پیش ساخته سازی قطعات بتنی، موانع و راهکارها

در سالیان اخیر استفاده از بتن های پیش ساخته با سرعت در حال افزایش می باشد. این موضوع دارای مزایای زیادی نظیر افزایش سرعت ساخت، انتقال ریسک از کارگاه به کارخانه، زیبایی بیشتر و کاهش خطاهای ابعادی می باشد.

طبق استاندارد EN 13369  بتن پیش ساخته محصولی است که از بتن تشکیل شده و طبق معیارهای استانداردی نظیر این استاندارد در محلی به جز محلی که استفاده می گردد تولید شده و در مقابل شرایط محیطی مهاجم در حین تولید به دلیل استفاده از یک پروسه تولید صنعتی تحت یک سیستم کنترل کیفیت با امکان انتخاب در کارخانه، حفاظت شده است. 

به منظور حصول تمام ویژگی های مثبت سازه های بتنی پیش ساخته ، مهمترین موضوع در کارخانجات تولید این قطعات، کنترل کیفیت دقیق این قطعات می باشد. با توجه به اینکه در اکثر استاندارهای بین المللی بتن پیش ساخته به عنوان یک محصول تعریف شده است، بنابراین نحوه رفتار با آن می بایست مشابه یک محصول تولیدی در کارخانه بوده و فرآیند تولید آن برای رسیدن به یک سطح ظاهری زیبا و با دوام بالا می بایست به دقت رصد شود.

مشکلات موجود در پروسه تولید قطعات بتنی پیش ساخته

با وجود اهمیت بسیار بالای کنترل کیفیت در سازه های پیش ساخته ممکن است در مراحل مختلف ساخت و انتقال این نوع از بتن ها دچار آسیب شده و فرآیند آماده سازی آنها مختل گردد. این موارد می تواند مربوط به ظاهر بتن، دوام و مقاومت بتن و یا مشکلاتی در پروسه تولید این قطعات باشد.  

ظاهر بتن

یکی از مهمترین جنبه های ارزیابی کیفیت سازه های پیش ساخته، کیفیت سطح بتن یا به عبارت دیگر زیبایی سطح بیرونی قطعات پیش ساخته می باشد. به صورت عمده در دو مرحله ممکن است ظاهر سازه های پیش ساخته تحت تاثیر قرار بگیرد. مرحله اول در زمان ساخت بتن پیش ساخته و مرحله دوم در زمان انتقال سازه پیش ساخته به کارگاه می باشد.

1.کیفیت ظاهر در زمان ساخت بتن

در زمان ساخت بتن مهمترین عامل تاثیرگذار بر کیفیت ظاهری سازه های پیش ساخته، تلاش برای رسیدن به یک سطح بدون نقص و صیقلی کاملا متناسب با نیازهای سازه ها می باشد که این موضوع همواره می تواند با اصلاح طرح اختلاط و استفاده از مواد مناسب به منظور رهاسازی قالب ها انجام گردد.

علاوه بر ممانعت از چسبیدن قالب به بتن به عنوان مهمترین هدف استفاده از روغن های قالب، در زمان استفاده از روغن قالب بتن به لحاظ اجرایی باید منجر به سهولت در جداسازی قالب ها از بتن، سهولت در تمیزکاری و جلوگیری از زنگ زدن آن ها شده تا به قالب ها نیز آسیبی وارد نگردد. به طور کلی استفاده از روغن سوخته و یا روغن های نامرغوب به عنوان روغن قالب، عمدتاً منجر به لکه شدن سطح نهایی بتن می گردد. علاوه بر آن این مواد با ورود به سطح بتن منجر به ایجاد یک سطح پودری شده که افت کیفیت سطح نهایی و کاهش دوام بتن را به دنبال خواهد داشت. معایب ذکر شده با استفاده بیش از اندازه روغن بر روی سطوح قالب ها تشدید خواهد شد. اما تنها وجود یک لایه بسیار نازک از روغن های قالب تخصصی طراحی شده در شرکت آبادگران مانع از پیوند قالب با بتن می شود.

محصولات روغن قالب آبادگران بر دو نوع پایه آب  AQUAFORM 230و پایه حلال MOULD OIL-O400 طراحی شده‌اند. روغن قالب پایه آب از مخلوط روغن، آب و امولسیفایر به منظور پایداری روغن در آب تشکیل شده است. بدلیل استفاده از آب در فرمولاسیون آن، این محصول نسبت به نوع روغنی، با محیط زیست سازگارتر بوده و اصطلاحا به آنها جدا‌کننده‌های دوستدار محیط زیست گفته می‌شود. در مقابل فرمولاسیون ویژه روغن‌ قالب‌ MOULD OIL-O400  بر پایه روغن ­های فرآوری شده علاوه بر برآورده نمودن خواسته‌های آیین­ نامه بتن ACI 301 پس از اسپری شدن بر روی سطح قالب، زمان کافی برای قالب­ گیری بتن بدست داده و ماده رهاساز با کمترین مقدار فراریت حتی با وجود منبع حرارتی بر روی سطح قالب­ ها باقی می­ماند. اهمیت بسزای این ویژگی در خصوص ساخت قطعات بتنی در شرایطی است که دمای عمل­ آوری زیاد بوده و ماده رهاساز نباید در این شرایط از روی سطح قالب تبخیر شود. مکانیزم جداکنندگی این ماده ایجاد یک لایه ممانعت کننده بر روی سطح قالب بوده و واکنش شیمیایی با بتن انجام نمی­دهد.MOULD OIL-O400   حاوی افزودنی­ های ضدخوردگی بوده که منجر به دوام بیشتر قالب­ ها و جلوگیری از زنگ زدن آن­ها خواهد شد. عدم وجود آب در ساختار شیمیایی این ماده باعث خواهد شد که در فصل زمستان در برابر یخ زدن مقاومت داشته باشد بدان معنا که شرایط نگهداری آن در پروژه­ های عمرانی و یا کارخانه تولید قطعات بتنی آسان است.

2.کیفیت ظاهر بتن در زمان حمل

در زمان حمل نیز، ممکن است بتن پیش ساخته در معرض آسیب و ترک قرار گیرد، همواره می توان با استفاده از سبد مقاوم سازی شرکت آبادگران، نظیر مواد سیمانی و اپوکسی که با اهداف تخصصی ترمیم، تزریق و مقاوم سازی قطعات طراحی گردیده اند استفاده نمود.

دوام و مقاومت بتن پیش ساخته

طبق تعریف ACI 201، دوام بتن حاوی سیمان پرتلند به توانایی آن برای مقابله با عوامل هوازدگی، تهاجم شیمیایی، سایش و یا هر فرآیندی که به آسیب دیدگی می انجامد، گفته می شود. بنابراین بتن پایا به بتنی گفته می شود که تا حدود زیادی شکل اولیه و کیفیت و قابلیت خدمت رسانی خود را در شرایط محیطی حاکم حفظ نماید.

نفوذناپذیری یک نقش بسیار مهم را در ارتقای دوام بتن های پیش ساخته ایفا می نماید. یک بتن با نفوذپذیری بسیار زیاد، به سیالات مختلف اجازه ورود به آن داده و تاثیر منفی آن در بتن مشاهده می گردد. رسیدن آب به میلگردها نیز موجب خوردگی و در نهایت آسیب به بتن می گردد. هر چه بتن نفوذناپذیرتر باشد، با دوام تر است.

مقاومت فشاری بتن، به همراه نسبت آب به سیمان پایین، کمترین نفوذپذیری و بیشترین مقاومت را در برابر نفوذ سیالات خواهد داشت. مقاومت های فشاری زیاد به همراه نسبت های آب به سیمان پایین، بتنی متراکم با حداقل خلل و فرج را به دست می دهد.

به منظور دستیابی به بتنی با دوام و مقاومت بالاتر در کارخانجات قطعات پیش ساخته بدون استفاده از افزودنی ،کار با بتن با حداقل نسبت آب به سیمان بسیار دشوار می باشد. بر اساس تعریف، مواد افزودنی بتن به موادی اطلاق می‌شود که به منظور تنظیم و اصلاح خواص بتن تازه و سخت شده استفاده می‌شوند. به طور کلی با استفاده مناسب از افزودنی‌ها می‌توان به بهبود شاخص‌های مکانیکی و دوام، سهولت و سرعت در اجرا و نهایتا کاهش هزینه‌های تمام شده دست یافت. در بسیاری از استاندارد‌ها و آیین نامه‌های معتبر بین المللی نیز لزوم مصرف افزودنی بتن اثبات گردیده، به طوری که امروزه نقش افزودنی‌های بتن در راستای ارتقا کیفیت و کارایی بتن آشکار است. مصرف افزودنی بتن در پروژه‌های عمرانی براساس نوع و کاربرد افزودنی و شرایط محیطی و اجرایی بتن می‌تواند متغیر بوده و براساس استاندارد‌های داخلی و خارجی حداکثر درصد مواد افزودنی بتن مورد مصرف دارای محدودیت می‌باشد که این موضوع تولید افزودنی بتن با کیفیت و میزان مصرف آن را حائز اهمیت می‌کند.

ژل میکروسیلیس نوعی از افزودنی‌های بتن توسعه یافته و محصولی شامل فوق روان کننده بتن و پودر میکروسیلیس و افزودنی‌های بتن پلیمری محافظ نفوذ آب است که با اسم ژل میکروسیلیس الیاف دار هم شناخته می­شود ، به این صورت که با درجه­ی بالایی از قدرت باعث افزایش نسبی مقاومت فشاری، خمشی و کششی، دوام و طول عمر بیشتر ، نفوذ ناپذیری قابل توجه نسبت به بتن معمولی و اسلامپ بالاتر در جهت تهیه و تولید بتن‌هایی نفوذ ناپذیر،کاربردی مطلوب و فراوان دارد.

ژل میکروسیلیس درحین فرآیند اختلاط فضا­های خالی و خلل و فرج‌های موجود را پوشش داده و موجب کاهش نفوذ پذیری بتن به میزان چشم گیری می­شود. ژل میکروسیلیس در واقع جایگزین مطلوبی برای انواع متعددی از افزودنی‌های بتن، از جمله انواع روان کننده‌ها، فوق روان کننده‌ها و آب بند کننده‌ها و … می‌باشد. ژل میکروسیلیس در واکنش نهایی با جذب آهک آزاد و تبدیل آن به سیلیکات کلسیم با بازده ای موثر سبب بهبود ویژگی‌های بتن شما می‌شود.ماده میکروســیلیس ژل شــده با از بین بردن خطرات زیســت محیطی ناشی از استفاده از دوده‌های سیلیســی (به صورت پودری) و نیز به دلیل پخش یکنواخت‌تر در بتن، باعث بهبود خواص بتن سخت شده می­گردد.

شرکت آبادگران با تولید سبد وسیعی از این مواد که می تواند در برگیرنده ژل های خالص میکروسیلیس نظیر ماده  PURE GEL که البته استفاده از آن به همراه کاهنده های آب می تواند نسبت آب به سیمان مخلوط را نیز کاهش دهد، ژل های میکروسیلیس  با کاهنده قوی آب نظیر ماده POWER GEL  ژل های میکروسیلس همراه با افزودنی کاهنده آب، فیلر، واترپروف و کاتالیزورهای واکنش هیدراسیون نظیر ماده A.C.P، همواره می تواند در ساخت بتن های با دوام با حداکثر مقاومت فشاری، کارخانجات تولید قطعات پیش ساخته را یاری نماید.

همچنین به منظور ارتقای مقاومت قطعات پیش ساخته در برابر سیکل های ذوب و یخبندان به خصوص در کارگاه های ساخت قطعات راهسازی، می توان از افزودنی های حباب هواساز استفاده نمود. افزودنی‌های هواساز  باعث ایجاد حباب‌های کوچک پایدار هوا به طور یکنواخت در مخلوط بتن می‌شوند. قطر این حباب‌ها عمدتا کمتر از 1 میلی‌متر و عمدتا در حدود 0.3 میلی‌متر هستند. در محصول E.M.AIR شرکت آبادگران حباب‌های کروی شکل و منظم به صورت پیوسته تشکیل می‌شوند. این حباب‌ها لوله‌های مویین تشکیل شده را از بین برده و با مسدود کردن آن‌ها مانع از عبور آب می‌شوند. در واقع این ماده از طریق کاهش پیوستگی لوله‌های مویین در ساختار بتن و ایجاد گسستگی در آن‌ها باعث افزایش نفوذناپذیری و دوام بتن می‌گردد.  از مزایای استفاده از افزودنی حباب هواساز در بتن می توان به افزایش مقاومت در برابر ذوب و یخ‌زدگی، افزایش انسجام و بهبود تراکم در مخلوط های باکارایی پایین اشاره کرد. در سیکل های مداوم یخ زدگی و ذوب، افزایش حجم آب ناشی از یخ‌زدگی منجر به ایجاد ترک در بتن می‌گردد. این ترک‌ها نفوذپذیری بتن را افزایش داده و منجر به ایجاد فرسایش با عمق بیشتر می‌گردند. در چنین شرایطی ماده افزودني حباب هواساز بتن براي كاهش نفوذپذيری و افزايش طول عمر بتن در برابر سیکل‌های تكراری انجماد و ذوب به بتن افزوده مي‌شود.

پروسه تولید

به طور کلی در پروسه تولید یک قطعه بتن پیش ساخته ممکن است عوامل مختلفی چالش هایی را برای کارخانجات بتن های پیش ساخته ایجاد نماید. همانگونه که در بخش های قبلی اشاره شد، به منظور سهولت رهاسازی قالب ها می توان از مواد رهاساز قالب شرکت آبادگران استفاده نمود. به منظور سرعت باز نمودن قالب ها و سرعت پروسه تولید نیز شرت آبادگران راهکار تخصصی ارائه داده است. در کنار کاهش آب به سیمان نیاز است تا ماده شیمیایی قدرتمندی در کنار ارتقا کارایی بتن، مقاومت فشاری زودرس را تامین نماید.

فوق روان کننده و کاهنده قوی آب یا ابر روان کننده POWER PLAST-ES  افزودنی با خاصیت کاهندگی بسیار قوی آب و همچنین افزاینده بسیار قوی کارایی بتن با قابلیت حفظ زمان کارایی در حالت خمیری بوده و مقاومت فشاری زودرس نیز در بتن ایجاد می‌نماید .افزودنی دارای مقاومت فشاری زودرس گزینه بسیار مناسبی برای افزایش راندمان تولید در کارگاه‌های بتن پیش‌ساخته است.

علاوه بر این موضوع همواره ممکن است ضایعات بسیار زیادی در اثر جابه جایی قطعات در زمان  آماده سازی در کارگاه، ممکن است آسیب هایی ببینند. به منظور ترمیم و مقاوم سازی قطعات می توان از مواد مقاومی نظیر ملات اپوکسی ABADUR MP 25/45 شرکت آبادگران به منظور رفع ترمیم ترک های با عمق کم و آسیب های وارد شده به قطعات استفاده نمود. این ماده با سرعت گیرش و کسب مقاومت بسیار زیاد، در مدت زمان بسیار کم به مقاومت های خوب مکانیکی رسیده و سرعت زیاد در پروسه تولید را به ارمغان می آورد.