بررسي روش‌هاي اندازه‌گيري يون كلريد در بتن‌هاي سخت شده و انتخاب روش بهينه و تهيه دستورالعمل آن

یكي از عوامل خوردگي بتن در محيط‌هاي خورنده به ويژه در سواحل خليج فارس و درياي عمان، يون كلريد است. در سال‌هاي اخير تعداد زيادي از سازه‌هاي بتني در كشورهاي مختلف دنيا از جمله نقاطي از كشور ايران دچار آسيب‌ديدگي با خرابي زودرس ناشي از خوردگي كلريدي شده است. از آنجائي‌كه كلريد از طريق اجزاي تشكيل‌دهنده بتن نظير آب، سيمان، سنگدانه، مواد افزودني و همچنين آبهاي نفوذي (املاح محلول در آنها) به داخل بتن راه مي‌يابد و حداكثر مجاز يون كلريد ۴/۰ درصد وزني سيمان در بتن مسلح ساخته شده با سيمان پرتلند معمولي تعيين شده است، لذا لازم است مقادير يون كلريد موجود در بتن براي شناخت وضعيت بتن از نظر مقاومت در برابر

خوردگي، نگهداري و تعمير به طور دقيق اندازه‌گيري شود و در زمينه انجام عمليات پيشگيري و تقويت احتمالي اقدامات مؤثر صورت گيرد. با استفاده از روش‌هاي مختلف آزمايشگاهي ( تيترومتري، گراويمتري و دستگاهي)، يون كلريد در نمونه‌هاي سيمان و ملات حاوي مقادير مشخص و مختلف كلريد سديم، اندازه‌گيري مي‌شود. با توجه به نتايج به دست آمده، بهينه روش، انتخاب شده و دستورالعمل روش آزمايش استاندارد تعيين يون كلريد در بتن‌هاي سخت شده تهيه مي‌گردد.

بررسی کاربرد مواد پلیمری در صنعت ساخت و ساز ایران و ارائه راهکارها
با وجود اينكه در چند دهه اخير كاربرد پليمر در صنعت ساختمان در كشورهاي صنعتي با تحولات چشمگيري همراه بوده‌است، ولي متأسفانه در كشور ما تا به امروز تحقيقات و بهره‌برداري از علوم و تجربيات به‌دست آمده در ديگر كشورها در حال طي كردن مراحل اوليه است.
با توجه به نيازهاي جديد صنعت ساختمان، لازم است هر چه سريع‌تر مطالعات

ي جهت تعيين قابليت‌ها و نياز‌ها در كشور و ارائه راهكارهايي جهت استفاده بهينه از پليمرها در ساخت و ساز كشور صورت گيرد.

در بخش اول اين پروژه، به‌منظور آشنايي كلي خواننده با پليمرها اطلاعات مفيدي ارائه گرديده‌است. اين اطلاعات شامل دسته‌بندي پليمرها و آشنايي با انواع مهم آنها و خواص عمومي هر كدام مي‌باشد. در ادامه، كاربردهاي مهم پليمرها در صنعت ساختمان پس از تعريف يك كد طبقه‌بندي كاربردي از مصارف پليمرها در ساختمان ارائه گرديده‌است.

پيامهاي آموزشي جهت آشنايي همگان با مصالح استاندارد
امروزه در ساخت و سازهاي متداول به كيفيت مصالح ساختماني در روشهاي اصولي اجرا كمتر توجه مي‌شود و اغلب طراحان و مجريان فرض را بر استاندارد بودن مصالح ساختماني مي‌گذارند. حاصل اين امر، در صورت استفاده از مصالح با كيفيت پايين‌تر از استاندارد، آسيب‌پذير شدن و كاهش دوام و طول عمر مفيد ساختمانها مي‌باشد. با توجه به كمبود مسكن در كشور، لازم است

راهكارهايي براي تضمين دوام و حفظ كارايي ساختمان انديشيده شود. استفاده از مصالح با كيفيت استاندارد يكي از راه‌حل‌ها مي‌باشد. جهت تحقق يافتن اين امر مهم، لازم است اهميت استفاده از مصالح و استاندارد بصورت پيامهاي آموزشي به سازندگان و دست‌اندركاران صنعت ساختمان و مسكن گوشزد شود و فرهنگ استفاده از مصالح استاندارد در سطح ملي اشاعه گردد.

بررسي توليد آجر سبك با استفاده از سنگ آهك
یکی از مواد افزودنی معدنی که برای سبک‌سازی آجر رسی استفاده می‌شود، پودر سنگ آهک است. سنگ آهک در کوره در دمای بالا به دی‌اکسید کربن و اکسید کلسیم تبدیل می‌شود که دی‌اکسید کربن حاصله از دودکش کوره خارج شده و آجر سبک می‌گردد. در این پروژه تحقیقاتی استفاده از گل سنگ حاصل از برش و پرداخت سنگهای آهکی در کارخانه‌های سنگبری برای سبک‌سازی آجر مورد استفاده قرار می‌گیرد. نسبت بهینه سنگ آهک، دانه‌بندی مناسب، دمای پخت لازم به کمک آزمایشهای مورد نیاز تعیین می‌گردد.

تدوین روش ماشینی برای اندود گچ و خاک و سفیدکاری در دیواره‌های ساختمانی
انجام عملیات سفیدکاری با گچ و یا گچ و خاک برای دیوارهای ساختمانی به صورت ماشینی از اهداف اصلی پروژه مطرح شده است. با عنایت به زمان گیرش گچ، زمان ساخت و اتصال ملات گچ و یا گچ و خاک یا مشکلات عدیده‌ای مواجه می‌باشد. در این پروژه با بررسی مواد مضاف مختلف، زمان گیرش گچ تحت کنترل مصرف‌کننده قرار گرفته است. با ساخت پمپ مخصوص انتقال ملات گچ به ماله بنایی نیز عملی گردیده است. با انجام عملیات اجرایی، راندمان اجرایی سفیدکاری با ماشین نیز به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته است.

آجر سبك با استفاده از مواد پليمري
از آنجا که آجر معمولی وزن زیادی دارد باعث سنگین شدن ساختمان و در نتیجه آسیب‌پذیری آن در برابر نیروهای زلزله می‌شود. با کاهش چگالی آجر علاوه بر سبک کردن، خصوصیات عایق حرارتی آن نیز بهبود می‌یابد. برای سبک کردن آجر می‌توان از مواد افزودنی تخلخل‌زا نظیر فوم پلی‌استایرن استفاده نمود. در این پروژه انتخاب نوع مواد پلیمری مناسب، دانه‌بندی، تعیین نسبت و چگونگی اختلاط، شرایط بهینه تولید و دمای پخت مورد بررسی قرار گرفت. تولید آزمایشی آجرهای سبک پلیمری در کارخانه آجر ماشینی موفقیت‌آمیز بود.

ارائه رهنمود جهت استفاده بهینه از ضایعات ساختمانی
بالاخره روی عمر ساختمانها به پایان می‌رسدك خواه به دست انسان و خواه بر اثر وقوع سوانحك از تخریب ساختمانها مقادیر زیادی آوار به دست می‌آید. جنس این آوارها از جنس همان مصالحی است که در ساخت و سازهای متداول مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیوه متداول برای رفع آوارهای ساختمانی انتقال آنها به بیرون شهر است، در جاهایی که از طرف شهرداری معین می‌گردد. معمولاٌ استفاده از مصالح بازیافتی و مستقل در فرهنگ ما پذیرفته نیست. لذا هنگام تخریب

ساختمانهاك به سالم بیرون آوردن مصالح توجهی نشده و با پتک و کلنگ آنها را نابود می‌کنند و به صورت درهم برای دفع می‌فرستند. با توجه به مطالب فوق و به منظور بررسی روشهای تخریب، چگونگی استفاده از آوارها در تولید و مصالح و کاهش پیامدهای زیست محیطی آوارهاك این تحقیق به عمل آمده است. در این تحقیق چگونگی تخریب هشت ساختمان و آوارهای حاصل از آنها مورد بررسی قرار گرفته و با توجه به تجربیات سایر کشورها در هر مورد رهنمودهایی ارائه شده است.

بررسی شیل‌های رسی به منظور تهیه آجرهای شیلی
هدف از اجرای این پروژه آماده‌سازی و انجام آزمایشات کامل شیمیایی و فیزیکی و مکانیکی بر روی شیل رسی است. نتایج و اعلام نظر در این زمینه امکان استفاده از این مصالح برای ساخت آجر جهت احداث کارخانه می‌باشد.

ارائه دستورالعمل تعیین مشخصات فنی و روش گونه‌بندی عایقهای حرارتی
در زمینه صرفه‌جویی در مصرف انرژی، با توجه به تنوعی که در عایقهای حرارتی وجود دارد، لازم است الگویی برای تعیین مشخصات فنی محصولات مختلف تعیین گردد تا استفاده‌کنندگان امکان انتخاب عایق مناسب برای شرایط مختلف را داشته باشندك عایقهای حرارتی مورد استفاده در ساختمان باید مطابق مقررات ملی ساختمان دارای مشخصات حرارتی حداقلی باشند.

علاوه بر آن عایق‌های حرارتی باید از دوام و کارآیی کافی در برابر عوام محیطی برخوردار باشند. در این پروژه عایقهای حرارتی از نظر مقاومت حرارتی واقعیك مشخصات مکانیکی، دوام و عملکرد در شرایط محیطی مختلف ارزیابی شده و طبق ضوابط این استاندارد درجه‌بندی می‌شوند. بدین‌ترتیب انتخاب نوع بهینه عایق حرارتی به راحتی امکان‌‌پذیر بوده و زمینه برای رقابت سالم بین تولیدکنندگان عایق حرارتی فراهم می‌گردد.

طراحی و تکمیل آزمایشگاه تعیین مشخصات فنی شیشه‌های یک یا چندجداره
در این پروژه تجهیزات و دستگاه‌های لازم برای انجام آزمایش‌های ضروری به منظور ارزیابی کیفیت و دوام شیشه‌ دوجداره طراحی و ساخته می‌شود. دستگاه‌های آزمایش عبارتند از دستگاه مه‌گرفتگی شیمیایی، آزمایش نقطه بیفک، محفظه رطوبت بالا، چرخه آب و هوایی تسریع شده.
تجهیز ازمایشگاه کنترل کیفیت قابهای جداره‌های شفاف ساختمانی

تعیین میزان نفوذپذیری درب و پنجره‌های خارجی ساختمان‌ها به منظور کنترل کیفیت از نظر تطبیق با استانداردها و محاسبة بار حرارتی ساختمان و صرفه‌جویی انرژی ضروروتی دارد. نفوذ آب علاوه بر اثر تخریبی بر روی خود درب یا پنجره، موجب کثیفی جداره‌های داخلی و تخریب مصالح حواشی می‌شود.

بلوک‌های سیمانی سبک
بلوک‌های سیمانی نوع قطعات پیش‌ساخته بتنی با عیار سیمان کم هستند که طرح اختلاط بتن آنها بر اساس مقاومت مورد نیاز بدست می‌آید. وزن بلوک بستگی به وزن بتنی دارد که با آن ساخته می‌شود. بلوک‌های ساخته شده از شن و ماسه رودخانه‌ای یا شکسته، وزن ویژه معمولی و در حدود ۲۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب دارند. موضوع ازدیاد وزن بلوک‌ها برای ساخت و ساز در

کشوری مثل ایران که در ناحیة زلزله‌خیز واقع شده، نامطلوب است. با این توجیه و هدف بلوک‌ها که اهمیت بسیار زیادی در ساخت و ساز دارند، نیاز به تحقیق همه‌جانبه داشته و لازم است در خصوص سبک‌سازی، افزایش کیفیت و دوام، شرایط بهینه مصرف آنها و … رهنمودهایی تعیین گردد.

اصلاح خواص گچ و دوام گچ به وسیله مواد افزودنی
گچ ماده‌ای است که در ساختمان مورد مصرف فراوان دارد. امروزه در کشور ما، مصرف عمدة گچ در ساختمانسازی بیشتر در اندود گچ و خاک و سفید کاری دیوارها و سقف‌ها و همچنین به عنوان ملات در اجرای سقف‌های طاق ضربی است. از آنجایی که ملات گچ هوایی است، بنابراین نمی‌توان آن را در محلهای نمناک و یا در ساختمانهای زیر آبی مصرف کرد. استفاده از فرآورده‌های گچی مانند تیغه‌ها و تخته‌های گچی و دیواره‌های خشک و غیره در بخش‌هایی از ساختمان که در معرض شرایط رطوبت قرار دارند، عملاٌ با مشکل مواجه است. استفاده از مواد افزودنی مناسب مانند پلیمرها در جهت ارتقای کیفیت گچ اعم از خواص فیزیکی، مکانیکی و دوام آن می‌تواند نقش بسزایی داشته باشد و استفاده از فرآورده‌های گچی را گسترش دهد.

 

لوله هاي پليمري
از زماني كه فلزات در صنايع گوناگون كاربرد گسترده يافتند تاكنون، محققين هميشه در تلاش توليد آلياژهاي برتر و يا انتخاب يك پوشش مناسب به عنوان روش فلزات براي تقليل نقاط ضعف خوردگي اين مواد و افزايش مقاومت آنها در مقابل عواملي همچون زنگ زدگي بوده اند. در اين راستا از آبكاري، توليد فلزات آلياژي و در نهايت استفاده از رنگ و انواع پليمرها استفاده شده است.

پاره اي از مواد پليمر ها جايگزين فلزات شده اند. به عنوان مثال در تاسيسات لوله كشي ساختمان ها و صنايع گوناگون كه خوردگي فلزات هميشه موجب خسارت مستقيم و غير مستقيم عمده مي شود. لوله هاي PE پلي اتيلن، ‍‍PP پلي پروپيلن، PVC پلي وينيل كلرايد و PB پلي بوتيلن كه از نظر كاربردي مشكلات لوله هاي فلزي از جمله پوسيدگي ، زنگ زدگي و غيره را ندارند تا حدي جايگزين لوله هاي فلزي شده اند. اما اين لوله ها نيز نقاط ضعف ديگري دارند، مانند:

محدوديت عملي در انتقال حرارت و يا تحمل فشار يا دماي بالا و ….
براي رفع اين نقيصه و دستيابي به فرمولي كه كليه مزاياي فلز و پليمر را داشته و عاري از معايب آنها باشد . محققان به تلفيق مواد پليمر و فلز توجه كرده اند به طوري كه در سيستم هاي لوله كشي به ويژه تاسيسات بهداشتي ، حرارتي و برودتي در چند سال گذشته تحولات جديدي رخ داده است و با استفاده از پلي اتيلن و يكي از فلزات رنگي ، نوعي لوله چند لايه توليد كرده اند . اين نوع لوله ها در كشور هاي پيشرفته صنعتي به مرور جايگزين لوله هاي فلزي سنتي مي شوند . مقاله حاضر چگونگي به وجود آمدن لوله هاي چند لايه تلفيقي فلزي پليمري را توضيح مي دهد .
مقايسه لوله هاي فلزي و پليمري

تا دهه ۱۹۷۰ لوله هاي پليمري و يا تلفيقي در سيستم هاي تاسيساتي كاملا ناشناخته و غالبا در تاسيسات ابنيه لوله هاي فلزي سياه ، گالوانيزه و يا مسي بكار برده مي شد .
خوردگي فلز از داخل و خارج به علت شرايط نامساعد و تغيير كيفيت آب در اثر فعل و انفعالات شيميايي ، رسوب و گرفتگي لوله هاي فلزي و مشكلات ناشي از مصرف لوله ها و هزينه هاي بالا متخصصين را بر آن داشت كه به پليمرها روي آورند و انواع لوله هاي پليمري نظير PP , PE, PVC , PB و غيره استفاده كنند. به دليل عدم خوردگي لوله ها ، به كار گيري مواد پليمري به سرعت گسترش وسيعي پيدا كرد ، اگرچه تصور اين بود كه با مصرف لوله هاي پليمري مشكلات ناشي از خوردگي و پوسيدگي حل خواهد شد . اما خيلي زود روشن شد كه به دليل ساختار اتمي مارو مولولا ر آنها در مقايسه با فلزات كه به صورت كريستالي هستند ، برخلاف فلزات در مقابل گازهايي نظير اكسيژن نفوذ پذيرند . در اثر نفوذ اكسيژن به داخل اين لوله ها در تجهيزات فلزي سيستم ها مانند رادياتورها ، شيرآلات ، پمپها و مخازن خوردگي ايجاد شده و موجب پوسيدگي آنها مي شود . براي رفع اين نقاط ضعف تحقيقات زيادي انجام شد. از جمله ايجاد يك لايه نفوذ ناپذير از نوعي پليمر در سطح لوله پليمري ، اما به دليل قيمت بسيار بالا و آسيب پذيري به هنگام حمل و نقل يا كار گذاري لوله ، همچنين نفوذ پذيري آن در دماي بالا و ضريب انبساط طولي بالا ي پليمرها ، كاربرد اين لايه نيز عملا موفقيت آميز نبود .
طبق مقررات دين (DIN) آلمان و استانداردهاي بين المللي ، طول عمر لوله در مقابل تنش هاي وارده (دما و فشار ، به ويژه در سيستم هاي تاسيساتي ابنيه ) در طول زمان برابر ۵۰ سال تعيين شده است . به عبارت ديگر مقاومت لوله در مقابل تنش هاي متغير فشار و دما حد اقل بايد ۵۰ سال باشد

.
همانگونه كه در نمودارها ( فشار – دما – درجه حرارت ) مربوط به پليمرها HD, PE, PB ,PP نمودارهاي ا ، ۲ ، ۳ مي بينيم . نمودار طول زمان به صورت خطي و با شيبي ملايم به طرف محور زمان حركت نموده و پس از مدت كوتاهي بر حسب دماي كاربردي آنها ، نمودار خطي مذكور شكسته شده و به طرف محور زمان فرود مي آيد . يعني اين نوع لوله ها با چنين ساختاري نمي توانند دوام خود را به ۵۰ سال برسانند ( به ويژه در سيستم هاي حرارتي و بهداشتي كه درجه حرارت بالاست ) .

براي افزايش طول عمر پليمر ها تحقيقات وسيعي انجام شد و بالاخره با مشبك كردن ساختار اتمي پليمر ها اين مساله حل شد . مشبك كردن يك پليمر يعني تغيير دادن ساختار مولكولي طولي و زنجيره اي آن به ساختار شبكه اي . از پر مصرف ترين نوع پليمرها نوع PE است كه با مشبك كردن ساختار اتمي آن به نام VPE و PEX حرف V اختصار كلمه Vernetzung است . ) شناخته شده و مصرف مي شود . با توجه به نمودار ( فشار – زمان و درجه حرارت ) مربوط به VPE ديده مي شود كه اين نمودار بر خلاف نمودار PE شكسته نشده و با همان شيب ملايم در جهت محور زمان ادامه مي يابد ( نمودار ۴ )

 

معمول ترين روشها براي مشبك كردن ساختمان اتمي پليمرها عبارتند از :
۱ – روش پر اسيد
۲ – روش زيلان
۳ – روش بمباران ( تابش ) با اشعه گاما ( اين روش منسوخ شده است ) . روش هاي مذكور ساختار اتمي پليمر را ۶۵ الي ۸۵ درصد مشبك مي كنند . بدين ترتيب براي افزايش دوام پليمر در مقابل تنش هاي وارده ، بنا بر نياز مي توان مقدار مشبك شدن ساختار اتمي را تعيين كرد .
لازم به ياد آوري است كه حد اكثر اين مقدار ۸۵ درصد است كه فراتر از آن تاثيرات منفي دارد .

متاسفانه لوله هاي HD – PE مشبك غير قابل انعطاف هستند و در هنگام لوله كشي به ويژه در سيستم هاي حرارتي كف خواب مشكلاتي در پي داشته و به دليل شكل ناپذيري حالت اوليه خود را حفظ مي كنند. ضريب انبساط طولي اين نوع لوله ها بسيار بالا و نفوذ پذير مي باشند . نمودارهاي ۵ و ۶ ضريب انبساط طولي و نفوذ پذيري انواع لوله هاي پلاستيكي و فلزي پليمري را نشان مي دهند .

بدين ترتيب مي توان معايب و مزاياي لوله هاي فلزي و پليمري را طبق جدول ۱ تقسيم بندي كرد .

براي دستيابي به فرمولي كه مزاياي فلز و پليمر را داشته باشد محققان به تلفيق مواد پليمر و فلز توجه كرده اند . در سيستم هاي لوله كشي به ويژه تاسيسات بهداشتي ، حرارتي و برودتي در ۲۰ سال گذشته تحولات جديدي رخ داده است و با پلي اتيلن و يكي از فلزات رنگي نوعي لوله چند لايه توليد كرده اند