مقاله کامل بتن

over view (نظر اجمالي)
مواد ساختماني و اينكه چگونه آنها استخراج، توليد، انتقال، بهره‌برداري و بازيافت مي‌شوند، تأثير بسيار مهمي بر روي بهره‌وري اقتصادي، تأثيرات محيطي و دوام و ايمني محيط ساختمان مي‌گذارد. از قديم مقدار زيادي از توجهات به استفاده از مواد نوآورانه به منظور تقويت صرفة اقتصادي،‌ ايمني و دوام‌پذيري محيطي از ساختار زيربنايي محيطي، مبذول شده است مثلاً جاده‌هاي ما، پلها و تونلها و غيره. بهرحال، زير ساختهاي صنعتي، يك عامل اصلي از ظرفيت توليد صنعتي و كارآمدي و كيفيت امكانات مرتبط با آن مي‌باشد و داراي اهميت حياتي است. زيربناي صنعتي كه اشاره به زيربناي مالكيت خصوصي دارد و تنها براي استفاده از استخراج مواد و تولدي محصولات صنعتي مي‌باشد، از موضوعات پيچيده اين تحقيق بوده و ترسيم كنندة تمام حوضه‌هاي اصلي طراحي، مهندسي و تركيب‌بندي مي‌باشد. هرحال بواسطة حجم پاية توليد صنعتي آمريكا، انتخابهاي متفاوتي در مواد و روشهاي مورد استفاده وجود دارد كه تأثيرات مهم و برجستة اقتصادي و محيطي را بر جاي مي‌گارد. بنابراين علاوه بر حفاظت صنعت زيربناي، توانايي ايجاد محيطي صميمانه، گزينشهاي پايدار بدن كارآيي مواد، ادغام ساختاري، بادوامي، هزينه و بهره‌وري صنعتي، اهميت ويژه‌اي دارد. اين مقاله قصد دارد يك نظر اجمالي در خصوص انواع مختلف مواد جديد و تكنولوژيهايي كه وجود دارد، ارائه دهد ما قصد نداريم يك نگاه جامع به نوآوريهاي جديد در مواد و تكنولوژيها داشته باشيم. همچنين قصد ما اين نيست كه يك گفتگو را در خصوص مكان تحقيق و گسترش آن ارائه دهيم زيرا در اين راه موانعي وجود دارد اين مقاله در دو بخش اصلي تنظيم گرديده است. بخش اول كه يك نظر اجمالي در خصوص دسته‌هاي مختلف و متعددي از تكنولوژيها و يا روشهاي پروسه شده مي‌باشد كه يا گسترش‌يافته‌اند و يا در حال
كاربري هستند. هر كدام از اينها بعنوان يك نمونه از مواد تكنولوژيها و روشهايي است كه براي بكارگيري در زير ساختهاي صنعتي وجود دارد و همچنين بحث در خصوص ابتكارات آنها و مزاياي انرژي، محيطي، اقتصادي‌اي كه آنها ارائه مي‌دهند مي‌بشد. اين بخش همچنين ويژگيهاي اين مواد را مورد بررسي قرار مي‌دهد اين ويژگيها شامل استقامت، انعطاف‌پذيري، مقاومت در برابر ترك، مقاومت در برابر فرسودگي، دوام در برابر انعطاف پذيري مقاومت در برابر سايش و پوسيدگي مي‌باشد. بخش دوم نگاهي دارد به موانعي كه اين مواد و تكنولوژيها براي ورود به بازارهاي بزرگتر تجاري با آنها روبرو هستند.
زمانيكه به مسائل پيرامون تأثير گزينش مواد براي زيربنايي صنعتي نگاهي مي‌اندازيم، درك محيط بزرگتري كه در آن آنها مورد استفاده خواهند بود، مه مي‌شود. بيش از تحقيقات عادي به منظور تقويت و دوام، يك سؤال بايد در خصوص تأثيرات محيطي آنها و همچنين پتانسيل آنها براي پاسخگويي به بلاياي طبيعي و ساخته بشر مطرح گردد. تكنولوژيهاي جديد و عملكرد بالاي مواد براي برآورده كردن اي نازها گسترش يافته است. همچنين راه‌حلهاي پايدار و خلاق براي مشكلات پايدار ارائه گرديده است. اين مواد و تكنولوژيها، از آلياژهاي مقاوم در برابر پوسيدگي تا محصولات ترميمي بتني براي عايق‌بندي در مقابل لرزش ر در بر مي‌گيرد. همگي آنها مزايايي را ارائه مي‌دهند. چه از نظر پايداري ساختاري، محيطي و يا از نظر نگهداري و فرآيند تعميرات.
ساختار يك بنا، كه مي‌تواند مستقيماً انرژي را مصرف كند، تأثير بسيار مهمي بر كل انرژي مورد استفاده در اقتصاد را از طريق بنا و امكاناتي كه ايجاد مي‌كند، داشته باشد و ارائه‌كنندة فرصتي مهم براي بهره‌برداري از مواد جنبي و بي‌استفادة ساير صنايع و فرآيند‌هاي تغيير انرژي مي‌باشد. دليل اين عوامل، صنعت پتانسيل بسيار بالايي را در
تغيير الگوها و سطوح مصرف انرژي در كاهش اسراف مواد و ايجاد زيربناي بادوام، در حوزة عمومي و صنعتي، دارد.
بعبارت ديگر، زير ساخت ايجاد شده مي‌تواند تقويت‌كننده بهره‌وري در كل صنعت گردد اگر بطور كارآمدي طراحي و اجرا شود. برعكس آن مي‌تواند بعنوان يك تباهي براي آن محصول گردد اگر طرح و ساختش ضعيف باشد.
بهمين دليل، مفاهيم،‌ ابزارها و روشهاي جديد در طراحي و ساختار صنعتي مي‌تواند سهم بسزايي را در كارآيي انرژي، تغيير متعادل جو جهاني و ايجاد توسعة پايدار داشته باشد. اين سطح‌بندي بطور خاص مرتبط با آن چيزي است كه ما آنرا بعنوان مسائل گسترده و جديدي از ايمني زير ساخت مورد توجه قرار مي‌دهيم. جامعه ما بدرستي نمي‌تواند بدون الحاق پايدار، كارآمدي انرژي و بهره‌وري اقتصادي در داخل آن طرح، طرحي دقيق ارائه دهد.
تكنولوژي Road maps (نقشه‌هاي جاده‌اي) براي صنايع متنوع توليد انرژي متمركز تحت عناوين زير توليد شده است. تحت حمايت ادارة امور انرژي و انرژي جايگزين شونده (DOE-EERE) صنايع برنامه‌ريزي تكنولوژيكي براي استراتژي آينده (IOF). اين Road map يك پهنة وسيع از زمينة مشترك را نشان مي‌دهد و نظرت بسياري را كه ممكن است در حوزة ساختار صنعتي قابل اجرا باشد، ارائه مي‌دهد. ظهور مجدد چنين اهدافي نظير افزايش حساسيت محيطي افزايش كارآمدي اقتصادي، تأكيد بيشتر بر روي همكاري و برداشتن موانع تحقيق و توسعه، همگي ممكن است بعنوان گواهي بر روندهاي مؤثرتر، ارائه گردد. همچنانكه قبلاً ذكر شد، صنعت ساختمان نقش ممتازي را هم براي مصرف‌كننده و هم براي تهيه‌كنندة كالا و خدمات براي صنايع IOF دارد. ارتباط اختصاص يافته بين صنعت ساختمان و صنايع معدني، الوار، آلومينيوم، شيشه،‌ استيل
ريخته‌گري و سيمان بايد پاسخگوي اين روند باشد. از اين رو معطوف داشتن توجه به نوآوريها در مواد و روشهاي موجود ضرورت دارد و اين در صورتي است كه صنايع طراحي و ساختماني، روابط هم زيستانة خود را با صنايع آتي به حداكثر برسانند.
What are the Criteria
ملاك چه چيزهايي است؟
قبل از اينكه در خصوص مواد جديد و فرآيندهاي موجود بحث كنيم. ضرورت دارد كه مشخصه‌هاي مورد جستجو را تعريف نمائيم. مواد جديد و فرآيند توليد ممكن است يك پهنة وسيعي از مزايا، كم كردن تأثيرات محيطي تا افزايش تقويت و دوام و صرفة اقتصادي را در بر گيرد. براي اهداف اين نوشته، معيارش توسط سازمان تحقيقات مهندسي شهري و سيستمها و مواد ساختماني (CONMAT) استفاده خواهد شد. اين برنامه يك تلاش مشترك در راستاي صنعت طراحي و ساختمان است و نگاهي داد به مشخصه‌هايي كه در مواد جديد منظور تنظيم اهداف چهارگانه صنعتي مطلوبيت دارد.
علاوه بر اين، اين برنامه قصد دارد از طريق نگاهي به مواد قديمي داراي عملكرد بالا و همچنين مواد و تكنولوژيهاي جديد، نوآوريها را تشويق نمايد. معيارهاي مشخص شده توصيف كننده ويژگيهاي مطلوب در خود زير ساخت مي‌باشد. اما بخاطر ساختار صنعتي بايد مشخصات مناسب و ويژه‌اي را كسب نمايد. اين مشخصات شامل موارد زير است:
انعطاف‌پذيري، سختي و قدرت بالا
تقويت دوام و خدمات زندگي
افزايش مقاومت در برابر فرسايش، پوسيدگي، مواد شيميايي و فرسودگي
مقرون به صرفه بودن چرخه زندگي
در برابر بلايا و آتش‌سوزيها طبيعي مقاومت داشته باشد.
تركيب، كاربرد و نصب آن آسان باشد.
زيبايي‌شناسي و سازگاري با محيط
توانايي خود تشخيصي، خود بهبودي و كنترل ساختاري (1994 CERF)
در خصوص حملات تروريستي سپتامبر 2001، بهبود مقاومت در برابر انفجار و همچنين بهبود ادغام ساختاري و flexural به علت تقاضاي زياد م‌تواند به اين ليست اضافه گردد.
در حاليكه اين مشخصات ممكن است از روي حدس و گمان براي مواد زيربنايي صنعتي مطلوب باشد،‌ آنها بخاطر صنعت شديدي كه در اين خصوص براي طراحي و صنعت ساختمان در گذشته وجود داشته است مورد خطاب قرار مي‌گيرند. بهرحال، آنها همچنين بينشي را در خصوص توانايي صنعتي بمنظور فكر كردن بر فراز محدوده‌هاي موجود آن ارائه مي‌دهد. و همچنين تلاش دامنه‌داري را براي بهبود و بهره‌برداري از منابع آن به هدف تحقق كامل نظرات ابتكاري، پيشنهاد مي‌دهد. موضوعات اصلي‌اي كه در ارتباط با كشف اين ويژگيها نمايان مي‌شود شامل پردازش و كار به مواد قديمي و همچنين ايجاد مواد جديد، با كيفيت،‌ آلياژها و كامپوزيتها قابل تحقيق است. در نوشته زير روشها و محصولات متعدد ويژه‌اي را اشاره خواهيم داشت. اين مقاله قصد ندارد كه هر محصول ويژه يا شركت را مورد تأييد قرار دهد و شامل محصولات موجود در بازار هم مي‌شود. از آنها فقط به عنوان نمونه‌ها و شمايلي از آنچه كه در بازار براي استفاده صنعتي وجود دارد، نام برده مي‌شود.
پليمرهاي فيبري تقويت‌شده Fiber Rein Foreed Polymers
پليمرهاي فيبري تقويت شده (FRP) در سالهاي اخير بكار گرفته مي‌شود. آنها ساخته شده از فيبرهاي كار گذاشته شده در يك رزين پليمري مي‌باشد و بجاي فولاد تقويت شده براي ساختمانهاي بتني استفاده مي‌شود. FRP از مواد غير متاليك و پوسيده نشدني
ساخته شده است بدين معني كه در معرض پوسيدگي (زنگ‌زندگي) قرار نمي‌گيرد. علاوه بر اين نشان داده شده است كه كشش پذيري بالايي دارد و نسل جديدتر قالبهاي FRP مي‌تواند انعطاف‌پذيري مناسبي داشته باشد و براي كاربريهاي ساختماني مناسب‌تر مي‌باشد. علاوه بر اين نصب تكه‌ها بر روي بنا سبب صرفه‌جويي در وقت و انرژي مي‌گردد و نسب بنا بسيار سريع شود از هزينه‌هاي كارآمدي مي‌كاهد. بر طبق موسسة صنعتي ساختمان، تكه‌هاي شيشه‌اي FRP ممكن است جايگزين مناسبي براي فولاد تقويت شود در بتن معماري مي‌شود. اين بتن در معرض نمك‌هاي يخ‌زدا، نمكهاي دريايي يا بكار گرفته شده نزديك وسيلة الكترومگنتيك مي‌باشد (2002 Cll).
FRP مي‌تواند هم براي تعمير و هم براي اهداف ساختار مستقل استفاده شود. متفاوت با ساير موادي كه ممكن است براي تعمير يا مراقبت بكار مي‌روند، FRP ممكن است بطور دائم در مكاني گذارده شود. بدون هيچ‌گونه نگران كه بعلت مواد فرسوده وجود داشته باشد. FRP فابريك يا ورقه‌ها مي‌تواند اطراف ستونهاي بتني يا ميله‌ها پيچيده شود و سختي و دوام آنرا افزايش مي‌دهد. اين ورقه‌ها به المنت‌هاي ساختاري مي‌چسبد و چسبندگي بالايي دارد و نسبت به ورقه‌هاي فولادي، وقت و تلاش كمتري را براي نصب مي‌گيرد. ميله‌گذاري مجدد FRP هم‌اينك بجاي ميل‌هاي فولادي استفاده مي‌گردد، زيرا قدرت كشش‌پذيري بالا و سختي دارد و از نظر ساختاري ممكن است. يكي از موانع در راه استفاده از FRP كه در زير بطور مفصل مورد بررسي قرار خواهد گرفت، هزينة بسيار بالاي آن در مقايسه با فولاد است. بهرحال، انواع و مقدار فيبرها و رزين‌هاي مورد استفاده و همچنين كيفيت، نه تنها تعيين‌كنندة قيمت مواد مي‌باشد بلكه كيفيت فني و ساختاري پليمر ايجادشده را معين مي‌كند. تحقيق و آزمايش در يك پهنة وطني و فرامرزي تحت انجام است. براي مثل Confibrecrefe شبكه تحقيق اروپا همراه با

فایل : 33 صفحه

فرمت : Word