آیا استفاده از تکنولوژی بتن الیافی در صنعت ساختمان اقتصادی است(دیدگاه دکتر خالو
تکنولوژی "بتنالیافی" نمونة دیگری از کاربرد کامپوزیتها بهعنوان یک فناوری نوین در صنعت عمران و ساختوساز میباشد. در گفتگویی با دکتر علیرضا خالو عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف به بررسی این تکنولوژی پرداخته شده است:
سوال: با تشکر از فرصتی که در اختیار ما گذاشتید، بهنظر شما تکنولوژیهای نوینی که توجه به آنها، نیاز حیاتی صنعت ساختمان کشور محسوب میگردد، کدامها هستند؟
دکتر خالو: محورهای سه گانة زیر را میتوان به عنوان مهمترین فناوریهایی که لازم است مورد توجة دستاندرکاران صنعت ساختمان کشور واقع شود، برشمرد:
الف) روشهای سبکسازی بنا:
کشور ما و بالاخص پایتخت بزرگ آن در منطقهای زلزلهخیز قرار دارد. همانطور که میدانید میزان خسارات و خرابیهای وارد بر یک بنا در اثر تکانهای زلزله، با وزن آن بنا رابطة مستقیم دارد. هر چه بنا سنگینتر ساخته شود، در برابر خطر ویرانی زلزله آسیبپذیرتر خواهد بود. بنابراین هر اندازه که با بهرهگیری از فناوریهای نوین وزن یک ساختمان را کاهش دهیم، سازه در برابر ویرانی ایمنتر خواهد بود. به طور مثال میتوان ازپانلهای ساندویچی و یا قطعات سبک پیشساخته در ساخت بنا کمک گرفت. در یک ساختمان، اعضایی مانند دیوارهای تیغهایشکل نازک وجود دارد که وظیفة آنها تنها جدا کردن فضای اتاقها از همدیگر است و مسئله مقاومت و تحمل بار در مورد آنها، در درجة بعدی اهمیت قرار دارد. در ساخت این گونه اعضا میتوان به جای استفاده از مصالح سنگین سنتی، از مصالح سبک جدید همچون سفال یا بتنهای سبک کمک گرفت و یا قطعات سبک پیشساخته را به خدمت گرفت.
ب) روشهای تولید سریع و اصولی بنا:
امروزه استفاده از سازههای پیشساخته یکی ازسریعترین و اصولیترین روشهای ساخت بنا و پاسخگویی به نیاز بالای افراد جامعه به انبوهسازی مسکن میباشد. از انجا که حجم اصلی بنا به شکل قطعات از پیشساختهشده در محیط مناسب کارخانه و با استانداردهای صنعت ساختمان تولید میشود، بنای نهایی از کیفیت و یکپارچگی بالایی برخوردار است. از سویی بهعلت سبکی خاص بنا، ساختار سازهای ویژه آنها و اتصال مناسب اجزای سازه، ساختمان میتواند شکل خود را در تکانهای بسیار شدید نیز تا حد زیادی حفظ نماید. استفاده از این تکنولوژی سالها است که در بسیاری از کشورهای پیشرفتة دنیا مورد توجه صنعت عمران واقع شده است و از مهمترین روشهای انبوهسازی مسکن به شمار میآید. اما متأسفانه در کشور ما چنان که باید از این فناوری استقبال نشده استو لازم است تا مورد توجه مسئولین، سیاستگذاران و صنعتگران قرار گیرد.
ج- بهره گیری از مواد جدید
از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژهای در ساختوساز بنا به خود اختصاص دادهاند، افزودنیهای بتن و الیاف تقویتکننده را میتوان نام برد. استفاده از افزودنیهای بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن همچون مقاومت میگردد و در بعضی موارد با کاهشوزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین سازنده بنا قرار میدهد. بدون بهرهگیری از این افزودنیها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکانپذیر نمیبود.
الیاف تقویتکننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربردهای فراوانی در قسمتهای مختلف ساختمان یافتهاند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلیپروپیلن و گاه کربن نیز میشود، در ساخت انواع بتنهای الیافی کاربرد فراوان دارند. همچنین از الیاف شیشه در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی نیز بهره میگیرند. این الیاف، جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازههای صدمهدیده دارند و میتوانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی را پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقههای پارچة فایبرگلاس در تقویت انواع قطعات ساختهشده از بتن مسلح میتوان استفاده نمود.
سوال: در مورد تکنولوژی "بتن الیافی" که اشاره کردید توضیح بیشتری بدهید؟
دکتر خالو:بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویتکننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوقالعاده افزایش مییابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک مادة شکلپذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنارا فراهم میآورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربهای به راحتی از هم پاشیده نمیشود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفتة این تکنولوژی میباشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شدهاند.
امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلیپروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتنهای کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و بهکارگیری آنها درکشورهای پیشرفتة دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.
سوال: موارد استفاده و محدودیتهای کاربری این نوع ترکیب کامپوزیتی کدامها هستند؟
دکتر خالو:هر فناوری همواره کاربردها و محدودیتهای خاص خود را دارد.بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکلپذیری بالا، مقاومت فوقالعاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا میباشد که متناسب با آنها میتوان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. به طور مثال در ساخت کف سالنهای صنعتی، میتوان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاومبهضربه، همچون سازه پناهگاهها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار میرود و بنای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوقالعادهای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاهها به خوبی میتوان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از به کارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانلهای سایبان و یا پاشش بتن روی سطوح انحنادار همچون تونلها میباشد. بهکارگیری این بتن در بنای یک سازه علاوه بر موارد یاد شده از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالای اجرا نیز برخوردار است.
اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن کاملاً تصادفی میباشد، از این بتن معمولاً نمیتوان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستونها بهره گرفتو در این نوع سازهها استفاده از روش سنتی و شبکهبندی فولادی بهصرفهتر و مناسبتر میباشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید در نقاط ضعف خود نباید مانع نادیده گرفتن کاربردهای مناسب آن در نقاط قوت آن و عدم توجه به آن گردد.
سوال: آیا روی آوردن به تکنولوژی بتن الیافی در مقایسه با بتنهای سنتی متداول، صرفه اقتصادی دارد؟
دکتر خالو:باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همة موارد از بتن سنتی بهصرفهتر نمیباشد. اما بر اساس برآوردهایی که توسط بعضی متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعت اجرای بالا مد نظر است و یا نیاز به پاشش بتن (شاتکریت) روی سطوحی است که شبکهبندیهای سنتی مشکل و زمانبر بوده یا جوابگوی کار نیست، هزینة استفاده از بتن الیافی نسبت به مشابه سنتی خود کمتر میباشد. این مزیتها، علاوه بر مزیت سادگی و سرعت عمل بالاتر موجود در تکنولوژی بتن الیافی است.
اگر میبینیم که در کشوری همچون ترکیه، بهکارگیری بتن الیافی به جای روشهای سنتی، مقرونبهصرفهتر از کشور ماست، ریشههای آن را در سرمایهگذاری و تلاش سازمانیافته جهت اقتصادی نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید میتوان یافت. اما اگر ما از رویآوردن به فناوری جدید به علت ریسک سرمایهگذاری پرهیز کنیم خواهیم دید که تکنولوژی سنتی در غیاب بهرهگیری از فناوری نوین، رقم بسیار بالایی از سرمایه های ما را به هدر خواهد داد. به طور مثال، ریزدانه های تولید شده در کشور ما که به روشهای قدیمی غیراستاندارد تولید میشوند، باعث افزایش درصد سیمان به کار رفته در بنا میشود و همین امر موجب ظهور ترک و ضایعات در بتن حاصل نیز میگردد.
سوال: چه راهکارهایی را جهت اقتصادینمودن استفاده از این تکنولوژی جدید، پیشنهاد میکنید؟
دکتر خالو: به عنوان راهکار باید سه نکتة اساسی را مورد توجه قرار دهیم:
1) نخستآنکه هزینة استفاده از یک تکنولوژی، کاملاً وابسته به سطحی از آن تکنولوژی است که نسبت به کسب و انتقال آن اقدام میشود. کشورهای پیشرفتة جهان که تکنولوژی نوین خود را از سطوح اولیه تحقیقاتی کسب کردهاند، چون کاملاً بر تکنیکها و دانش پایهای آن واقف و مسلط هستند، متحمل هزینههای کمتری شدهاند. آنها با تکیه بر همین آگاهی و اشراف، با بهبود فرایندها، قیمت نهایی را در طول زمان کاهش خواهند داد. اما اگر ما بخواهیم تمام این تکنولوژی را صرفاً در سطح یک محصول آماده، به کشور وارد کنیم، طبیعی است که متحمل هزینههای سنگینی خواهیم شد و محصول نهایی نیز به صرفه نخواهد بود.
2) دومین مسئلهای که باید در جهت ارزیابی اقتصادی یک تکنولوژی مورد توجه واقع شود، آن است که اکتساب و پرورش یک تکنولوژی از سطوح نخست تحقیقات، نیاز به یک سرمایهگذاری اولیه دارد.دستیابی به نحوه اجرای مناسب، تکنولوژی ساخت و آموزش و گسترش آن در جامعه، نیازمند صرف بودجه لازم توسط دستاندرکاران و خصوصاً دولت میباشد. این هزینهها بعداً در طول عمر تکنولوژی و ارایة محصول به بازار جبران خواهد شد و نهایتاً به سوددهی منجر میگردد. عدم پرداختن به تحقیق و توسعه و بهرهگیری از تکنولوژی نوین، علاوه بر آن که نمیتواند پاسخگوی نیاز روز صنعت ساختمان باشد، در درازمدت، هزینه بسیار بالایی نیز به ما تحمیل میکند.
3) آخرین نکتة مورد توجه آن است که سیاستگذاری اصولی برای ایجاد یک شبکة کاری تکنولوژی جهت کارکرد مناسب و نیل به بهرهوری اقتصادی، نقش حیاتی در اکتساب صحیح یک تکنولوژی دارد. عدم وجود این سیاستها باعث میگردد تا حتی اگر یک مجموعه یا کارخانه بخواهد خود به سمت فناوری نوین روی آورد، متحمل هزینة مضاعف گزافی شود که از توان آن مجموعه خارجباشد. برای آنکه کارخانهها و صنعتگران بتوانند به عنوان یک جزء شبکة تکنولوژی در این مسیر گام بردارند، باید سایر نهادها و اجزای لازم نیز در شبکه حضور داشته و هماهنگ عمل کنند. ایجاد چنین شبکة منسجم، جز به اهتمام سیاستگذاران و فرهنگسازی میسر نخواهد بود.
سوال: در زمینه تکنولوژی بتن الیافی چه اقداماتی در کشور صورت گرفته است؟
دکتر خالو: اگرچه در کشور ما تحقیقات تئوری و فعالیتهای تجربی نسبتاً مناسبی در زمینة گسترش و کاربرد تکنولوژیهای بتن الیافی صورت گرفته است، اما حقیقت آن است که گسترش این فناوری بیش از همه وابسته به اعلام نیاز از سوی صنعت و مقرون بهصرفهنمودن کاربری آن از سوی محققان کشور میباشد. چند سال پیش کنفرانسی در زمینه تکنولوژی بتن الیافی با هدف شناساندن فناوری مذکور، در دانشگاه صنعتی شریف برگزار گردید. در این کنفرانس، محققان و سخنرانان از مراکز مختلفی به ایراد سخنرانی و ارایه مقاله پرداختند. به طور مثال در یک نمونه از کارهای ارائه شده، مسئله به صرفه بودن استفاده از این نوع بتن مورد بررسی و مطالعه کارشناسی قرار گرفته بود. حاصل این بررسی مؤید آن بود که در بعضی پروژههای صنعتی، بهکارگیری بتن الیافی نسبت به روشهای متداول استفاده از شبکه بندی فولادی، بسیار اقتصادیتر، سریعتر و آسانتر میباشد.
برگزاری این کنفرانس اثرات مثبت زیادی در شناسایی و توسعة این فناوری داشت. پس از آن، بخشهایی از صنعت و دانشگاه به بررسی امکان تولید الیاف گوناگون بالاخص الیاف شیشه و فولاد پرداختند. همچنین به تدریج بتن الیافی با الیاف تقویتکنندة پلیپروپیلن به بازار مصرف راه یافت و در انجام پروژههایی به کار گرفته شد. در مجموع قدمهای مثبتی در این جهت برداشته شده است اما سرعت این حرکت نسبتاً کند بوده است.
برگرفته از سایت :
http://www.forum.98ia.com/t43993.html
