماي بالا مواد نسوز يا مواد با آسترهايي براي مقابله با خوردگي مورد استفاده قرار مي گيرد.
1-2 سيال عامل
در موارد بايد مشخصه هاي متفاوتي براي تعيين سيال هاي عامل قابل قبول مورد توجه قرار بگيرد.
خواسته هاي اوليه از يك سيال عامل مناسب بصورت زير مي باشد:
– سازگاري با فيتيله و جنس ديواره
– پايداري دمايي خوب
– رطوبت پذيري از فيتيله و ماده ديواره بدنه
– فشار بخار متناسب با گستره دماي كاري
– گرماي نهان بالا
– ضريب هدايت گرمايي بالا
– ويسكوزيته پايين مايع و بخار
– كشش سطحي بالا
همچنين انتخاب سيال عامل بايد براساس ملاحظات ترموديناميكي انجام شود.
آسانسور و طراحی آن
جهت جلوگیری از هدر رفتن زمان در پروسه طراحی و انتخاب آسانسور و هزینه های زیاد رعایت نکات ذیل از اهمیت زیادی برخوردار می باشد و چنانچه سازندگان ساختمان در طول عملیات طراحی و اجرا به نکات قید شده توجه نمایند از مزایای آن بهره مند خواهند شد.
مرحله ۱) آماده سازی کف چاله آسانسور
الف: جهت نصب آسانسور ارتفاع مورد نیاز از کف چاله تا سطح کف سازی شده اولین توقف آسانسور قبل از بتون ریزی کف چاله حداقل باید ۱۹۰ cm باشد.
ب: در زمان بتون ریزی کف چاله با عنایت به نقشه سکوهای ضربه گیر زیر کابین و زیر قاب وزنه تعادل ۱۰ cm بتون مگر و ۳۰ cm آرماتوربندی و بتون ریزی می شود و ارتفاع باقیمانده نباید کمتر از ۱۵۰cm شود.
ج: جهت اجرای سکوهای ضربه گیر طبق نقشه های اجرای آرماتورهای انتظار جهت سکوهای ضربه گیر در فونداسیون مذکور پیش بینی می شود.
نکته مهم: در این مرحله پیش بینی چاه ارت ضروری است.
جهت چاه ارت (Earth) تا رسیدن به رطوبت لازم زمینی، و وصل کردن سیم مربوطه، می توان از چاه اصلی ساختمان جهت ایجاد چاه ارت استفاده نمود و چنانچه این چاه پیش بینی نشده است، در محل مناسب و نزدیک به آسانسور چاهی به عمق حداقل ۸/۳ متر ایجاد کرد تا به رطوبت زمینی رسید سپس مواد ذیل را
۱- نمک ۳۳%
۲- زغال ۳۳%
۳- پتاسیم ۳۳%
۴-سیم مسی بدون روکش به متراژ مناسب جهت محل مورد انتقال
۵- میله مسی و صفحه مسی ( در بازار به صورت یک مجموعه وجود دارد)
طبق دستورالعمل در چاه حفر شده قرار داده و روی آن را می پوشانیم.
مرحله ۲) تهیه نقشه :
چناچه ساختمان در حال احداث می باشد و دسترسی دقیق به ابعاد مورد نیاز چاهک میسر نباشد، نقشه های زیر لازم است
۱- پلان تیپ طبقات شامل پارکینگ – زیر زمین – همکف و طبقات در محل نصب آسانسور
۲- مقطع از چاهک آسانسور با ذکر اندازه های کامل از کف چاله آسانسور تا زیر سقف موتورخانه
۳- پلان پشت بام ساختمان در محدوده چاهک آسانسور به منظور بررسی تأسیسات و تجهیزات احتمالی موجود در اطراف چاهک به شرکت طرف قرارداد ارائه شود
مرحله ۳) بتون ریزی کف چاهک:
همانطوریکه در مرحله ۱ اشاره شده پس از تکمیل مدارک مورد نیاز (در مرحله ۲) با توجه به شرایط ساختمان و نوع آسانسور طرح اجرایی بتون ریزی کف چاهک به شرح ذیل به کارفرما ارائه خواهد شد.
۱- بتون مگر ۱۰ سانتیمتر
۲- بتون آرمه کف و آرماتور بندی ۳۰ سانتیمتر
مرحله ۴ ) عملیات آهن کشی( سازه فلزی) چاهک آسانسور:
آهن کشی عبارت است از سازه فلزی در داخل چاهش آسانسور جهت استقرار براکت های مورد نیاز ریل های کابین و ریل های وزنه بر اساس نقشه طراحی شده توسط فروشنده آسانسور که بشرح زیر می باشد:
۱- تهیه نقشه اجرایی آهن کشی کامل چاهک
۲- تهیه لیست آهم آلات مورد نیاز
۳- نصب داربست فلزی مناسب جهت اجرای آهن کشی
۴- انجام آهن کشی با نظارت نماینده فنی شرکت فروشنده یا دستگاه نظارت ساختمان
۵- اجرای ضد زنگ آهن آلات پس از صدور گواهی انجام کار آهن کشی
مرحله ۵ )دیوارکشی اطراف چاهک (در صورتیکه قبل از آهن کشن انجام نشده باشد)
الف: سه طرف چاهک (سمت راست – روبرو – سمت چپ) می بایستی بوسیله دیوارکشی از کف تمام شده اولین توقف تا اطاقک موتورخانه بر روی پشت بام اجرا گردد.
ممکن است دیوارکشی با یکی از روش های زیر برحسب شرایط ساختمان انجام پذیرد:
۱- ورق کشی: که به تناسب فضا از ورق های فلزی _ یا پانل های گچی استفاده می شود
۲- رابتیس بندی: با استفاده از تورهای فلزی مخصوص و اندود کاری روی آن
۳- آجر کشی
ب: انجام اندود دیوار از طرف داخل چاهک بوسیله سیمان – یا خاک و گچ
توضیح:
اگر عملیات کلاف بندی آهن کشی در پشت ستونها و در داخل دیوار قرار می گیرد می بایستی در محل نصب براکت ها بر روی کلافهای افقی فضای خالی مناسب پیش بینی شود تا از تخریب بعدی جلوگیری شود.
جهت اجرای مناسب مورد فوق بر اساس نقشه های درب و ریل که توسط فروشنده آسانسور تهیه می شود امکان پذیر خواهد بود.
در این مرحله اجرای روشنایی داخل چاهک طبق دستورالعمل مربوطه باید انجام شود.
مرحله ۶)ایجاد موتورخانه:
اطاق موتورخانه بر حسب ابعاد و نقشه اجرایی فروشنده اجرا می گرددو رعایت ابعاد و اندازه های زیر الزامی است:
۱- ارتفاع از روی کف تمام شده آخرین توقف تا زیر سقف اطاق موتورخانه حداقل نباید کمتر از ۶ متر باشد.
۲- اطاق موتورخانه باید درب با عرض ورودی حداقل ۸۰cm داشته باشد.
۳- اطاق موتورخانه باید دارای پنجره جهت تهویه باشد.
۴- نصب هواکش مناسب در موتورخانه (حداقل با فن ۲۵۰ CFM )
5- نصب قلاب فلزی در بالای چاهک آسانسور روی سقف موتورخانه مناسب برای حداقل ۲۰۰۰ kg وزن
۶- فضای موتورخانه همیشه باید دمای مناسب داشته باشد (بین ۵ الی ۴۰ درجه سانتیگراد)
۷- نصب کپسول آتش نشانی
۸- نصب تابلو برق سه فاز طبق مشخصات مورد تأیید شرکت فروشنده آسانسور در موتورخانه
۹- اجرای کابل کشی برق سه فاز تا موتورخانه جهت نصب به تابلو برق سه فاز
۱۰- چنانچه دو آسانسور در کنار هم قرار دارند باید دریچه ای (Trap Door)به ابعاد حداقل ۸۰×۱۰۰ cm در سقف موتورخانه (بالای فضای مقابل درب ورودی آسانسور در طبقه آخر ) تعبیه گردد.
۱۱- زیر سقف چاهک در موتورخانه آسانسورهای دوبله دریچه ای به ابعاد ۶۰۰×۵۰۰cm برای هر آسانسور تعبیه گردد.
مرحله ۷) دورچینی درب طبقات:
بعد از اتمام نصب ریل و درب و کنترل نهایی عملیات توسط عوامل فنی و تأیید آن باید موارد ذیل انجام شود:
۱- اجرای دیوار چینی دور دربها بوسیله آجر یا بلوک یا پوشش های فلزی
۲- پوشش به هر صورتیکه انجام می شود نبایستی از لبه داخلی دربها در سمت چاهک تجاوز نماید و حداقل باید با لبه چهارچوب دربها همسطح باشد
مرحله ۸ اجرای کابل کشی و نصب تابلو برق سه فاز:
همانطوریکه در بند ۸و۹ مرحله ۶ آمده است اجرای کابل کشی و نصب تابلو برق سه فاز از اولویت خاصی برخوردار می باشد و لذا به شرح ذیل باید اقدام گردد:
۱- نصب کابل برق سه فاز از محل نصب کنتور تا موتورخانه آسانسور
۲- نصب سیم ارت (Earth)
3- چنانچه فاصله کنتور تا محل نصب تابلو برق سه فاز بیش از اندازه های استاندارد می باشد باید محاسبه شده در سایز کابل تغییرات لحلظ گردد.
در فاصله های استاندارد از کابل ۵×۱۶ mm برای آسانسورهای ۸ و ۱۳ نفره و از کابل ۵×۱۰ mm جهت آسانسورهای ۴و۶ نفره استفاده می گردد.
تجهیزات لازم که باید در تابلو برق سه فاز تعبیه گردد.
۱- سه عدد فیوز ۲۵ A برای آسانسورهای ۴و۶ نفره
۲- سه عدد فیوز ۵۰ A برای آسانسورهای ۸و۱۳ نفره و باری
۳- کلید گردان ۶۳ A
4- سه عدد چراغ سیگنال
۵- نصب پریز و فیوز مینیاتوری جهت روشنایی موتورخانه – روشنایی داخل چاهک و فن موتورخانه
۶- تعبیه ترموستات جهت تنظیم دمای موتورخانه و فن
مرحله ۹)بتون ریزی سقف چاهک:
بعد از اتمام عملیات نصب درب و ریل و صدور تأییدیه عملیات توسط فروشنده آسانسور باید طبق مشخصات فنی محل نصب ریلها نسبت به اجرای قالب گذاری آرماتور بندی و بتون ریزی اقدام گردد.
زمان لازم جهت استحکام بتون حدود ۱۵ روز می باشد.
ضمناً مقدار نیروی وارده به سقف بتونی چاهک آسانسور (نیروی دینامیکی Dynamic ) بشرح زیر می باشد:
آسانسور ۴ نفره حدود ۳۰۰۰ کیلوگرم
آسانسور ۶ نفره حدود ۳۲۰۰ کیلوگرم
آسانسور ۸ نفره حدود ۳۸۵۰ کیلوگرم
آسانسور ۱۵ نفره حدود ۶۲۰۰ کیلوگرم
پارامتر های فنی دیگر عبارتند از :
الف ) ارتفاع مسیر ( بالا رفتن کابین ) تعداد و محل توقفها
ب ) ابعاد چاه آسانسور ، کابین وموتورخانه
ج ) ولتاز برق اصلی ، تعداد استارت آسانسور در ساعت و فاکتوربارت) سیستم کنترلآسانسورث ) سیستم درب های آسانسور و ورود و خروج و نوع کنترل
د ) تعداد آسانسورهای و مکان آنها در ساختمان
ه )شرایط محیط کار کرد
مقادیر ورودی سیستم شامل موارد زیر می باشد :
۱- نوع ساختمان (مسکونی، تجاری،بیمارستانی، مدرسه و غیره)
۲- تعداد کل طبقات
۳- تعداد طبقات جمعیت دار
۴- اگر واحد غبر مسکونی است تعداد اتاقها در هر واحد و تعداد واحدهای هر طبقه و در غیر اینصورت مساحت مفید هر طبقه
۵- جمعیت هر طبقه
۶- کل تراول (طول مسیر حرکت آسانسور)
۷- ارتفاع طبقت
۸- در صورت خاص بودن ساختمان (مهد کودک، خانه سالمندان، معلولین و …)
پس از کسب اطلاعات بالا پردازش های زیر می بایست بر روی آنها و یا جداگانه انجام پذیرد :
۱- تعیین جمعیت کل
۲- تعیین جمعیت در زمان ترافیک
۳- زمان انتظار برای دریافت سرویس (Interval)
4- زمان یک سفر کامل Round Trip Time
پارامترهای مهم مؤثر در محاسبه زمان یک سفر کامل:
– زمانهای پیاده و سوار شدن
– زمانهای پرش
خر وجی های زیر پس از پردازش :
تعداد آسانسور
سرعت آسانسور
ظرفیت آسانسور
نوع کنترل:
– گروهی و تعداد آن
– مجزا
پس از آنالیز های بالا طراحی آسانسور در سه مرحله زیر انجام می پذیرد استاندارد مورد نظر در طراحی: EN81 می باشد)
پس از آنالیز ترافیک و بررسی محدودیتهای ابعادی که بر اساس فرم صفحه بعد اطلاعات اولیه آن از طریق بازدید از محل و یا نقشه های ابعادی و مشاوره با کارفرما صورت می گیرد. امر طراحی آسانسور صورت می گیرد.
فاز اول – بررسی و تعیین آبعاد و اندازه ها
فاز دوم – بررسی و تعیین مشخصات فنی قطعات
فاز سوم – تهیه نقشه های اجرایی جهت عملیات نصب و راه اندازی
فاز اول طراحی: طراحی ابعاد و اندازه ها
پس از انتخاب آسانسور مناسب از نظر تعداد، سرعت و ظرفیت که با بررسی محاسبات ترافیکی و محدودیتهای ابعادی صورت پذیرفت، بر اساس جداول ابعاد و اندازه های مطابق مقررات EN81 و توصیه های ISO که در صفحات بعد آمده است. سعی می شود مناسبترین ابعاد و اندازه ها انتخاب گردد.
شایان ذکر است ابعاد و اندازه های ارائه شده صرفا” برای آسانسورهای معمولی و استاندارد می باشد. در شرایط خاص و آسانسورهای گرد، آسانسورهای پاناروما(شیشه ای) و یا آسانسورهای صنعتی، ابعاد و اندازه ها بر اساس شرایط موجود تعیین می گردد اما همواره سعی می شود مقررات EN81 برای میزان فضای هر مسافر (مساحتها) رعایت گردد.
خروجی های فاز اول طراحی عبارتند از:
تعیین ابعاد چاهک (عرض – عمق – ته چاه Pit – اورهد – طول مسیر)
تعیین ابعاد موتورخانه و محل آن (طول – عرض – ارتفاع – بالا یا پایین)
تعیین ابعاد کابین (یک طرف درب – دو طرف درب)
تعیین نوع دربها و سمت بازشو (چدنی – سربی – در ابعاد مختلف)
نوع وزنه تعادل و ابعاد آن (چدنی – سربی – در ابعاد مختلف)
موقعیت وزنه تعادل (پشت کابین – بغل کابین)
فاز دوم طراحی: تعیین مشخصات فنی قطعات :
پس از انتخاب ابعاد و اندازه ها، فاز دوم طراحی که در واقع مشخص نمودن دقیق پارامتر های فنی قطعات می باشد شروع می شود. ابعاد و اندازه های طراحی شده برای چاهک، کابین و درب ها پارامتر های بسیار مهمی هستند که در انتخاب مشخصات فنی قطعات مؤثر می باشد. لذا عوامل اصلی مهم، در انتخاب قطعات و مشخصات فنی آنها عبارتند از:
عوامل موثر در انتخاب تجهیزات:
۱- نوع استادارد EN81
2- سرعت آسانسور
۳- ظرفیت آسانسور
۴- طول مسیر حرکت (تراول) آسانسور
۵- ابعاد و اندازه ها (چاهک، موتورخانه، کابین، درب)
۶- نوع کاربری آسانسور
۷- محیط کاربری آسانسور
۸- اتخاب نوع و کیفیت حرکت آسانسور
فاز سوم طراحی: تهیه نقشه های اجرایی جهت عملیات نصب و راه اندازی :
پس از طراحی ابعادی و تعیین مشخصات فنی قطعات و تجهیزات، نقشه های اجرایی جهت آماده سازی چاه و همچنین نحوه قرارگیری و نصب تجهیزات و نقشه های مدار های کنترل تهیه می گردد.
در این مرحله از طراحی پارامتر های زیر مشخص می شود.
۱- نحوه اسکلت فلزی و آهن کشی جهت چاهک های آجری (محل نصب براکت های ریل)
۲- نحوه پلیت گذاری برای چاهک های بتنی (محل نصب براکت های ریل)
۳- نحوه قرارگیری تجهیزات آسانسور برای عملیات نصب
۴- مشخص نمودن محل سوراخهای سکوی موتورخانه
۵- نحوه بتن ریزی کف چاهک و محل قرار گرفتن بافرها
۶- نحوه آماده سازی محل های نصب درها
۷- محابه نیرو های وارده به سازه اصلی چاه
۸- مشخص نمودن نقشه اجرایی موتورخانه (قلاب سقف – هواکش موتورخانه و چاهک – درب ورودی – محل تابلوی ۳ فاز)
۹- تهیه نقشه های کنترل فرمان و نحوه سیم کشی چاهک و موتورخانه
۱۰- ارائه دستورالهمل های کابل کشی و آماده سازی تابلو ۳ فاز جهت کارفرما
۱۱- انجام بازرسی های فنی نهایی و تحویل تجهیزات به کارفرما
منبع:www.pasargad-elevator.com
بنایی با سنگ قواره شده (تراشیده)
سنگ قواره شده
در بنایی با سنگ قواره شده با رگه های منظم و یا رگه های نامنظم بسته به مشخصات درخواستی، ابعاد سنگهای قواره شده باید مطابق مشخصات و ابعاد خواسته شده در نقشه های اجرایی باشد . بسته به محل قرار گرفتن سنگ و با توجه به انواع سنگهای قواره ، باید ترتیب چیدن سنگها به نحوی باشد که قفل و بست بین سنگها و مسائل مربوط به ایمنی سازه کاملاً رعایت گردد . رعایت نکات زیر در کارهای بنایی این قسمت الزامی است:
الف – محل پی یا بستر دیوار سنگی باید ساخته و آماده شود.
ب- سنگهای مصرفی قبل از کارگذاری و برای جلوگیری از جذب آب ملات ، حتماً باید تمیز و درصورت لزوم در آب خیسانده شوند . از به کارگیری سنگهای آلوده به مواد اضافی، خاک و غیره باید جداً خودداری شود.
پ- با استفاده از انواع سنگ قواره شده ، باید سنگ چینی به صورت کله راسته انجام شود تا قفل وبست لازم و کافی در رجها به وجود آید . به طور کلی حداقل ریشه سنگ در بنا ، نباید از 15سانتیمتر و 3/2 ضخامت دیوار کمتر اختیار شود . در دیوار باربر باید به ازا ی هر دو سنگ راسته ، حداقل یک سنگ کله و در هر مترمربع نمای دیوار ، باید حداقل یک سنگ عمقی قرار داده شود و در هر رج حداقل ثلث سنگهای چیده شده به صورت سنگ کله باشد . سنگ دوکله تا عمق 60 سانتیمتر بسته به ضخامت دیوار و با تأیید دستگاه نظارت می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
ت- در مواردی که دیوار سنگی در مجاورت ستونهای بتنی یا فولادی قرار می گیرد، باید مهارهای فلزی لازم به تعداد کافی و بر اساس نقشه های اجرایی در داخل ملات و در داخل دیوار سنگی قرار داده شده و به ستون مهار شود.
ث- ضخامت دیوار سنگی در قسمتهای فوقانی ، نباید از 40 سانتیمتر کمتر اختیار شود ، مگر اینکه در نقشه ها یا دستورات دستگاه نظارت ترتیب دیگری مقرر شده باشد.
ج- ضخامت بندکشی در دیوارهای سنگی ، نباید هیچگاه از 10 میلیمتر کمتر و از 25 میلیمتر بیشتر اختیار شود، در مواردی که دستگاه نظارت تأیید نماید ، بسته به نوع سنگ کاری می توان ضخامت بندکشی را کمی بیش از رقم فوق در نظر گرفت . بندکشی باید همزمان با سنگ چینی و قبل از سفت شدن ملات صورت گیرد . در صورتی که بندکشی طبق تأیید دستگاه نظارت به بعد موکول شود، باید قبل از سخت شدن کامل ملات، محل بند به عمق لازم خالی شده و بندکشی انجام شود.
نورپردازی در طراحی داخلی ساختمان
نورپردازی
زندگی در ساختمانهای سربه فلک کشیده امروزی، همواره در پرتوهای جان فزای نور خورشید قرار ندارد. قافله پیشرفتهای بشری، از لامپهای شیشهای خانگی ساده، اکنون به سیستمهای بس مهیج نورپردازی رفته است و حتی کار را به جایی کشانده که از آن به عنوان یک علم و یک دانش کاملا سیستماتیک نام میبرند.
امروزه به خصوص نقش این علم در معماری داخلی بسیار مهم و جذاب مینماید. با افزایش كارآیی صنعت برق و امكانات تكنولوژیك مربوط به آن،استفاده از محصولات وابسته به آن نیز رشد چشمگیری داشته است؛ چنانكه باید اذعان داشت نورپردازی راه را برای یك تحول در شناخت و طراحی معماری باز كرده است.
این محصولات كه مشتمل بر انواع چراغها و سیستمهای روشنایی هستند، ابزار اصلی نورپردازی را تشكیل میدهند. با تنوع این ابزار، طراحان با مسالهای مواجه میشوند و آن انتخاب صحیح وسیله نوری و تعیین محل مناسب برای آن است. چنین مشكلی پیچیدهتر از تامین كمی نور است. اگر چه لامپهای عریان قادرند نیازهای كمی نور را به آسانی مرتفع كنند، واضح است كه جنبههای دقیق تامین آسایش و نكات ظریف زیباییشناسی از عهده این وسایل ساده بر نمیآید. در حقیقت گره كار در تهیه و تامین نور نیست بلكه تنظیم منابع نوری برای خلق محیط مناسب بصری مساله اصلی است.
در بررسیهای انجام شده پیرامون استفاده افراد از نور و چگونگی نورپردازی منازل مسكونی خود، اطلاعاتی راهگشا به دست آمده است كه راه را برای راهنمایی تولیدكنندگان، طراحان و نهایتا استفادهكنندگان باز میكند یا باعث سوق دادن آنان به سمت استفاده از منابع نوری مطلوب و راهنمایی تولیدكنندگان، طراحان و نهایتا استفاده كنندگان باز میكند و یا باعث سوق دادن آنان به سمت استفاده از منابع نوری مطلوب و راهنمایی عموم به استفاده درست از منابع در اختیار میشود. ابتدا این نكات را مرور كرده و در ادامه نكاتی را درباره نورپردازی عمومی از نظر میگذرانیم:
افراد مورد مطالعه در این مبحث در پاسخ به سوالی در زمینه استفاده از نور عمومی و موضعی در محل زندگی خود، اذعان دارند كه نور عمومی را بیشتر از نور موضعی در محل زندگی خود استفاده میكنند. 75درصد افراد نور عمومی و 25درصد نیز نور موضعی را مورد استفاده قرار میدهند. در مورد استفاده از انواع مختلف چراغهای روشنایی بازار، خرید و استفاده به ترتیب با 50درصد و 35درصد و 10درصد در اختیار چراغهای سقفی، دیواری و پایه دار زمینی قرار میگیرد كه این خود میتواند موید استفاده بیشتر مردم از نورهای عمومی در محل زندگی خود باشد.
رنگ غالب نورهای مورد استفاده نیز حكایت از آن دارد كه نورهای با رنگ سرد، بیشتر از رنگهای گرم در بین مردم طرفدار دارد. اكثر مصرفكنندگان و خریداران چراغهای روشنایی هنگام خرید محصول مورد نظر اولویتهایی را برای آن مدنظر خود دارند كه زیبایی منبع نور دهنده، كیفیت نوردهی آن، قیمت و نصب و نگهداری آن به ترتیب از عوامل دخیل در خرید و جذب مشتریان به محصولات است.
در اینجا به بررسی عواملی میپردازیم كه عوامل اصلی در روشنایی محیط محسوب میشوند. قابلیت دید در ناحیه تامین روشنایی مهمترین نیاز استفادهكننده در محیط است. این قابلیت به عواملی بستگی دارد كه به بعضی از آنها اشاره میكنیم:
شدت روشنایی: برای هر ناحیه تامین روشنایی خاص باید مقیاسی از منابع روشنایی، شدت خاصی از نور را ایجاد کنند. شدت روشنایی در سراسر ناحیهای كه تامین روشنایی آن مدنظر است، باید به طور معقولی یكنواخت باشد. این به آن معنی است كه سر تا سر اتاق باید به میزان مناسبی روشن شود. این امر به منظور اجتناب از ایجاد نواحی تاریك در مساحتهای زیاد است كه ممكن است در حالتی كه شخص مجبور است، از ناحیه تامین روشنایی مربوط به خود به اطراف نگاه كند، به تطابق چشم اثر بگذارد. شدت روشنایی باید با استانداردهای مربوطه انتخاب شود.
سطوح مجاور: از تفاوت زیاد در شدت روشنایی سطوح مجاور باید اجتناب شود. تفاوت بین شدت روشنایی سطوح مجاور نباید از نسبت ده به یك تجاوز كند، از این رو درخشندگی اطراف ناحیه تامین روشنایی باید كمتر از درخشندگی خود ناحیه تامین روشنایی باشد؛ در غیر این صورت، قابلیت دید در این ناحیه مختل ميشود؛ همچنین ممكن است باعث خستگی چشم شود؛ زیرا در این حال باید خود را دو برابر شرایط جدید تطبیق دهد. (مانند مواقعی كه چشم از صفحه تلویزیون به اطراف منحرف میشود و دوباره به صفحه بر میگردد.) در صورت تداوم این كار چشم خسته شده و منجر به ناراحتیهایی از قبیل سردرد، خستگی مفرد و غیره میشود، البته خطری دائمی به چشم وارد نمیآید.
حفظ شدت روشنایی: به منظور اطمینان از اینكه شدت روشنایی مورد نظر همواره تامین میشود، باید تدابیری برای حفظ شدت روشنایی، تعمیر و نگهداری و تمیز كردن چراغها اتخاذ شود. شدت روشنایی نباید هرگز به كمتر از 80 درصد مقدار توصیه شده افت كند. در طراحیهای خوب روشنایی، برای جبران تقلیل نوردهی که بر اثر كهنگی لامپ و تجمع آلودگی روی چراغها به وجود آمده، شدت روشنایی اولیه بیشتر از مقدار لازم در نظر گرفته میشود. نورپردازی
كنترل خیرگی چشم: به منظور پیشگیری از ایجاد خیرگی ناراحت كننده چشم، ناشی از منابع نوری، درخشندگی آنها در زاویههای دید معمولی باید محدود شود. لامپهای بدون پوشش باعث ایجاد خیرگی ناراحت كننده چشم میشوند؛ زیرا درخشندگی آنها معمولا خیلی زیاد است. این امر در مورد لامپهای فلورسنت بدون پوشش در حالتی كه كار مداوم در زیر نور این لامپها مورد نیاز است نیز صادق است. چراغهایی همانند لامپ فلورسنت از نوع بلند با پایههای باریك بدون استفاده از وسایل كنترل چشم از قبیل پخشكنندهای منشوری یا شبكهای به كار میروند. با این حال در حالی كه مدت زمان قرارگیری در زیر نور لامپهای فلورسنت بدون پوشش برای مثال در راهروهای اتاق استراحت و غیره كم باشد، استفاده از آنها قابل قبول است.
انعكاسات ناخواسته: برخی از انعكاسات ممكن است در كارآیی یا راحتی اشخاص اختلال ایجاد كنند؛ مثلا انعكاس نور از روی سطوح براقی كه روی آنها مطالبی نوشته شده است، معمولا این امر خارج از كنترل طراح روشنایی است؛ زیرا این مساله به وضعیت قرارگیری ناحیه تامین روشنایی نسبت به منبع نوری بستگی دارد.توزیع روشنی سطوح داخلی اصلی: علاوه بر كنترل درخشندگی منابع نوری، روشنی سطوح داخلی اصلی از قبیل دیوارها، سقفها و غیره از طرق زیر حاصل میشود:
الف) در نظر گرفتن ضرایب انعكاسی مناسب برای سطوح.
ب) تامین روشنایی مناسب برای سطوح.
هدف از اتخاذ این تدابیر اجتناب از تفاوتهای بیش از حد روشنی سطوح وسیع است كه در میدان دید قرار دارند؛ تفاوتهای خیلی زیاد در روشنی سطوح همانند و درخشندگی بیش از حد منابع نوری باعث خستگی مفرط چشمها میشود. از طرفی در صورتیكه روشنی خیلی یكنواخت باشد، تاثیر آن ایجاد محیط خستهكننده یا افسردهكننده است.
با اینكه توزیع روشنایی عمومی عامل اصلی است ولی شدت سایهها نیز در محیط تاثیر میگذارد، شدت سایهها به وسیله نوع توزیع نور تعیین میشود. مثلا نوردهی با زاویه بسته باعث ایجاد سایههایی با شدت زیاد میشود. در حالی كه لامپهای فلورسنت سایههای ملایم ایجاد میكنند، سایههایی با شدت زیاد معمولا مناسب نیستند به جز مواردی كه هدف ایجاد جلوههای ویژه باشد.
انتخاب مستقیم روشنایی: سیستمهای روشنایی باید به گونهای انتخاب شوند كه توزیع روشنی مورد نیاز را ایجاد كنند. این بدین معنی است كه در مورد آویز یا چراغهایی كه روی سطوح نصب میشوند، در دفاتر كار و اماكن حداقل 30درصد نور منتشره باید به طرف بالا باشد، در این صورت میتوان از كافی بودن روشنی سقف اطمینان حاصل كرد.
روشنایی غیرمستقیم: نحوه عمل این نوع روشنایی به صورت توكار است؛ در این حالت همه نورها به طرف سقف هدایت میشود و سایر سطوح اتاق، به وسیله انعكاس متقابل روشن میشود، نتیجه این امر خستهكننده است. زیرا توزیع روشنی بیش از حد یكنواخت است، همچنین این نوع روشنایی كارایی خوبی ندارد و فقط در موارد خاص باید از آن استفاده كرد.
محل قرارگیری چراغها: ترتیب قرارگیری چراغها به منظور نیل به توزیع روشنی دلخواه لازم است به گونهای باشد كه نوركافی به قسمتهای بالایی دیوارها و سقف برسد. این امر عموما نیاز به طرح قرارگیری چراغها در فواصل یكنواخت دارد تا بدین ترتیب شدت روشنایی مورد نیاز در صفحه مربوط به ناحیه تامین روشنایی حاصل شود در حالی كه ترتیب قرارگیری به صورتی است كه فواصل بین چراغها از مقدار حداكثر نسبت فاصله به ارتفاع نصب تجاوز نمیكند و فاصله از دیوارها نصف این فاصله میباشد.
به منظور حصول اطمینان از اینكه روشنی دیوار كافی است چراغها را لازم است حتی نزدیكتر به دیوارها قرار داد. در مورد چراغهای با نور دهی به طرف بالا، لازم است آنها را در فاصله حداقل 150 سانتیمتر از سقف و حتی بیشتر از آن قرار داد، به طوری كه نور به طرف بالا به خوبی روی سقف توزیع شود.
رنگ و ترتیب رنگها: علاوه بر انعكاسات مناسب، سطوح باید دارای رنگهای مناسبی باشند؛ به طور كلی رنگها نباید قوی یا خیلی ضعیف باشند. رنگهای قوی میتوانند باعث خستگی مفرط چشم شوند. مخروطهای چشم در اثر خسته شدن باعث دیگر گونی تاثیر رنگها میشوند. رنگهای ضعیف نیز به همین صورت باعث خستگی چشم میشوند. ترتیب رنگها در قسمتهای اصلی داخل اماكن، بایستی ساده و غیر مزاحم باشد. در ضمن به كمك مراكز آسودن بصری (به شكل صفحات آویزان از دیوار مثل تقویم و …) محیطی كه از نظر بصری رضایت بخش است، ایجاد میشود، از پنجرهها نیز برای این منظور استفاده میشود.
رنگهای گرم عبارتند از: قرمز، زرد، كرم، قهوهای و…
رنگهای سرد عبارتند از: آبیها و سبزها و …
انتخاب رنگ به محیط احساسی كه تمایل به ایجاد آن است، بستگی دارد. رنگهای گرم از لحاظ بصری فصل و مهیج هستند؛ در حالی كه رنگهای سرد آرام بخش و متعادل هستند. تاثیر دیگر رنگهای گرم یا سرد روی اندازههای ظاهری اتاق است كه كوچكتر و بزرگتر از مقدار واقعی به نظر برسند. رنگهای گرم باعث كوچكتر به نظر رسیدن اتاق میشوند.
در حالی كه رنگهای سرد اتاق را بزرگتر نشان میدهند.
انتخاب رنگ نور منبع نور به عوامل زیر بستگی دارد:
_كاری كه در ناحیه تامین روشنایی انجام میشود
_شرایط داخل اماكن
_سازگاری با سایر منابع نوری موجود مثل لامپهای نور زرد
برخی از كارهایی كه در ناحیه تامین روشنایی انجام میگیرند، نیاز به منابع نوری با بازده رنگ بسیار خوب دارند. مشخصههای منابع نوری در هر دو مورد بازده رنگ و دمای رنگ برای این كاربردها معمولا در استانداردهای مربوطه تعیین میشوند.
انتخاب دمای رنگ به شدت روشنایی بستگی دارد، در شدت روشنایی كم نیاز به دمای رنگ پایین است و در شدت روشنایی زیاد نیاز به دمای رنگ بالا. این انتخاب احتمالا پیرو این مساله است كه نور روز معادل دمای رنگ بالا با شدت روشنایی زیاد پنداشته میشود؛ در حالی كه نورش (دمای رنگ پایین كه حباب هنگام شب در اطراف آن مینشست) برابر با شدت روشنایی كم تصور ميشد.نورپردازی
انتخاب صحیح منابع نوری و ترتیب رنگها و نهایتا نورپردازی یك امر تجربی است، زیرا در مورد اینكه رنگهای مختلف در زیر نور منابع نوری مختلف و در محیطهای مختلف چگونه به نظر خواهند رسید جز با تجربه شخصی نمیتوان نظر داد.
رنگ نور، آن تاثیر حسی است كه به وسیله مجموعه طول موجهای مختلفی توسط چشم دریافت میشود، ایجاد میشود. رنگ نور را نباید به عنوان یك مشخصه سطوح منعكس كننده نور تلقی كرد. رنگ نورهای منعكس شده از سطوح به انتخاب نوع منبع نوری بستگی دارد. نهایتا اینكه تصمیمگیری در مورد اینكه یك سطح رنگی در زیر نور یك منبع نور خاص چه رنگي به نظر خواهد رسید با استفاده از تجربیات عملی ممكن میگردد.
http://tarahiememari.blogfa.com/
برج خنک کننده
برج خنک کننده
دراکثر کارخانجات کوچک و بزرگ یکی از مهمترین و اساسی ترین دستگاهها می توان انواع برجهای خنک کننده را نام برد. برجهای خنک کننده علاوه بر آب به منظور خنک کردن سیالاتی دیگر در صورت لزوم مورد استفاده واقع می شود.
با توجه به اینکه برجهای خنک کننده معمولاًً حجیم می باشند و بعلت پاشیدن آب در محیط اطراف خود و خرابی تجهیزات آن را معمولاًٌ در انتهای فرایند نصب می کنند.
اگراز وسایل برجهای خنک کننده صرف نظر نشود برای ساخت برج تکنولوژی بالایی نیاز نیست همانطور که در ایران در حال حاضر ساخت این برجها در حد وسیعی صورت می گیرد .برجها با توجه به شرایط فیزیکی و شیمیایی خاص خود دچار مشکلاتی می شوند ولی معمولاٌ زمانی لازم است تا این مشکلات برج را از کار بیاندازد طولانی است.،ولی عملاٌ اجتناب ناپذیر است.
برج خنک کننده دستگاهی است که با ایجاد سطح وسیع تماس آب با هوا تبخیر آسان می کند و باعث خنک شدن سریع آب می گردد.عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد، در حالی که مقدار کمی آب تبخیر می شود و باعث خنک شدن آب می گردد.باید توجه داشت آب مقداری از گرمای خود را به طریق تشعشع ،هدایتی وجابجایی و بقیه از راه تبخیر از دست میدهد.
بیشتر دستگاههای خنک کن از یک مدار بسته تشکیل شده اند که آب در این دستگاهها نقش جذب ، دفع و انتقال گرما را به عهده دارد، یعنی گرمای بوجود آمده توسط ماشین جذب و از دستگاه دور می سازد. این کار باعث ادامه کار یکنواخت و پایداری دستگاه می شود.
در دستگاههایی که به دلایلی مجبوریم آب را بگردش در آوریم و یا به کار ببریم باید بنحوی گرمای آب را دفع کرد. با بکار بردن برجهای خنک کننده این کار انجام می گیرد. در تمام کارخانه ها تعداد زیادی دستگاههای تبدیل حرارتی (heat exchanger) وجود دارد که در بیشترآنها آب عامل سرد کنندگی است.
بدلایل زیر آب معمولترین سرد کننده هاست:
1. بمقدار زیاد وارزان در دسترس می باشد.
2. به آسانی آب را می توان مورد استفاده قرار داد .
3. قدرت سرد کنندگی آب نسبت به اکثر مایعات( در حجم مساوی )بیشتر است.
4. انقباض و انبساط آب با تغییر درجه حرارت جزیی است.
هر چند که آب برای انتقال گرما بسیار مناسب است با بکار بردن آن باعث بوجود آمدن مشکلاتی نیز می شود. آب با سختی زیاد باعث رسوب سازی در دستگاهها شده و همچنین از آنجایی که بیشتر این دستگاهها از آلیاژ آهن ساخته شده اند مشکل خوردگی بوجود می آید. از طرف دیگر بیشتر برجهای خنک کننده در بر خورد مستقیم با هوا و نور خورشید می باشند محیط مناسبی برای رشد باکتریها و میکرو ارگانیسم ها نیز می باشد که آنها نیز مشکلاتی همراه دارند.
وارد شدن گرد و خاک بداخل برج نیز در بعضی مواقع ایجاد اشکال می نماید.در کل این مشکلات باعث می شود که بازدهی دستگاه کم شده و در نتیجه از نظر اقتصادی مخارج زیادتری خواهند داشت. در این مجموعه طبیعت این مشکلات و شرایط بوجود آمدن آنها و راههای جلوگیری از آنها را بطور مختصر شرح خواهیم داد.موارد استفاده از برجهای خنک کننده را نیز در بخش های دیگری از این مجموعه را در بر می گیرد.
عموماً برجهای خنک کننده (cooling tower) را به سه گروه تقسیم می کنند:
1. برجهای خنک کننده مرطوب
2. برجهای خنک کننده مرطوب- خشک
3. برجهای خنک کننده خشک
در برجهای خنک کننده مرطوب، آب نقش اصلی و اساسی را داشته و هدف نیز همان خنک کردن آب است. این نوع دستگاهها که خود به چند گروه و دسته تقسیم می شوند در صنعت دارای کاربرد فراوانی است.
از یرجهای خنک کننده خشک بیشتر در مکانهای که آب کافی برای خنک کردن برج وجود ندارد استفاده می شود. عمل خنک کردن آب را نیز میتوان از برجهای سینی دار بصورت مرحله ای انجام داد.ولی عملاً بعلت وجود هزینه های زیاد ساخت ،نگهداری و کنترل سیستم این روش ، معمول نمی باشد.
برای انجام عملیات خنک سازی آب می توان از برجهای آکنده و سینی دار استفاده نمود.با وجود این در مواردی که فازهای مورد نظر آب و هوا با شند بعلت فراوانی و ارزان بودن فازهای فوق بدلایلی که در صفحه قبل ذکر شد از دستگاههای دیگری استفاده می گردد که ساختن و نگهداری آنها مستلزم هزینه های زیادی نمی باشد. از این جهت بیشتر دستگاههایی که در مقیاس صنعتی بکار می رود ساختمان و خصوصیات بسیار عمده ای را دارا است که اینک به انواع مختلف این دستگاهها اشاره می شود.
بررسی برجهای خنک کننده و اجزاء آن
برج خنک کننده : COOLING TOWER
برج خنک کن دستگاهی است که با ایجاد سطح وسیعی در تماس آب با هوا ، عمل تبخیر را آسان نموده و در نتیجه باعث خنک شدن سریع آب می گردد.
عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد در حالی که مقدار کمی آب بخار می شود و سبب خنک شدن آب می گردد.باید توجه داشت که آب مقدار اندکی از گرمای خود را از طریق تشعشع (Radiation) ودر حدود 4/1آن را از راه هدایت (Conduction) و جابجائی (Convection) و بقیه را از راه تبخیر از دست میدهد.
اختلاف فشار بخار آب بین سطح آب و هوا باعث تبخیر می شود.این اختلاف بستگی به دمای آب و میزان اشباع هوا از آب دارد.
مقدار گرمای که بوسیله مایعی جذب یا دفع می شود از رابطه زیر بدست می آید :
E=W×S×T
در رابطه بالا:
E :گرمای دفع یا جذب شده بر حسب BTU/hr یا CAL/hr
W :دبی مایع خنک شونده بر حسب lb/hr
S : گرمای ویژه مایع خنک کننده بر حسب lb.f/ Btu
T :کاهش دمای مایع خنک شونده بر حسب f
در حالیکه عمل خنک شدن از طریق تبخیر انجام می گیرد گر مای نهان تبخیر از دست داده شده باید به آن اضافه گردد و آن برابر است با حاصل ضرب گرمای نهان تبخیر در دبی .
مقدار تبخیر بستگی دارد به سطح بر خورد آب با هوا و همچنین شدت جریان هوا دارد. برای اینکه حداکثر بهره برداری که در طرح آن بکار رفته است رعایت شود در برجهای خنک کننده که آکنده های آن از نوع splash packing می باشد آب به صورت قطره های در سطوح برج پخش می شود تا سطح وسیعی بوجود آید البته برای این منظور می توان از آکنه های نوع film packing نیز استفاده کرد.
جریان هوا در برج به صورت کشش طبیعی با استفاده از دودکش های هذلولی شکل یا کشش مکانیکی بوسیله بادبزنهای مناسب در جهت مخالف آب ( counter-flow) و یا به طور متقاطع (cross-flow) با آن به جریان می افتد .
سیستم برج خنک کننده :
در سیستم برج خنک کننده آب گرم کندانسور از برج خنک کننده عبور می کند و با هوا تماس می یابد. در برجهای خنک کننده با کشش طبیعی ،پوسته خارجی برج از بتن مسلح ساخته شده ودر روی پایه ها تکیه دارد . هوا از قسمت پائین وارد برج خنک کننده می شود و به طرف بالا جریان می یابد و از دهانه بالای برج خارج می گردد.
انواع دیگری از برجهای خنک کننده که از چوب و سایر مصالح ساخته می شود نیز وجود دارد.در برجهای خنک کننده با کشش طبیعی هوا شکل برج طوری طراحی می شود که جریان سریع هوا در داخل برج بوجود آید.
آب گرم از کندانسور در ارتفاع 10 تا 15 متر بالاتر از سطح استخر به سیستم پخش کننده آب وارد می شود.در برجهای قدیمی تر صفحه ای که آب خروجی از کندانسور به آن ریخته می شود دارای سوراخهای منظمی در قسمت پائین است که آب از داخل این سوراخها به فنجانهای زیرین می ریزد. این فنجانها باعث پاشش آب و تبدیل آنها به قطرات کوچک می شوند. یک سیستم خیلی جدید برای پخش آب در برج خنک کننده بکار بردن لوله هایی است که در سطح بالای آن شیپوره هایی برای پاشش آب تعبیه شده است.
تبادل حرارت بین هوای بالارونده از برج و آبی که از برج سرازیر است با تغییر حرارت محسوس در اثر اختلاف درجه حرارت بین آب و هوا انجام می شود. سهم این قسمت از تبادل حرارتی خیلی کم است و قسمت عمده تبادل در اثر تبخیر مقدار کمی آب که پیوسته همراه هوا می باشد،انجام می شود. در اثر این عمل مقدار زیادی گرما از آب سرازیر شده در برج خنک کننده ( بستگی به مقدار آبی که تبخیر شده است) به هوا منتقل می گردد(Evaporating loss). ضمناً مقداری از قطرات آب بوسیله هوا بخارج از برج پراکنده می شود(Windage loss). برای جلوگیری از خروج قطرات آب یک شبکه چوب در اطراف برج و حدود 3 متر بالاتر از توده تخته ها قرار دارد . کمبود آب تبخیر شده در سیستم برج خنک کننده باید از منبع خارجی جبران شود که به آن ،آب تکمیلی یا آب جبرانی (Makeup) گویند . برای این منظور در صورت امکان از آب رودخانه استفاده کرد یا فاضلابها را تا حد امکان صاف و تصفیه کرده و استفاده نمود .
هنگامیکه از نظر فضای ساختمان برج خنک کننده محدودیتی وجود داشته باشد ظرفیت برج خنک کننده راتا حد امکان با استفاده از بادبزنهای مخصوص و بزرگی اضافه می نمایند. این بادبزنها مقدار عبورهوای خنک کننده در داخل برج را زیاد می نماید .
عوامل مؤثر در طراحی برجهای خنک کننده :
عوامل مؤثر در طراحی برجهای خنک کننده را بطور خلاصه می توان بصورت زیر بیان کرد :
1. میزان افت درجه حرارت (اختلاف دمای ورودی وخروجی برج)
2. اختلاف بین درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
3. دمای مرطوب محیط : اصولاً خنک کردن آب زیر این دما غیر ممکن است .
4. شدت جریان آب
5. شدت جریان هوا
6. نوع آکنه های برج
7. روش پخش آب
به تجربه ثابت شده است که برای هر 10 درجه فارنهایت افت دما در برج خنک کننده میزان تبخیر در حدود یک درصد کل آب در حال گردش می باشد .
چون نمک های کلرور حلالیت زیادی دارند غلظت یون کلر در آب ورودی به برج وآب در حال گردش راهنمای بسیار خوبی برای تعیین غلظت بوده و بنابراین همیشه باید آنرا بازدید و بررسی نمود .
افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب در حال گردش در برج خنک کننده ایجاد اشکال می نماید که برای جلوگیری از افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق مقداری از آب در حال گردش را تخلیه می کنند که این آب در صنعت به زیر آب (Blow down) معروف است .
مقدار آب برج همچنین ممکن است تصادفی یا بوسیله باد تقلیل یابد . اصولاً در برجهای خنک کننده مقداری آب بصورت گرد درآمده و توسط باد یا کشش از برج خارج می شود .
مقدار تخلیه لازم در یرج برای کنترل مواد محلول و معلق مجاز را می توان از رابطه زیر بدست آورد :
M=(B+W)*C
که در رابطه فوق
B : مقدار زیر آب بر حسب gal/hr یا m3/hr
E : مقدار آب تبخیر شده بر حسب gal/hr یا m3/hr
C : ضریب غلطت پیشنهاد شده برای برج
W : مقدار آبی که توسط باد خارج می شود بر حسب gal/hr یا m3/hr
مقدار آبی که باد همراه خود از برج خارج می سازد در رابطه بالا منفی است ،زیرا آب مواد محلول و معلق را نیز با خود می برد . بنابراین تاثیر در غلظت و بالا بردن املاح آب ندارد .
مقدار آب لازم جهت آب کسری برج از رابطه زیر بدست آورد :
MAKE UP = E +B + W
اطلاعاتی که از طرف خریداران در اختیار فروشندگان قرار می گیرد در طرح برج اهمیت فراوانی دارد . مانند اختلاف دما ، مقدار آب در حال گردش ،مقدار زیر آب .
کمبود آب در اثر تبخیر و باد را با استفاده از رابطه های بالا بررسی می کنند .
قسمتهای اصلی برج خنک کننده:
هر دو جریان آب وهوا توسط اوریفیس اندازه گیری می شود . جریان آب بیشتر در مقابل یک حجم اندازه گیری شده تانک ، چک خواهد شد.
الف) لوله ها و آکنه ها
شامل قسمتهای هستند که درجریان انتقال حرارت دخالت داشته در ضمن باعث می شود که مقدار آب گرد شده که همراه باد خارج می شود کم شده و از خروج آنها از برج جلوگیری شود.همچنین نگهدار خوبی برای قسمتهای دیگر برج می باشد . در مورد مشخصات آکنه ها در همین فصل توضیح داده خواهد شد.
ب)حوضچه
حوضچه در پائین برج قرار دارد که آب خنک کننده در آن جمع می گردد.به حوضچه یک جریان بنام آب تکمیلی یا آب جبرانی (MAKE UP) وارد می شود و یک جریان برای استفاده در دستگاههای تبادل حرارت از آن خارج می گردد .علاوه بر جمع آوری آب در حوضچه ،آب قبل از اینکه به سمت کندانسور پمپ شود صاف نیز می گردد.
حوضچه های برجهای بزرگ و مفید از بتن ساخته شده اند .عموماً این حوضچه ها طوری طراحی می شوند که برج بدون اضافه کردن آب جبرانی می تواند برای چندین ساعت کار کند .
از زهکش برای برطرف کردن لجن ته نشین شده و کنترل سطح آب در حالتی که جریان موج دار که در کف قرار دارد ترک می کند و به میان سرندی که از ورود اشغال تجمع یافته به ورودی پمپ جلوگیری می کند ،می ریزد .
پ)بادبزنها
در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی باد بزنهای نصب می شوند تا جریان هوای لازم را جهت عبور از آکنه ها تولید نماید .بادبزنها در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی کاربرد دارند . توضیح در این مورد ضرورتی ندارد و به همین مقدار اکتفا می شود .
ت) حذف کننده ها
این وسیله از خارج شدن قطرات آب بوسیله کشش هوا از برج جلوگیری بعمل می آورد . تیغه ها معمولاًطوری نصب می شوند که با سطح افق زاویه ای در حدود 45 درجه بسازد .جنس این تیغه ها از چوب ، فلز یا پلاستیک ممکن است ساخته شده باشند .درباره کشش و حذف کننده های کشش بعداً مفصلاً توضیح داده خواهد شد .
ث) آکنه ها
دو نوع آکنه ها که در برجهای خنک کننده ممکن است مورد استفاده قرار گیرد عبارتند از :
1. SPLASH PACKING
2. FILM PACKING
1. SPLASH PACKING :
در این نوع آکنه ها آب بر اثر برخورد با تیغه ها پخش و به صورت قطره قطره در آمده که در نتیجه ایجاد سطح وسیع می نماید .از آنجایکه قطرات آب همراه پیوسته بوده و وزن سنگین دارند این نوع دسته بندی ممکن است در اثر جریان دائمی از هم گسیخته گردد.
2. FILM PACKING :
در این نوع آکنه ها سطح وسیع از آب در اثر جریان آن در روی تیغه ها بوجود می آید . به طرق گوناگون می توان چنین سطح وسیعی ایجاد کرد
a. GIRD PACKING
در این نوع آکنه ها از یک سری شبکه های که معمولاً از چوب بوده و روی یکدیگر قرار گرفته اند استفاده می شود .این شبکه ها طوری نصب گردیده که همراه هر شبکه با شبکه های اطراف خود زاویه 90 درجه می سازند وباین شکل در سطوح شبکه ها پخش می گردد .
b. RANDOM PACKING
این نوع آکنه ها موادی با سطح زیاد درست شده که به طور نا منظم در داخل برج قرار دارند . یکی از دلایل نا مرغوب بودن این نوع آکنه ها ایجاد مقاومت زیاد در مقابل جریان هوا می باشد . این نوع آکنه ها دارای قسمتهای حلقوی است که قطر هر حلقه با طول آن برابر است . این حلقه ها از جنس های مختلفی یوده وسطح تماس آب با هوا را زیاد می کنند.
c. PLATE TYPE FILM PACKING
این نوع آکنه ها از صفحات نازک پلاستیکی چین دار ساخنه شده اند که با زاویه کمی کمتر از 90 درجه با سطح افق نصب شده اند. چین های روی صفحات باعث بوجود امدن سطح زیاد می گردند .آکنه ها باید طورب انتخاب شوند تا هم سطح تماس آب و هوا برای نسبتهای بالای انتقال حرارت و انتفال جرم مناسب یاشند و هم مقاومت کمتری در مقابل جریان هوا داشته باشند .آکنه ها باید محکم ، سبک و در برابر خوردگی و خراب شدن مقاوم باشد.
بتن ریزی در هوای گرم
بتن ریزی در هوای گرم
بتن ریزی در هوای گرم می تواند به بروز مشکلاتی در بتن تازه و سخت شده کمک نماید و معمولا” به پائین آمدن کیفیت بتن سخت شده منجر می شود . معمولا” در چنین شرایطی باید بتن ریزی متوقف گردد و در صورت نیاز به انجام عملیات بتن ریزی باید تدابیر خاصی اندیشیده شود تا خسارت های وارده به حداقل برسد و یا ایجاد گردد . تعریف و شناخت شرایط هوای گرم ، اثر خسارت بار این شرایط ، اثر عوامل تشدید کننده این خسارت ها ، راه حلهای فرار از حصول این شرایط ، توجه به نوع مصالح مصرفی از جمله مواردی است که در این نوشته از نظر می گذرد .
وجود شرایط هوای گرم در مناطقی از کشور ما بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان و وجود شرایط خاصی مانند ایجاد خوردگی در میلگردهای بتن این شرایط را برای ما پر اهمیت می نماید و باید بدان توجه خاصی مبذول داشت . سعی می شود نکات مد نظر آئین نامه بتن ایران به همراه توضیحات ضروری قید شود تا در عمل بتوان از آنها استفاده نمود .
• تعریف هوای گرم :
هوای گرم با ترکیبی از دمای زیاد هوا ، رطوبت نسبی کم ، دمای بالای بتن و سرعت وزش باد حاصل می گردد . وجود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر شدید آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد . حتی می توان گفت دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این شرایط کمک زیادی نماید .
معمولا” وقتی دمای بتن از 0C 32 در هنگام بتن ریزی و یا تا زمان گیرش تجاوز نماید شرایط هوای گرم حاصل می شود .
بروز شرایط ایجاد تبخیر با شدتی بیش از kg/m2 1 در هر ساعت از سطح بتن قطعا” مشکل زا می باشد . حتی توصیه می گردد شدت تبخیر از سطح بتن کمتر از kg/m2 5/0 در هر ساعت باشد تا خسارت هائی به بتن وارد نشود و کار بتن ریزی بهتر انجام گردد .
• اثر خسارت بار شرایط هوای گرم :
این اثرات را می توان به دو بخش بتن تازه و سخت شده تقسیم نمود . مسلما” برای داشتن بتن سخت شده مناسب باید از مرحله بتن تازه به سلامت عبور کنیم لذا از این نظر کیفیت بتن تازه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد .
اثرات نا مطلوب هوای گرم بر بتن تازه خمیری عبارتست از :
الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط
ب ) افزایش آهنگ افت اسلامپ و تمایل دست اندرکاران به افزودن آب به بتن در کارگاه بدلیل افزایش تبخیر و افزایش سرعت آبگیری سیمان و از دست دادن خواص خمیری در زمان کوتاه تر
ج ) افزایش زمان آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش به نحوی که بر عملیات ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح و نگهداری و عمل آوری بتن اثر منفی می گذارد و امکان ایجاد درز سرد را افزایش می دهد . این امر پیوستگی را در بتن ریزی مختل می کند که نیاز به آن جزو اصول بتن ریزی صحیح است .
د ) افزایش امکان ترک خوردگی خمیری بتن تازه بدلیل تبخیر زیاد و جمع شدگی بیش از حد در اثر تبخیر
هـ ) افزایش بروز مشکل در کنترل مقدار حباب هوای بتن حبابدار در بتن تازه به نحوی که عملا” حباب های هوا بزرگ شده و با می ترکند و تأثیر ثبت آنها در بتن سخت شده از بین می رود .
• اثرات نامطلوب شرایط هوای گرم بر بتن سخت شده عبارتند از :
الف ) کاهش مقاومت بتن بدلیل مصرف بیشتر آب در میان مدت و دراز مدت
ب ) کاهش مقاومت بتن بدلیل دمای بالای آن در هنگام بتن ریزی و پس از آن در میان مدت و دراز مدت علیرغم افزایش مقاومت زود هنگام بتن ( بویژه در روزهای اول – 1 تا 7 روز )
ج ) افزایش تمایل به جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ایجاد ترکهای حرارتی
د ) کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب در حین بهره برداری مانند یخ زدن و آب شدگی مکرر ، سایش و فرسایش تری و خشکی مکرر بتن ، حمله سولفاتها و حمله یون کلر محیط بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن در اثر ایجاد کریستالهای درشت و کاهش مقاومت الکتریکی بتن که نقش مهمی در افزایش نفوذپذیری در برابر یون کلر و سایر عوامل مزاحم شیمیائی دارد . هم چنین کاهش دوام به دلیل ترک خوردگی
هـ ) ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درزهای سرد
و ) کاهش یکنواختی سطح بتن و نا زیبائی سطح بتن نمایان بویژه در مجاورت قالب ، تغییر رنگ بتن بدلیل تفاوت در آهنگ آبگیری ، منظره بدلیل درز سرد
• عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم :
برخی عوامل می توانند در هوای گرم خسارتها را تشدید نمایند . هرچند این عوامل مستقیما” در ایجاد شرایط هوای گرم بی تأثیر است اما در این شرایط می تواند باعث بحرانی تر شدن اثرات زیانبار گردد . این عوامل عبارتند از :
الف ) مصرف سیمانهائی با ریزی زیاد که موجب افزایش سرعت آبگیری سیمان و ایجاد گرمازائی بیشتر در زمان کوتاه می گردد .
ب ) مصرف سیمانهای زودگیر ( مقاومت اولیه زیاد ) مانند نوع 3 و حتی استفاده از سیمانهای
نوع 1 بویژه با وجود افزودنیهای تسریع کننده ( زودگیر کننده ) که میتواند زمان گرایش را کوتاه نماید و سرعت آبگیری و گرمازائی را بیشتر کند .
ج ) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد . بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نا مناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم .
د ) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد .
هـ ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی منجر شود .
و ) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ ( شوت ، شوت سقوطی یا ترمی )
ز ) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی ، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد .
ح ) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط .
ط ) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی
ی ) استفاده از سیمانهای انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد . در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد . مسلما” باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلما” در کاهش خسارات نقش خواهد داشت . اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد .
• عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم :
همانگونه که گفته شد مصرف اجزاء بتن با دمای زیاد می تواند بتن با دمای بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد .
همچنین بروز شرایط خاصی در محیط اطراف بتن ریزی می تواند به تبخیر شدید منجر گردد که خسارت زا می باشد .
در زیر به هر کدام از این موارد می پردازیم و نحوه پیش بینی چنین شرایطی را مطرح می نمائیم :
الف )شدت تبخیر از واحد سطح :
میزان تبخیر از سطح بتن تابع عوامل مختلفی است که از جمله می توان به دمای هوا ، دمای بتن ، رطوبت نسبی هوا ، سرعت وزش باد ، تابش آفتاب و حتی رنگ بتن و فشار هوا ( ارتفاع از سطح دریا ) اشاره نمود .
ب ) دمای تعادل بتن ساخته شده :
قبل از خسارت بتن میتوان دمای آنرا با محاسبه حدس زد . مسلما” در مراحل انتقال و ریختن بتن بعلت تبادل با محیط مجاور ، دمای بتن ممکن است تغییر نماید . بدین منظور باید برای ساخت بتن دمای کمتر از 0C 30 را در نظر گرفت تا در یک حمل معقول و منطقی با زمان کمتر از نیم ساعت ، دمای بتن از 0C 32 تجاوز ننماید . مسلما” اگر وسیله حمل پمپ و لوله یا تسمه نقاله و یا تراک میکسر در حال چرخش باشد باید دمای ساخت را بمراتب کمتر از 0C 28 و تا حدود کمتر از در نظر گرفت . دمای تعادل ساخت بتن بلافاصله پس از اختلاط را می توان از رابطه زیر بدست آورد .
در رابطه TC ، TG ، TS ، TP ، TW به ترتیب دمای سیمان ، سنگدانه درشت ، سنگدانه ریز ، پوزولان و دمای آب مصرفی در اختلاط بتن می باشد . ( بر حسب درجه سیلیسوس )
هم چنین WWT ,WWS,WWG,WW, WP , WS , WG , WC به ترتیب جرم سیمان ، شن ، ماسه ، پوزولان ، آب مصرفی در ساخت بتن ، آب موجود در شن ، آب موجود در ماسه و آب کل موجود در بتن می باشد ( بر حسب کیلوگرم ) بدیهی است آب کل بتن برابر با مجموع آب مصرفی در ساخت بتن و آب موجود در سنگدانه می باشد و یخ احتمالی مصرفی را نیز شامل می شود . اگر از یخ نیز برای کاهش دما استفاده شود در صورت کسر رابطه فوق جمله W i (0.5ti-80) اضافه خواهد شد .
لازم به ذکر است ضرائب 0.22 در رابطه فوق ظرفیت گرمائی سیمان ، سنگدانه و پوزولان بر حسب Kcal/kg می باشد و یکسان در نظر گرفته شده است در حالیکه واقعا” این ظرفیت های گرمائی در سیمانهای مختلف و سنگدانه های موجود و پوزولانهای مصرفی یکسان و مساوی 0.22 نمی باشد . بویژه در سنگدانه ها و پوزولانها ممکنست ابن ظرفیت گرمائی از 0.19 تا 0.24 تغییر نماید و حتی از این محدوده نیز بیرون باشد . ظرفیت گرمائی آب و رطوبت موجود در سنگدانه Kcal/kg 1 فرض شده است . i W جرم یخ مصرفی ، i T دمای یخ مصرفی ، 0.5 ظرفیت گرمائی یخ و 80 برابر گرمای نهان ذوب یخ بر حسب Kcal/kg می باشد .
مثال 1 : طرح اختلاط زیر برای بتن سازی به میزان m3 1 داده شده است . با توجه به اطلاعات موجود دمای تعادل ساخت بتن را محاسبه کنید . سیمان 400 کیلو ، شن خشک 1000 کیلو ،
آب کل 220 کیلو ، دمای سیمان 0C 35 ، دمای شن 0C 40 و رطوبت آن 6/0 درصد ، دمای ماسه 0C 30 و رطوبت آن 5/4 درصد ، دمای آب 0C 25 می باشد .
مثال 2 : اگر بخواهیم دمای بتن به 28 برسد آب باید تا چند درجه خنک شود .
مثال 3 : اگر بخواهیم با آب 0C 25 و یخ 0C 4- به این دما دست یابیم ، چند کیلو یخ لازم است ؟
مثال 4 : اگر بدون خنک کردن آب یا مصرف یخ بخواهیم به این دما برسیم دمای شن باید به چند درجه سیلیوس برسد ؟
• اثرات هوای گرم بر خواص بتن :
همانطور که قبلا” اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است . در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود .
الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط :
بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکنست تا 25 کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا” هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 لیتر آب نیاز دارد . وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را افزایش می دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود .
ب ) آهنگ افت اسلامپ :
مسلما” در بتن ریزی در هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد . میتوان گفت تقریبا” به ازاء 0C 40 افزایش دما ( 10 تا 0C 50 ) افت اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهیم بود ( هر 0C 10 حدود 2 سانت ) . مسلما” آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا” برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.
ج ) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش :
در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟ تا 3 ساعت تغییر کند . با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از 0C 30 و دمای محیط بیش از 0C 35 این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد . مسلما” این امر مشکلات اجرائی را افزایش می دهد . در حمل محدودیت زمانی بوجود می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم . پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت می شود . در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد . درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد .
د ) ترک خوردگی خمیر بتن تازه :
این نوع ترک خوردگی معمولا” در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد . بدیهی است اگر بتن ریزی در هوای گرم انجام گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد . در رطوبت های بیش از 80 درصد عملا” مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت . وقتی تبخیر از kg/m2/hr 1 تجاوز نماید ، وضعیت حاد و بحرانی است و عملا” باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود . وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن ، مصرف سیمانهای دیرگیر ، مصرف بیش از حد کندگیر کننده ، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم . مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود . از جمله این مواد
می توان از میکروسیلیس نام برد .
از بین بردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد .
ـ ) اثرات نامطلوب بر مقاومت :
مسلما” بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم خواهد داشت . در شکل 2 و 3 میتوانید تأثیر دمای ریختن را بر مقاومت های اولیه و دراز مدت ببینید . بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند . اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود .
گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . دلیل این امر استفاده از بتن گرم درقالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده ، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.
• راهکارهای بتن ریزی در هوای گرم :
قاعدتا” این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد :
الف ) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب
ب ) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن ( پیشگیری از گرم شدن )
ج ) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن ( کاهش دمای بتن )
د ) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن
هـ ) نکات مربوط به ریختن ، تراکم و پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر
در ادامه به هرکدام از راه حلهای اجرائی به اختصار می پردازیم .
• انتخاب مصالح مناسب :
الف ) سنگدانه :
هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب ، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند . ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه ها چنین محدودیتی دیده نمی شود .
سنگدانه ها باید در برابر قلیائیها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند . همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد .
ب ) سیمان :
بهتر است از سیمانهای ریز و زودگیر استفاده نشود و سیمانهای با گرمازائی کم و حاوی مواد پوزولانی ( بعنوان جایگزین ) بکار روند . سیمانهای آمیخته از این نظر مناسب اند . بهتر است مقدار سیمان زیاد نباشد . محدود کردن عیار سیمان به حدود 400 کیلوگرم می تواند یک توصیه تلقی گردد . عیار سیمان زیاد می تواند عامل ترک خوردگی بتن خمیری باشد .
ج ) افزودنی ها :
در شرایط هوای گرم اغلب افزودنیهای روان کننده و یا کندگیر کننده استفاده می شود . ممکن است افزودنی روان کننده کندگیر کننده نیز بکار بریم . افزودنیهائی که بتوانند اسلامپ را بمدتی قابل توجه حفظ نمایند ، در این شرایط طرفدار دارد . معمولا” حبابزا ها بعلت مشکل کنترل مقدار حباب در شرایط هوای گرم توصیه نمی شود .مگر اینکه شرایط مناسبی برای مصرف آنها فراهم گردد .
• روشهای پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار
هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم ، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود .
بهرحال بهتر است دمای سیمان از 0C 60 تجاوز نکند ( آبا حد مجاز را 0C 75 ذکر کرده است ) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجهشان بهتر است دمائی کمتر از 0C 40 را داشته باشند . آب نیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود . لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود . مخازن فلزی هوائی بدون عایق بندی ابدا” توصیه نمیشود . از مصرف سیمانهای گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگهداشت تا خنک گردد .
سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد . در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد . عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد .سنگدانه ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت . سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد . ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد .
• خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک ( کاهش دمای بتن ) :
استفاده از بتن ها دمای کم یکی از راه حلهای اساسی برای بتن ریزی در هوای گرم است . رساندن دمای بتن به زیر 0C 30 میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمنا” میزان تبخیر از سطح بتن را کاهش دهد . باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است . برای ایجاد بتن خنک ، غالبا” اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم . بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد . اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملا” بکار نمی رود .
اجزاء بتن شامل : آب ، سیمان ، سنگدانه می تواند خنک شود . آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود . سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود ( بویژه در هوای خشک ) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود . بتن ریزی در هوای گرم
یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد . بهر حال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفا” بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد .
خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود . اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد . استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد .
• تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی :
در زمان حمل ، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است . بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد . هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد .
استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حلهای مناسب می باشد . بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما ، لازم است لوله پمپ خنک گردد . می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گهگاه روی آن آب پاشید .تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند .
تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد . استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می شود .
• نکات مربوط به ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن ، سرعت باد را کم نمود . بویژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد ، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می شود و همچنین محیط خنک می گردد . استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز ( در صورت امکان ) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می گردد و ضمنا” از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود .
می توان از دستگاههای مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد . این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست .
قالب و میلگردها باید قبلا” خنک شود و آبا حداکثر دمای 0C 50 را برای آنها پیش بینی کرده است . با آب پاشی بر روی قالب ( بویژه فلزی ) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود ( با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر )
برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود . مسلما” در این حالت اصولا” ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد .
تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود .
برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی ، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند .
استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید . مثلا” باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند .
تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود ( قبل از گیرش ) . این امر ترکها را کم می کند . استفاده از ماله برای بهم آوردن ترکها توصیه می گردد . ( ماله کش با تأخیر و مجدد ) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود . لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلا” مطرح شد لازمست در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود . در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود . بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد .
پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولا” باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد .
مدیریت حفاظت بتن
مدیریت حفاظت بتن
علیرغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیرایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است .
با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است . در سازه های بتونی ا«ن پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد ؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه ، پاسخ منفی را بدست می دهد .
مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است .
فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی رع به همراه دارد ، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب میناب – بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است .
شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا؛ از آن استفاده خواهد شد .
امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان ؛ خوردگی بتن ؛ ابداع شده است . در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را بهمراه داردئ به دست نمی دهد .
ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی ، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتا“ فرایند تخریب بتن را بهمراه دارد . در این مقطع ترمیم بتن مطلقا“ امکان پذیر نبوده و یا انجحام آن با هزینه های گزافی همراه است .
شباهت این فرایند در بتن با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( Concrete Cancer ) را مطرح نموده است . اما از ؟آنجا که فرایند تخریب بتونهای غیر مسلح به ژگونه دیگری است ، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتونهای مسلح و غیر مسلح را بهمراه دارد مناسب تر یافته ایم .
1- مدیریت حفاظت بتن
مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی و اجرائی در حد جزئیات است که طرح ، اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر می گیرد .
کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت ، داشت و برداشت تعریف جامعی رال در امر کشاورزی ارائه نموده اند . چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی کشور داشته باشیم از به هدر رفتن میلیاردها ریال سرمایه های ملای جلوگیری کرده ایم .
1-1- اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن
می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد :
الف – تأمین سرمایه
ب- تأمنین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص
پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
ج- شناخت عوامل فساد بتن
چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد
د- تحقیقات:
( تحقیقات خود شامل دو جزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود .
ر- طرح اختلاط بتن
ل- تولید، اجرا و عمل آوری
ن- نگهداری
مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنشهای منفی درون سازه های بتونی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان نوعا“ آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی ، خاکی و …….. تعمیم داد .
الف – تأمین سرمایه :
تأمین سرمایه کافی به منظور انجام دقیق امر طراحی و اجرا و بهره برداری از سازه در اولویت قرار دارد . عدم امکان تأمین بخشی از سرمایه یعنی عدمن تحقق بخشی از اهداف پروژه .
ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص
تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر را پوشش منی دهند مطرح است و عدم تأمین و یا حذف بخشی از آن سلامت سازه ای را زیر سؤال خواهد برد .
پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
شناخت مصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استانداردهای خاص خود را دارند و با در نظر گرفتن این استانداردها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری آن در امر احداث سازه های بتونی اقدام نمود . نادیده گرفتن و قصور در اجرای استانداردها و دستورالعمل های فنی یعنی به خطر انداختن استحکام ، دوام و بقای سازه ای .
ج- شناخت عوامل فساد بتن
شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از :
1- نمکها ؛ 2- اسیدها ؛ 3- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ 4- پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد ؛ 5- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ 6- بار اضافی ؛ 7- آب و رطوبت ؛ 8- فرآیند یخبندان ؛ 9- خوردگی میکروبی ( SRB ) ؛ 10- باکتری های اکسید کننده گوگرد .
چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است ( نمونه حاضر آن سازه های بتونی گوناگون در سطح تهران بزرگ ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گازهای مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد .
بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد . به طوری که یک عامل نفوذی بعمق20 میلی متر می تواند تا میزان 35 نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی 30 سال کاهش دهد .
نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارس
که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارس سازه بتونی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد .
ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد
آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مخحتلف و از جمله آئین نامه بتن ایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودنآن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است . تحقیق در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف نگردیده است .
( تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات ، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا 17 کیسه بر روی هم ، ( استاندارد 7 کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای آب شیرین کن با خاصیت قلیلیی بسیار بالا ، استفاده از بتن خشک ، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مچتمع بندری شهید رجائی بندر عباس بوده اند . تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دور را نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد .
د- تحقیقات :
چون عمدتا“ تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و مضافا“ این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد ، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای 34-33 درجه شرایطی استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند . تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورت دارد کهخ این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد . بدیهی است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و ت=از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن از سوی دیگر انجام گیرد .
ر – طرح اختلاط بتن
طرح صحیح صورت مسأله بر اساس شناخت دقیق اقلیم ، مکان ، مکصالح و نوع سازه ، امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد . طرح اختلاط بتن به مانند هر گونه طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفاده عمومی طرح اختلاط واحد بتن اکیدا“ اجتناب شود . اختلاط بتن بایستی با درصد و طیف مناسبی از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطره انداختن سازه بتونی ، محسوب می شود .
ل – تولید، اجرا و عمل آوری
اجرا و عمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح اختلاط بتن بوده و اجرای صحیح و دقیق آن امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را بدست می دهد که به علت فشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن سد نموده و استحکام و دوام سازه ای را تضمین می نماید .
ن- نگهداری
نگهداری سازه های بتونی از مهمترین بحثهای مدیریت حفاظت بتن می باشد که بکارگیری آن در تمامی دوران بهره برداری توصیه گشته و امروزه در تمامی کشورهای پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است .
نتیجه گیری :
با توجه به پهناوری کشور و شرایط مختلف اقلیمی و محیطی ، تهیه و تنظیم آئین نامه های منطقه ای بتن و فولاد امری ضروری است و بهره برداری بی دردسر از سازه ها ایجاب می کند که به امر طراحی ، اجرا و بهره برداری سازه ای توجه ویژه ای مبذول شود ، از این رو در جهت تکمیل طرح مدیریت حفاظت بتن طرحی را تحت عنوان شناسنامه سازه ای تهیه و ارائه نموده ایم که امیدواریم پس از کسب نظر اساتید ، دانشمندان و صاحبنظران به عنوان امری واجب و ضروری در راه حفظ و نگهداری سرمایه های ملی و کلیه سازه ها ( اعم تاز بتونی ، خاکی ، فلزی و … ) مورد استفاده قرار گیرد .
تکنولوژی QST در میلگردهای آجدار
تکنولوژی QST
میلگرد یا آرماتور , فولادی است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن مورد استفاده قرار میگیرد. فولادی که به این منظور در سازههای بتن آرمه به کار میرود به شکل سیم یا میلگرد است و فولاد میلگرد نامیده میشود. البته در موارد خاصی از فولاد ساختمانی نظیر نیمرخهای L شکل، ناودانی و یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده میشود.
مشخصههای محاسباتی مهم میلگرد
مقاومت تسلیم: مقدار تنشی که در آن بدون افزایش بار تغییر طول نمونه فولادی ازدیاد مییابد را تنش تسلیم یا مقاومت تسلیم یا مقاومت جاری شدن مینامند و آن را با fy نمایش میدهند.
مقاومت کششی: از تقسیم حداکثر بار ثبت شده در آزمایش کشش بر سطح مقطع اولیه به دست میآید.
طبقهبندی فولاد میلگرد
در کشورهای مختلف فولاد میلگرد با استانداردهای متفاوتی تولید میشوند و در هر استانداردی طبقهبندی مشخصی در ارتباط با خواص مکانیکی فولادها وجود دارد. در ایران قسمت عمده فولادهای میلگرد که توسط کارخانه ذوبآهن اصفهان تولید میشوند با استاندارد روسی مطابقت دارند. فولادی که در ایران تولید میشود (طبق استاندارد روسی) به سه گروه تقسیم میشود:
فولاد نوع A-1
فولاد نوع A-2
فولاد نوع A-3
فولاد A-1 از نوع صاف بوده و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب ۲۳۰۰ و۳۸۰۰ کیلوگرم بر سانتیمترمربع است.
فولاد A-2 از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۳ هزار و مقاومت کششی ۵ هزار کیلوگرم بر سانتیمترمربع است
فولاد A-3 نیز از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۴ هزار و مقاومت کششی ۶ هزار کیلوگرم بر سانتیمترمربع است.
از نظر تنوع قطر میلگردها نیز استانداردهای تولیدکنندگان متفاوت است. در سیستم روسی که در کارخانههای ذوبآهن اصفهان مورد استفاده است میلگردها تا قطر ۴۰ میلیمتر ساخته میشوند.
تکنولوژی QST
تکنولوژی آبدهی و خود تمپرینگ (QST) بهصورت یک عملیات درون خطی در واحدهای نورد به کار گرفته میشود که در دهههای 70 و 80 میلادی در نتیجه تقاضای مهندسین عمران برای میلگردهای فولادی آجدار مورد استفاده به عنوان آرماتور بتون ابداع شد. با استفاده از این روش میلگردهای ساختمانی به استحکام تسلیم حداقل 500 نیوتن بر مترمربع میرسند. توسعه موفقیتآمیز روش QST در تولید میلگردهای ساختمانی مزایای زیر را برای مهندسین عمران به همراه آورد:
کاهش حجم فولاد
کاهش هزینههای نیروی انسانی
کاهش مصرف انرژی برای حمل و نقل و دیگر مزایا
همچنین این تکنولوژی به نوبه خود این امکان را برای مهندسین عمران فراهم آورد تا طراحیهای خود را با هزینههای کمتر به اجرا درآورند.
میلگردهای آجدار با نقطه تسلیم حداقل حدود 500 نیوتن بر متر مربع محدودیت بیشتری برای آرماتورهایی که پیش تنیده نشده باشند دارند. با افزایش در میزان غلظت کربن و منگنز، این امکان در فولاد بهوجود میآید تا میزان نقطه تسلیم آن افزایش یابد، اما چنین افزایشی در میزان کربن میتواند موجب پیدایش عیوبی از قبیل کاهش قابلیت جوشپذیری شود که همین امر باعث میشود تا میلگرد برای استفاده به عنوان آرماتور مناسب نباشد.
بتون آرماتور یکی از پرمصرفترین سیستمهای سازهای در جهان است و در سالهای اخیر در کشورهای مختلف شاهد بودیم که این سازهها در سکوهای محسوس (phenomenal) که روی آنها پروژههای زیربنایی اجرا میشود، مورد استفاده قرار گرفتهاند. ایمنی و قابلیت اطمینان این سازهها مهمترین مشخصههای آنها بوده و این جنبه از کاربرد میلگردهای آجدار مطمئن یکی از پیشنیازهای حیاتی است که در هر تکنولوژی که مورد استفاده قرار میگیرد باید نیازهای خاص آن را برآورده کند.
فرآیند QST و تکنولوژی THERMEX®
هدف
در ابتدا ذکر این نکته اهمیت دارد که تکنولوژی THERMEX® برای تولید میلگردهای ساختمانی مستحکم است که دستیابی به نقطه تسلیم 500 نیوتن بر متر مربع را تضمین کند. تمامی سیستمهای Thermex® ارائه شده برای این هدف طراحی شدهاند، مگر این که نیاز مشتری چیز دیگری باشد. این سیستم تقریبا در اکثر کشورها به همین صورت است. این سیستم مزایای بسیار درخشانی را برای طراحان و مهندسین عمران به همراه دارد.
کارخانههای نورد زمانی که به مرحله تولید میرسند اقدام به دریافت لیسانس فرآیند Thermex® میکنند و سپس محصولات آنها تحت آزمایش قرار میگیرد تا مشخص شود که آیا میلگردهای تولیدی بدون هیچگونه مشکلی به درجه استحکام تسلیم 500 رسیدهاند یا خیر. موضوع دیگری که میتوان بدان اشاره کرد این است که در بسیاری از کشورها تمایل به استفاده از میلگردهای ساختمانی QST به جای میلگردهای گرید CTD Fe 415 افزایش یافته است و از این رو صنایع مرتبط با مهندسی عمران در این کشورها قادر نیستند تا بهطور کامل پاسخگوی این مزیت تکنولوژیکی باشند.
اساسا خواص مطلوب در یک میلگرد تحت فرآیند حرارتی قرار گرفته را میتوان به صورت زیر برشمرد:
استحکام تسلیم حداقل 500 نیوتن بر مترمربع یا بیشتر
نسبت تنش(TS/YS) 12/1 (بهطور کلی 15/1 تا 3/1)
حداقل درصد ازدیاد طول 16 (بهطور کلی 18 تا 25)
قابلیت جوشکاری متناسب با نیازهای صنعتی
فرآیند
تکنولوژی QST به مدد فرآیند THERMEX® امکان استفاده از انرژی حرارتی میلگرد نورد شده بعد از مقام (stand) نهایی واحد نورد را فراهم میآورد. به طور معمول، این انرژی کاملا از یک میلگرد در حال نورد در دمای 950 تا 1050 درجه سانتیگراد خارج میشود و موجب خنک کردن دمای پیرامون در بستر خنککننده میشود.
فرآیند THERMEX® QST تکنولوژی بسیار دقیق و پیچیدهای است که طی چندین سال آزمایش و تجربه ابداع شده است.
سیستم Thermex® بین آخرین مقام و بستر خنککننده نصب میشود.
کوئنچ کردن (Quenching) عبارت است از سرد کردن سریع فولاد از دمای سختکاری (آستنیته شدن) تا دمای محیط یا دمای خاص دیگری، کوئنچ کردن را میتوان به روشهای مختلفی انجام داد، مثلا فرو بردن فولاد گرم شده در روغن، آب، آبنمک (Brine) هوای آرام و حمام نمک (Salt bath) این بستگی به نوع فولاد دارد.
در فرآیند سختکاری فولاد، باید بلافاصله پس از تکمیل سیکل کوئنچ، عملیات تمپرینگ آغاز شود تا تنشهایی که در قطعه کار به وجود آمده و ممکن است باعث ایجاد ترک شوند، آزاد گردند.
تمپرینگ همچنین برای تنظیم سطح سختی مورد نیاز در فولاد لازم است.
در مورد فولادهای سخت شونده در هوا، تمپرینگ باعث میشود آستنیت باقی مانده در فولاد نیز به مارتنزیت تبدیل شود. برای حصول بهترین نتایج از تمپرینگ، نباید هیچوقت زمان سیکل را کوتاه کنید.
عملیات آنیلینگ بهمنظور کاهش سختی، حذف تنشهای داخلی و تصحیح میکروساختار انجام میشود. برای انجام عملیات آنیلینگ، ابتدا باید قطعات فولادی را 30 تا 50 درجه سانتیگراد بالای دمای AC3، گرم کرده و به مدت کافی در این دما نگهداری شوند. سپس، قطعات باید به آهستگی و با سرعتی در حدود 02/0 درجه سانتیگراد در ثانیه، سرد شوند.
معمولا عملیات سرد کردن قطعات یاد شده، در کوره صورت گرفته و بسیار زمانبر است. میلگرد زمانی که آخرین مقام (stand) را ترک میکند به سمت لولههای Thermex® که به طور ویژه و برای این فرآیند اختصاص یافتهاند هدایت میشوند که در آن دمای سطح در حدود 950 تا 1050 درجه سانتیگراد بوده و به واسطه خنکگردانی شدید و یکنواخت در یک دوره زمانی نسبتا کوتاه (تقریبا یک ثانیه) دمایش بشدت کاهش مییابد. این در حالی است که دمای مرکز میلگرد کماکان بدون تاثیر باقی مانده است.
سرد شدن شدید و از پیش تعیین شده محیط پیرامون میلگرد موجب تغییر ساختار خارجی آن به یک ساختار مارتنزیتی میشود و از این رو برای این که بتواند مورد استفاده قرار گیرد نیازمند عملیات آنیلینگ است. این آنیلینگ به واسطه حرارت موجود در هسته میلگرد حاصل میشود. اختلاف دمای بین هسته و جداره خارجی نهایتا در دمای حدود 600 درجه سانتیگراد متعادل میشود و ساختار میلگرد حاصله در پیرامون جداره خارجی، تمپر مارتنزیتی و در هسته میلگرد پرلیتی فریتی دانهریز میشود.
بهطور کلی، هسته نرم میلگرد نهایی تقریبا 65 تا 75 درصد (با توجه به حداقل استحکام تسلیم مورد نیاز) از حجم آن را تشکیل میدهد و حجم باقیمانده نیز ساختار سخت دارد. از خصوصیات این محصول میتوان به نقطه تسلیم بالا، سختی سطحی بالا، چقرمگی و چکشخواری بالا و جوشپذیری مناسب اشاره کرد.
زمانی که میلگرد در حال نورد با یک سرعت نرمال در سیستم Thermex به دمای حدود 950 تا یکهزار درجه سانتیگراد میرسد جداره خارجی آن بشدت در معرض خنک شدن قرار میگیرد، در حالی که هسته در یک مدت زمان بسیار کوتاه هنوز تحت تاثیر فرآیند کوئنچ قرار نگرفته است. بخش جداره خارجی میلگرد که استحاله مارتنزیت در آن رخ داده است، به محض این که میلگرد از سیستم Thermex خارج میشود، بتدریج از سمت هسته گرم حرارت دریافت میکند.
در حقیقت واژه THERMEX نیز از تبادل حرارت (Thermal Exchange) مشتق میشود و این تبادل گرما کلید فرآیند است. باید به این نکته توجه کرد که تعادل دما بدین صورت است که ما یک میلگرد با ساختار خارجی تمپر مارتنزیتی و هسته پرلیتی فریتی به دست میآوریم.
سختی
انجام آزمایش سختی صورت پذیرفته روی میلگرد تحت فرآیند Thermex به خوبی نشان داد که میزان سختی از جداره به سمت مرکز کاهش یافته، بهطوری که سختی در جداره به بیش از 260 ویکرز میرسد اما در مرکز سختی کمتر از 160 ویکرز است