مقاله بررسی مزايا و معايب استفاده از روش قالب لغزنده عمودي

دسته بندي : فنی و مهندسی » صنایع
مقاله بررسي مزايا و معايب استفاده از روش قالب لغزنده عمودي در 76 صفحه ورد قابل ويرايش

مزايا و معايب استفاده از روش قالب لغزنده عمودي

در مورد مزاياي و معايب اين روش اجرائي مباحث مختلفي وجود دارد. عده اي بطور کلي استفاده از قالب لغزنده عمودي را نامناسب مي دانند يکي از معايب عمده اي که اين عده از نسبت به قالب لغزنده مطرح مي کنند مسئله ايجاد تنش هاي مکانيکي است که در اثر بکارگيري اين روش اجرائي در سطح بتن بوجود مي آيد. اين ا فراد ادعا دارند که نيروي اصطحکاک ايجاد شده بين سطح قالب و بتن ميتواند از مقاومت کششي بتن تازه ريخته شده بيشتر باشد و در نتيجه سطح بتن ترک خورده و باعث کاهش ميزان دوام و مقاومت فشاري بتن ميشود. در مقابل دست اندرکاران و طرفداران قالب لغزنده ادعا دارند که فقط زماني که بين بيش از حد در داخل قالب بماند و سفت شود، چنين شرايطي اتفاق مي افتد و در صورت به کارگيري روش هاي صحيح در اجراي عمليات قالب لغزنده و استفاده از يک مخلوط مناسب بتن، کيفيت سازه اجرا شده توسط قالب لغزنده از کيفيت سازه مشابهي که توسط روش هاي معمولي قالب بندي اجرا شده نبايستي کمتر باشد افزودني هاي بتن به بالا بردن کيفيت کار قالب لغزنده کمک شايان توجهي نموده استفاده از ميکروسيليکا روان کننده و دير گير باعث شده بتوان حتي با شن و ماسه شکسته شده نيز بتن هاي خوبي توسط قالب لغزنده ارائه داد. مي توان مزاياي استفاده از قالب لغزنده عمودي به شرح زير بر شمرد:

1- سرعت اجراي سازه بسيار بالاست

2- اقتصادي است

3- سازه اجرا شده کاملاً يکپارچه بوده و عاري از وجود درسهاي ساختماني عمودي و افقي است.

4- گرچه در صورت دقت در اجراي عمليات نماي بتن بسيار خوب و قابل قبول خواهد بود، معذالک امکان انجام عمليات نما کاري بر روي سازه بلافاصله بعد از بتن ريزي وجود دارد که باعث مي وشد ملات نما بابتن تازه ريخته شده چسباندگي بهتري داشته باشد.

5- نيازي به اجراي داربست نما به روشهاي کلاسيک نيست.

6- امکان پيش ساخته کردن قطعات قالب در کارخانه وجود دارد و لذا عمليات درون کارگاه ساختماني از لحاظ آهنگري و نجاري به حداقل مي رسد.

7- امکان اجراي قسمت هاي ديگري از کار اجراي سازه ازقبيل بالا کشيدن خرپاهاي سقف و غيره به طور همزمان با اجراي قالب لغزنده وجود دارد.

در اينجا لازم است نکته اي را ياد آور شويم و آن اينکه قالب لغزنده تنها براي اجراي سازه هاي مرتفع به صرفه خواهد بود (شکل 4).

همانطور که در شکل 4 مشخص است انجام عمليات قالب لغزنده براي ارتفاعات بالاي بيست متر کاملاً به صرفه خواهد بود. در مقابل براي ارتفاعات کمتر از 10 متر اجراي سازه توسط قالب لغزند چندان مناسب نيست.

و اما معايب استفاده از قالب لغزنده را مي توان به شرح زير نام برد:

1- قيمت اوليه قالب گرانتر از قالب هاي معمولي است

2- اجراي باز شوها، برآمدگي ها و همچنين آرماتورهاي انتظار مشکل است. اصولاً قالب لغزنده براي اجراي سازه هايي که مقطع ثابت داشته باشند مناسب تر است. نظير سيلوهاي گندم و امثال آن.

3- براي اجراي سازه هايي که مقطع متغيير دارند، مانند دودکش هاي بالاتر از 100 متر، اجراي قالب لغزنده با مشکلات بيشتر همراه است. در پايان اين کتاب قالب لغزنده مقطع متغير صحبت خواهيم کرد.

4- تدارکات اجرائي مشکل است. چون قالب لغزنده معمولاً 24 ساعته و به طور سه شيفت اجرا مي شود، در نتيجه تأمين بتن و آرماتور و ساير تدارکات مورد نياز آن حساس تر از کارهاي معمولي است. در صورت قطع برق، وجود موتور ژنراتور ضروري است. همچنين بايستي پيش بيني هاي لازم در مورد خراب شدن ساز، دستگاه انتقال دهنده بتن مانند پمپ و يا جرثقيل و يا ساير وسايل کار را به عمل آورد.

5- در گرما و يا در سرماي شديد اجراي قالب لغزنده نسبت به روش هاي ديگر مشکلات بيشتري را به همراه دارد.

6- مقاومت نهايي ومشخصات مکانيکي بتن ريخته شده توسط سيستم لغزنده پائين تر از بتن ريخته شده توسط روشهاي معمولي قالب بندي است. کمي جلوتر در مبحث سرعت بالا کشيدن قالب به اين موضوع خواهيم پرداخت.

7- به طور کلي اجراي قالب لغزنده نياز به نيروي متخصص بيشتري داشته و بايستي در جميع جهات آن دقت لازم را به عمل آورد. به عنوان نمونه اي از اين بي دقتي ها ميتوان سيلوي کارخانه سيمان بهبهان را نام برد. سيلوي مزکور که در سال 1356 توسط قالب لغزنده اجرا شده بود. در مهرماه 1370 به يکباره فرو ريخت و خسارت فراواني به بار آورد.

دستگاه قدرت هيدروليکي

در عمليات قالب لغزنده نيروي لازم براي بالا بردن جک توسط دستگاه قدرت هيدروليک تأمين ميشود. در کارگاههاي ايران دستگاه قدرت هيدروليک را پمپ هيدروليک مي نامند. البته پمپ يکي از اجزاي دستگاه قدرت است. ما نيز در جاهايي از اين نوشته دستگاه قدرت را پمپ ناميده ايم.

وظيفه دستگاه قدرت هيدروليکي آن است که روغن را با فشار بسيار زياد به سمت جکها روانه کند. جکها در اثر فشار روغن شروع به بالا رفتن از ميل جک مي کنند. عملکرد دستگاه قدرت هيدروليک در سيستم قالب لغزنده درست مانند عملکرد قلب دربدن انسان مي باشد. به شکل 27 دقت کنيد در اين شکل يک نماي بسيار کلي از مسير جريان روغن را مشاهده مي کنيد.

بايستي دقت داشته باشيد که دستگاه قدرت در سيستم لغزنده دائماً روشن نمي باشد، بلکه در در فواصل زماني مثلاً هر ده دقيقه يکبار دستگاه را روشن مي کنند و در نتيجه قالب به اندازه يک کورس جک به بالا کشيده ميشود. سپس سيستم را تا فاصله زماني بعدي خاموش مي کنند. اين عمل را ميتوان با قرار دادن تايمر به يک مدار اتوماتيک تبديل نمود که البته اتوماتيک نمودن اين سيستم چندان تأثير قابل توجهي و مثبتي بر روي عمليات نخواهد گذاشت.

بر خلاف دستگاههاي پيچيده صنعتي که بعضاً مدارات هيدروليک مفصلي دارند، خوشبختانه قالب لغزنده از لحاظ سيستم هيدروليکي بسيار ساده است. علت عمده اي که باعث شده سيستم هيدروليک قالب لغزنده دائماً روشن نيست. اگر دستگاه قدرت دائماً روشن مي بود و وظيفه سنگين بعهده داشت مسائلي از قبيل: گرم شدن روغن، کف کردن روغن، وپيچ و خمهاي لوله ها و شيلنگها، افت فشار در طول مسير، تغيير مقطع عبور روغن و غيره ميتوانستند هر يک به تنهايي مشکلات فراواني بيافرينند. درشکل 28 تصوير يک دستگاه قدرت هيدروليکي قالب لغزنده را که ساخت کشور روسيه مي باشد، ملاحظه مي کنيد.

در کارهاي کوچک لغزنده حتماً لازم نيست که دستگاه قدرت هيدروليکي مفصلي رد اختيار باشد. اگر حجم کار کم باشد ميتوان از دستگاه قدرت هيدروليکي تاورکرين موجود در کارگاه براي بالا بردن قالب لغزنده استفاده نمود. تاورکرين داراي يک دستگاه قدرت هيدروليکي است که در زمان نصب قطعات ارتفاعي از آن استفاده مي کنند.

بالا کشيدن قالب و سرعت اجراي عمليات

از ابتداي اين نوشته بيشتر در پيرامون اجزاء مختلف سيستم قالب لغزنده سخن را نديم و به روش اجراي کار نپرداختيم. کار از آنجا آغاز ميشود که بر روي شالوده سازه مورد نظر، نخست رويه قالب را بر پا مي کنند. سپس پشت بندهاي افقي، يوکها، پاگردها، لوله قالب را نصب نموده و عمليات سيم کشي را به انجام ميرسانند. داربست هاي آويز بعد از اينکه قالب مقداري بالا کشيده شده قابل نصب خواهند بود و معمولاً در آغاز امکان نصب آنها بطور کامل وجود ندارد.

قالب در ابتدا بايد کاملاً شاغول وتر از نصب شود. بعد از نصب قالب و پيش از شروع عمليات بتن ريزي، زمانيکه هنوز ميل جکها را در داخل جکها قرار نداده اند، بايستي مدار هيدروليک فشار قوي را از لحاظ نشتي و ساير مسائل کنترل نمود. به اين منظور مدار هيدروليک با روشن نمودن پمپ به زير بار ميبرند. بعد از انجام اين عمل ميل جکها را از بالاي جکها فرو نموده و در جاي خود نصب مينمايند. در صورتيکه از ترازکن نيز استفاده شود در اين مرحله آنرا روي جک نصب مي کنند.

حال نوبت بتن ريزي است. معمولاً در آغاز عمليات قالب لغزنده بتن ريزي با سرعت انجام ميشود، زيرا قالب کاملاً خالي است. در اين مرحله ميزان فشار جانبي بتن بر روي قالب نيز زياد است و بايستي براي جلوگيري از ايجاد فشارهاي زياد بر روي قالب، تلاش نمود تا بتن بصورت لايه هايي با ارتفاع 20 سانتيمتر ريخته شود. بعد که قالب براه افتاد و اجراي کارها روند عادي بخود گرفت، ميزان بتن ريزي کاهش يافته و در نتيجه مقدار فشار جانبي کمتري از سوي بتن به قالب اعمال ميشود.

بعد از اينکه ارتفاع قالب تا حدي بتن ريزي گرديد که فقط حدود 10 سانتيمتر از قالب خالي ماند و بتن و گرايش اوليه خود را انجام داد اپراتور، دستگاه قدرت هيدروليک را روشن نموده و قالب را به اندازه اي معادل يک کورس جک به بالا ميکشد. بعد از گذشت دقايقي مجدداً، دستگاه قدرت هيدروليک روشن شده و قالب يک کورس ديگر به بالا ميرود وبه اين ترتيب اجراي عمليات ادامه يافته و در هر ساعت بين 5 تا 60 سانتيمتر از ارتفاع سازه ساخته ميشود.

بيشتر کساني که تازه با فن قالب لغزنده آشنا ميشوند که سوالي را مطرح مي کنند و آن اينکه بعد از گذشت چه مدتي از زمان بتن ريزي مي توان قالب رابالا کشيد و يا بهتر بگوئيم بتني که از زير قالب لغزنده خارج شده و در معرض محيط قرار ميگيرد، بايستي از لحاظ مقاومتي داراي چه مشخاصتي باشد؟ در پاسخ به اين سوال، ارائه يکسري عدد و رقم دقيق و قطعي ميسر نيست، فقط به طور کلي ميتوان گفت:

« حداقل شرايط لازم براي بتني که از زير قالب خارج شده و در معرض محيط قرار ميگيرد اين است که بتواند وزن خود را و علاوه بر آن سربار ناشي از وزن بتن درون قالب و اثر تخريبي ويبراسيون را تحمل نموده و در مقابل اين بارها تغييرشکل بيش از اندازه نداشته باشد».

پس نتيجه ميگيريم که قالب لغزنده نميتواند در هنگام بالا رفتن سرعت بيش از اندازه داشته باشد و بايستي بعد از ريختن بتن در درون آن به اندازه کافي تامل نمود تا بتن از لحاظ مقاومتي حائز شرايط فوق الذکر شود و سپس قالب به سمت بالا کشيده شود.

همانطور که سرعت زياد قالب ايجاد اشکال ميکند. درمقابل سرعت کم قالب نيز باعث بروز مشکلات ديگري خواهد شد. اگر سرعت قالب کم باشد، بتن در درون آن بيش از حد سفت شده و نيروي اصطحکاک في مابين سطح قالب وبتن افزايش پيدا مي کند.

کوتاه سخن اينکه در دو حالت امکان دارد بتن لغزنده تخريب شود:

حالت اول) در اثر سرعت زياد بالا رفتن قالب و اينکه بتن خارج شده از زير قالب لغزنده توانائي تحمل وزن خود سربار ناشي از بتن درون و ويبراسيون آنرا نداشته باشد.

حالت دوم) در ا ثر سرعت کم بالا رفتن قالب و اينکه بتن درون قالب بقدري سفت شود که نيروي اصطحکاک بين بتن و قالب از مقاومت کششي بتن بيشتر شده و در نتيجه ترک بخورد.

ACI 347 در بخش 7.3.2.6 ميگويد که :

« حداکثر و حداقل ميزان سرعت بالا رفتن قالب بايستي افراد با تجربه تعيين گردد. اين افراد در تعيين سرعت قالب مسائلي از قبيل درجه حرارت محيط، اسلامپ بتن، مدت زمان گيرايش اوليه وبسياري از مسائلي که در حين کار بوجود مي آيد را در نظر ميگيرند. يک شخص با تجربه در زمينه قالب لغزنده بايستي در تمام طول مدت اجراي عمليات روي قالب حضور داشته باشد. »

در پيرامون مبحث سرعت بالا رفتن قالب لغزنده، نکته ديگري نيز وجود دارد و آن اينکه تحقيقات نشان داده است که هر چه سرعت بالا رفتن قالب بيشتر باشد ميزان مقاومت نهائي بتن کاهش مي يابد.