پروفسور حسابی

سادگی و عشق از عوامل پیشرفت است، که در قلب ما ایرانیان است

(پروفسور حسابی )

شن وماسه در بتن

شن وماسه
سنگدانه ها در حدود %75 حجم بتن را تشکیل می دهند . بنابراین بررسی خواص این سنگدانه ها از اهمیت بالایی برخوردار است . سنگدانه بایستی دارای مقاومت ودوام بالایی بوده واز نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد . دانه بندی سنگدانه بایستی مناسب ودر برابر سایش و یخبندان و عوامل شیمیایی مقاوم باشد . اندازه ذرات ماسه از 4.75 میلیمتر کمتر و از 06/0 میلیمتر بیشتر است . مقادیر ریز دانه ای که از دو الک 50 و100 عبور می کنند روی کارآیی وآب انداختن بتن بسیار مؤثر هستند . برای سهولت در ریختن و پرداخت سطح صاف بایستی %15 ذرات از الک 50 و نیز %3 یا بیشتر سنگدانه از الک 100 عبور نمایند . عموماً دانه بندی پیشنهادی ASTM – C33 برای بیشتر بتن ها رضایت بخش بوده است .
ASTM – C33 مقرر می دارد که کمتر از %40 ذرات سنگدانه بین دو الک استاندارد باقی بماند ومدول نرمی بین 3/2 – 1/3 باشد مطابق تعریف ASTM – C125 مدول نرمی از مجموع درصدهای وزنی باقی مانده روی الکهای 4 تا 100 تقسیم بر 100 به دست می آید که هرچه مدول نرمی بیشتر باشد ، سنگدانه درشت تر خواهد بود . حداکثر درصد خاک ماسه بایستی کمتر از %5 وزنی باشد .
ذرات باقیمانده روی الک شماره 4 و بزرگتر را شن می نامند ( ذرات بزرگتر از 75/4 میلیمتر ) افزایش مقدار درشت دانه ، باعث افزایش مقاومت فشاری و نیز کاهش قوای محبوس در بتن می گردد . براساس ASTM حداکثر درصد خاک شن مصرفی در جدول به %1 محدود می گردد .





واکنش قلیایی
بعضی سنگدانه ها دارای برخی مواد معدنی هستند که با قلیایی های سیمان واکنش انجام می دهند . واکنش قلیاییی دانه ها به ویژه در محیط گرم و مرطوب باعث انبساط غیر عادی و ترکهای ریز سطحی در بتن می گردد . این میزان تخریب را می توان با محدو دکردن میزان قلیایی سیمان (Na2o ) به 0.6 درصد وزنی به حداقل رساند روش دیگر این است که از سیلیس جهت کم کردن قلیاییت سیمان استفاده گردد .
شکل سنگدانه
شکل سنگدانه بیشتر روی خواص بتن تازه اثر دارد .به طور مثال دانه های زبر وسوزنی در مقایسه با دانه های صاف و گرد نیاز به آب بیشتری برای بتن کارا دارند .یعنی برای یک w/c ثابت نیاز به سیمان بیشتری دارند . چسبندگی بین خمیر سیمان وسنگدانه گوشه ای بیش از سنگدانه گرد است واین افزایش چسبندگی برای بتن با مقاومت فشاری و خمشی بالا مهم است .
دانه بندی
سنگدانه مصرفی در جداول دو نوع هستند به طوریکه یا فقط از ماسه استفاده میگردد و یا مصالح مصرفی مخلوطی از ماسه وشن ریز است . استفاده از شن درشت با جذب آب بالا باعث ضعف شدید بتن حاصله در مقابل یخبندان می گردد .
ابعاد سنگدانه
مقاومت در برابر یخبندان بتن تا حدودی به مقاومت یخ زدگی سنگدانه ها بستگی دارد . گرچه بخش ملات بتن مانع از اشباع سریع سنگدانه از بتن شده و آنرا در برابر شوک های حرارتی حفظ می کند ولی این حفاظت محدود بوده و بویژه اگر میزان جذب آب شن و ماسه بالا باشد سنگدانه های لایه زیرین به تدریج اشباع و حجم آن دراثر یخ زدگی باعث ایجاد ترکهایی در بتن میگردد که هرچه اندازه بزرگترین سنگدانه بیشتر باشد این تاثیر مخرب تر است .
کربنات های کلسیم ومنیزیم
این نمکها با غلظت کم در آب شرب یافت می شوند و حتی غلظتهای بالای آنها تأثیر منفی روی مقاومت بتن ندارد .
نمک های متفرقه
نمکهای مس ، روی و سرب می توانند باعث کاهش قابل توجهی در مقاومت وتغییرات زیادی درزمان گیرش شوند حداکثر غلظت قابل قبول این نمکها تا 500 در میلیون آب اختلاط است .
آب دریا
آب دریا به علت غلظت بالای کلر آن برای ساخت بتن مفید نمی باشد به علاوه نمکهای سدیم وکلسیم موجود در آب دریا می تواند باعث واکنشهای قلیایی بزرگ در بتن گردد .
آب های اسیدی
آب اختلاط که شامل اسید کلریدریک ، اسید سولفوریک و دیگر اسدهای غیر آلی تا غلظت 10000 در میلیون باشد روی بتن تأثیر سوء ندارد . از کاربرد آبهای با PH کمتر از 3 باید اجتناب کرد .
آب های قلیایی
آبهایی که غلظت هیدرواکسید سدیم در آنها بیشتر از 5/0 درصد وزنی سیمان باشد باعث کاهش مقاومت بتن می گردند و بایستی غلظت آن به حداکثر 1.2 درصد وزنی سیمان محدود گردد .


لای وذرات معلق
حداکثر ذرات معلق در آب اختلاط 2000 قسمت در میلیون تعیین شده است . مقادیر بیشتر می تواند باعث کاهش دوام بتن گردد .
جلبک موجود در آب اختلاط با سیمان ترکیب شده و چسبندگی بین سنگدانه ها و خمیر سیمان را کاهش می دهد مضاف براینکه وجود جلبک باعث جمع شدن مقدار زیادی هوا در بتن می گردد .
مواد افزودنی
مقدار تقریبی مواد حباب زا برای تولید 6- 9 درصد هوای عمدی در بتن در حدود 05/0 – 06/0 درصد وزن سیمان مصرفی است . البته درصد دقیق مواد حباب زا مصرفی را باید با آزمایش تعیین نمود .
مقدار تقریبی مواد سوپر روان کننده برای اسلامپ 8 میلیمتر در حدود 7/0 -6/0 درصد وزن سیمان مصرفی است . درصد دقیق ماده سوپر روان کننده در آزمایشگاه با ساخت طرح اختلاط مشخص می گردد.
نکته 1 : بتنی که بیش از 10% هوا یا کمتر 4% هوا داشته باشد قابل پذیرش نبوده و تخریبی است .
نکته 2 : بتنی که نسبت W/C (آب به سیمان ) آن بیش از 45/0 باشد قابل قبول نبوده و باید تخریب گردد.
نکته 3 : خرید مواد افزوودنی فقط از شرکتهایی مجاز است که یکی از ضوابط معتبر جهانی مثل ASTM یا DIN را در ساخت محصول خود رعایت کرده باشند .
نکته 4 : کاهش هرچه بیشتر W/C باعث افزایش زیاد کیفیت بتن می گردد . لذا کاهش W/C تا حداکثر ممکن توصیه می گردد .

بام سبز

وجود آشفتگی در زندگی شهری و صنعتی امروز ضرورت ایجاد آرامش را دو چندان می کند ، برای دستیابی به این مهم روشهای متعددی در پیش روی ما قرار دارد و تنها با باز کردن چشم سومی می توان بر این مقوله تسلط یافت . یکی از روشهای رسیدن به آرامش دسترسی به محیط طبیعی است ، متاسفانه امروزه با گسترش زندگی آپارتمانی رابطه انسان با طبیعت به میزان قابل توجه ای قطع شده است و انسان همواره در تلاش است تا این خلاء بزرگ را با کشاندن گوشه هایی از طبیعت به محل زندگی خود پر کند رواج زندگی آپارتمان نشینی . آلودگی هوا . و اهمیت و ارتباط فضای سبز و.....درسلامت روحی و روانی جامعه . با پیش بینی هایی که قبل از ساخت ساختمانهای جدید میتوان پشت بام ساختمانها را بصورت باغچه و فضای سبز و چمن کاری و گل خانه اجرا نمود . در کشورهای اروپایی و ...این کار صورت میگیرد . با پیش بینیهای مورد نیاز . میتوان ضمن کم کردن از بار مرده ساختمانها برای کف سازی و شیب بندی با چند لایه عایق بندی و تضمین نداشتن نشتی با ایجاد فضای سبز و گلخانه ارتباط خانواده ها با طبیعت را افزایش داد . مزیتهای دیگری میتواند داشته باشد از قبیل : می توان با سبزی کاری و....اشتغال خانگی برای خانمها ایجاد نمود . افزایش فضا ی سبز شهر و کم شدن آلودگی هوا . در تابستانها با وجود فضای سبز و گلخانه کولرها هم خنک و دلپذیر تری خواهند داشت و متعاقب آن مصرف برق و آب و خرابی کمتر کولرها را بهراه خواهد داشت . فضای سبز پشت بامها و افزایش سنت خانواده های ایران پرورش گل و ....میتواند نمادی از شهر سازی و هویت بخشی به شهر تهران باشد . و یقینا در صورت فعال شدن چنین کاری در هر محله ایی افرادی هم برای نگهداری و رسیدگی به گیاهان محلات مشغول بکار خواهند شد .

سرریز

سرریز

سازه ای که آب اضافی را خصوصاً به هنگام سیلاب که جریان آب به بدن سد

صدمه وارد می آورد و امکان دارد باعث تخریب آنها شود، دفع میکند. در حقیقت

 این نوع سازه، تخلیه کننده دریاچه سد در مواقع اضطراری میباشد. مهمترین

و حساسترین بخش در سازه های آبی، سرریز میباشد. درحقیقت اگر سرریز

یک سد به درستی محاسبه و احداث گردد، مشکل ناپایداری سازه و بحث

سیلاب در آن منطقه را نخواهیم داشت.

انتخاب نوع سرریز:

نوع سرریز به ۱- نوع سد ۲- دبی طرح ۳- توپوگرافی ۴- شرایط اقتصادی طرح بستگی دارد .

در زیر به شرح مختصری در مورد نوع سد و دبی سرریز اکتفا می کنیم.

نوع سد : در سد های خاکی ، سرریز نمی تواند بر روی بدنه سد قرار گیرد. ولی

 در بقیه سد ها(گابیونی، سنگ چین ملات دار  و ... ) سرریز می تواند بر روی

بدنه سد واقع گردد.

دبی طرح Discharge design : حدالاکثر دبی لحظه ای با دوره بازگشت

معین که سد بر اساس آن طراحی می گردد و یا حداکثر دبی که در طول عمر

 سد می تواند واقع گردد.

در سد های مخزنی دبی ماکزیمم با دوره بازگشت ۱۰۰۰۰ سال محاسبه

 می گردد، در سد های انحرافی دوره بازگشت۵۰ تا ۱۰۰سال لحاظ می گردد  و در

 سدهای آبخیزداری دوره بازگشت ۱۰ تا ۲۰ سال را به عنوان دوره

 بازگشت  برای  دبی حداکثر در نظر می گیرند.

محل سرریز: محل سرریز بستگی به

ادامه مطلب

انواع سرریزها

انواع سرریزها
 

راي عبور آبهاي اضافي و سيلابها از سراب به پاياب سدها از سازه اي به نام « سرريز » استفاده مي شود . يكي از سازه هاي مهم سد ، سرريز مي باشد با توجه به وظيفه اي كه بر عهده آن مي باشد ، سرريز بايد سازه اي قوي ، مطمئن و با كارآيي بالا انتخاب شود كه هر لحظه بتواند براي بهره برداري آمادگي داشته باشد .
معمولاً سرريزها را بر حسب مهمترين مشخصه آنها تقسيم بندي مي كنند ، اين مشخصه مي تواند در رابطه با سازه كنترل ، كانال تخليه و يا هر عضو ديگر آن باشد . بر حسب اينكه سرريز مجهز به دريچه و يا فاقد آن باشد ، به ترتيب با نام سرريزهاي كنترل دار و يا سرريزهاي بدون كنترل شناخته مي شوند .
براي عبور آبهاي اضافي و سيلابها از سراب به پاياب سدها از سازه اي به نام « سرريز » استفاده مي شود . يكي از سازه هاي مهم سد ، سرريز مي باشد با توجه به وظيفه اي كه بر عهده آن مي باشد ، سرريز بايد سازه اي قوي ، مطمئن و با كارآيي بالا انتخاب شود كه هر لحظه بتواند براي بهره برداري آمادگي داشته باشد .
معمولاً سرريزها را بر حسب مهمترين مشخصه آنها تقسيم بندي مي كنند ، اين مشخصه مي تواند در رابطه با سازه كنترل ، كانال تخليه و يا هر عضو ديگر آن باشد . بر حسب اينكه سرريز مجهز به دريچه و يا فاقد آن باشد ، به ترتيب با نام سرريزهاي كنترل دار و يا سرريزهاي بدون كنترل شناخته مي شوند .
نوع سرريزها معمولاً با عناوين : ريزشي ، اوجي ، جانبي ، شوت ، مجرايي ، تونلي ، نيلوفري ، سقوطي با بار شكن ، آبرو و سيفوني مشخص مي گردد .

1- سرريز ريزشي آزاد ( سرريز هاي با سقوط مستقيم )
 

در اين نوع سرريزها جريان آب بطور آزاد از روي تاج سرريز فرو مي ريزد . اين سرريزها براي سدها ي بتني قوسي نازك ، سدهاي پشت بنددار و يا تاجهايي كه وجه پايين دست آنها تقريباً قائم است ، مناسب مي باشد . جريان ممكن است بصورت آزاد همانند يك لبريز لبه تيز انجام گيرد و يا تا فاصله كمي در روي اوجي هدايت شود . غالب اوقات تاج را بصورت يك لبه آويزان ادامه مي دهند ، تا جريانهاي كوچك را به نقطه اي دورتر از ديواره مقطع سرريز شونده هدايت كند .
در سرريزهاي ريزشي آزاد ، به زير سفرة آب به اندازة كافي هوا داده مي شود تا از شكل گيري جتهاي ضرباني و نوسان كننده جلوگيري شود .
اگر هيچگونه تأ سيسات حفاظتي مصنوعي در پاي سقوط در نظر گرفته نشود ، در بيشتر موارد در بستر رودخانه فرسايش ايجاد مي شود و يك حوضچه استغراق شكل مي گيرد عمق و حجم حوضچه تابعي از عمق پاياب ، ارتفاع سقوط آب و تغييرات دبي جريان است .
فرسايش ناپذيري مواد بستر ( مانند سنگ ) اثر جزئي بر روي اندازه حوضچه دارد ، چرا كه فقط مي تواند زمان حفر كامل حوضچه را به تعويق بيندازد . در مواردي كه فرسايش بستر غير قابل تحمل باشد ، مي توان با احداث يك سد كمكي در پايين دست سازه اصلي ، به ايجاد يك حوضچه مصنوعي پرداخت . اين كار همچنين مي توان با حفر يك حوضچه انجام داد و سپس آنرا به كف بند بتني مجهز ساخت .
به شرط وجود عمق كافي ، هنگامي كه جت آب به روي يك كف بند افقي سقوط مي‌كند ، جهش هيدروليكي شكل خواهد گرفت . براي تعيين مولفه هاي جهش هيدروليكي فوق‌الذكر مي توان معادله مومنتم را در پاي سقوط به كار گرفت .
از سرريزهاي ريزشي آزاد ، كه در محدوده وسيعي از عمق پاياب بتواند مؤثر باشند ، مي‌توان در سدهاي خاكي استفاده كرد . اين سرريز از يك ديواره مستقيم مجهز به لبريز تشكيل شده كه در قسمت بالاي يك فلوم با مقطع مستطيلي كار گذاشته شده است .كف بند افقي آن بر رقوم كف رودخانه منطبق است و يا پايين تر از آن قرار مي گيرد . در اين حالت ، به منظور كمك به تشكيل جهش هيدروليكي و كاهش فرسايش پايين دست ، سيستم به بلوكهايي در كف و يك آستانه در انتها مجهز شده است . اين نوع سازه هيدروليكي ، براي اختلاف ارتفاعهاي زياد مناسب نيست ، زيرا در اينصورت بايد كف بند ، نيروي عظيم برخورد جت با فونداسيون را تحمل كند . ارتعاشهاي حاصل از اين برخورد ، ممكن است سبب ترك خوردگي و يا جابجائي قسمتهايي از سازه شود و خطر انهدام آنها در اثر بروز پديده هاي جوشش ماسه ( پايپينگ ) و زير شويي را به‌وجود آورد .
معمولاً نبايد در مواردي كه اختلاف تراز آب مخزن و پاياب از 6 متر متجاوز است ، از اين نوع سازه هيدروليكي استفاده شود .

2- سرريز اوجي ( آبريز )
 

اين سرريزها يك لبريز كنترل دارند كه به شكل منحني اوجي ( پيوند ) يا داراي پروفيل S شكل است . معمولاً قسمت فوقاني منحني پيوند طوري طراحي مي شود كه هر چه نزديكتر ، بر پروفيل زيرين سفره آبي كه از روي يك لبريز لبه تند هوا دهي شده ، فرو مي ريزد منطبق باشد . با جلوگيري از ورود هوا به زير سفره آب ، امكان تماس بين آب سرريز شده و پروفيل تاج سرريز فراهم مي آيد . براي دبي هاي نظير ارتفاع طراحي ، جريان آب بدون مزاحمتي از طرف لايه مرزي ، به آرامي بر روي پروفيل تاج سرريز حركت مي كند و تقريباً حداكثر بازده تخليه به دست مي آيد . پايين تر از قسمت فوقاني منحني پيوند ، پروفيل به صورت مماسي در طول يك شيب ادامه مي يابد و بدين ترتيب ورقه آب را در روي سطح قسمت آبريز حفاظت مي‌كند . در انتهاي شيب ، يك منحني معكوس جريان را بداخل حوضچه آرامش و يا كانال تخليه سرريز برمي‌گرداند .
منحني فوقاني تاج سريز را مي توان تند تر و ياملايمتر از پروفيل سفره ريزشي آب انتخاب كرد . شكل ملاتمير پروفيل سبب خواهد شد كه ورقه آب به سطح پروفيل بچسبد و فشار هيدرواستاتيكي مثبتي را در سطح تماس پديد آورد . در اين حالت ، مقاومت جريان افزايش مي‌يابد و بازده تخليه سرريز كاسته مي شود . براي پروفيل تندتر ، امكان جدا شدن ورقه آب از سطح تاج وجود دارد كه با وقوع فشار منفي در سطح تماس همراه خواهد بود . اثر اين گونه فشارها ي منفي ، در افزايش ارتفاع مؤثر است كه در نتيجه برد بي جريان مي افزايد . يك تاج آبريز همراه با كف بند پايين دست ، مي تواند به عنوان يك سرريز كامل مورد استفاده قرار گيرد . اين حالت را مي توان در سدهاي بتني وزني مشاهده كرد . در حالت ديگر ، تاج آبريز ممكن است فقط بصورت سازة كنترل ، براي انواع ديگر سرريزها مورد استفاده قرار گيرد .

3 - سرريز جانبي
 

سرريز جانبي عبارتست از سريز جداگانه اي كه در كنار سد در دره ساخته مي شود . جريان آب پس از عبور از سرريز جانبي وارد كانالي مي شود كه موازي تاج سرريز است و كانال جانبي ناميده مي شود .
معمولاً اين نوع سرريز در قسمت باريك
ادامه مطلب