بتن معماری (بتن مورد استفاده در نما)- یک معمار یا مهندس عمران درباره بتن دکوری چه چیزهایی باید بداند؟

29 شهريور 1394 - 09:49

بتن یک ماده یکپارچه است، اما ظاهر کاملا یکپارچه ای از خود نشان نمی دهد. ظاهر آن تحت ثاثیر قالب و طرح اختلاط بتن، تغییر شرایط آب و هوایی، رنگ سیمان تولید کنندگان متفاوت، نوع تامین مصالح، رطوبت، مواد افزودنی و بسیاری از موارد دیگر قرار می گیرد.
به عنوان یک دانشجوی جوان معماری، من بتن را با علم به انتخابم برگزیدم چرا که می توانست به هر صورتی که تصور می کردم، در بیاد. این موضوع برای معماران طبیعی است که فاکتور های شکل، عملکرد، بافت، فضا و نظم را در نظر بگیرند زیرا که معمار از این موارد برای خلق کردن یک محیط بی همتا الهام می گیرد. بعد از اینکه تعدادی از دوره های مهندسی را گذراندم ، شروع به درک تاثیر بارهای ساختاری و مفاهیم آن ها کردم که به بتن اجازه داشتن حداقل عمق و بیشترین دهانه را می دهند. مهندسان عمران بارها، استحکام مواد و طرح ساختاری را در نظر می گیرند زیرا که در نظر گرفتن این مفاهیم برای طراحی یک سازه امن و پایدار ضروری است.
به چالش معروف فرم(ظاهر) باید تابع عملکرد( ساختار) باشد، می رسد. بتن در ساخت تمام ساختمان ها استفاده می شود. بتن ممکن است به سادگی ساختار سازه را فراهم کند، یا به عنوان یک عنصر برای تعریف فضا و یا ایجاد ویژگی های منحصر به فرد برای ساختمان یا ساختار آن استفاده شود. هنگامی که بتن برای فراهم آوردن چیزی بیش از عملکرد باربری و سازه ای ساختمان استفاده شود، در واقع بتن به سمت بتن معماری (بتن دکوری) متمایل می شود.
هنگامی که استفاده از بتن معماری ( بتن دکوری) در کنار بسیاری از برنامه های پیشنهادی و کاربردی دیگر مد نظر قرار می گیرد، راهنمای ACI 303 یا راهنمای استفاده از بتن معماری (بتن دکوری) ، که یک مرجع قوی است به طراح کمک می کند. در زیر به برخی از مواردی اشاره شده که یک معمار یا مهندس عمران در زمان طراحی یک دیوار با بتن معماری (دکوری) باید در نظر بگیرد.
مدل سازی
یک مدل (ماکت) بهترین راه برای آماده شدن برای یک پروژه موفق ساخت دیوار با بتن معماری است. یک مدل باید با مقیاس کامل و واقع در سایت انتخابی پیمانکار برای ساخت سازه، با استفاده از تمام تجهیزات پیشنهاد شده، مصالح و دستور ساخت، ساخته شود. مدل اشکال و خطوطِ افقی و عمودی و همچنین در صورت لزوم لوازم جانبی، و تمام جزئیات اتصال را با یکدیگر ترکیب می کند. ممکن است به بیش از یک جا ب جایی نیاز باشد تا مفاصل افقی و عملیات جابجایی آن انجام و حل و فصل شود.
این فرایند باید یک بار انجام شود تا بتوان آن را تکرار کرد. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده، پیمانکار در اولین دوره استفاده از مدل در کار موفق بود، اما باز هم برای ایجاد تغییراتی که باعث یک جای گذاری موفق می شد، به سه تلاش بیشتر نیاز بود. آرماتورها تقویتی باید به طور کامل در مدل جای گذاری شده تا هرگونه مشکلات تراکم، بتن ریزی، و عملیات ویبره کردن حل شود. سازه باید به همراه تیم اجرایی ماهر که قرار است کار نهایی را در این زمینه به انجام برسانند، ساخته شود. این عمل برای آن ها تجربه ای ارزشمند و بازخوردی از تیم سازنده برای پیشرفت های احتمالی آینده فراهم می کند.
معماران و مهندسان عمران باید یک مدل با جزییات دقیق را مشخص کنند تا پیمانکارانی که پیشنهاد انجام کار را ارائه می دهند، آن مدل را بسازند. هم چنین عاقلانه است که از یک مدل برای تعیین چگونگی تعمیر سازه در صورت آسیب دیدگی استفاده شود. تمام روند ساخت مدل باید بررسی و تایید شود تا تیم ساخت و ساز مسیری روشن و واضح برای پیشبرد پروژه داشته باشند.
مدل ها گران هستند، اما با در نظر گرفتن اطلاعات به دست آمده از آن ها و هزینه های شکاف هایی که اگر سازه نهایی ناقص باشد رخ می دهند، مدل ها ارزشمند می شوند. (شکل 2 را ببینید)
سیستم صحیح قالب بندی
بتن اساسا یک مایعِ نیازمند سخت شدن است و قالب، پاکتی است که شکل نهایی بتن را تعریف می کند. جزییات ساخت قالب، از جمله این که مفاصل افقی و عمودی کجا قرار می گیرند، فضای اتصال دیوار ها، و جزییات بازشو ها بر روی ظاهر نهایی بتن تاثیر می گذارند. شرایط طراحی، محدودیت هایی در انتخاب طرح و مصالح مصرفی به وجود می آورد. از آن جایی که سیستم قالب بندی یک عامل حیاطی برای موفقیت در پروژه های بتن معماری است؛ هنگامی که معمار یا مهندس ظرفیت ها و محدودیت های مصالح قالب ها را درک می کند، نتایج رضایت بخش بیشتری به بار می آید. مصالح قالب ها و نصب و باز کردن آن ها می تواند تا حدود درصد 80 درصد هزینه های بتن ریزی را شامل شوند.
طرح اختلاط مناسب
لازم است که معمار و مهندس عمران طرح اختلاطی را در نظر بگیرند که کارایی، سیالیت (اسلامپ)، دوام و استحکام مناسب را فراهم آورد. علاوه بر این، نحوه درست سخت شدن بتن تازه نیز در ظاهر نهایی آن بسیار مهم است.
فرم دادن بتن یک چالش برای پیمانکار محسوب می شود. اگر که محل آزاد برای انجام کار محدود باشد یا میزان فولادی که به تشخیص مهندس طراح برای فراهم آوردن استحکام و انعطاف کافی نیاز است باعث ایجاد تراکم بتن شود (فضای کافی برای ویبره وجود نداشته باشد) ، این عمل (فرم دادن به بتن) می تواند چالش بزرگتری پیش روی پیمانکار قرار دهد. نمونه های آزمایشگاهی روش بسیار خوبی برای تخمین مناسب بودن مخلوط بتن است.
و این نمونه های آزمایشگاهی باید قبل از انجام مدل سازی برداشت شوند و در طول فاز مدل سازی بهبود پیدا کنند. این نمونه گیری ها فرصتی برای موازنه کردن طرح اختلاط و استفاده از مصالح و ترکیبات جدید مانند بتن خود گیرنده هستند. بهترین گزینه برای ارائه طرح اختلاط بتنی که نتایج دلخواه را فراهم کند، پیمانکاران ،تیم اجرایی آن ها و هم چنین تولید کنندگان بتن هستند.
در کنار همه موارد فوق، ایجاد یک رابطه مثبت اولیه با پیمانکار بتن به مهندس عمران یا معمار در پیشبرد یک پروژه مقرون به صرفه ساخت دیوار با بتن دکوری کمک می کند . شکل 3 را ببینید.
و در آخر؛ بتن یک ماده کامل نیست، پس بهتر است به جای فکر کردن به ساخت یک بتن مطلقا بی عیب، به فکر کاهش عیوب آن باشیم. شکل 4 و 5 را ببینید.

شکل 1: مدل منحنی شکل برای " Urban Carpet Roll " . یک سازه منحنی شکل بتنی در مرکز روزنتال (Rosenthal Center) . پیمانکار و اجرای بتن توشط شرکت شرکت بتن بیکر (Baker Concrete Construction) صورت گرفت.

شکل 2: کلیسای جامع بانوی ما از فرشتگان، لس آنجلس، کالیفرنیا. مدلی از عناصر با طرح های متفاوت از جمله دیوار زاویه.پیمانکار مورلی (Morley Builders)