لینک پرداخت و دانلود پایین مطلب فرمت فایل : word تعداد صفحه : 7
اقتصاد فروش، تراکم و وضعیت ثبت در بیست کارخانه صنعتی
از جو.اس. بایِن
از زمانیکه حرکت تلفیق کردن شرکتها در اواخر قرن نوزدهم آغاز شد، اقتصاددان های آمریکایی بطور مجدد در حیطه ای علاقه مند بوده اند که در آن اندازه بزرگ برای کارآیی تجاری لازم است. آیا حرکت تلفیقی لازم بود، آیا قاعده استدلالی از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر بود، آیا این آن صنعت تلفیق شده بدون از دست دادن کارایی خود می تواند به گزینه های کوچکتر تبدیل شود؟ این مقوله پیوسته سؤال حائز اهمیت برای دانشجویان تاریخ صنعتی اخیر و خط مشی مخالف تشکیل اتحادیه های بزرگ صنایع معاصر بوده است. در سه دهة گذشته با این تفکر که کارخانه یا اندازه شرکت به کارآیی ساختار یا ختم در هزینه متوسط بلندمدت یا نمودارهای ترازی مربوط می شود اختصاص های بیشتری وجود داشته است و تحقیقاتی پیرامون اشکال و موقعیت های آن نمودارهای ترازی در صنایع متفاوت و قراردادن کارخانه های موجود و شرکت ها روی آنها وجود داشته است.
از دیدگاه اقتصاددان، اقصاددان شایسته، دانش بخاطر نمودارهای ترازی خود در صنایع خاص مشخصاً بدون اهمیت است. فقط کوتاه اندیشی ممکن است یادگیریش را بدون هدف بزرگتر مبنی بر اینکه چگونه یک کارخانه باید پیوستگی های زیادی داشته باشد تا کمترین هزینه تولیدی را داشته باشد یا یک شرکت اتومبیل چند ماشین مسافربری باید داشته باشد تاهزینه های تولیدی خود را به حداقل کاهش دهد. اما استنباطهای بدست آمده از این دانش ممکن است به چندین روش حائز اهمیت باشد.
اول، تناسب برونداد کلی صنعتی که یک کارخانه یا شرکت باید داشته باشد تا با کارایی منطقی حدی را مشخص سازد که در آن تراکم سازی در آن صنعت با ادامه دادن کاهش هزینه های تولیدی بهینه می شود. در هر صنعتی معیارهای حداقلی کارخانه یا شرکت که برای کمترین هزینه های تولیدی نیاز است. وقتی این معیارها بعنوان درصدهای معیار یا ظرفیت کلی صنعت بیان می شود و بصورت نمودارهای ترازی در ظرفیت های کوچکتر یکی می شوند تا معیار تراکم سازی کارخانه ها یا شرکت ها را که برای کارآیی منطقی در صنعت لازم هستند را تعیین کند.
دوم، همان رابطه کفایت تولیدی در تناسب بازار توسط کارخانه یا شرکت در هر صنعتی ارائه می شودتأثیر عمیقی روی رقابت بالقوه یا روی جابجایی شرکت های جدید برای وارد شدن به صنعت دارد. اگر یک کارخانه یا شرکت لازم شود کسر قابل محسوسی برونداد صنعت را داشته باشد که بطور منطقی دارای کفایت باشد اقتصادهای معیاری هیچ بازدارنده ای را به ثبت سوای نیازهای سرمایه ای مطلق ارائه نمی دهد. ولی اگر یک کارخانه یا شرکت باید به برونداد صنعتی بطور حائز اهمیت اضافه شود تا کارآیی داشته باشد و در صورتی که با اضافه شدن اندک بطور نسبی کارآیی نداشته باشد، ثبت در عیار دارای کفایت قیمت های فروش صنعتی را پائین تر می آورد یا باعث واکنش های نامناسب توسط شرکت های تأسیس شده می شود. در صورتیکه ثبت در
تعریف بتن خودتراکم
طبق تعریف انجمن بتن ایالات متحده بتن خودتراکم «بتنی با کارایی زیاد و عدم جداشدگی است که میتواند در محل مورد نظر ریخته شده، فضای قالب را پر کند و اطراف آرماتورها را بدون نیاز به تراکم مکانیکی فرا بگیرد». بطور کلی بتن خودتراکم با مصالح بتن معمولی ساخته میشود و در برخی موارد برای ساخت آن علاوه بر مقادیر نسبتاً زیاد فوق روانکننده، از افزودنی لزجت دهنده نیز استفاده میشود
تاریخچه
از آغاز گسترش کاربرد بتن مسلح، مشکلات اجرایی ناشی از کاربرد مخلوطهای خشک موجب گرایش به مخلوطهای مرطوب تر با روانی بیشتر مخصوصاً در میان متولیان اجرای سازههای بتنی شده بود ولی از آنجا که افزایش روانی در گرو استفاده از آب بیشتر در مخلوط بتن بود و از طرفی تأثیر افزایش میزان آب به سیمان بر کاهش مقاومت و دوام بتن شناسایی شده بود، این سؤال برای متخصصان بتن ایجاد شده بود که چگونه میتوان بدون تأثیر منفی بر خواص بتن در جهت سهولت اجرای سازههای بتنی، روانی مخلوط را افزایش داد. با گذشت زمان و پیدایش روانکنندهها و فوق روانکنندهها به عنوان نوع جدیدی از افزودنیها، بسیاری از مشکلات اجرایی بتن که ناشی از استفاده از بتنهای با کیفیت خوب ولی کارایی کم بود از میان برداشته شد. با این حال دستیابی به بتن با قابلیت خودتراکمی بدون افت در مقاومت و دوام بتن و عدم ایجاد انسداد و جداشدگی، سالها به عنوان یک هدف دست نیافتنی برای دست اندرکاران صنعت بتن در کشورهای مختلف قلمداد میشده است. این مسایل باعث توجه محققین به خواص کارایی و رئولوژی بتن گردید. نهایتاً در اوایل دهه هشتاد میلادی به دنبال کاهش نیروی کار ماهر در صنعت ساخت و ساز ژاپن و نیز تراکم نامناسب بتن ناشی از افزایش حجم آرماتورهای مصرفی که باعث کاهش کیفیت کارهای اجرایی انجام گرفته شده بود، این موضوع برای چندین سال مورد بحث و بررسی قرار گرفت تا اینکه نظریه بتن خودتراکم، بتنی که بتواند تحت وزن خود و بدون نیاز به لرزاندن متراکم شده و تمام زوایای قالب را پر کند، به عنوان راه حلی توسط Okamura در سال ۱۹۸۶ مطرح شد. لازمهٔ تحقیق بر روی بتن خودتراکم مطالعهٔ عمیق کارایی بتن بود که توسط Ozawa و Maekawa در دانشگاه توکیو صورت گرفت. مدل اولیه بتن خودتراکم در سال ۱۹۸۸ تکمیل شد و در همین سال این نوع بتن برای اولین بار در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی ارائه داد. تحقیقات در زمینهٔ بتن خودتراکم در اروپا و آمریکا در مقایسه با ژاپن دیرتر آغاز گردید. لیکن امروزه بتن خودتراکم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی، کانادا، آمریکا و نیز آسیا موضوع بحث، بررسی و اجرای سازههای بتنی است. در پی استفاده گسترده از بتن خودتراکم در ژاپن، مراکز علمی و پژوهشی در دنیا بر آن شدند تا این تجربیات را بصورت مدون و استاندارد درآورند. میتوان گفت منسجمترین تلاش در این زمینه توسط مؤسسه اروپایی EFNARC در سال ۲۰۰۲ با انتشار راهنمای بتن خودتراکم به ثمر نشست. در سال ۲۰۰۵ میلادی نیز این مؤسسه به همراه چهار مؤسسهٔ دیگر تجربیات عملی در بتن خودتراکم را تحت عنوان «راهنمای اروپایی بتن خودتراکم، ویژگیها، تولید و استفاده» گردآوری و منتشر نمودند. در ایران نیز آشنایی با این بتن از اوایل دههٔ ۷۰ آغاز شد و با گذشت زمان و پس از انجام مطالعاتی در دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی کشور، این نوع بتن در چندین پروژهٔ خاص بکار گرفته شد
ویژگیهای بتن خودتراکم
شروع تست L
اتمام تست L
شروع تست U
اتمام تست U
خواص بتن تازه در بتنهای خودتراکم از حساسیت بیشتری نسبت به انواع دیگر برخوردار است زیرا مزایای این بتن غالباً از خواص آن در حالت تازه ناشی میگردد و به همین دلیل نیز آزمایشهای خاصی برای ارزیابی رفتار بتن خودتراکم تازه بکار گرفته میشود. بتن خودتراکم در حالت تازه عموماً با سه ویژگی زیر شناخته میشود:
باید توجه داشت که یک مخلوط بتن فقط هنگامی میتواند در طبقهبندی بتن خودتراکم قرار گیرد که الزامات مربوط به هر سه ویژگی را دارا باشد. به عبارت دیگر این سه ویژگی کارایی بتن خودتراکم را توصیف میکنند. طبق تعریف، کارایی بتن نشانگر سهولت اختلاط، جایدهی، تراکم و پرداخت سطح بتن تازه است. این ویژگی در بتن خودتراکم توسط آزمایشهای ویژهای مورد ارزیابی قرار میگیرد. قابلیت پرکردن (جریان در حالت آزاد) توانایی بتن خودتراکم برای جریان و پرکردن همهٔ فضاهای داخل قالب، تحت وزن خود را نشان میدهد. این ویژگی هنگام انتخاب روش بتن ریزی و نیز تعیین فاصلهٔ مجاز بین نقاط بتن ریزی اهمیت خاصی مییابد. قابلیت عبور (جریان در حالت محبوس) به توانایی بتن برای عبور از موانع مختلف و فضاهای باریک در قالب، بدون وقوع انسداد جریان (اصطلاحاً بلوکه شدن) اشاره دارد. بلوکه شدن در نتیجهٔ جداشدگی موضعی سنگدانهها در مجاورت موانع رخ میدهد و منجر به توقف جریان در غیاب تراکم دینامیکی میگردد. بتن خودتراکم هنگامی میتواند ظرفیت پرکنندگی زیادی داشته باشد که حد مناسبی از قابلیت عبور و قابلیت پرکنندگی را به صورت همزمان داشته باشد تا بتواند یک مقطع خاص را فقط تحت نیروی ثقل پر کند. پایداری بتن تازه به توانایی آن برای حفظ توزیع همگن اجزای مختلف در حین جریان و گیرش گفته میشود. برای بتن خودتراکم دو نوع ویژگی پایداری حائز اهمیت هستند: پایداری دینامیکی و استاتیکی. پایداری دینامیکی، مقاومت بتن در برابر جداشدگی اجزا حین جای دهی در قالب میباشد. هنگامی که شرایط آرماتوربندی بهگونهای باشد که نیازمند عبور بتن از فضاهای کوچک باشد، بتن خودتراکم مذکور باید پایداری دینامیکی کافی داشته باشد. پایداری استاتیکی نشانگر مقاومت بتن در برابر آب انداختگی، جداشدگی و نشست سطحی بعد از بتن ریزی و در حالی که بتن هنوز در حالت خمیری است، میباشد. در اغلب موارد، افزودنی اصلاح کنندهٔ لزجت و یا مقدار مواد پودری زیاد برای بهبود پایداری بتن تازه استفاده میشود. افزودنی اصلاح کنندهٔ لزجت برای بهبود رئولوژی مصالح سیمانی در حالت خمیری و کاهش خطر جداشدگی مورد استفاده قرار میگیرد. برخلاف بتن معمولی، حادترین نوع جداشدگی در بتن خودتراکم هنگامی رخ میدهد که عملیات بتن ریزی انجام شده است و مخلوط بتنی در حالت سکون قرار دارد. در واقع در صورتی که مخلوط بتن از پایداری کافی برخوردار نباشد، سنگدانههای درشت تمایل به تهنشینی در ملات پیدا میکنند و حاصل کار بتن ناهمگن با خواص نامطلوب خواهد بود
مزایای بتن خودتراکم
کاربرد صحیح بتن خودتراکم میتواند تأثیرات مثبت فراوانی بر روند ساخت سازههای بتنی داشته باشد. «افزایش بهرهوری» یکی از موارد مهمی است که با استفاده از بتن خودتراکم میتوان به آن دست پیدا کرد. باید توجه داشت که در کنار تلاش برای کاهش هزینهها، افزایش بهرهوری در امر بتن ریزی نیز از اهمیت ویژهای برخوردار است. این مسئله برای تمام ردههای کاربرد، از پروژههای معمولی تا پیچیدهترین سازهها، صادق است. مسئله بتن ریزی و تراکم در قسمتهایی از سازه که در آنها بتن با مقاومت متوسط و مخصوصاً بتن پرمقاومت استفاده میشود، دارای اهمیت بیشتری است. بهعنوان نمونه در اجزایی مانند دیوار برشی و ستون که معمولاً دارای تراکم زیاد آرماتور و ابعاد کوچک مقطع بتن ریزی میباشند، تراکم ناکافی ناشی از فاصلهٔ کم آرماتورها میتواند منجر به پیدایش نقاط ضعف در عضو بتنی شود. حذف کامل عملیات تراکم با بهکارگیری بتن خودتراکم، باعث افزایش سرعت کار و کاهش هزینهها میشود که نتیجهٔ آن افزایش بهرهوری است. افزایش سرعت بتن ریزی نه تنها از منظر کاهش هزینهها، بلکه از بُعد کاهش کل زمان ساخت حائز اهمیت است. بر این اساس، بهکارگیری بتن خودتراکم میتواند از طریق کاهش هزینهها و افزایش بهرهوری نقش کلیدی در ارتقای جایگاه صنعت بتن در عرصهٔ ساختوساز داشته باشد. استفاده از بتن خودتراکم افزایش بهرهوری را در حملونقل و بتنریزی، علاوه بر فرایند تراکم، ممکن میسازد. رفتار شبه مایعِ بتن خودتراکم تازه سبب میشود بتوان روشهای جدیدی را برای پمپ کردن بتن و هدایت آن به درون قالب بکار گرفت؛ مسئلهای که باعث پیدایش روشهای نوین بتن ریزی شده است که نمونههای موفقی از بهکارگیری آنها در کشور ژاپن موجود است. با حذف نیاز به تراکم خارجی و وجود قابلیت جریان، درجهٔ بالاتری از اتوماسیون و صنعتی سازی در ساخت سازههای بتنی دست یافتنی است. این مسئله منجر به تحول سامانههای تولید (مخصوصاً در صنعت پیش ساختگی) و در نهایت افزایش بیش از پیش بهرهوری در روند ساختوساز میگردد. «افزایش همگنی» یکی دیگر از مزایای مهم استفاده از بتن خودتراکم میباشد. در واقع یکی از نگرانیهای اصلی که موجب پیدایش بتن خودتراکم شد، کاهش دوام بتن به دلیل ناهمگنی اعضای بتنی بود. در بسیاری از سازهها نیاز به بهبود عملکرد سازهای و متعاقباً افزایش حجم آرماتور مصرفی در بتن، باعث ایجاد مشکلاتی در روند عملیات بتنریزی و تراکم میشود که نتیجهٔ امر، تراکم ناکافی و ناهمگنی بتن خواهد بود. حتی در سازههای معمولی و در حجم کم آرماتور نیز استفاده از نیروی انسانی آموزش ندیده و عدم اعمال نظارت دقیق بر روند تراکم بتن باعث بروز این مشکلات میشود؛ بنابراین بهبود کیفیت عضو بتنی با تراکم زیاد آرماتور از طریق بهکارگیری بتنی که خود انجام عملیات تراکم را تضمین نماید و با برخورداری از خصوصیت «پایداری» همگنی را در قسمتهای مختلف فراهم کند، یک هدف مهم از تولید و بهکارگیری بتن خودتراکم میباشد. علاوه بر موارد مطرح شده، بتن خودتراکم مزایای دیگری را نیز در اختیار سازندگان قرار میدهد. بهطور خلاصه موارد زیر را میتوان بهعنوان مزایای اصلی استفاده از این نوع بتن ذکر نمود: ۱- افزایش سرعت اجرای سازههای بتنی و تسریع پیشرفت کار ۲- بهبود کیفیت ساخت - به دلیل اطمینان از تراکم کافی در مناطق با تراکم زیاد آرماتور ۳- کاهش آلودگی صوتی و توجه بیشتر به مسائل ایمنی و زیستمحیطی در محیط کار- با توجه به حجم زیاد صدا ناشی از عملیات تراکم حین بتنریزی و نیز در نظر گرفتن خطر ابتلای کارگران به سندروم انگشت سفید ۴- صر
بتن خود تراکم ، شامل بازه گسترده ای از طرح های اختلاط می باشد که خواص بتن تازه و سخت شده لازم برای کاربری های خاص دارا می باشند . اگرچه مقاومت هم چنان معیار اصلی موفقیت این بتن می باشند اما ویژگی های بتن تازه آن ، بسیار گسترده تر از بتن معمولی و متراکم شده توسط لرزاننده ها می باشد . این خواص مطلوب باید در زمان ، محل و بتن ریزی حفظ شوند . بتن خود تراکم در مواردی که شبکه بندی آرماتور ها فشرده است ، گزینه ای مطلوب می باشد . هم چنین عدم نیاز به لرزاننده ،آلودگی صوتی محیط را به نحو قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.علی رغم ویژگی های مطلوب، طرح اختلاط و اجرای این نوع بتن به عوامل متعددی از قبیل دانه بندی مصالح سنگی ، نوع مواد افزودنی و همچنین فیلرهای مورد استفاده بستگی دارد . در نظر گرفتن هر یک از معیارهای فوق ، کیفیت بتن سخت شده و کار پذیری بتن تازه را تحت تاثیر قرار میدهد .
زمان هزینه و کیفیت سه عامل مهم در اجرا می باشد که تاثیر مهمی در صنعت ساخت دارند . هر گونه پیشرفت و یا توسعه ای که باعث بهبود این سه عامل گردد ، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود . هرگاه این پیشرفت ها در صنعت ساخت و ساز تاثیر گذار باشد باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آنها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آنها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد . بتن خود تراکم با توجه به خصوصیات ویژه خود یکی از این توسعه هاست که می تواند تاثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد .
برای سالیان متمادی دست یابی به بتنی با قابلیت خودترازی ( خود تراکمی ) بدون افت در مقاومت ، روانی و یا جداشدگی ، آرزوی مهندسین در کشورهای مختلف بوده است در اوایل قرن بیستم به دلیل خشک بودن مخلوط بتنی ، تراکم بتن تنها از طریق اعمال ضربه های سنگین در مقاطع وسیع و در دسترس ممکن بود . با شیوع استفاده از بتن های مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرایی کاربرد مخلوطهای خشک ، گرایش به استفاده از مخلوطهای مرطوب تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه 1920 نشان داد که افزایش این نسبت می تواند موجب افت در مقاومت بتن گردد . در سالهای بعد ، توجه به مسئله دوام بتن همچنین تاثیر مخرب افزایش نسبت آب به سیمان را به نفوذ پذیری و کاهش دوام بتن آشکار ساخت . این همه باعث گردید تا توجه ویژه ای بر خواص کارایی و رئولوژی بتن و نیز روشهای تراکم ، با هدف بهبود خواص مقاومت و دوام آن صورت گیرد . این تحقیقات در نهایت منجر به معرفی بتن خود متراکم در ژاپن گردید . بتنی با قابلیت جریان زیاد که می تواند تنها تحت تاثیر نیروی ثقل و بدون نیاز به انجام هرگونه فرآیند دیگری تمامی زوایای قالب را پر کرده و آرماتور ها دربرگیرد، بدون آنکه جداشدگی یا آب انداختن ایجاد گردد . بررسی رئولوژی و کارایی ، تاثیر بالایی بر تعیین خواص بتن خود تراکم را نشان می دهد ؛ لذا بر اساس روابط مایع لزج نیوتنی ، پارامترهای موثر در تعریف رفتار جریان بتن خود تراکم را معرفی می کند و آزمایش جی – رینگ آزمایش ساده و مناسبی برای اندازه گیری مقاومت بتن در مقابل جداشدگی سنگدانه ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصا فوق روان کننده از یک حد معینی افزایش یابد مقاومت جداشدگی بتن کاهش می یابد و از آزمایش دو نقطه ایی می توان بدست آورد که ثابت های رئولوژی می توانند خواص رئولوژی ، خصوصا توانمندی بتن از نظر حرکت پذیری و پرشدگی را بخوبی تعیین نماید .
بتن خود تراکم نخست در سال 1986 توسط H.okamura در ژاپن پیشنهاد گردید و در سال 1988 این نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ارائه داد . مقالات متعددی در ارتباط با توسعه بتن خودتراکم در دنیا ارائه شد امروزه بتن خود تراکم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی ، کانادا و امریکا تحت عنوان self – consolidating concrete موضوع بحث، بررسی و اجرای سازه های بتنی است.
درایران نیز استفاده از بتن خود تراکم از چند سال قبل آغاز شده و از مزایای آن بهره گرفته شده است برای مثال می توان از مصرف بتن خود تراکم در تونل رسالت در تهران نام برد .
مبانی طراحی مخلوط بتن خود تراکم
سیال و پایدار بودن از مبانی طراحی مخلوط scc هست ، اما غیر از این خصوصیات، عوامل اقتصادی را نیز باید در طراحی در نظر گرفت . چالش مهم در طراحی مخلوط scc ، معادل بودن مشخصات مورد نیاز با مشخصات واقعی است. مواد مورد نیاز برای ساخت scc به شرح زیر است :
1 – سیمان : نوع و مقدار سیمان براساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می گردد . معمولا مقدار سیمان بین kg/m3 450- 350 است .
2 – سنگدانه درشت : تمام سنگدانه های درشت که برای بتن معمولی استفاده می شود ، قابل مصرف در scc است . اندازه حداکثر معمولا بین mm20-16 است. به طور کلی مقدار سنگدانه درشت در scc کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه درشت انرژی زیادی مصرف می کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می گردد .
3 - سنگدانه ریز : تمام سنگدانه های ریز که برای بتن معمولی استفاده می شود برای scc نیز مناسب است هر دو نوع ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده میباشد هرچه مقدار ماسه در مخلوط بیشتر باشد ، مقاومت برشی مخلوط بیشتر است .
4 – مواد افزودنی معدنی : انواع مواد افزودنی معدنی یا پوزولان را میتوان در scc مصرف کرد این مواد برای بهبود خواص بتن تازه و یا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار می گیرد . از جمله این موارد می توان میکروسیلیس ، سرباره و روباره را نام برد .
5 – فوق کاهنده آب : فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده ها از مواد بسیار مهم برای ساخت scc محسوب می شوند .
6 – مواد اصلاح کننده ویسکوزیته : مواد اصلاح کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی در scc مصرف می شود .
7 – فیلرها : به دلیل الزامات رئولوژی خاص scc هردو مواد افزودنی فعال و خنثی برای بهبود کارایی و همچنین برای تعادل در مقدار مصرف سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.
تنظیم طرح مخلوط
پس از ساخت مخلوط های آزمایشی ، اگر عملکرد آنها مطلوب نباشد ، باید طرح مخلوط مجددا انجام شود . بسته به مشکلاتی که در خواص بتن تازه ایجاد می شود ، ممکن است واکنش های زیر انجام گردد : - اضافه کردن فیلر یا استفاده از نوع دیگر فیلر – تجدید نظر در مقادیر شن وماسه – تغییر در مقدار فوق روان کننده یا ماده اصلاح کننده ویسکوزیته – تغییر در مقدار آب و نسبت آب به پودر – تغییر در نوع مواد اصلاح کننده ویسکوزیته یا فوق روان کننده
امروزه برای بتن خود تراکم مشخصات کلی زیر را پیشنهاد می کنند :
الف ) کارآیی
از نظر کارآیی یک بتن خود تراکم مناسب دارای خواص زیر خواهد بود :
در حالت معمولی دارای جریان اسلامپی بیش از 600 میلی متر و بدون جداشدگی ، حفظ روانی به مدت حداقل 90 دقیقه ، توانایی مقاومت در شیب 3 % در سطح افقی آزاد ، قابلیت پمپ شدن در لوله ها بطول حداقل 100 متر و به مدت 90 دقیقه ، مقاومت فشاری 28 روزه حدود 600-250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ، مقاومت در مقابل خوردگی تهاجم سولفاتها و کلریدها و انجماد و ذوب مطابق استاندارد ، کاهش خطر ترکهای حرارتی در مقایسه با بتن معمولی لرزانده شده.
بتن خود تراکم مزایایی در اجرای موارد خاصی از سازه های بتنی دارد که به نمونه هایی از آنها اشاره میشود :
- سازه های بتنی معماری – هنری که نیاز به ظرافت خاص با میلگرد گذاری فشرده دارند .
- پل های با دهانه بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آن ها با بتن معمولی امکان پذیر نمی باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطور تر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می گردد.
- تونل های شهری و آبی که در آنها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات اجرایی است.
- ساختمان های بلند و برج ها
- ستونها و دیوارهای بلند یا میلگردهای متراکم
- ستونهای بتن ریزی شده با پمپ
- بتن ریزی بلوک های بتنی
- بتن ریزی کف ها و سطوح افقی
- بتن ریزی در سازه های زیر آبی
مزایای چشمگیر بتن خود تراکم موجب گسترش سریع آن در دنیا شده است که بطور اجمال میتوان به مواردی از آنها اشاره نمود :
- توسعه سازه های بتنی در دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه
- کمبود کارگران ماهر بتن ریزی بویژه کارگران ویبره زن
- افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی در سهولت بتن ریزی
- امکان بهبود کیفیت مکانیکی بتن
- امکان اجرای سازه های بتنی ظریف و سنگین و انتخاب مقاطع کوچک یا میلگردهای فشرده
- توسعه صنایع پیش ساخته بتنی
- صرفه جویی اقتصادی با توجه به کاهش نیروی انسانی لازم و زمان ساخت
- توجه به سطوح تمام شده زیبا و مرغوب سازه های بتنی
- کاهش سر و صدا و آلودگی صوتی محیط کار بویژه در صنایع پیش ساخته بتنی
سازه های مختلفی با استفاده از بتن خود تراکم در دنیا اجرا شده اند که به نمونه هایی از آنها در سراسر دنیا اشاره می شود . قابل ذکر است که اجرای بعضی از این پروژه ها بدون استفاده از بتن خود تراکم امکان اجرا نداشته اند .
دیواره های مخازن عظیم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن
حجم بتن خود تراکم مصرفی = 12000 متر مکعب ( تکمیل بتن ریزی در سال 1998 )
صرفه جویی در تعداد کارگران = حدود 67 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود 18 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در
بتن خود تراکم ، شامل بازه گسترده ای از طرح های اختلاط می باشد که خواص بتن تازه و سخت شده لازم برای کاربری های خاص دارا می باشند . اگرچه مقاومت هم چنان معیار اصلی موفقیت این بتن می باشند اما ویژگی های بتن تازه آن ، بسیار گسترده تر از بتن معمولی و متراکم شده توسط لرزاننده ها می باشد . این خواص مطلوب باید در زمان ، محل و بتن ریزی حفظ شوند . بتن خود تراکم در مواردی که شبکه بندی آرماتور ها فشرده است ، گزینه ای مطلوب می باشد . هم چنین عدم نیاز به لرزاننده ،آلودگی صوتی محیط را به نحو قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.علی رغم ویژگی های مطلوب، طرح اختلاط و اجرای این نوع بتن به عوامل متعددی از قبیل دانه بندی مصالح سنگی ، نوع مواد افزودنی و همچنین فیلرهای مورد استفاده بستگی دارد . در نظر گرفتن هر یک از معیارهای فوق ، کیفیت بتن سخت شده و کار پذیری بتن تازه را تحت تاثیر قرار میدهد .
زمان هزینه و کیفیت سه عامل مهم در اجرا می باشد که تاثیر مهمی در صنعت ساخت دارند . هر گونه پیشرفت و یا توسعه ای که باعث بهبود این سه عامل گردد ، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود . هرگاه این پیشرفت ها در صنعت ساخت و ساز تاثیر گذار باشد باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آنها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آنها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد . بتن خود تراکم با توجه به خصوصیات ویژه خود یکی از این توسعه هاست که می تواند تاثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد .
برای سالیان متمادی دست یابی به بتنی با قابلیت خودترازی ( خود تراکمی ) بدون افت در مقاومت ، روانی و یا جداشدگی ، آرزوی مهندسین در کشورهای مختلف بوده است در اوایل قرن بیستم به دلیل خشک بودن مخلوط بتنی ، تراکم بتن تنها از طریق اعمال ضربه های سنگین در مقاطع وسیع و در دسترس ممکن بود . با شیوع استفاده از بتن های مسلح و آشکار شدن مشکلات اجرایی کاربرد مخلوطهای خشک ، گرایش به استفاده از مخلوطهای مرطوب تر گسترش یافت اما شناسایی تاثیر نسبت آب به سیمان در دهه 1920 نشان داد که افزایش این نسبت می تواند موجب افت در مقاومت بتن گردد . در سالهای بعد ، توجه به مسئله دوام بتن همچنین تاثیر مخرب افزایش نسبت آب به سیمان را به نفوذ پذیری و کاهش دوام بتن آشکار ساخت . این همه باعث گردید تا توجه ویژه ای بر خواص کارایی و رئولوژی بتن و نیز روشهای تراکم ، با هدف بهبود خواص مقاومت و دوام آن صورت گیرد . این تحقیقات در نهایت منجر به معرفی بتن خود متراکم در ژاپن گردید . بتنی با قابلیت جریان زیاد که می تواند تنها تحت تاثیر نیروی ثقل و بدون نیاز به انجام هرگونه فرآیند دیگری تمامی زوایای قالب را پر کرده و آرماتور ها دربرگیرد، بدون آنکه جداشدگی یا آب انداختن ایجاد گردد . بررسی رئولوژی و کارایی ، تاثیر بالایی بر تعیین خواص بتن خود تراکم را نشان می دهد ؛ لذا بر اساس روابط مایع لزج نیوتنی ، پارامترهای موثر در تعریف رفتار جریان بتن خود تراکم را معرفی می کند و آزمایش جی – رینگ آزمایش ساده و مناسبی برای اندازه گیری مقاومت بتن در مقابل جداشدگی سنگدانه ها است و چنانچه مقدار آب و خصوصا فوق روان کننده از یک حد معینی افزایش یابد مقاومت جداشدگی بتن کاهش می یابد و از آزمایش دو نقطه ایی می توان بدست آورد که ثابت های رئولوژی می توانند خواص رئولوژی ، خصوصا توانمندی بتن از نظر حرکت پذیری و پرشدگی را بخوبی تعیین نماید .
بتن خود تراکم نخست در سال 1986 توسط H.okamura در ژاپن پیشنهاد گردید و در سال 1988 این نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ارائه داد . مقالات متعددی در ارتباط با توسعه بتن خودتراکم در دنیا ارائه شد امروزه بتن خود تراکم همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشورهای اروپایی ، کانادا و امریکا تحت عنوان self – consolidating concrete موضوع بحث، بررسی و اجرای سازه های بتنی است.
درایران نیز استفاده از بتن خود تراکم از چند سال قبل آغاز شده و از مزایای آن بهره گرفته شده است برای مثال می توان از مصرف بتن خود تراکم در تونل رسالت در تهران نام برد .
مبانی طراحی مخلوط بتن خود تراکم
سیال و پایدار بودن از مبانی طراحی مخلوط scc هست ، اما غیر از این خصوصیات، عوامل اقتصادی را نیز باید در طراحی در نظر گرفت . چالش مهم در طراحی مخلوط scc ، معادل بودن مشخصات مورد نیاز با مشخصات واقعی است. مواد مورد نیاز برای ساخت scc به شرح زیر است :
1 – سیمان : نوع و مقدار سیمان براساس خواص و دوام مورد نیاز تعیین می گردد . معمولا مقدار سیمان بین kg/m3 450- 350 است .
2 – سنگدانه درشت : تمام سنگدانه های درشت که برای بتن معمولی استفاده می شود ، قابل مصرف در scc است . اندازه حداکثر معمولا بین mm20-16 است. به طور کلی مقدار سنگدانه درشت در scc کمتر از بتن معمولی است زیرا سنگدانه درشت انرژی زیادی مصرف می کند که باعث کاهش جاری شدن بتن می شود و در هنگام عبور از موانع مانند آرماتور سبب مسدود شدن بتن می گردد .
3 - سنگدانه ریز : تمام سنگدانه های ریز که برای بتن معمولی استفاده می شود برای scc نیز مناسب است هر دو نوع ماسه شامل شکسته و گرد گوشه قابل استفاده میباشد هرچه مقدار ماسه در مخلوط بیشتر باشد ، مقاومت برشی مخلوط بیشتر است .
4 – مواد افزودنی معدنی : انواع مواد افزودنی معدنی یا پوزولان را میتوان در scc مصرف کرد این مواد برای بهبود خواص بتن تازه و یا بتن سخت شده و دوام مورد استفاده قرار می گیرد . از جمله این موارد می توان میکروسیلیس ، سرباره و روباره را نام برد .
5 – فوق کاهنده آب : فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده ها از مواد بسیار مهم برای ساخت scc محسوب می شوند .
6 – مواد اصلاح کننده ویسکوزیته : مواد اصلاح کننده ویسکوزیته برای افزایش مقاومت جداشدگی در scc مصرف می شود .
7 – فیلرها : به دلیل الزامات رئولوژی خاص scc هردو مواد افزودنی فعال و خنثی برای بهبود کارایی و همچنین برای تعادل در مقدار مصرف سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.
تنظیم طرح مخلوط
پس از ساخت مخلوط های آزمایشی ، اگر عملکرد آنها مطلوب نباشد ، باید طرح مخلوط مجددا انجام شود . بسته به مشکلاتی که در خواص بتن تازه ایجاد می شود ، ممکن است واکنش های زیر انجام گردد : - اضافه کردن فیلر یا استفاده از نوع دیگر فیلر – تجدید نظر در مقادیر شن وماسه – تغییر در مقدار فوق روان کننده یا ماده اصلاح کننده ویسکوزیته – تغییر در مقدار آب و نسبت آب به پودر – تغییر در نوع مواد اصلاح کننده ویسکوزیته یا فوق روان کننده
امروزه برای بتن خود تراکم مشخصات کلی زیر را پیشنهاد می کنند :
الف ) کارآیی
از نظر کارآیی یک بتن خود تراکم مناسب دارای خواص زیر خواهد بود :
در حالت معمولی دارای جریان اسلامپی بیش از 600 میلی متر و بدون جداشدگی ، حفظ روانی به مدت حداقل 90 دقیقه ، توانایی مقاومت در شیب 3 % در سطح افقی آزاد ، قابلیت پمپ شدن در لوله ها بطول حداقل 100 متر و به مدت 90 دقیقه ، مقاومت فشاری 28 روزه حدود 600-250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ، مقاومت در مقابل خوردگی تهاجم سولفاتها و کلریدها و انجماد و ذوب مطابق استاندارد ، کاهش خطر ترکهای حرارتی در مقایسه با بتن معمولی لرزانده شده.
بتن خود تراکم مزایایی در اجرای موارد خاصی از سازه های بتنی دارد که به نمونه هایی از آنها اشاره میشود :
- سازه های بتنی معماری – هنری که نیاز به ظرافت خاص با میلگرد گذاری فشرده دارند .
- پل های با دهانه بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آن ها با بتن معمولی امکان پذیر نمی باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطور تر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می گردد.
- تونل های شهری و آبی که در آنها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات اجرایی است.
- ساختمان های بلند و برج ها
- ستونها و دیوارهای بلند یا میلگردهای متراکم
- ستونهای بتن ریزی شده با پمپ
- بتن ریزی بلوک های بتنی
- بتن ریزی کف ها و سطوح افقی
- بتن ریزی در سازه های زیر آبی
مزایای چشمگیر بتن خود تراکم موجب گسترش سریع آن در دنیا شده است که بطور اجمال میتوان به مواردی از آنها اشاره نمود :
- توسعه سازه های بتنی در دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه
- کمبود کارگران ماهر بتن ریزی بویژه کارگران ویبره زن
- افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی در سهولت بتن ریزی
- امکان بهبود کیفیت مکانیکی بتن
- امکان اجرای سازه های بتنی ظریف و سنگین و انتخاب مقاطع کوچک یا میلگردهای فشرده
- توسعه صنایع پیش ساخته بتنی
- صرفه جویی اقتصادی با توجه به کاهش نیروی انسانی لازم و زمان ساخت
- توجه به سطوح تمام شده زیبا و مرغوب سازه های بتنی
- کاهش سر و صدا و آلودگی صوتی محیط کار بویژه در صنایع پیش ساخته بتنی
سازه های مختلفی با استفاده از بتن خود تراکم در دنیا اجرا شده اند که به نمونه هایی از آنها در سراسر دنیا اشاره می شود . قابل ذکر است که اجرای بعضی از این پروژه ها بدون استفاده از بتن خود تراکم امکان اجرا نداشته اند .
دیواره های مخازن عظیم LNG شرکت گاز Osaka در ژاپن
حجم بتن خود تراکم مصرفی = 12000 متر مکعب ( تکمیل بتن ریزی در سال 1998 )
صرفه جویی در تعداد کارگران = حدود 67 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در مدت زمان ساخت = حدود 18 درصد در مقایسه با بتن معمولی
صرفه جویی در
لینک پرداخت و دانلود پایین مطلب فرمت فایل : word تعداد صفحه : 7
اقتصاد فروش، تراکم و وضعیت ثبت در بیست کارخانه صنعتی
از جو.اس. بایِن
از زمانیکه حرکت تلفیق کردن شرکتها در اواخر قرن نوزدهم آغاز شد، اقتصاددان های آمریکایی بطور مجدد در حیطه ای علاقه مند بوده اند که در آن اندازه بزرگ برای کارآیی تجاری لازم است. آیا حرکت تلفیقی لازم بود، آیا قاعده استدلالی از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر بود، آیا این آن صنعت تلفیق شده بدون از دست دادن کارایی خود می تواند به گزینه های کوچکتر تبدیل شود؟ این مقوله پیوسته سؤال حائز اهمیت برای دانشجویان تاریخ صنعتی اخیر و خط مشی مخالف تشکیل اتحادیه های بزرگ صنایع معاصر بوده است. در سه دهة گذشته با این تفکر که کارخانه یا اندازه شرکت به کارآیی ساختار یا ختم در هزینه متوسط بلندمدت یا نمودارهای ترازی مربوط می شود اختصاص های بیشتری وجود داشته است و تحقیقاتی پیرامون اشکال و موقعیت های آن نمودارهای ترازی در صنایع متفاوت و قراردادن کارخانه های موجود و شرکت ها روی آنها وجود داشته است.
از دیدگاه اقتصاددان، اقصاددان شایسته، دانش بخاطر نمودارهای ترازی خود در صنایع خاص مشخصاً بدون اهمیت است. فقط کوتاه اندیشی ممکن است یادگیریش را بدون هدف بزرگتر مبنی بر اینکه چگونه یک کارخانه باید پیوستگی های زیادی داشته باشد تا کمترین هزینه تولیدی را داشته باشد یا یک شرکت اتومبیل چند ماشین مسافربری باید داشته باشد تاهزینه های تولیدی خود را به حداقل کاهش دهد. اما استنباطهای بدست آمده از این دانش ممکن است به چندین روش حائز اهمیت باشد.
اول، تناسب برونداد کلی صنعتی که یک کارخانه یا شرکت باید داشته باشد تا با کارایی منطقی حدی را مشخص سازد که در آن تراکم سازی در آن صنعت با ادامه دادن کاهش هزینه های تولیدی بهینه می شود. در هر صنعتی معیارهای حداقلی کارخانه یا شرکت که برای کمترین هزینه های تولیدی نیاز است. وقتی این معیارها بعنوان درصدهای معیار یا ظرفیت کلی صنعت بیان می شود و بصورت نمودارهای ترازی در ظرفیت های کوچکتر یکی می شوند تا معیار تراکم سازی کارخانه ها یا شرکت ها را که برای کارآیی منطقی در صنعت لازم هستند را تعیین کند.
دوم، همان رابطه کفایت تولیدی در تناسب بازار توسط کارخانه یا شرکت در هر صنعتی ارائه می شودتأثیر عمیقی روی رقابت بالقوه یا روی جابجایی شرکت های جدید برای وارد شدن به صنعت دارد. اگر یک کارخانه یا شرکت لازم شود کسر قابل محسوسی برونداد صنعت را داشته باشد که بطور منطقی دارای کفایت باشد اقتصادهای معیاری هیچ بازدارنده ای را به ثبت سوای نیازهای سرمایه ای مطلق ارائه نمی دهد. ولی اگر یک کارخانه یا شرکت باید به برونداد صنعتی بطور حائز اهمیت اضافه شود تا کارآیی داشته باشد و در صورتی که با اضافه شدن اندک بطور نسبی کارآیی نداشته باشد، ثبت در عیار دارای کفایت قیمت های فروش صنعتی را پائین تر می آورد یا باعث واکنش های نامناسب توسط شرکت های تأسیس شده می شود. در صورتیکه ثبت در