هر کدام از ما انتظارات مشترک و مهمی از ساختمانی که در آن زندگی و یا کار می کنیم داریم. یکی از مهم ترین این انتظارات میزان مقاومت ساختمان در برابر تنش هایی مانند آتش سوزی، زمین لرزه، انفجار و غیره است. همان طور که می دانید قبل از ساخت یک ساختمان و یا سازه، روش ها و همچنین قوانین و مقرراتی برای طرح ریزی و اجرای ساخت آن ها وجود دارد. در این مقاله برآنیم تا به معرفی و تشریح صفر تا صد سازه ها و بتن هوشمند ضد انفجار بپردازیم.
با افزایش حوادث صنعتی، حملات تروریستی و هر عامل دیگری که باعث بروز انفجار در ساختمان ها می شود، مهندسان و معماران به فکر طراحی و ساخت سازه های بتنی هوشمند بیشتری هستند. تا به اکنون مصالح ساختمانی بسیاری تولید شده که در برابر زلزله مقاومت داشته اند. امروزه استفاده از بتن هوشمند ضد انفجار در زمینه ساخت مصالح و سازه های بتنی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. قبل از پرداختن به موضوع اصلی این مقاله "صفر تا صد سازه ها و بتن هوشمند ضد انفجار" بهتر است ابتدا با تعاریف بتن هوشمند و همچنین بتن هوشمند ضد انفجار آشنا شویم.
بتن هوشمند
وجود الیاف پلیمری و همچنین ذرات سیلیس ویژگی خاصی به بتن می دهد که به آن به بتن هوشمند می گویند. وجود این ذرات باعث افزایش مقاومت سایشی، خمشی، کششی و البته خودترمیمی بتن می شود و در نتیجه مقاومت آن را بالا می برد. این نوع بتن به راحتی شکل پذیر می شود. دارای چسبندگی قوی است که باعث می گردد به ترک ها نفوذ کرده و آن ها را پر کند.
بتن هوشمند ضد انفجار
سازه های بسیار مقاومی که امروزه شاهد آن هستیم نتایج استفاده از بتن های هوشمند ضد انفجار است. این نوع بتن ها از ساختمان در برابر حوادث ناشی از انفجار و آتش سوزی محافظت می کند. بتن هوشمند ضد انفجار دارای کیفیت و دوام بسیار بالا بوده و همچنین در برابر عوامل محیطی هیچ واکنشی نشان نمی دهند. این بتن ها سال های سال بدون آسیب می مانند و از انفجار و آتش سوزی در ساختمان جلوگیری می کنند.
اهمیت طراحی سازه های ضد انفجار
ساختمان ها می بایست امنیت و مقاومت لازم و کافی را در برابر حوادثی مانند زمین لرزه، انفجار، آتش سوزی و غیره داشته باشند. این مورد از مهم ترین عوامل در طراحی و ساخت سازه است. طبق آمارهای به دست آمده اخیرا احتمال انفجار ساختمان ها بر اثر عدم رعایت اصولی سیستم های ایمنی تعبیه شده در ساختمان ها، تجمع گازهای مشتعل در مکان های سوخت گیری، حملات تروریستی و غیره بیشتر شده است. از این رو طراحان و مهندسان ساختمان به فکر طراحی و پیاده سازی سازه های ضد انفجار افتاده اند. هدف از ساخت این سازه های مقاوم و مستحکم امنیت در برابر انفجار و آتش سوزی است.
اصول ساخت صفر تا صد سازه ها و بتن هوشمند ضد انفجار
مهم ترین تفاوتی که بین بتن هوشمند ضد انفجار و بتن معمولی وجود دارد؛ افزودن یک سری مواد اضافی است که به مواد تشکیل دهنده بتن معمولی اضافه می گردد. به طور کلی مواد اصلی تشکیل دهنده این نوع بتن سیمان، سنگدانه های ریز و درشت شن و ماسه، آب و همچنین نانو لوله های کربنی است.
به طوری که سیمان و سنگدانه ها مخلوط شده سپس با نسبت معین مقدار آب اضافه شده و در آخر افزودنی را که نقش بسیار مهمی در مقاومت بتن دارد اضافه می کنند. نحوه اضافه کردن نانو لوله های کربنی بسیار مهم است. این ماده می بایست به طور یکنواخت در سطح بتن توزیع شود که برای این کار از سه روش مختلف می توان استفاده کرد.
روش اول که ساده ترین نوع اضافه کردن ماده افزودنی است بدین صورت است که پس از ریخته شدن درآب باید به مدت 30 دقیقه در حمام التراسونیک قرار گیرد.
روش دوم بدین صورت است که ابتدا بخشی از یک ماده اصلاح کننده را به آب اضافه کرده و سپس نانو لوله های کربنی با آن ترکیب می شود. ترکیب یکنواخت آن با استفاده از روش مکانیکی، دستی و یا با روش فراصوت انجام می گردد.
در روش سوم پس از ماده افزودنی نانو از یک ماده کمکی نیز استفاده می کنند. دلیل این کار پراکندگی بیشتر و بهتر نانو لوله های کربنی است.
مزایا و معایب سازه های ضد انفجار
سازه های ضد انفجار دارای مزایا و معایب متعددی هستند که البته مزایای آن ها بسیار بیشتر از معایب آن است. اگر در این زمینه علم و شناخت کافی وجود داشته باشد می توان بهترین طراحی و ساخت را در خصوص سازه های ضد انفجار پیاده سازی کرد.
- اصولا مقاومت های همزمان مکانیکی و دینامیکی ساختمان ها به معنای واقعی سازه های مقاوم در برابر انفجار را تجلی می کند.
- سازه های ضد انفجار دارای مصالح با کیفیت بالا هستند که دوام و پایداری ساختمان را افزایش می دهند.
- در صورت رویارویی با حواثی مانند زمین لرزه و آتش سوزی کمترین خسارت را به زیرساخت ها می رسانند.
- این نوع سازه ها از جان و همچنین اموال انسان ها در ساختمان محافظت می کنند.
- بنابراین باعث امنیت، آسایش و حتی آرامش افراد می شوند.
سازه های ضد انفجار در کنار مزایای بسیاری که دارند، معایبی هم دارند که مهم ترین آن ها هزینه بالای آن است.
جمع بندی
در این مقاله با بتن هوشمند و بتن هوشمند ضدانفجار آشنا شدیم. همچنین تا حدودی اطلاعات مهمی در مورد صفر تا صد سازه ها و بتن هوشمند ضد انفجار به دست آوردیم. از مهم ترین مزایای سازه های هوشمند ضد انفجار محافظت از جان و اموال انسان ها در برابر عواملی مانند آتش سوزی، حملات تروریستی، تجمع گازهای مشتعل و موارد دیگر است. انبار موادهای منفجره، مواد شیمیایی و صنعتی، ایستگاه ها و مکان های مخصوص سوخت گیری از مکان های مهمی هستند که می توان از سازه های ضد انفجار در آن استفاده کرد.