X
تبلیغات
رایتل

سبزترین عشق دنیا

آرزو سلامتی برای تمام دوستان دارم و هدف از ایجاد این ویبلاک , شریک ساختن حرف های که خوشی و غمهای زندگی ام را دربر دارد میباشد

انجینری ساختمانی

 

سایت های کاربردی برای معلومات انجینری ساختمانی:

  • میتوانیم که حسابات جزیات ساختمانی خودرا طوری آنلاین کار کنیم...

http://www.easycalculation.com/engineering/civil/civil.php



  • نمونه سوالات آزمونهای حرفه ای مهندسان


  • بزرگترین ویبلاگ تخصصی مهندسی در افغانستان

http://engineering.blog.af/archives/93

 
 

بسم الله الرحمن الرحیم-

عمومیات

بند: عبارت سد جامد است که به امتداد مسیر دریا دریک موقعیت مناسب به منظور ذخیره آب ساخته میشود.

ذخیره سازی آب به منظور استفاده به مقاصد ذیل صورت میگیرد:

·        قوه محرکه مولد انرژی برق(Hydropower)

·        آبیاری Irrigation))

·        آب برای مصرف خانوادگی(Water for domestic consumption)

·        خشک سالی و کنترول سیلاب ها(flood control)

·        برای تسهیلات کشتیرانی) (Navigation

·        انکشاف وپرورش ماهی(Fishing)

تقسیم بندی بندها (Classification of Dams)

 نظر به استعمال، ساختمان هایدروتخنیکی ومواد بندها به چند نوع تقسیم میگردد که انواع مهم آن ذیلآ توضیح میگردد.

1-    طبقه بندی نظربه ارتفاع(Classification according the height)

2-    طبقه بندی نظربه استعمال(Classification according to use)

3-    طبقه بندی نظربه ساختمان هایدرولیکی(Classification according to Hydraulic design)

4-    طبقه بندی نظربه مواد ساختمانی(Classification according construction materials)

1-    طبقه بندی نظربه ارتفاع(Classification according the height):

v    بند دارای ارتفاع کم  ارتفاع الی 15 متر

v    بندهای دارای ارتفاع متوسط از  15- 50 متر

v    بندهای مرتفع  بزرگتراز 50 متر

2-      طبقه بندی نظر به ساختمان هایدرولیکی (Classification according hydraulic structure)

v    بندهای که از مواد محلی ساخته میشود.

بند های که مقطع عرضی آن شکل ذوذنقه را دارند و ازمواد محلی مانند خاک ، ریگ وسنگ ریزه ساخته میشوند.

v    بند های بتنی (Concrete Dams)

که از بتن بدون سیخ(PCC) و یا سیخدار(RCC) ساخته شده میشوند.

v    بند چوبی(Wooden dams)

که بدنه بند معمولآ از چوب ساخته می شود. ولی حالا ساختن بند چوبی نظر به قیمت گزاف و عمر کم آن توصیه نمی شود.

- 3 طبقه بندی نظربه استعمال(Classification according to use)

 بخاطر ذخیره آب باران وبرف واستفاده درموسم خشک سال.:Storage Dams- بندهای ذخیروی درقسمت بالایی بند  ذخیره اعمارگردیده تا آب درمیان آن تجمع نموده وبعدآ به مقاصد مختلف استفاده گردد.   

: بخاطر تغیرمسیردادن آب ازمسیراصلی دریا به کانال Diversion Dams- بندهای آبگردان

ساخته شده واین بند ها معمولآ به ارتفاع کم اعمارگردیده که بدون ذخیره میباشد.

 بخاطرذخیره ویا کنترول آب سیلاب درموسم بارانی :Detention Dams:بندهای کنترولی

ساخته میشود.

v   آب ذخیره شده بعدآ به اساس تقسیم اوقات آزاد میگردد.

v   آب ذخیره شده درذخیره بعدآ برای مقاصد آبیاری وارتقآ سطح آب چاه ها استفاده میگردد.

Classification of dams according to hydraulic design:طبقه بندی نظربه ساختمان هایدرولیکی -4

: Over-flow Dam (Spillway)

v     ارتفاع آب ذخیره شده بیشتر از ارتفاع بند میباشد.

v     ازمواد مقاوم درمقابل جریان آب ساخته میشود مانند کانکریت بدون سیخ، سیخ دارد ، فولاد وبند سنگی.

Non Over-flow Dam:

ارتفاع آب کمترازارتفاع بند است. بناآ میتوانیم این چنین بندها را ازمواد مختلف مانند خاک ، سنگ و بتن سیخ دار ویا بدون سیخ بسازیم. .


همچنان ما میتوانیم بند های مختلط  Over-flow و  Non over flow  بسازیم.  بدنه اصلی بند بدودن پرچاوه ساخته شده وبعدآ آبریزه درهرقسمت که لازم بوده ساخته شده میشود.

انواع بندها قرارذیل توضیح میگردد:

انواع بند های که بسیار ساخته میشوند قرارذیل اند.

1.     بندهای قوس مانند Arch Dam:

این بندها عمومآ از کانکریت ساخته شده وشکل قوس یا کمان را دارند. این بند ها قوه را به شکل کمان به کناریا سواحل انتقال میدهد. لذا این بندا ها درمحلات قابل اعمار است که کناره ها وسواحل آن از مواد سخت تشکیل شده باشد. این بند ها دارای عرض قاعده خورد بوده ، ساختمان قوس مانند دارد که متشکل از بتن سیخ دار ویا کانکریت دارای تشنج قبلی میباشد. مقدارحجم کانکریت دربندهای قوس مانند درمقایسه به بندهای سنگین ویا جاذبوی بسیارکمترمیباشد. هرچند قابلیت صخره های تهدابها و کناره ها حتمآ باید بیشترباشد وبتواند بارواره را بند برداشت نماید.

        Variable-Radius Arch Dam Constant-Radius Arch Dam

 

بندهای کمان اکثرآ دردره های باریک ، گلوی عمیق میان کوه ها درجائیکه دسترسی وموجودیت مواد ساختمانی یک مشکل میباشد ساخته میشود.

2.     بندهای سنگین یا جاذبوی Gravity Dams

یک بند جاذبوی تقریبآ دارای مقطع مثلثی با قاعده هموارمیباشد. مرکز ثقل این نوع بند ها به قدرکافی پائین موقعیت داشته تا درصورت عدم حمایت کناره ها از واژگون شدنش جلوگیری صورت گیرد. درمقایسه با سایربند های کانکریتی درساختمان بند جاذبوی به مقداربیشتر کانکریت ضرورت میباشد، بند جاذبوی درمقابل فشار هایدروستاتیکی آب صرف به واسطه وزن خویش مقاومت مینماید. این نوع بند ها برای ساحات دارای دره های عریض وهم باریک مساعد میباشد, آما ضرروت دارد تا بالای یک صخره مناسب اعمارگردند.


  

Grand Coulee Dam, Washington State (168m)

3.     بندخاکی یا بند سنگریزه  Earth /Rockfill dam:

بند خاکی ازخاک محلی وجغل به شکل ساده آن ساخته میشود وعمومآ کم ارتفاع میباشد، ولی دراین اواخر به ارتفاع زیاد هم ساخته میشوند. بندخاکی () درهرقسم تهداب ساخته میشود مگر بند سنگریزه () به تهداب نسبتآ قوی ضرورت دارد که به اکثر ساحات بند خاکی وبند سنگریزه هردو یک جا اعمار میگردند. بصورت عموم این بند ها در قسمت پیش روی خویش یک هسته غیرقابل نفوذ دارند که از جذب نمودن آب جلوگیری نماید.

         Sloping earth core                          Central earth core

(C) Sowers, George Earth and Rockfill Dam Engineering

4.Buttress dam

         این بند متشکل از یک تعداد پایه ها یا اتکا ها میباشد که طول بند را به یک تعداد از وایه ها تقسیم مینماید.  وزن این بند ها کم میباشد ، این بند ها توسط توسط پایه ها (Buttress) درمقابل آب مقاومت  می نماید.

         Buttress Dam - این یک نوع بند جاذبوی بوده که ذریعه اتکاها تقویه میگردد.

         Buttress- اتکا یک کمک کننده است که قوه را از سقف ویا دیوار به یک ساختمان معاونت کننده دیگر انتقال میدهد.

         این نوع ساختمان میتواند درحالات که تهداب سخت و یا یک اندازه ضعیف نیزباشد اعمارگردد.  

Physical factor covering selection of type of dam

فاکتورهای فزیکی که درانتخاب نوع بند درنظرگرفته شود

عبارت از آن فکتور های فزیکی میباشد که نوع بند را مشخص میسازد. انتخاب یک بند دریک ساحه مربوط به فکتور های فزیکی است مثل توپوگرافی ، جیولوجی ، کیفیت تهداب وغیره. همچنان فکتور های دیگرمثل شکل ساحه ، امنیت ساحه ، موضع پرسونل ، تجهیزات ساختمانی وساحه پرچاوه هم به انتخاب بند تعلق دارد که مواد مهم آن قرارذیل است.

1-    توپوگرافیTopography  :

انتخاب نوع بند مربوط به توپوگرافی ساحه میباشد اگر ساحه هموار باشد بند خاکی با پرچاوه علیهده مناسب میباشد. و اگر ساحه کوهستانی باشد دره شکل (V) را داشته باشد، بند کمان مناسب میباشد. اگر دره شکل (U) را دارا میباشد بند کانکریتی جاذبوی (gravity dam) مناسب میباشد.

2-    جیولوژی ساحه وتهداب Foundation condition and Geology :

اگر ساحه سنگریزه شکاف دار نباشد باشد برای هرنوع بند مناسب میباشد. سنگ ها مثل گرانیت granite، gneiss و  schistبه بند جاذبویgravity dam  مناسب میباشد.

3-    مواد ساختمانی Material Construction:

آن مواد که درساحه موجود میباشد درانتخاب بند رول عمده را دارد، زیرا قیمت انتقال مواد کم میگردد واعمار بند اقتصادی تمام میشود. اگردرساحه ریگ ، جغل وسنگ موجود باشد اعمار بند جاذبوی مناسب میباشد. واگر درساحه خاک میده زیاد باشد بند خاکی مناسب یا بهتراست.

4-    موقعیت واندازه پرچاوه Spillway size and location:

گذشتن آب اضافی وسیلاب از بند بسیارضروری میباشد که درساحه مناسب پرچاوه انتخاب میگردد. اگرحجم آب اضافی وسیلاب بیشترباشد دراینصورت over flow dam مناسب میباشد وا گر مقدار سیلاب وآب کم باشد وبرای ساحه مناسب پرچاوه موجود باشد بند خاکی مناسب است.

5-    Road way

اگر دربالای بند اعمارسرک درنظرباشد بند خاکی ویا جاذبوی مناسب است

6-    طول و ارتفاع بند length and height of dam:

اگر طول بند زیاد وارتفاع آن کم باشد بند خاکی بهتر است. واگرطول بند کم وارتفاع بیشتر باشد بند جاذبوی مناسب میباشد.

7-    عمربندlife of dam  :

بند چوبی دارای عمرکم، بندخاکی دارای عمر متوسط وبند جاذبوی دارای عمر زیاد میباشد.

GRAVITY DAM: FORCES

بند جاذبوی - قوه ها :

بند جاذبوی یک ساختمان جامد بوده، از مصالح بتونی درمسیرعرضانی دریا به منظورذخیره آب درقسمت بالایی جریان ساخته میشود. قطع عرضی یک بند جاذبوی تقریبآ مانند شکل مثلثی دارد، که راس آن را قسمت بالایی وعرض اعظمی آن درقسمت قاعده آن موقعیت دارد. مقطع آن بسیارمتناسب بوده وبواسطه وزن خود درمقابل  قوه های که بالای بند عمل میکند مقاومت میکند. اکثربند های جاذبوی جامد میباشد، بناآ تشنج خمیدگی درهیچ نقطه آن موجود نمیباشد. درگذشته ها بند جاذبوی ازمصالح ساخته میشد ولی دراین روز ها با ارتقـآ روش های ساختمای، کنترول کیفیت وآبدهی ،  بتون عبارت از مواد بسیارمعمولی بوده که درساختمان بندهای جاذبوی استفاده میگردد. یک بند جاذبوی درپلان بصورت عموم به شکل مستقیم میباشد، همچنان دربعضی ازحالات بند میتواند تا اندازه قوس مانند باشد البته درقسمت بالایی جریان. زمانیکه قوس بسیارمحسوس باشد، دراینصورت بند مذکوریک بند کمان میباشد. بندها جاذبوی اکثرآ همراه با یک پرچاوه برای خروج آب اضافی دربعضی ازقسمت های طول بند میباشد. بناآ بندهای جاذبوی متشکل از دو بخش over flow  و non over flow میباشد. دیزاین این دو بخش بصورت جداگانه صورت میگیرد. نسبت عرض قاعده بند درمقابل ارتفاع آن دراکثربندهای جاذبوی کمتراز 1.0 میباشد. قسمت بالای بصورت عمودی وقسمآ میلان دارمیباشد. میلان قسمت پائین (down stream) بند جاذبوی اکثرآ متفاوت بوده واز 0.7:1 – 0.8:1 میباشد.

بند جاذبوی بصورت عموم برای ساحت با عرض های دره تنگ با میلان تند مناسب بوده، درحالیکه بند قوس مانند شاید بلغزد. درمحلاتیکه تهداب خوب موجود باشد، بندهای جاذبوی میتواند به هرارتفاع ساخته شود. بند جاذبوی درمقایسه با بند خاکی اکثرآ ارزان بوده البته درصورت که خاک مناسب برای ساختمان قابل دسترس نباشد. این نوع بند یک از دایمی ترین نوع بند ها میباشد وحفظ ومراقبت اندک ضرورت دارد. قدیمی ترین بند جاذبوی درمصر درحدود 400 سال قبل ازمیلاد از مصالح غیر سمنتی ساخته شده است.متخصصین باستان شناسی باوردارند که این بندبرای 45 قرن درحالت بسیارخوب قرار داشت. بلندترین بند جاذبوی درجهان عبارت بند Grand Dixence Dam بوده که دارای ارتفاع 285 مترمیباشد ودرسویس موقعیت دارد. بنددوم بزرگ عبارت از بند  Bhakra-dam که درهندوستان بوده و 226 مترارتفاع دارد.

تعریفات ابتدایی:

1.       Axis of dam  محوریک بند جاذبوی عبارت از خط بوده که در لبه قسمت بالای  up stream درقسمت بالای بند موقعیت دارد. اگرساختمان قسمت   up streamبند شکل عمودی داشته باشد، محوربند منطبق به لبه قسمت بالای بند میباشد. . محوربند درپلان نشان دهنده اثرافقی لبه قسمت بالایی بند است. محوربند درپلان همچنان بنام خط اساسbase line  بند یاد میگردد.

 

Length of the dam2. طول بند  

طول بند عبارت فاصله میان یک کنار( abutment) تا  کنار (  abutment) دیگر بند بوده، که به استقامت محوربند درقسمت بالای بند اندازه میگردد. این یک تجربه معمولی است که فاصله بند از کنار چپ به طرف کنار راست نشان داده میشود. کنارچپ عبارت از کناره بوده که به طرف چپ شخص موقعیت میداشته باشد هرگاه شخص به جهت جریان آب حرکت نماید.

3.     ارتفاع ساختمانی بند :Structural height of the dam

ارتفاع ساختمانی بند عبارت تفاوت ارتفاع میان قسمت بالایی بند وپائین ترین نقطه بند الی قسمت تهداب کندنکاری شده میباشد. بصورت عموم ارتفاع بند به معنی ارتفاع ساختمانی آن میباشد.

4    . عرض اعظمی قاعده بند Maximum base width of the dam

عرض اعظمی قاعده بند عبارت از فاصله اعظمی افقی میان heel و toe درقسمت وسط دره میباشد.

Toe and Heel .5

قسمت  toe بند عبارت از لبه قاعده بند  درقسمت downstream است.   و heel عبارت از لبه قاعده بند درقسمت upstream میباشد.  زمانیکه یک شخص به جهت جریان آب حرکت نماید ، قسمت toe   آن ابتدا وبعدآ قسمت heel  میآید.

6 . ارتفاع هایدرولیکی بند Hydraulic Height of the dam

ارتفاع هایدرولیکی آب مساویست به تفاوت ارتفاعات میان سطح کنترول شده آب(FRL) درقسمت

 upsteam     بند و پائین ترین نقطه بستردریا.

Forces Acting of Dam قوه های که بالای بند عمل مینمایند

یک بند جاذبوی  درمعرض قوه های عمده ذیل میباشد.

1. Weight of the dam (وزن بند)

2. Water pressure (فشارآب)  

3. Uplift pressure (فشارمعکوس)

4. Wave pressure (فشارموج)  

5. Earth and Silt pressure (فشارخاک وترسب)

 6. Ice pressureفشاریخ

7. Wind pressure (فشار باد)

 8. Earthquake forces (قوه های زلزله)  

9. Thermal loads (فشارحرارتی)

این قوه ها شامل دو کتگوری میشوند.(الف ) قوه های مانند وزن خود بند و فشارآب ، که مستقیمآ از فی واحد وزن مواد ومشخصات فشار مایعات محاسبه میگردد، و(ب) قوه های مانند فشارمعکوس، قوه های زلزله ، فشار موا د ترسبی وفشاریخ ، که تنها می تواند به اساس درجه متفاوت قابلیت اعتماد پذیری فرض شود. درپروسه تخمین قوه های مربوط کتگوری ب توجه خاصی باید اتکا واعتماد به معلومات موجود ، تجارب وغیره صورت گیرد. این بسیارمناسب است تا تمام قوه ها را درفی واحد طول متربند محاسبه نمائیم.

   

 وزن بند Weight of the dam

وزن بند یک قوه بسیار عمده در ایجاد موازنه در بند های جاذبوی میباشد. وزن غیرمتحرک که باید درنظرگرفته شود مشتمل است بروزن کانکریت ویا مصالح ویا هردو جمع بعضی ازمتعلقات مانند دروزاه ها، پایه ها وپل ها میباشد. وزن بند در واحد طول معادل است به مساحت مقطع بند ضرب در وزن مخصوص( unit weight ) مواد که بند ازآن ساخته شده است.  وزن فی واحد کانکریت ومصالح

دیگرمربط به نوعیت موادی است که بند از آن ساخته شده است. وزن مخصوص کانکریت اکثرآ

/m3 2400kg گرفته میشود.  برای آسانی کار ودریافت وزن بند مقطع عرضی بند به اشکال ساده هندسی مانند مستطیل و مثلث تقسیم میگردد.  مساحت ومرکزثقل این اشکال بصورت آسان میتواند دریافت گردد. بناآ مجموع اوزان , ,  وغیره را میتوان به امتداد خط عملکرد شان دریافت نمود. وزن مجموعی بند ( W) درمرکزثقل مقطع آن عمل میکند.

.

Reservoir and Tail water loads (Water Pressure). فشار آّب 2

 فشارآب درقسمت بالایی بند  upstream  وپایانی بند  down streamعمل میکند. فشارآب درقسمت بالایی بند عبارت از قوه عمده چپه کننده بوده که بالای بند عمل میکند. فشارآب که در جلوبند میباشد به پایداری بند کمک میکند.  کثافت آب kg/1000 میباشد.

U/s face vertical :a

زمانیکه قسمت u/s بند شکل عمودی داشته باشد، دیاگرام فشار آب شکل مثلثی را دارد با یک شد ت فشارh  درقسمت قاعده ، دراینجا h عمق آب است. فشار مجموعی آب درواحد طول افقی بوده است که توسط فورمول ذیل محاسبه میگردد. 

این قوه به شکل افقی به ارتفاع   از قاعده بند عمل مینماید.

U/s face inclined :(b)

زمانیکه شکل قسمت upstream  بند مایل ABC وقسمآ عمودی و یا قسمآ مایل باشد، قوه از اثرفشارآب میتواند بصورت ملحقه افقی PH و یا ملحقه عمودی PV محاسبه گردد. ملحقه افقی که قبلا توزیع گردید به ارتفاع  h/3 بلندتر از قاعده بند عمل میکند. ملحقه عمودی PV فشار آب درواحد طول معادل است به وزن آب درمحدوده ABCD بر واحد طول. برای سهولیت، وزن آب را دردو بخش PV1 و  PV2 با تقسیم ذوذنقه ABCD به مستطیل  و مثلث BCDE. بنآا ملحقه عمودی

.     PV = PV1 + PV2 =  BCDE وزن آب در  + ABE.وزن آن در

   نقطه عمل PV1 و PV2 بعدآ ازمرکز ثقل مستطیل ومثلث عبور میکند.

Uplift pressure فشار معکوس   .2

آب تمایل دارد که ازمیان منفذها وشکاف های مواد تهداب بند نفوذ کند. همچنان آب ازطریق جاینت ها درمیان بدنه بند , تهداب های بند و منفذ هاب بدنه بند نفوذ می نماید. آب نفوذی باعث اعمال فشارگردیده وباید در پایداری محاسبه گردد. فشارمعکوس فشارآبیست که از تهداب و بدنه بند نفوذ میکند و جهت این فشار ب طرف بالا میباشد. مقدار مساحت که فشارمعکوس بالای آن عمل میکند دو نظریه موجود میباشد.

 نظریه اول نشان میدهد که فشارمعکوس در (3/2-3/1) مساحت عمل میکند . نظریه دوم  اینست که فشار معکوس درتمام مساحت عمل میکند. همین طور این نظریه بیان میدارد که این فشار مساوی فشار استاده آب است که  موقعیت دارد . اگر زمانیکه آبرو یا پرچاوه درمابین بند ساخته شود از شدت فشار معکوس میکاهد . بطور عموم این فشار درنقاط مختلف این قرار ذیل محاسبه میگردد مساحت که فشارمعکوس در آن عمل میکند تمام مساحت قاعده بند میباشد.

The upleft presure at heel= A= 

The upleft presure at toe = F= 

The upleft presure at gallary=   [h+

Earth and Silt Pressures  4.  فشار خاک و مواد ترسبی

بندجاذبوی درناحیه u/s و d/s درمعرض فشارخاک قرارمیگیرد ، البته درمحل که تهداب ها پرکاری میگردد. ولی اکثرآ تاثیرآن خیلی اندک میباشد. همچنان مواد که درقاعده بند ته نشین میگردد بالای بند فشار وارد می نماید این فشار مثل فشارآب توسط دیاگرام مثلثی درنظر گرفته میشود.

 = unit weight of silt

- angle internal friction

 فشارمواد ترسبی عمومآ به دونوع وارد میشود.

1-    عمودی  2- افقی

Horizontal silt and water pressure) = 1360kg/

فشارافقی موادترسبی وآب

Vertical silt and water pressure () = 1925 kg/m3

فشار عمودی مواد ترسبی و آب

که توسط فورمول ذیل محاسبه میگردد.

 =

 = 967.5

5 .فشار باد :Wind Pressure

فشار باد موجود میباشد ولی مقدار اندک است، بناآ فشار باد یک فکتورعمده دردیزاین بند نمی باشد و میتواند نادیده گرفته شود.

 .6فشار موج: Wave Presure

به اضافه فشار آب قسمت های بالای بند درمعرض تاثیرامواج قرار میگیرد. موج آب از اثروزش باد به سطح ذخیره آب تولید میشود که سبب فشار بالای بند میشود. این شدت این فشار به ارتفاع موج تعلق دارد که ارتفاع موج از فورمول ذیل دریافت میگردد. ارتفاع موج از فورمول های تجربی ذیل دریافت میگردد.

 ()     for F < 32km

   for F > 32km

ارتفاع موج

            Vw = wind velocity in km/hr and سرعت موج

            F = fetch length of reservoir in km.فاصله بین دو موج

       

= فشارموج

W= وزن حجمی آب

ارتفاع موج=

فشار موج درارتفاع    بالای بند عمل میکند.

.

4)                      

                               (kg/m)

                                       = قوه مجموعی  موج

7-فشارزلزله Eartquck Pressure:

موج زلزله به تهداب بند تعجیل میدهد که سبب حرکت تهداب میگردد، بمنظور جلوگیری ازتخریب بند ، بند نیز همراه آن حرکت نماید. این تعجیل باعث تولید قوه انرشیا (inertia force) دربدنه بند شده وباعث تولید تشنجات درقسمت طبقات پایانی بند ونتیجتآ درتمام بدنه میگردد. زلزله باعث حرکت همزمان وآنی زمین گردیده که میتواند به هریک از جهت های عمودی سه گانه دریافت گردد. این حرکت باعث ایجاد تکان ویالرزش ساختمان میگردد. جهت عمده تکان های زلزله به شکل افقی میباشد

شدت  مقدار زلزلهEarthquake Intensity Rating  :

شدت مقدار زلزله درمناطق مختلف متفاوت میباشد. درنقشه های زلزله هر مملکت به زون های مختلف تقسیم شده اند که افغانستان هم به سه زون تقسیم گردیده است.

زون اول: قسمت های را شامل میگردد که درآن مناطق زلزله تقریبآ کم ترواقع میگردد.

زون دوم: شامل بخش های میگردد که درآن زلزله های تقریبآ قوی بوقع می پیوندد.

زون سوم: عبارت از قسمت های میباشد که شدت زلزله زیادترمیباشد.

شکل:

زلزله مجموعآ به درجه به مقیاس ریشتر تقسیم شده است که درجات 10,و 9, 8 و 7 آن برای بندها وتعمیرات خطرناک میباشد. تعجیل این درجات از جنس (g) درجدول ذیل بیان گردیده اند.

Accelaration

سرعت زلزله

تآثیرات Effect

Class of Intensity      شدت تکان زلزله

(0.02- 0.05)g

Strong shock, overflow of valuable objects, fall of plasters, swinging of church bells, but no real demage to building.

7

(0.05-0.1)g

Very storng shock , crack walls, breaks chimeny shalter, produce slight cracks in the ground

8

(0.1-0.2)g

Exteremly strong shock, land slide, bad cracks in the ground

9

(0.2-0.3)g

Shock of exteremy intensity which result real distruction fissure in ground, rock fills amd total destruciton in the region of accurance

10

محاسبه تآثیرات زلزله Calculation of earthquck effect:

1-    تاثیرات شدت افقی effect of horizantal acceleration

درحالت افقی قوه زلزله به بند دو نوع از قوه را وارد مینماید.

a-     تولید قوه انرشیا دربدنه بند Inertia force in the obdy of the dam

b-    فشارهایدروداینامیکی آب Hydrodynamic presure of Water

a)  Inertia force                                                                                     

                                                                                                             () F= m.a =    

W-weight of dam وزن بند

g- Acceleration due to gravityشدت از اثر جاذبه

α = Acceleration due to Cofficient شدت از اثرضریب

F =  .W

b) Hydrodynamic Pressure of water

زنگو (Zango) در سال 1952 بخاطر محاسبه فشار زلزله آب بطور عمودی یا یک سطح میلان دار فورمول ذیل را استخراج نمود. به اساس این فورمول می توانیم شدت زلزله را درقسمت بند دریابیم  که شدت زلزله درعمق y یا ازسطح آب بطورذیل دریافت میگردد.

pey=

ضریب فشار زلزله به عمقy   =   

=Eeartgquck presure in depth of y فشارهایدروداینامیکی زلزله به عمق

=

where Cm = maximum value of Cy,

which can be read from Fig. or

obtained from   below formula;

= 0,735

 زاویه به درجه که قسمت u/s  بند که با عمود میسازد

y= فاصله عمودی از سطح ذخیره الی ارتفاع درسوال

h= عمق آب درذخیره

بخاطر دریافت نمودن Cy از جدول ذیل استفاده می نمائیم.

جدول

اگر قسمت بالای بند یعنی u/s از نیم زیاد مایل باشد قیمت  تا قسمت بالایی بند گرفته می شود واگر از نیم کم ترمایل باشد قیمت  عمودی گرفته میشود.

Pey=

where pey = hydrodynamic pressure intensity (Pa) at depth y, h = depth of reservoir (m) and

Cs = coefficient which varies with shapes of u/s face and depth of water. Approximate values

of Cs, for dams with vertical or constant upstream slopes may be obtained as follows:

Fey= 0.727pey . y

The total pressure at depth y

Mey= 0.299pey .

the moment of pressure about the joint upto which the pressure is taken is given by

half the sum of the moments of the quarter ellipse and semi-parabola

تاثیرات عمودی زلزلهEffect of Vertical Acceleration :

ازاثرتعجیل عمودی بالای قوه انرشیا یعنی(Inertia force= f= w)  وارد میشود.  وقتی که زلزله به طرف بالا باشد این قوه به طرف پائین عمل میکند ودر این حالت وزن بند زیاد میگردد. ووقتی که تعجیل زلزله به طرف پائین باشد این قوه به طرف بالا عمل میکند ، که وزن بند دریک لحظه به اندازه همین قوه کم میگردد, که این حالت برای بند خطرناک میباشد. این تغیرات که درفی واحد بند وآب بوجود می آید به طورذیل میباشد.

-9فشاریخ Ice Pressure                                                                                             

درمناطق مرتفع وسرد قوه یخ بندان بسیارمهم است. ان یخ که دربالای بند تشکیل میشود نظربه انقباض یخ بالای بند فشاربیشتر وارد میکند. ضریب انقباض یخ 5 چند ازضریب انقباض آب اضافه میباشد. این قوه درطول بند عمل میکند ومقدار فشار که بالای بند وارد میشود از 15- 2.5 میرسد که به درجه حرارت منطقه مربوط میباشد, که بصورت اوسط فشاریخ  5 گرفته میشود.

Mode of Failures اقسام شکست ها

1)    Overturning – چپه شدن

2)    Sliding   لغزش -

3)    Compression or Crashing فشاری-

4)    Tension - کششی

1- واژگون کردن یا چپه شدن (Overturning ):

واژگون شدن بند آنگاه واقع میگردد که محصله قوه های افقی وعمودی از قاعده بند خارج باشد،که دراین حالت حالت مومنت منفی اضافه میشود وسبب ویران شدن بند میگردد. بند باید درمقابل ویران شدن محفوظ باشد وفکتورمحفوظیت آن به طریقع ذیل محاسبه میگردد.

(Factor of Safety)(2-1.5)

2-   لغزش(Sliding):

لغزش عبارت از حرکت بند است به طرف d/s به تهداب خویش  که ازاثرقوه افقی واقع شده وسبب شکست بند میگردد. آن قوه که درمقابل لغزش (sliding) عمل میکند عبارت است از قوه اصطکاک () ویا مقاومت مسیرکه بصورت مصنوعی درتهداب بند ساخته میشود. بندهای که دارای ارتفاع کم باشد بخاطر محفوظیت آن ها درمقابل لغزش تنها قوه اصطکاک کافی یباشد.فکتورمحفوظیت بند درمقابل لغزش توسط فورمول ذیل محاسبه میگردد.

--- 3 F.S 1

V- قوه عمودی

U- قوه معکوس

H- قوه افقی

اگرقیمت  < 1 F.S  باشد دراینصورت بند محفوظ نیست. و هرگاه قیمت  F.S > 3  باشد دراینصورت بند غیراقتصادی است.

v    آن بند های که دارای ارتفاع زیاد باشد برای محفوظیت آنها تنها قوه اصطکاک کافی نمی باشد. لذا بخاطردیزاین اقتصادی آنها باید benched Foundation ساخته شود .

شکل

برای این بند ها فکتورمحفوظیت درمقابل لغزش (Sliding) توسط فورمول ذیل محاسبه میگردد.

                            ---- 5>S.F.F>4 Share Friction Factor(S.F.F)=  

قوه برشی درجاینت q= shear strength of joint (usually 14

  b- base widthعرض قاعده بند  

3-    فشار (Compression):

بند بالای تهداب خویش فشار وارد مینماید که این فشاربنام فشارنارمل (normal stress) یاد میگردد، که شدت این فشاردرنقاط مختلف متفاوت میباشد.

Normal stress= Pn

Direct stress + bending stress

                                                          =   Direct stress=

Bending stress=                          

                          =

شکل

Pn= Direct stress + Bending stress

Pn=

Pn=

=

 =  

حالت (a): عبارت ازحالت است که فشارنارمل در Heel و Toe موجود باشد. دراین حالت قیمت

    eمیباشد.

حالت (b): عبارت از حالت است که فشارنارمل در  heel=0    و درToe اعظمی میباشد. دراین حالت    e= b/6  است.

حالت (c): عبارت از حالت است که فشار در heel منفی و در  Toeفشار اعظمی باشد، دراین حالت محصله قوه ها یعنی  2/3  قسمت قاعده بند خارج شده واز 3/1 قاعده عبورمینماید. دراین حالت قیمت  e >   میباشد و هم دراین حالت بند غیر محفوظ میباشد.

4-    کشش (Tension):

کشش (tension) عبارت از فشار منفی میباشد که  بعضی اوقت درحصه بالایی بند یعنی heel  وارد میشود وبخاطر محفوظیت بند باید درهیچ قسمت بند کشش موجود نباشد وتوسط فورمول ذیل محاسبه میگردد.

=

ازاثردرزهای  Tension یا Cracks  فشارمعکوس اضافه میشود وقوه عمودی یا  Stability Force کم میگردد ودر نتیجه محصله قوه ها به طرف Toe حرکت مینماید.

5-    :Principle stress and share stress

عبارت از آن فشاری است که در Toe  و heel درقسمت مایل بند عمل مینا بد.

شکل

p= hydrodynamic force  قوه آب

= share stress  تشنج برشی

Design steps ((مراحل دیزاین:

Step 1: Find sum of Vertical Forces: 

دریافت مجموعه قوه های عمودی

Step 2: Find sum of Horizontal Forces:

دریافت مجموعه قوه های عمودی

Step 3: Find sum of Moment:  =

دریافت مجموعه مومنت ها

Step 4: Find location of resultant Forces:

دریافت موقعیت محصله قوه ها

Step 5: Find the eccentricity: (e) =

دوری از مرکز

Step 6: Find normal stress (Pn) at Heel and Toe

دریافت تشنج نارمل درtoe  و heel

Step 7: Find Principle and share stresses at Heel and Toe

دریافت تشنج برشی وتشنج کلی

Step 8: Find Factor of Safety against Overturning: (F.S=

دریافت فاکتورمحفوظیت درمقابل چپه شدن

Step 9: Find Factor of safety against Sliding:

دریافت فاکتورمحفوظیت درمقابل لغزش

and 

Example: Find the stability of following dam section; find stresses at heel and bottom, and assume no earthquake. 

پایداری مقطع بند ذیل را دریابید، همچنان تشنجات را در Heel  و toe دریافت نموده ، فرض نمائید که زلزله واقع وجود ندارد.

حل :Solution

1). Summation of vertical forces (مجموعه قوه های عمودی)

 = 76,250kg

=12,200kg

= 5,000kg

                               -------------------------------------------

                               Summation= +115,850kg

(فشارمعکوس)U=  = - 41250kg

                                 -------------------------------------------

) مجموعه قوای عمودی )   = 74,600kg

2) Horizontal Forces قوای افقی

 =  = 50,000kg

3)  =? حالا مومنت ها را محاسبه میکنیم

= 76250xx6.25= 317,708kg-m

= 22,400x(0.5+6.25)= 151,200kg-m

= 12,200x {x(1)+7.25}= 104,310kg-m

= 5,000x {2/3(1)+7.25}= 39,583.33kg-m

                                 ----------------------------------------------------

 612,801.33kg-m

4)   

= 50,000x(1/3x10) = - 166,667kg –m

 = 41250x (2/3x8.25)= -226,875kg-m

                                      ---------------------------------

- 3 kg-m

5)    Factor of safety

= =  = 1.55 ……safe

=  =  = 1.12……safe

6)    Calculation of stresses

e =

a)    Normal stress

= 13338.89

= 3000.5-- safe

اگر  جواب منفی بدهد دراینصورت دیزاین ما مصئون(unsafe) بوده وجهت جلوگیری ازتخریب بند قاعده بند را می توانیم اضافه کنیم.

b)    Principle Stress

= 13338.89x= 18000kg/cm2

= 3000.5- 50000x(kg/cm2

c)     Share stress تشنجات برشی

13338.89x= 8336.8kg/cm2

P=water pressure

P=

Example II: check the stability of the following dam section for:

1)    Reservoir empty condition(ذخیره خالی باشد)

2)    Reservoir full with no uplift(ذخیره پربدون فشار معکوس)

3)    Reservoir full with uplift (ذخیره پربا فشارمعکوس)

4)    With earthquake(زلزله مد نظرگرفته شود)


Case I

No

Item

Discretion

Force (to)

Lever aram (m)

Moment at Toe

Remarks

Vertical

Horizantal

 (+M)

 (-M)

1

W1

7x70x1x2400

1176

-

45.5

53508

-

Reservoir empty condition

2

W2

0.5x42x60x2400

3024

-

28

84672

-

3

W3

0.5x3.5x35x1x2400

147

-

50.1

7365

-

 

Sum ∑V1

4347

0

 

145545

0

 

Case II

Water Pressure

4

W4

3.5x35x1x1000

122.5

 

50.75

6217

 

Reservoir full with not upleft

5

W5

0.5x3.5x35x1x1000

61.25

 

51.3

3142

 

6

H6

0.5x1000x70^2

 

2450

23

.

-57167

Sum ∑V2

183.75

 

 

9359

 

 

Sum ∑V1&V2

4530.75

 

 

154904

 

 

Case III

upleft  pressure

7

U7

70/3x46x1/2x1000

-537

 

30.67

 

-16460

Resrvoir full with up left

8

U8

70/3x6.5x1x1000

-152

 

49.15

 

-7454

9

U9

2/3(70)x6.5x1/2x1000

-152

 

50.3

 

-7629

 

∑V3

 

-840

 

 

 

-31543

 

 

∑V3

 

3691

2450

 

 

-88709

 

∑M

66194

Case IV

Inertia force due to earth quack

10

V1.α

1176x0.1

 

117.6

45.5

 

-5350.8

 

11

V2.α

3024x0.1

 

302.4

28

 

-8467.2

 

12

V3.α

147x0.1

 

14.7

50.16

 

-737.352

∑V3

13

W1.α

1176x0.1

-117.6

 

35

 

-4116

 

14

W2.α

3024x0.1

-302.4

 

20

 

-6048

 

15

W3.α

147x0.1

-14.7

 

11.67

 

-171.5

∑W2

16

Fe

 

 

247.97

 

 

-7208.29

Me=0.299*Pe*H^2

 

Sum

-434.7

682.67

 

 

-32099.144

 

 

∑V

3256

3132.67

 

0

-120809

 

∑M

34095

T-M


یادداشت: تاثیرات زلزله بالای بند دردو حالت مطالعه میگردد.


 - تصویر و معلومات مختصر در مورد فاضلاب ها ... 
 آب خالص نوشیدنی 
 
 
 

 
 
 
 
 
مراسم از بهره برداری یک فاضلاب از شهرک رهایشی 
 
 
 طراحی، ساخت و تامین تجهیزات آب و فاضلاب 
 
 --------------------------------------------------------------------------- 
تصفیه خانه فاضلاب  
 
نمای مکمل برای تصفیه آب کانال... و استفاده دوباره... 
 
 
 
 
   

 http://images.persianblog.ir/404678_21884671.jpg 
 
 
 
 

لجن تولیدی در تصفیه خانه فاضلاب و کاربرد آن

لجن تولیدی در تصفیه خانه فاضلاب :
1-لجن ته نشین شده در حوض های اولیه
2-لجن هوموس تانک
3لجن فعال شده
4-لجن تصفیه شده شیمیایی
5-لجن هضم شده
1-لجن ته نشین شده در حوض های اولیه:به رنگ خاکستری تا مایل به زرد خواهد بودودر این لجن مواد مدفوعی و باکتری های کلی فرم مدفوعی است و همچنین مقادیر زیادی باکتری و ویروس بیماریزا وجود داردوبسیار بد بو است این لجن به سختی بی آب می شود و فقط درصورت پخش لایه نازکی از آن در زمین امکان بی آب شدنش وجود دارد.
2-لجن هوموس تانک:به رنگ خاکستری یا مایل به قهوه ای است و به سختی بی آب می شود و به علت وجود مواد آلی فساد پذیر در صورت تاخیر در تخلیه و تصفیه آن به سرعت گندیده وبد بو می شود.
3-لجن فعال شده:در حوض نهایی تصفیه بیولوژیکی فاضلاب بدست می آید و به رنگ قهوه ای طلایی است.در حالت تازه بی بو است و دارای فسفات و ازت و مواد مغذی می باشد که هم برای تغذبه باکتری ها و هم برای تقویت زمین های کشاورزی قابل استفاده است که با برگشت به حوض اولیه باعث افزایش عملکرد و نسبت غدا به تعداد باکتری های موجود در این حوض می شود.

فاضلاب صنعتی ( صنایع نساجی )

صنعت نساجی و رنگرزی یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب هستند.
دراین صنایع با توجه به تنوع الیاف مصرفی ومواد دیگری که در آن مصرف می شود پساب آن از نظرکیفیت شیمیایی وکمیت تفاوت زیادی با یکدیگر دارند.

صنایع نساجی در 3 عامل با یکدیگر اختلاف دارند

1-نوع الیاف مصرفی
2-انواع رنگهای به کار برده شده
3-روشهای مختلف رنگرزی

صنایع نساجی از نظر الیاف مصرفی به چهار گروه تقسیم می شوند:

1- صنایع نساجی با استفاده از الیاف طبیعی و حیوانی مانند پشم
2- صنایع نساجی با استفاده از الیاف طبیعی گیاهی مانند پنبه
3- صنایع نساجی با استفاده از الیاف مصنوعی
4- صنایع نساجی با استفاده از الیاف مخلوط طبیعی و مصنوعی


برخی از واحد های تصفیه پساب صنعتی

تصفیه مکانیکی

۱- ورودی واحد

2- سیستم API

3- Sand Dryer

تصفیه شیمیایی

4- مرحله یکنواخت سازی

5- مرحله انعقاد سازی

6- مرحله لخته سازی

7- مرحله DAF

تصفیه بیولوژیکی

8- حوضچه هوازنی

9- Succion Clarifier(زلال سازی اولیه)

10- لخته سازی ثانویه

11- Secondry Clarifier(زلال سازی ثانویه)

عملیات نهایی

12- Filteration

13- حوضچه همگن سازی

14- دستگاه سانتریفیوژ



تصفیه خانه شرکت شهرصنعتی البرز

تصفیه خانه فاضلاب شهر صنعتی البرز با ظرفیت 70 هزار متر مکعب به عنوان بزرگترین تصفیه خانه فاضلاب صنعتی کشور در مساحت 20هکتاری می باشد .در حال حاضر با ظرفیت معمول شبانه روز بین 47 هزار تا 68 هزار متر مکعب فاضلاب صنعتی وشهری را تصفیه وبرای آبیاری زمین های کشاورزی آماده می نماید.
در امور تصفیه فاضلاب برنامه های کاری مشخص شده طبق معمول همه روزه در بخش فنی شامل تعمیر ونگهداری تجهیزات ودر بخش فرایندی کنترل وپایش فاضلاب های روزانه با نظارت کامل در حال انجام می باشد.
در حال حاضر حدود 1600 واحد صنعتی وتجاری و بخشی از فاضلاب شهری و خانگی شهر الوند وبیدستان از طریق شبکه جمع آوری پساب ها به تصفیه خانه هدایت وتصفیه می شود وکیفیت پساب تصفیه شده مطابق با استاندارد های زیست محیطی بوده وآب آن مورد مصرف کشاورزان منطقه می باشد .لازم به ذکر است که کنترل وشناسایی کلیه صنایع مستقر در محدوده شهر صنعتی البرز به جهت اینکه پساب ناشی از سوی آن صنایع در محدودة شرایط قابل پذیرش تصفیه خانه باشد به صورت هر 6ماه یکبار صورت می گیرد تابتوان با طبقه بندی کلیه صنایع به لحاظ میزان بار آلودگی ، شرایط بهینه ای را برای تصفیه فاضلاب شهر صنعتی البرز مهیّا کرد.
انرژی برق که عمده ترین انرژی مصرفی امور تصفیه فاضلاب می باشد .با توجه به ضرایب مصرفی پیک بار شبانه روز برنامه ریزی صورت گرفته ومقدارقابل ملاحظه ای مصرف انرژی کاهش داده شده است . در حالی که تصفیه فاضلاب با ظرفیت اشاره شده به آن سیستم وارد شده عملیات تصفیه به صورت کامل انجام می گردد.وبعد از عملیات گند زدایی و میکروب کشی (کلر زنی ) با شرایط واستاندارد آب های کشاورزی ، از مجموعه تصفیه خانه خارج وبه امور زراعت تحویل می گردد.



تصفیه فاضلاب صنایع نساجی

مقدمه
1.1 پیشینه
نساجی صنعتی TPI با مصرف نسبتا بالای آب و استفاده از مواد شیمیایی خود مشخصه یافته است.TPI آب را به عنوان یک اصل میانی برای برطرف کردن آلودگی ها ،بکاربستن رنگزا ها . عوامل تکمیلی استفاده می کند . برای هر تن تولید کالای نساجی 20350 مترمکعب آب مصرف می شود که دامنه وسیع این مقدار بیان گر تنوع فرایندها و ترتیب آنهاست. در میان بزرگ ترین صنایع مصرف کننده آب نساجی صنعتی اولین کاندید برای توسعه استراتژی های بازیابی آب مصرفی و بازیافت محصولات شیمیایی باارزش است . در بررسی مشکلات وابسته به آلودگی های نساجی مطالعات زیادی بر روی جوی های آلوده نزدیک به منبع ( رویکرد یکپارچه ) و روی تصفیه آلودگی های نهایی(رویکرد انتهای پایپ) صورت گرفته است .
هدف این مقاله بررسی امکان انجام موارد مختلف بازیابی در مورد خاصی است . به این دلیل مطالعه جامعی بر روی مواد شرکت و منابع مصرفی و مقادیر خروجی انجام شد. بر روی یافته های پایه ای انتخاب های متنوع تصفیه برای یافتن یک راه حل بهینه بررسی شد .
1.2 تصفیه تحقیق شده / فرایندهای بازیابی
end-of-pipe روش تصفیه اولی بود که مورد آزمایش برای پاک کردن جریان آلودگی کل قرار گرفت با توجه به رسیدن به استاندارد ها برای استفاده مجدد. به هر حال ارتقای پساب تصفیه شده به خصوصیاتی که مطابق نیازهای سختگیرانه آب برای فرایند مصرح نساجی صنعتی باشد نیازمند برطرف سازی گسترده محتویات آلی و غیر آلی به خوبی این که کاملا رنگبری شود دارد .بنابراین این روش تصفیه شامل چندین مرحله فرایند ترکیبی است به عنوان نمونه شامل روش های بیولوژیک و شیمی فیزیکی است . هنگامی که تصفیه بیولوژیک در اصل برپایه فرایند لجن فعال باشد polishing trains شیمی فیزیکی زیادی پیشنهاد می شود .
فرایند های اکسیداسیونی نمایش می دهند بیشترین استفاده متناوب روش شیمی فیزیکی به خصوص وقتی که دیکلره کردن اهمیت اصلی باشد . این خیلی موثر است که ساختارهای کروموفوریک رنگزا ها اکسید شوده و رنگ برطرف شود که فاکتور اصلی توزیع برای بازیابی آب در صنعت نساجی است .
عوامل بررسی شده اکسیداسیون کلر و مشتقات آن است ؛ پراکسید هیدروژن معمولا در حضور نمک های آهن 11 با معرف فنتون شناسایی می شود ؛ ازن و تشعشع ماورائ بنفش در ترکیب با ازن و پراکسید هیدروژن است. در مرحله عمل ازناسیون تکنیکی است که بطور گسترده بکار می رود .
روش های تصفیه فیزیکی پساب مبتنی بر جذب از کربن فعال و مواد جاذب ارزان قیمت تر (مثل ذغال و خاکستر ) استفاده می کنند ؛ لخته سازی و فلوکولاسیون ؛ الکتروفلوکولاسیون و تصفیه لایه ای . اخیرا تمایل به کاربرد فرایند های غشاء در استفاده مجدد از پساب نساجی مرهون نوآوری های تکنولوژیکی است که آن ها را شدنی و قابل اعتماد متناوب برای سیستم های دیگر ساخته است .
در این مطالعه بیوراکتورهای غشایی برای هدف تصفیه کامل آلودگی پیشنهاد شده است . MBR ترکیبی از فرایند لجن فعال مرسوم و آلترا یا میکرو فیلتراسیون برای جدا سازی لجن و تصفیه پساب است . اثر دوگانه تصفیه بیولوژیک و فیلتراسیون غشایی بعدی باعث شده این فرایند یک فرایند قوی و ابزار موثر در پاکسازی پساب صنعتی باشد .



نکاتی چند در اجرای پل های بتن مسلح

نکاتی چند در اجرای پل های بتن مسلح
در سال های اخیر شناخت از رفتار سازه ها و برآورد نیروهای وارد بر آنها به خصوص در هنگام زلزله از پیشرفت قابل ملاحظه ای برخوردار بوده . جامعه مهندسی کشور ما نیز در بخش مشاوره (طراحی سازه ها) از این خوان دانش به مدد حضور آیین نامه های طراحی به روز و ابزارهای قدرتمند نرم افزاری وارداتی، بهره مند شده است.

این موضوع در مراحل اول و دوم مطالعات طراحی به خوبی رخنمون داشته اما در اجرا متاسفانه فاصله قابل توجهی میان دانش نیروهای بخش طراحی با دانش نیروهای فنی دستگاه های نظارتی و پیمانکاران به وجود آمده که خود عامل مهمی در برآورده نشدن کیفیت مناسب در هنگام اجرای سازه ها شده است.

البته این نکته نیز دور از ذهن نماند که گاهی اوقات نیز فاصله مذکور به طور معکوس و به دلیل عدم آگاهی بخش طراحی از روش ها و ظرفیت های موجود در صنعت ساخت و ساز به طرح هایی با قابلیت های اجرایی پایین ختم گردیده است. مقاله حاضر به چند نکته از هر دو حیطه مورد اشاره در ارتباط با طراحی و اجرای پل های بتن مسلح می پردازد.


اصول کلی تصفیه فاضلاب ( پالایش فاضلاب )
اصول کلی تصفیه فاضلاب( پالایش فاضلاب):

تفاوت اصلی فاضلاب با آب تمیز همانا فراوانی مواد خارجی و به ویژه مواد آلی در آن است لذا هدف از تصفیه فاضلاب عبارتست از:

الف) گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب

ب) اکسیداسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آنها به موادی پایدار مانند نیترات سولفات ها و فسفات و سپس ته نشین ساختن و جداسازی آن مواد

ج) جداسازی مواد سمی محلول و نامحلول از فاضلاب نظیر ترکیبات فلزهای سنگین

د) گندزدائی و کشتن میکروب ها در فاضلاب

تمام کارهای نامبرده در طبیعت و در مدتهائی نسبتاً طولانی و بالغ بر چندین روز خود به خود انجام می گیرند. هدف از ساختن تاسیسات تصفیه خانه ( پالایشگاه) فاضلاب و تکامل دادن آن از یک سو سرعت بخشیدن به کارهای نامبرده و کوتاه نمودن مدت زمان پالایش تا به حدود چند ساعت است و از سوی دیگر جلوگیری از آلوده شدن منبع های طبیعی آب و محیط زیست می باشد. تصفیه فاضلاب چه وقتی که به صورت مصنوعی و در تصفیه خانه انجام می گیرد و چه وقتی که به صورت طبیعی و خود به خودی رخ می دهد به سه گونه ممکن است انجام شود.

اول: تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی

دوم: تصفیه زیستی یا تصفیه بولوژیکی

سوم: تصفیه شیمیایی

تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی:

تصفیه مکانیکی از یک رشته فرایندهائی تشکیل شده است که در آنها تنها از خواص مکانیکی و فیزیکی برای جداسازی مواد خارجی معلق در فاضلاب استفاده می شود که شامل مراحل زیر می باشد.

صاف کردن فاضلاب:

هدف از صاف کردن فاضلاب عبارتست از گذرانیدن آن از صافی هائی که بتوانند مواد معلق فاضلاب را در خود نگاه داشته و مایع آن را از خود عبور دهند. مهمترین روش های متداول در تصفیه خانه های فاضلاب برای صاف کردن فاضلاب عبارتند از:

الف: آشغالگیری اولین تصفیه ایست که در تصفیه خانه ها در مورد فاضلاب خام انجام می گیرد. در ضمن آن مواد معلق درشت را از فاضلاب جدا می سازند. اشغالگیری معمولاً با کمک صفحه های فلزی که سوراخ هائی به قطر چند میلیمتر تا چند سانتیمتر در آن ساخته شده و یا با کمک تورهای سیمی و به وسیله میله هائی که به صورت مایل در امتداد جریان فاضلاب قرار داده می شود انجام می گیرد. قرار دادن اشغالگیر در مسیر جریان فاضلاب موجب کاهش سطح مقطع جریان ایجاد افت فشار و افت انرژی شده که به صورت اختلاف سطح در دو سوی اشغالگیر نمودار می شود. وجود اشغلگیر سبب مقدار معلق در فاضلاب و در نتیجه Bod5 موجود در فاضلاب خام می گردد. مقدار کاهش آلودگی فاضلاب تابعی است از بزرگی سوراخ ها و یا فاصله میله های اشغالگیر. هر چه سوراخ های اشغالگیر ریزتر باشند مقدار کاهش آلودگی بیشتر شده و افت انرژی نیز افزایش می یابد .

ب) صاف کردن با کمک ماسه: این روش بیشتر در تصفیه خانه ها، برای تصفیه نهائی فاضلاب و زلال سازی آن بکار می رود. در این روش مواد معلق بسیار ریز مانند خاکشیرها و تخم انگل ها که غالباً در برابر تجزیه بسیار مقاوم هستند گرفته می شوند. کاربرد صافی های ماسه ای در تصفیه فاضلاب های شهری به علت هزینه ی زیاد آن کمتر متداول است و تنها به عنوان تصفیه تکمیلی و یا مرحله ی سوم تصفیه ممکن است بکار برده شود. در فاضلاب های صنعتی نیز گاهی این روش برای گرفتن رنگ های کلوئیدی بکار می رود و در این صورت استفاده از پودر ذغال فعال در این ذصافی ها بازده رنگ زدائی را می افزاید.

ته نشین کردن مواد معلق:

روش ته نشین کردن مواد معلق در فاضلاب مهمترین روش تصفیه مکانیکی است که در بیشتر تصفیه خانه های فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. اساس کار روش ته نشین بر این هدف قرار دارد که با کاهش سرعت جریان در استخرهائی امکان ته نشین شدن مواد معلق در فاضلاب بوجود آید. حجم یک استخر ته نشین را می توان به چهار منطقه تقسیم نمود.

1-منطقه ی ورودی که توسط آن فاضلاب در استخر پخش می گردد.

2- منطقه ی ته نشینی که در آن ذرات معلق فاضلاب ته نشین می شوند.

3- منطقه ی جمع شدن لجن که در آن ذرات ته نشین شده متراکم گشته و تشکیل لجن را می دهند.

4- منطقه ی خروجی که توسط آن فاضلاب ته نشین شده از استخر بیرون می رود. در موقع ته نشین شدن ذرات معلق در منطقه ی ته نشینی، در اثر تماس آنها با آب مقاومتی در جهت معکوس بر آنها وارد می آید که متناسب با سرعت و شکل ذره می باشد. در حالتی که ذرات کروی شکل و عدد راینلدز در رابطه ی کوچکتر از یک می باشد سرعت ته نشینیs v را می توان طبق رابطه ی به نام استوکس معرف است محاسبه نمود. که باتوجه به اینکه تحقیق مقدماتی میباشد وارد مسائل ان نمیشوم.

شناورسازی مواد معلق:

در فاضلاب های شهری همیشه مقداری از مواد معلق سبک شده بوده و دارای وزن مخصوص کوچکتر از وزن مخصوص فاضلاب می باشد. برای جداسازی چنین موادی باید از روش شناورسازی و بالا آوردن آنها از نیروی ثقل کمک گرفته می شود. مواد سبک که ممکن است در فاضلاب شهری یافت شوند عبارتند از چربی ها حیوانی، روغن های نباتی و ترکیبات گوناگون نفتی . مقدار مواد نامبرده در فاضلاب شهری کم و در حدود یک لیتر در شبانه روز برای هر هزار نفر می باشد و لذا در تصفیه خانه های فاضلاب شهری نیازی به استخرهای ویژه ی چربی گیر نبوده و برای جداسازی مواد معلق سبک از استخرهای ته نشینی استفاده می شود و در فاضلاب های صنعتی ، فاضلاب کشتارگاه ها و یا فاضلاب رستوران های بزرگ و نظایر آنها غالباً پیش بینی چربی گیرهای ویژه لازم است. دمیدن هوا در فاضلاب و خنک کردن آن از عواملی هستند که جداسازی مواد چربی را تندتر می کنند با توجه به آنچه گفته شد برای محاسبه و طراحی استخرهای شناور سازی استخرهایته نشینی از پارامترهای بار سطحی و مدت زمان توقف استفاده می شود.

تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی :

در طبیعت بین نمک های معدنی نظیر نیترات ها، فسفات ها، سولفات ها....... و ترکیبات الی مانند پروتئین ، انواع اسیدهای آلی، الکل و غیره سیکل بسته ای به صورت زیر وجود دارد. در یک تصفیه خانه فاضلاب هرگاه تصفیه مکانیکی برای کاهش آلودگی فاضلاب کافی نباشد از کار موجودات زنده ای به نام باکتریهای هوازی و یا بی هوازی برای ادامه ی تصفیه فاضلاب یاری می گیرند کاریگانهای تصفیه زیستی در تصفیه خانه همانا تشدید عملی است که به طور خودبخودی در طبیعت رخ می دهد یعنی یا ایجاد محیطی مناسب برای رشد و افزایش تعداد باکتریهای نامبرده مدت زمان تصفیه طبیعی را که ممکن است به چندین روز برسد به چند ساعت کاهش می دهند. دو گروه باکتریهای هوازی و بی هوازی جزو گروه باکتریهای ساپروفیت هستند که مواد غذایی خود را برخلاف باکتری های انگلی از اجساد پسمانده ی موجودات زنده تامین می کنند و بهمین دلیل این دسته از باکتری ها کارگردان تصفیه خانه ی فاضلاب نامیده می شوند. سلول باکتر های مورد گفتگو به بزرگی حدود یک تا پنج میکرون بوده از یک هسته و پلاسما که بوسیله سلولزی احاطه شده تشکیل می شود روی پوسته نامبرده را پوسته ای لزج می پوشاند. حدود 8/0 بدن باکتری از آن و بقیه آن از مواد آلی و معدنی تشکیل شده است. همانند سایر میکروار گانیسم ها. درجه گرما و درجه اسیدی ph فاضلاب و نیز مقدار اکسیژنی که به صورت مولکولی و محلول و یا به صورت اتمی در ترکیبات گوناگون موجود در فاضلاب یافت می شوند. در مرگ و زندگی و شدت فعالیت این باکتریها نقش اساسی را ایفا می کنند. با افزایش درجه گرما، فعالیت باکتریها فزونی یافته و به ازای هر ده درجه ی سانتیگراد این فعالیت تقریباً دو برابر می گردد. باکتریها محیط اسیدی پایین تر از PH=4 و محیط قلیایی بالاتر از PH=9/5 را نمی توانند تحمل کنند. مناسبترین درجه اسیدی برای زندگی و رشد باکتریها بین 5/6 تا 5/7 درجه است. در هر صورت تغییر ناگهانی درجه اسیدی فاضلاب در کاهش فعالیت و حتی مردن باکتریها اثری چشم گیر دارد. با توجه به آنچه گفته شد برای بررسی بیشتر در تصفیه زیستی باید نخست آنرا به دو نوع زیر تقسیم نمود.

- تصفیه زیستی با کمک باکتریهای هوازی

- تصفیه زیستی با کمک باکتریهای بی هوازی

اساس کار این روش تصفیه رسانیدن اکسیژن بی فاضلاب است. با اکسیژن محلول در فاضلاب تکثیر مثل باکتریهای هوازی شدت یافته و این باکتریها بر اطراف ذرات و قطعات کوچک تشکیل شده از مواد الی موجود در فاضلاب نشسته و تولید لخته هائی را می نمایند. این لخته ها که هزاران باکتری هوازی را با خود حمل می کند در روشهای گوناگون تصفیه زیستی مهمی را ایفا می کنند. لخته های نامبرده یا به صورت معلق و شناور در فاضلاب می مانند یا بر قطعات قلوه سنگ می نشینند. در صورت هوارسازی یا به صورت معلق و شناور در فاضلاب می مانند بر قطعات قلوه سنگ می نشینند. در صو رت هوارسانی کامل و رسیدن اکسیژن کافی به فاضلاب تکثیر مثل و افزایش تعداد این باکتریها تا حدی فزونی می یابد که مواد الی موجود در فاضلاب کفاف تغذیه آنها را نداده، مرگ و میر در آنها بروز کرده و تعداد آنها بسته به مقدار مواد الی در فاضلاب تقریباً ثابت مانده و یک نوع حالت تعادلی بوجود می آید برای اینکه تمام مواد الی موجود در فاضلاب به مصرف تغذیه ی باکتریها رسیده و تعداد آنها به حداکثر ممکن برسد لازم است که کمبود اکسیژن محلول در فاضلاب مرتباً برطرف شده و بازیابی اکسیژن توسط فاضلاب در مدتی کوتاه امکان پذیر باشد. برای رسیدن به این هدف باید سطح تماس فاضلاب با هوا افزایش یابد. این کار ممکن است با کمک دمیدن هوا در فاضلاب و یا ایجاد تلاطم در سطح آن رخ دهند. اینگونه هوا دهی درذ استخرهای هوا رسانی انجام می گیرد با اینکه با چکانیدن فاضلاب روی قلوه سنگها طبیعی و یا مصنوعی آنرا در مجاورت هوا قرار داد این روش در صافی چکنده مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین می توان فاضلاب را به صورت لایه های نازک روی بسترهای ماسه ای ( مانند صافی های ماسه ای ) و یا زمینهای غیر کشاورزی و یا کشاورزی پخش نمود. در یگانهای تصفیه زیستی نمی توان از تمام اکسیژن موجود در یک متر مکعب هوای داده شده به فاضلاب استفاده نمود و مقدار اکسیژن قابل استفاده در روشهای گوناگون تفاوت می کند. مقدار اکسیژن که از یک متر مکعب هوا می تواند جذب فاضلاب شود تابعی است از مقدار کمبود اکسیژن فاضلاب نسبت به حالت اشباع آن و ضریب جذب اکسیژن سیستم.

مواد غذایی باکتریها: باکتریها هوازی برای بدست آوردن انرژی لازم جهت ادامه زندگی خود علاوه بر اکسیژن و مواد الی کربن دار که با bod مشخص می شوند نیاز به مواد الی ازت دار و فسفر دار نیز دارند. مقدار ازت و فسفر مورد نیاز باکتریها به ترتیب حدود 5 و 6/1 درصد مقدار BOD می باشد. نیاز باکتریها به مواد دیگری مانند سدیم، کلسیم، پتاسیم و منیزیم کمتر بوده و مقدار آنها به ترتیب 4/0 ، 4/0 ، 3/0 ، 3/0 ،درصد مقدار BOD می باشد. در فاضلابهای شهری مقدار مواد الی کربن دار از نسبتهای نامبرده بیشتر ولی غالباً در فاضلاب کارخانه ها برعکس مقدار ترکیبات ازت دار و فسفر دار از نسبتهای نامبرده کمتر می باشند . لذا برای بالا بردن بازده یگانهای تصفیه زیستی فاضلاب کارخانه ها، افزودن مواد ازت دار و فسفر دار و حتی گاهی مخلوط نمودن آنها با فاضلاب خانگی بسیار با فایده می باشد. اما این کار باید مبتنی بر نتایج آزمایشگاهی باشد. در اینجا لازم به تذکر است که هدف از تصفیه فاضلاب تنها تبدیل مواد الی ناپایدار به موادتثبیت شده ی معدنی نیست. بلکه باید این مواد را نیز از آن جدا نمود چنانکه خواهیم دید جدانکردن موادی که خاصیت کودی دارند موجب می شود تا منابع طبیعی که فاضلاب تصفیه شده به آنها وارد می گردد. محل مناسبی برای رشد گیاهان آبزی مانند الکلها و جلبکها گردیده و دوباره الوده کردند. با توجه به هر مرحلههای دو گانه ی اکسیداسیون ترکیبات الی که در موقع شناسایی و غیره..) بیشتر در مرحله ی دوم رخ می دهد و لذا برای جداسازی آنها در تصفیه خانه ها لازم است لجن حاصل را حتی اگر تثبیت هم شده باشد از فاضلاب جدا نمود.

روشهای تصفیه زیستی با کمک باکتریها هوازی را می توانبه سه گروه تقسیم نمود:

الف) روشهای طبیعی زیستی – این روشها بر اساس استفاده از قدرت تصفیه خود به خودی منابع طبیعی آب پایه گذاری شده و مهمترین آنها عبارتند از وارد نمودن فاضلاب تصفیه نشده به دریا ما دریاچه ها و رودخانه ها و سرانجام منابع آب زیرزمینی و این روش استفاده همزمان از تصفیه های فیزیکی و زیستی می باشد.

ب) روشهای نیمه مصنوعی تصفیه زیستی : این روشها که معمولاً جاگیری زیاد و مساحت بزرگی از زمین را جهت تصفیه زیستی لازم دارند، گسترش همان تصفیه طبیعی هستند. روشهای را که می توان جزوو این گروه دانست عبارتند از : پخش فاضلاب در زمینهای کشاورزی ، پخش فاضلابدر زمینهای نفوذپذیر و ایجاد دریاچه های مصنوعی کم عمق که فاضلاب در اثر توقف در آنها ودر مجاورت هوا کم کم مورد تصفیه طبیعی قرار قرار گیرد حالت خاصی از این گونه دریاچه ها آنهائی هستند که برای ترتیب و تولید ماهی بکار می روند.

ج) روشهای مصنوعی تصفیه زیستی - در این روشها با کمک وسایل مکانیکی و ایجاد ساختمانهای ویژه ای مقدار کافی هواو اکسیژن در فاضلاب وارد می سازند تا تصفیه ی زیستی فاضلاب عبارتند از:

استفاده از استخرهای هوارسانی و یا تصفیه با کمک لجن فعال و کاربرد صافی های چکنده، بسته به مقدار بارگذاری روی واحد حجم دستگاه و بازده سیستم تصفیه زیستی یعنی در حد کاهش الودگی فاضلاب تمام روشهای نامبرده در بند ب و ج می توانند بصورت تصفیه کامل یعنی یا بازدهی 80 تا 90 درصد کاهش Bod5 و یا بصورت تصفیه کامل یعنی با بازدهی کمتر از 80 درصد کار کنند. استفاده از اکسیژن خالص – روش استفاده از اکسیژن خالص یک روش مصنوعی تصفیه زیستی است که در آن به جای دمیدن هوا به فاضلاب ، مستقیماً اکسیژن خالص در آن دمیده می شود، دمیده می شود. استفاده از اکسیژن خالص بسیار موثر تر از هوابوده از حجم سیستم کاسته وسرعت رشد کرده و اداره ی تصفیه خانه افراد ماهر بیشتری را نیاز دارد.

تصفیه زیستی با کمک باکتری های بی هوازی :

در صورتی که به فاضلاب اکسیژن نرسد باکتریهای هوازی فعالیت و رشدو نموخود را از دست داده و در عوض باکتریها ی بی هوازی فعالیت خود را شروع می کنند. کار این باکتریها برایناساس است که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه ی مواد الی هوازی مواد نامبرده را احیا می کنند. نتیجه این فعالیت تجزیه ی مواد الی ناپایدار و تبدیل آنها به نمکهای معدنی پایدار ونیزگازهائی از قبیل گاز هیدروژن سولفوره، گاز متان، گازکربنیک و گاز ازت می باشد. تولید گازهای نامبرده به ویژه گاز هیدروژن سولفوره موجب می شود که بوی ناخوشایند آنها محیط زیست را به شدت آلوده سازد این روش را به نامروش تعفن نیز می نامند به همین جهت موارد استفاده از باکتریها ی بی هوازی برای تصفیه فاضلاب برای جلوگیری از آلوده شدن محیط زیست تصفیه خانه ها محدود است. مهمترین کاربرد روش استفاده از باکتری های بی هوازی در مخزنهای سربسته ی هضم لجن می باشدو تنها در تصفیه خانه های بسیار کوچک مانند انبارهای تعفن از روش تعفن برای تصفیه ی فاضلاب هم استفاده میشود.گذشته از مواردنامبرده همیشه در تصفیه خانه ها کوشش می شود تا با رسانیدن هوا و اکسیژن به فاضلاب مانع باکتریهای بی هوازی شوند. در تصفیه ی طبیعی که در چاههایفاضلاب خانگی رخ می دهد و نیز در لجن ته نشین شده در کف دریاچه ها نیز باکتریهای بی هوازی فعالیت می کنند.

هضم لجن: لجن تازه از نظر حجمی حدود یک درصد گل فاضلاب را در بر می گیردولی تصفیه آن بسیارپرهزینه و پیچیده است. هزینه تاسیسات هضم لجن گاهی حدود نصف تمام هزینه ی یک تصفیه خانه را در بر می گیرد. غلیظ نمودن لجن و گرفتن آب اضافی ان کار تصفیه را آسانمی سازد.هضم لجن در اثر تعفن و کار باکتریهای بی هوازی است در دو مرحله ی تخمیر اسیدی و تخمیر متانی انجام می گیرد.

مرحله اول: تخمیر اسیدی : در مرحله ی اول لجن تازه که دارای رنگی زرد مایل به خاکستری از نظر درجه اسیدی تقریباً حالت خنثی دارد شروع به تعفن نمده درجه اسیدی آن به 5 و حتی 4 می رسد و محیط آن به شدت اسیدی می شود انجام دهنده ی این کنش و واکنشهای گروهی از باکتریهای بی هوازی هستند که به نام باکتریها ی بی هوازی اسیدی نامیده می شوند. در این مرحله بیشتر ترکیبات الی کربن دار مورد تجزیه قرار می گیرند و به مواد الی ازت دار کمتر تاثیر گذارده می شود لذا از این نظر شباهتی بین این دو مرحله با دو مرحله تصفیه زیستی با کمک باکتریهای هوازی موجود است. همچنین در ضمن این فعل و انفعال برخی مواد پروتئینی تبدیل به اسیدهای الی و گاز H2Sمی شوند. لجن حاصل از این مرحله بسیار بد بو و چسبنده است به سختی ته نشین می شود و به سختی آب خود را ازدست می دهد. اگر این لجن به حال خود گذارده شود. در گرمایی 15 درجه مدت 6 ماه حلول می کشد تا مرحله ی دوم هضم لجن شروع شود افزایش درجه گرما مدت زمان نامبرده را بشدت کاهش می دهد.

مرحله دوم- تخمیر متانیا تخمیر قلیایی. این مرحله با فعالیت گروه دیگری از باکتریهای بی هوازی که نام باکتریهای بی هوازی که بنام باکتری های هوازی متانی نامیده میشوند شروع می گردد لجن در این مرحله حالت خنثی تا کمی قلیایی با درجه اسیدی 7 تا 5/7 بخود می گیرد. و این محیطی است که باکتریهای تولید کننده ی گاز متان به خوبی در آن زندگی می کنند. در مرحله دوم هضم لجن علاوه بر ترکیبهای الی کربن دار ترکیبهای الی ازت دار نیز تجزیه می شوندو مقدار زیادی گاز متان، گاز کربنیک و کمی ازت تولید می گردد. نسبت گاز متان بدست آمد. از هضم لجن فاضلاب شهری 65 تا 70 درصد گازکربنیک 35 تا 30 درصد کل گاز تولید شده می باشد. باکتریهای بی هوازی که در فرایند هضم لجنفعالیت دارند از نقطه نظر گرمایی مناسب جهت زندگی آنها به دو گروهتقسیم می شوند. باکتریهای گرما دوست که درجه گرمایی 40 تا 60 درجه برای زندگی آنها مناسب است و باکتریهای معمولی که در گرمایی 20 تا 40 درجه بهتر زندگی می کنند. در تکنیک هضم لجن کوشش می شود کخ مرحله ی اسیدی زود گذر باشد و فرایند هضم لجن بیشتر به صورت متانی و در حالت قلیایی انجام می گیرد. برای این کار باید به لجن خام وارد مقداری لجن هضم شده اضافه نمود. باکتریهای متانی خیلی در برابر تغییر ناگهانی درجه گرما حساسند . در صورت کاهش ناگهانی گرمای منبع هضم لجن احتمال برگشت حالت متانی به حالت اسیدی و کاهش مقدار گاز ولیدی زیاد است. همچنین وجود مواد سمی ناشی از نمکهای برخی فلزها، تمرکز آمونیاک و یا منیزیم در لجن نیز ممکن است موجب برگشت به حالت اسیدی می شود. گاز متان بدست آمده از هضم لجن دارای خاصیت سوزندگی زیاد و حتی کمی بیشتر از قدرت سوزندگی گاز طبیعی ویژه سوخت در شبکه های پخش گاز شهری می باشد لذا از این گاز در تصفیه خانه های کوچک و متوسط برای گرمایش تصفیه خانه و به ویژه گرم نمودن منبعهای هضم لجن استفاده می شود.لجنی که مرحله ی هضم متانی آن انجام شده باشد دارای رنگ قهوه ای مایل به سیاه است بوئی شبیه بوی خاک مربوط را می دهدو لذا تولید ناراحتی نمی کند به خوبی آب خود را از دست می دهد و حجم آن به صورت چشم گیری کم گشته و خاصیت چسبندگی آن ناچیز و مقدار موجودات زنده در آن کاسته شده است.

نیترات سازی و نیترات زدائی :

همانطور که در شناسائی BOD بیان شد، اکسیداسیون مواد الی فاضلاب در حالت هوازی در دو مرحله انجام می گیرد. مرحله ی اول مربوط به اکسیداسیون مواد الی کربن دار بوده که از نخستین لحظه ی قرار گرفتن فاضلاب در مجاورت اکسیژن شروع و تا روز بیستم ادامه دارد. و مرحله دوم به اکسیداسیون مواد الی ازت دار است که از حدود روز دهم شروع شده و مدتها ( حدود سه ماه ) ادامه خواهد یافت. نتیجه کارباکتریها در مرحله دوم اکسیداسیون تولید نمکهای معدنی نیتراتها و نیتراتها می باشندو لذا این مرحله به نام نیترات سازی نامیده می شود. باکتریهائی که در مرحله دوم مواد الی ازتدار تاثیر می کنند یک خانواده ی ویژه ای از باکتریهای بی هوازی می باشند. وجود ترکیبات نیتراتها در فاضلاب تصفیه شده که چه به علتپایدار بودن آنها دلیل آلودگی فاضلاب تصفیه شده نمی باشند ولی به علتاینکه خاصیت غذایی زیادی دارند موجب میشوند که ورود آنها دیگر با کمک نور خورشید و عمل فتوسنتزو فعالیت میکروار گانیسم های مختلف، مواد معدنی نامبرده دوباره تبدیل به مواد الی گیاهیمی گردند.مرگ و نابودی این گیاهان آبزی موجب آلودگی دوباره ی منبع های طبیعی آب می شود.لذا در تصفیه خانه های فاضلاب شهری نباید تنها به تبدیل مواد الی ازت دار به مواد معدنی اکتفا نمود بلکه باید به گونه ای این ترکیبات ازت دار را از فاضلاب دور ساخت این کار به نام نیترات زدائی نامیده می شود.ددر تصفیه خانه های فاضلاب که به روش هوادهی کار می کند معمولاً حدود 5 تا10 در صد از کل تزکیبات ازت دار موجوددر فاضلاب توسطلجنی که از استخر ته نشینی نخستین برداشت می شودو حدود 10 تا 20 درصد توسط لجن بدست آمده از استخرهای ته نشینی نهایی کاسته می شود. در صورتی که وجود ترکیبات ازتی باقی مانده در فاضلاب از نظر حساسیت منبعهای طبیعی آب زیان بخش تشخیص داده می شود. با توجه به محلول بودن آنهاباید با کمک استخرهای ویژه ای کار نیترات زدائی انجاممی گیرد. در این استخرها با کمک خانواده ی ویژه ای از باکتریهای بی هوازی و بااحیاهای پی در پی نخست نیترات به نیتریت و سپس به گاز ازت تبدیل شده از حوزه ی عمل بیرون می رود.این فرایند ممکن است گاهی در استخر های ته نشینی نهائی که مدت زمان توقف فاضلاب در آنها زیاد انتخاب شده باشد نیز خود به خود رخ دهد. در این صورت بیرون آمدن گازازت موجب بالا آمدن دوباره ی لخته های لجن به سطح استخر شده، عمل ته نشینی را مختل می سازد.

تصفیه شیمیایی:

اساس کار در تصفیه شیمیایی برکاربرد مواد شیمیایی در تصفیه ی فاضلاب قرار دارد. در تصفیه خانه های فاضلاب مواد شیمیایی را می توان برای تاثیر گذاردن روی مواد خارجی نامحلول و کلوئیدی و یا مواد محلول در فاضلاب بکاربرد علاوه بر این می توان از مواد شیمیایی برای گندزدایی و کشتن میکروبهای موجود در فاضلاب استفاده نمود. مهمترین مواردی که از مواد شیمیایی برای تاثیر روی مواد خارجی محلول در فاضلاب استفاده می شود عبارتند از:

الف) خنثی سازی : درجه اسیدی فاضلاب در میزان فعالیت باکتریها اثر چشم گیر دارد. در صورتی که فاضلاب در موقع ورود به تصفیه خانه درجه ی اسیدی کمتر از 5/6 و یا بیشتر از 5/8 داشته باید نخست با افزودن اسید یا باز، به فاضلاب حالت خنثی دهند. فاضلابهای شهری برخلاف فاضلابهای صنعتی به علت اینکه حالتی تقریباً خنثی دارند به عمل خنثی سازی ندارند.

ب) اکسیداسیون: گاهی از مواد شیمیایی اکسید کننده برای پایدار نمودن و جداسازی مواد خارجی محلول در فاضلاب استفاده می شود. در تصفیه خانه های فاضلاب شهری معمولاً این کار بر عهده ی باکتریهای هوازی گذارده می شود. تنها در مورد کاربرد کلر از آن برای جداسازی ازت نیز استفاده می شود.

ج) احیا: برای تجزیه ی مواد خارجی محلول در فاضلاب مانند آنچه در قسمت نیترات زدائی گفته شد می توان از مواد شیمیایی و روش تعویض ین بجای باکتریها برای احیا و جداسازی آن مواد برای ته نشینی می توان از مواد شیمیایی کمک گرفت.

مهمترین روشهای استفاده از مواد شیمیایی برای تاثیر روی مواد خارجی نامحلول در فاضلاب ها عبارتند از:

الف) انعقاد یا لخته شدن: هدف از انعقاد یا لخته کردن عبارتست از اینکه با کمک مواد شیمیایی مواد معلق سبک و به ویژه مواد نیمه محلول و کلوئیدی شکل را به صورت لخته ها و قطعات بزرگی در آورد تا در اثر وزن خود ته نشین شوند. به عبارت دیگر انعقاد عملی است تشدید کننده ی عمل ته نشین در تصفیه مکانیکی ، مهمترین مواد منعقد کننده در فاضلاب عبارتند از پلی الکترونیتها ، سولفات، هیدرات الومینیوم ، سولفات ، کلرو رو هیدرات دو و سه ظرفیتی آهن، خاک رس و آب آهک . افزودن مواد منعقد کننده به فاضلابمقدار لجن بدست آمده در استخرهای ته نشین را دو تا سه برابر افزایش می دهد و در نتیجه حجم منبعهای هضم لجن افزایش می یابند به علاوه لجنی که با کمک مواد شیمیایی تهیه می شود گاز بیشتری تولید می کند به عبارت دیگر افزودن مواد منعقد کننده درجه تصفیه فاضلاب را افزایش داده و مانند آنست که یک تصفیه زیستی ناقص نیز انجام گرفته باشد.

دستگاههای اضافه کننده ی مواد شیمیایی به فاضلاب : نخست محلول رقیق شده از ماده مورد نظر را با آب تهیه کرده و سپس آن را طبق نتایج آزمایشگاهی با نسبت از پیش تعیین شده به فاضلاب می افزایند. چون مقدار مصرف مواد منعقد کننده با درجه اسیدی (PH) فاضلاب بستگی دارد. دستگاهای خود کار ساخته شده که پس از تعیین مداوم درجی اسیدی فاضلاب مقدار ماده ی منعقد کننده مصرفی را تغییر می دهد. استفاده از مواد منعقد کننده بیشتر ب ای فاضلاب است. در این صورت گاهی از تصفیه زیستی نیز صرفنظر می گردد.

ب) شنا.ورسازی : بر عکس عمل لخته سازی می توان برای تشدید عمل جداسازی مواد سبک موجود در فاضلاب از موا شیمیایی استفاده نمود. این مواد شیمیایی موجب می شوند که ذرات هوا به مواد معلق فاضلاب چسبیده وزن مخصوص آنها را کاهش داده و موجب افزایش سرعت بالا روندگی آنها شود. در این روش معمولاً برای بازیابی دوباره مواد با ارزش که همراه باب کارخانه ها تلف می شوند نیز استفاده می شود. در ضمن این روش بیشتر در فاضلاب صنعتی کاربرد دارد.

جذب سطحی: برخی از مواد شیمیایی مانند کربن فعال به علت خاصیت جذب سطحی زیاد می توانند ذرات معلق و کلوئیدی موجود در فاضلاب را جذب کنند. استفاده از اینگونه مواد در صافی های ماسه ای به ویژه برای رنگ زدائی پساب برخی از کارخانه ها مفید می باشد.

گندزدائی : برای گندزدائی فاضلاب تقریباً تنها روش اقتصادی استفاده از کلر است کلر بلافاصله پس از ورود به آب تجزیه شده و اسید هیپوکلروس و ین کلر تولید می نماید.

Cl2+H2o cl-+HoCl+H

HoCl Ocl+H

خاصیت گندزدائی اسید هیپوکلروس بیشتر از این اکسید کلر می باشد . نسبت تبدیل کلر به اسید هیپوکلروس وین اکسید کلر تابعی است از درجه اسیدی و درجه گرمایی فاضلاب. پس از تجزیه نامبرده و به علت وجود موادی اکسید پذیر مانند آهن ، منگنز، اسیدسولفوریک و مواد الی در فاضلاب نخست قسمتی از کلر صرف اکسید اسیون مواد نامبرده شده و تولید کلرورهای گوناگون را می کند که اثر کشنده ای بر باکتریها نداشته و به علت ثبات آنها کلر آنها آزاد نمی باشد سپس کلر روی ترکیبات ازتی به ویژه آمونیاک تاثیر گذاشته و به تدریج و بسته به درجه اسیدی فاضلاب کلرامینهای مختلف را تولید می کند که شامل مونوکلرامین – دی کلرامین – تری کلرامین برابر رابطه تعادلی نامبرده کلرامینها می توانند دوباره تبدیل به اسید هیپوکلروس شده و لذا قادرند به کندی بر باکتریها اثر کرده آنها را نابود سازد. پس از این گروه باز هم کلر به فاضلاب افزوده شود قسمتی از آن به صورت کلر آزاد در فاضلاب باقی می ماند که بر آنزیم موجودات زنده اثر کرده آنها را می کشد. و برای گندزدائی قطعی و اطمینان از تاثیر کامل کلر بر باکتریهای موجود در فاضلاب باید مدت زمان تماس کلر با فاضلاب 15 تا 30 دقیقه انتخاب گردد. از نظر مصرف کلر نتیجه می گیریم که هر چه فاضلاب قلیایی بیشتر داشته و یا مواد اکسید پذیر آن بیشتر باشد. مقدار کلر لازم برای گندزدایی بیشتری می باشد و کابرد کلر علاوه برگندزدایی ، موجب کاهش بوی فاضلاب سبب کاهش مواد روغنی و درجه کدری فاضلاب می شود. همچنین بوی کلر حشرات را از فاضلاب دور می سازد ودر محاسبه تقریبی می توان مقدار کلر لازم برای گندزدائی فاضلاب خانگی را حدود 2 تا 5 گرم برای هر نفر در شبانه روز پیش بینی نمود و در موقع راهبری تصفیه خانه کلر زنی باید به اندازه ای باشد که پس از 10 دقیقه هنوز 3/0 میلی گرم در لیتر در فاضلاب مانده باشد.

تصفیه طبیعی فاضلاب:

تصفیه طبیعی به فرآیندی گفته می شود که در طبیعت به طور خود به خودی دخالت انسان و استفاده از وسایل مکانیکی و یا مواد شیمیایی موجب تصفیه فاضلاب می شود. تصفیه طبیعی غالباً تمام انواع تصفیه یعنی تصفیه مکانیکی مانند ته نشین شدن مواد معلق فاضلاب در بستر رودخانه ها و دریاچه ها و یا صاف شدن آنها توسط لایه های زمین، تصفیه زیستی به صورت هوازی در رودخانه ها و دریاها و به صورت بی هوازی در چاههای فاضلاب و سرانجام تصفیه شیمیایی به صورت اکسیداسیون و یا گندزدائی و نظایر آن انجام می گیرد. مهمترین نوع تصفیه ای که در تصفیه طبیعی رخ می دهد تصفیه زیستی با کمک باکتری های هوازی و بی هوازی است در برخی از منبعهای طبیعی که سرعت جریان آب کم و نور و گرمایی کافی وجود دارد علاوه بر باکتریها نامبرده ، برخی از گیاهان کوچک تک سلولی و یا پرسلولی آبزی مانند الکلها، جلبکها و قارچ ها نیز در تصفیه طبیعی کمک می نمایند. آبهای منابع طبیعی پیش از الوده شدن با فاضلاب نسبت به اکسیژن محلول یا کاملاً به حالت اشباعند و یا به اندازه ی کافی اکسیژن محلول در خود دارند این اکسیژن محلول از یک سو موجب ادامه زندگی حیوانهای آبزی مانند ماهیها می باشد و از سوی دیگر کارگندزدایی آب را انجام می دهد که مقدار اکسیژن محلول در آبها برای حالت اشباع فاضلاب حدود 95 /0 آب می باشد و هر چه مقدار اکسیژن محلول در آبها کمتر باشد قدرت اکسیژن گیری آنها در تماس با هوا به منظور جبران اکسیژن برای رسیدن به حالت اشباع بیشتر است. سرعت جذب اکسیژن منبعهای طبیعی آب و مدت زمانی که برای رفع کمبود اکسیژن لازم دارند بسته به نوع جریان آب و سطح تماس آن با هوا تغییر می کند . همچنین وجود گیاهان آبزی مانند آلکها و جلبکها و در نتیجه عمل فتوسنتز و تاثیر نور خورشید روی آنها در بازیابی اکسیژن محلول در آب تاثیر می گذارد. مقدار اکسیژنی که منبعهای گوناگون می توانند در صورت اشباع نبودن از اکسیژن از هوا جذب کنند و در اثر جریان شدید بار و ایجاد امواج در سطح منبعهای طبیعی آب مقدار جذب اکسیژن ممکن است به چندین برابر نیز افزایش یابد و علاوه بر آن عمق آب در منبعهای طبیعی نیز در مقدار جذب اکسیژن تاثیر دارد. هر چه عمق منبع طبیعی آب بیشتر باشد امکان جذب اکسیژن کاهش می یابد با توجه به موارد ذکر شده حداقل اکسیژن محلول لازم در آب برای ادامه زندگی حیوانهای آبزی – بویژه ماهیها برابر 3 تا 4 نیلی گرم در لیتر است با توجه به اینکه منبعهای آبی روی زمین معمولاً مقدار اکسیژن محلولی که دارند بیش از مقداریست که برای زندگی حیوانهای آبزی و ماهیها لازم است. این منبعها می توانند با کمک این اکسیژن اضافی و بدون وارد آمدن زیانی به زندگی ماهیها موجب تکثیر مثل باکتریهای هوازی موجود در فاضلاب وترد شده به منبع طبیعی گردیده فاضلاب توسط باکتریها نامبرده تصفیه شود البته با توجه به نکات نامبرده و برای سالم نگهداری محیط زیست ماهیها و پاک نگهداری محیط زیست انسان استفاده از این تصفیه طبیعی و خود به خود باید با احتیاط و به صورت محدود انجام گیرد و تصفیه طبیعی نامبرده شامل اکسیداسیون مواد ناپایدار الی تا حد نیترات سازی بنفش ناشی از نور خورشید سبب گندزدایی فاضلاب می گردد.



وارد نمودن فاضلاب به رودخانه:

رودخانه ها بسته به دبی و سرعت جریان آب در آنها، میزان تلاطم و درجه گرمایی آب آنها، قدرت تصفیه ی محدودی را دارا می باشند . در صورتی که بدون توجه و محاسبه ظرفیت تصفیه رودخانه، فاضلابی را وارد نمایند ممکن است موجب الودگی محیط زیست کاهش بی رویه اکسیژن محلول در آب رودخانه و در نتیجه به خطر افتادن زندگی ماهیها در آن گردد و علاوه بر این در صورت اقدام چنین کاری باید امکان الوده شدن آب رودخانه را به میکروبهای بیماری زا ، به ویژه برای روستاها و شهرهای که از آب این رودخانه برای مصرفهای خانگی خود استفاده می نمایند . مورد نظر قرار گیرد. و باید اول حداکثر الودگی مجاز آب رودخانه را پس از ورود فاضلاب به آن را محاسبه نمود و بر مبنای این محاسبه می توان لزوم و یا عدم لزوم تصفیه فاضلاب را پیش از وارد نمودن آن به رودخانه و یا درجه تصفیه لازم را تعیین نمود و باید در این بررسی عوامل و منبعهای دیگری که ممکن است که رودخانه را الوده سازد نیز مورد توجه قرار گیرد. مقدار دبی آب ر وخانه را برای اینکه بتواند فاضلاب مورد نظر را تصفیه کند بر حسب لیتر در ثانیه به ازای هر هزار نفر ساکنین شهری که فاضلاب آن می بایست به رودخانه مورد نظر وارد گردد محاسبه می شود. استاندارد برخی از ایالتهای امریکا برای وارد نمودن فاضلاب به رودخانه آنست که با کمک تصفیه مکانیکی نخست تمام موا شناور و حداقل 60 درصد معلق فاضلاب گرفته شود. استاندارد انگلیس نسبت دبی رودخانه به دبی فاضلاب خام را بیش از 500 و این نسبت را برای فاضلابی Bod5که تصفیه مکانیکی شده باشد 300 تا 500 معین می کنند و در پایان مقدار آلودگی مجاز آب رودخانه پس از ورود فاضلاب به آن برابر 8/1 میلی گرم Bod5 می گرددوحدکثر درجه الودگی فاضلابی که وارد رودخانه میشود برابر 74.4 میلی گرم لیتر Bod5میگردد این محاسبه نشان می دهد که برای رسیدن به این هدف می باید فاضلاب علاوه بر تصفیه مکانیکی تصفیه زیستی نیز بشود.

پخش فاضلاب در زمین:

پخش فاضلاب در زمین با دیدگاه گوناگون ممکن است انجام گیرد اول اینکه هدف اصلی از این کار تصفیه فاضلاب باشد دوم حالتی است که هدف اصلی در آن استفاده از فاضلاب جهت آبیاری کشاورزی در نظر گرفته شده باشد. اساس کار در این روش تصفیه طبیعی آن است که فاضلاب در لایه های نازکی در سطح زمین باید پخش گردد و در نتیجه تماس با هوا و نور خورشید باکتریهای هوازی تصفیه زیستی لازم را انجام داده و آب باقی مانده از تبخیر پس از تصفیه به زمین فرو رفته و به سفره های آب زیرزمینی بپیوندند. شرط لازم برای عملی بودن این کار نفوذپذیر بودن زمین پایین بودن آب زیر زمین ( 3 متر حداقل ) کم بودن میزان بارندگی و زمین باید فراوان در نزدیک شهر می باشد. مهمترین عیب این روش تصفیه طبیعی آلودگی محیط زیست الودگی احتمالی آبهای زیرزمینی و خطر گسترش بیماری گوناگون می باشد و خطر نامبرده وقتی افزایش می یابد که جهت کاهش هزینه انتقال فاضلاب محل زمینها در نزدیکی شهر پیش بینی می شود.

روش های متداول در پخش فاضلاب در زمین عبارتند از:

پخش فاضلاب در سطح زمین: در این روش فاضلاب به صورت لایه ای نازک ( حداکثر 10 تا 15 سانتیمتر ) روی سطح گسترده ای از زمین شیب داری جریان می یابد و در انتهای شیب، باقی مانده ی فاضلاب وارد کانال جمع آوری کننده ای می گردد. شیب 2 تا a درصد انتخاب می گردد. در این روش باید کوشش شود که هوای کافی به فاضلاب برسد تا از کار باکتریهای بی هوازی و در نتیجه ایجاد بوی ناخوشایند جلوگیری شود. یهنی پس از پخش فاضلاب تا ارتفاع گفته شده جریان آنرا قطع کرده و بسته به نفوذپذیری زمین و درجه رطوبت محیط پس از 8 تا 24 ساعت دوباره پخش را انجام می دهند فاضلاب باید در مدتی کمتر از 4 ساعت در زمین فرو رود. در صورتیکه پس از این مدت فاضلاب کاملاً در زمین نفوذ نکرده باشد نشان دهنده ی آن است که خلل و فرج زمین گرفته شده و لذا باید قشری نازک از روی آنرا برداشت و پس از شستشو دوباره روی زمین پخش نمود چند هفته پس از شروع پخش فاضلاب در روی زمین باید باکتریهای هوازی در لایه های ژلاتینی شکل در سطح زمین متمرکز می شوند و بازده تصفیه را می افزایند. زمین مناسب برای پخش فاضلاب و یا به عبارت دیگر برای صافی طبیعی باید دارای دانه بندی موثری بین 2/0 تا 5/0 mm باشد درجه ی هماهنگی مواد تشکیل دهنده آن باید بین 5 تا 7 mm باشد. پخش فاضلاب در شیارها: با کندن جوی هائی در زمین فاضلاب در این جوی ها جاری شده و به تدریج در زمین نفوذ می کند. این روش خود بسته به درجه نفوذپذیری زمین به دو صورت نفوذ سریع آرام ممکن است انجام گیرد. شیب نامبرده کمتر از 5 درصد انتخاب می گردد. در صورتی که نفوذ پذیری کم و یا نیاز به فاضلاب تصفیه شده باشد توان با قرار دادن لئله های زهکشی فاضلاب تصفیه شده را دوباره جهت آبیاری کشاورزی بدست آورد.

وارد نمودن فاضلاب در چاه:

این روش طبیعی روش سنتی است که تا کنون در بیشتر نقاط ایران و برخی از کشورهای دیگر جهان مورد استفاده قرار می گرفته است . اساس کار چاههای جذب کننده ی فاضلاب بر این پایه نهاده شده که فاضلاب خانگی و در برخی موارد همراه با فاضلاب ناشی از بارندگی توسط شبکه لوله کشی فاضلاب درون ساختمان جمع آوری و بدون تصفیه ای به یک یا چند چاه نسبتاً گودی هدایت می گردد. فاضلاب پس از ورود به چاه زیر تاثیر باکتریهای بی هوازی هضم شده و حجم مواد معلق آن به مقدار چشم گیری کاهش می یابد . در ضمن کنش و واکنش نامبرده آب اضافی فاضلاب به درون زمین نفوذ کرده به سفره های آب زیر زمینی می پیوندند. نتیجه ی کار باکتری های نامبرده ایجاد گازهای بدبو از یکسو و ته نشین شونده حجم لازم برای چاه محاسبه می شود.

ساختمان چاه جذب کننده ی فاضلاب : چاه فاضلاب سنتی از قسمتهای زیر تشکیل شده است.

1- قسمت ورودی فاضلاب به چاه که لوله های جمع آوری فاضلاب، فاضلاب را در ظرفی قیفی شکل مانند گلدان سفالی بدون کف ریخته تا به میان میله ی چاه هدایت گردد.

2- میله ای به قطر 8/0 متر که معمولاً تا لایه ی نفوذپذیر در زمین ادامه می یابد.

3- انباره ی چاه که در لایه نفوذپذیر کنده می شود.

محاسن و معایب: در صورتی که مقدار فاضلاب کم و محدود به چند خانواده باشد زمین در عمقهای نسبتاً کمی یعنی حداکثر تا 20 متری به لایه های آبرفتی نفوذپذیری برسد و بالاخره سفره ی آب زیر زمینی حداقل 3 متر تا 4 متر پائین تر از لایه ی نامبرده قرار گرفته باشد و یا اینکه اصولاً از سفره ی آب زیر زمینی هیچگونه برداشتی برای مصرفهای روزانه نشود روش استفاده از چاه جذب کننده ی فاضلاب ساده ترین، ارزانترین و بی قدرترین روش تصفیه طبیعی است. استفاده از این روش با توجه به شرطهای نامبرده برای روستاها و شهرهای کوچک و حتی شهرهای متوسط نیز ممکن است قابل قبول باشد لذا این روش سنتی تقریباً تا پیش از سال 1300 شمسی کم و بیش جوابگوی نیاز شهرهای ایران بوده است اما در 60 سال گذشته به علت افزایش شهر نشینی و گسترش شهرها و فزونی جمعیت آنها، مشکلات ناشی از کاربرد این روز به روز نمایان تر شده و دامنگیر شهرهای بزرگ ایران شده است. به عنوان مثال می توان در این مورد مشکلاتی از قبیل آلوده شدن شدید سفره های آب زیر زمینی و بالا آمدن سطح این سفره ها را نام برد. هم اکنون در شهرهای تهران و تبریز چنین مشکلاتی به چشم می خورند مشکلات نامبرده وقتی شدید تر و حتی غیر قابل تحمل تر می شوند که شرایط نامبرده برای استفاده از این روش نیز بی قرار نباشد. مثلاً شهرهای ساحلی جنوب و شمال ایران و حتی شهرهائی مانند اهواز ، زابل و مرودشت و ... به علت بالا بودن سطح آب زیر زمینی و شهرهائی که روی زمینهای رسی ساخته شده ، نمونه از مشکلات نامبرده را نشان می دهند.

دریاچه های تصفیه فاضلاب:

دریاچه تصفیه فاضلاب تشکیل شده اند از گودالهای طبیعی و یا مصنوعی از فاضلاب در آنها فرستاده می شود تا در مدت زمان نسبتاً طولانی در مجاورت هوا و نور خورشد به صورت طبیعی تصفیه گردد. اکسیژن مورد نیاز باکتریها در این دریاچه ها می تواند از چهار منبع زیر تامین گردد.

الف) اکسیژن محلول در فاضلاب ب) اکسیژن موجود در هوای آزاد

ج) اکسیژن موجود در ترکیبات الی د) اکسیژن بدست آمده از عمل فتوسنتز گیاهان آبزی در اثر تابش نور خورشید در کشور ایران به علت مناسب بودن اقلیمی بیشتر شهرها به ویژه زیاد بودن تعداد روزهای استفاده از دریاچه های تصفیه فاضلاب جوابگوی نیاز برخی از شهرهای کوچک باشد.

محاسن و معایب استفاده از دریاچه های تصفیه فاضلاب:

برتری های کاربرد این روش : بی نیاز بودن از کاربرد مکانیکی و در نتیجه بی نیاز بودن به افراد متخصص برای نگهداری این وسایل این وسایل که برای شهرهای دور افتاده ی ایران خیلی اهمیت دارد. مصرف نکردن انرژی برق و یا مواد سوختنی و استفاده بیشتر از انرژی تابشی از نر خورشید و گرمایی محیط در موقع بهره برداری از تصفیه خانه.

ارزان بودن ایجاد تاسیسات دریاچه های ی تصفیه فاضلاب

عیب یا معایب آن:

خطر آلودگی محیط زیست : امکان الودگی محیط در صورتی بوجود می آید که تاسیسات نادرست طراحی شده و یا از تاسیسات به خوبی نگهداری نشود. احتیاج به زمین های بایر فراوان در اطراف شهر یا نزدیکی شهر و همچنین قیمت این زمین ها انتقال این فاضلاب به حداقل 5/1 تا 4 km هزینه های به همره خواد داشت که یکی دیگر از عیب های آن می باشد.



انواع دریاچه های تصفیه فاضلاب:

با توجه به اینکه هر چه گودی دریاچه بیشتر شود امکان رسیدن نور خورشید و اکسیژن به کف آن کمتر می گردد نوع باکتریهائی که جهت تصفیه فاضلاب را به گروههای اصلی زیر تقسیم می کنند.

الف) دریاچه های تصفیه هوازی: این دریاچه ها به گودی کم یعنی حداقل 3/0 و حداکثر 5/1 متر ساخته می شوند. در چنین دریاچه هائی باکتریهای هوازی امکان فعالیت داشته و نور خورشید به اندازه ی کافی به کف دریاچه رسیده موجب رشد گیاهان آبزی می گردد. که نتیجه آن تولید اکسیژن و کمک به باکتریهای هوازی می باشد تنها در لایه نازکی از لجن که کف دریاچه جمع می شود ممکن است باکتریهای بی هوازی فعالیت نمایند. در این گونه دریاچه ها کوشش می شود هر چه بیشتر از فعالیت باکتریهای بی هوازی جلوگیری شود لذا در صورت بهره برداری درست از این نوع دریاچه ها ایجاد بوی ناخوشایند به کمترین حالت خود می رسد . در مقابل رشد و تولید گیاهان آبزی در اینگونه دریاچه ها زیاد است. برای تماس کافی هوا با سطح دریاچه ، رسیدن نور خورشید به کف آن باید این گیاهان مرتباً چیده شوند. به علاوه نچیدن گیاهان نامبرده موجب می شود که در اثر مرگ و نابود آنها محیط دریاچه دوباره با مواد الی گیاهی ناپایدار الوده شود. مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب در این دریاچه بهتر است به اندازه ی باشد که حیوانهای آبزی نیز بتوانند در آن زندگی نمایند. حداقل این مقدار در این مورد معمولاً 3 میلی گرم در لیتر انتخاب می شود . فاصله ی این دریاچه ها برابر استانداردهای بین المللی تا محدوده ی شهر باید حداقل 500 متر باشد ولی در ایران به علت نارسائی های احتمالی در چگونگی بهره برداری از این دریاچه ها پیشنهاد می شود حداقل فاصله ای در حدود 5/1 کیلومتر در نظر گرفته شود. دریاچه های پربار معمولی و کم بار تقسیم می کنند. گرمایی مناسب برای دریاچه های هوازی 20 درجه و تولیدات آن گاز کربنیک ، گیاهان آبزی و باکتری می باشد در نوع کم بار دریاچه عمل نیترات سازی نیز انجام می گیرد و لذا نیتراتها نیز به تولیدات دریاچه افزوده می شوند.

ب: دریاچه های تصفیه بی هوازی : در این دریاچه ها به علت گودی زیاد آنها فعالیت باکتریهای بی هوازی شدید بوده و پیشرفت تصفیه فاضلاب در آنها مانند مخزنها هضم لجن می باشد گودی دریاچه ها بین 5/2 تا 5 انتخاب می گردد. انتخاب عمق زیاد بدین جهت است که از ورود اکسیژن به فاضلاب از راه هوا و یا رشد گیاهان جلوگیری شود تا باکتریهای بی هوازی بتوانند کار خود را خوب انجام دهند. عیب اصلی اینگونه دریاچه ها در تولید بوی شدید آنها است. زیرا تنها در صورتی که محیط دریاچه قلیایی بوده و تخمیر به صورت متانی صورت گیرد بوی تولید شده کم خواهد بود. همانطور که در مورد هضم لجن گفته شد تغییر ناگهانی در درجه گرما و یا مقدار نمکهای موجود در فاضلاب و سرانجام وجود مواد سمی در فاضلاب می تواند موجب برگشت حالت قلیایی به حالت اسیدی شده و در نتیجه بوی شدید و ناخوشایند تولید گردد لذا از دریاچه های تصفیه بی هوازی به عنوان تصفیه فاضلاب کمتر استفاده می شود و اینگونه دریاچه ها بیشتر برای تصفیه لجن مورد استفاده قرار می گیرند. مدت زمان پر شدن اینگونه دریاچه ها و خشک کردن و خالی نمودن لجن از آنها جمعاً به حدود 2 تا 5 سال بالغ می گردد. و این وقتی است که نیمی از حجم دریاچه پر شده باشد. و فاصله این نوع دریاچه ها تا اولین خانه ی مسکونی شهر حداقل 5/1 کیلومتر پیشنهاد شده است.

ج) دریاچه های تصفیه تکمیلی: اینگونه دریاچه ها را برای تصفیه تکمیلی و زلال سازی فاضلابهائی بکار می برد که قبلاً تصفیه مقدماتی و ثانوی درباره ی آنها انجام گرفته باشد. عمق این دریاچه ها را یک تا 5/1 متر و مدت زمان توقف فاضلاب در آنها 5 تا 20 روز انتخاب می کنند.

د) دریاچه های تصفیه مقدماتی: هدف از ایجاد اینگونه دریاچه ها تنها یک تصفیه مقدماتی می باشد و غالباً تصفیه در این دریاچه ها با یک عمل ته نشینی ساده خاتمه می یابد و لذا فاضلاب بیرون آمده از آنها باید در دریاچه های بعدی دوباره مورد تصفیه قرار گیرد.

دریاچه های هوادهی : در این دریاچه ها با استفاده ی از هوادههای مکانیکی و یا دمیدن هوا در فاضلاب ، عمل تصفیه فاضلاب را تشدید می نمایند و عمق دریاچه ها را می توان با توجه به نوع هوادهی 2 تا 4 متر انتخاب نمود برای اینگونه دریاچه ها معمولاً از هوادههای شناور استفاده می شود.
طراحی شبکه فاضلاب بهداشتی Design of a sanitary system

طراحی شبکه فاضلاب بهداشتی Design of a sanitary system
خلاصه جزئیات مهم طراحی
1-تهیه نقشه منطقه که طراحی فاضلاب انجام خواهد شد اساسی است .
2-مسیر آزمایشی برای لوله های فاضلاب با ترسیم معین می گردد . ممکن است مسیر آزمایشی لوله ها چندین بار تغییر یابد تا این که بهترین مسیر از لحاظ خاکبرداری و عدم تداخل با لوله های گاز ، آب ، کابل های برق و تلفن و اتصالات لازم به ساختمان ها تعیین گردد .
3-لوله ها در جهت شیب سطح زمین برای انتقال آب قرار می گیرند .
4-در طراحی فاضلاب بهداشتی محاسبه جمعیت در آینده ضروری است .
5-عمق فاضلاب های بهداشتی باید کافی باشد تا تمام لوله های منازل به سیستم فاضلاب وصل و به طور ثقلی جریان داشته باشند . معمولا حدود 2 تا 3 متر عمق پائین سطح زمین کافی است .
6-در هیچ حالتی فاضلاب بهداشتی نباید بالای لوله آب قرار گیرد .

طراحی شبکه فاضلاب سطحی Design of storm sewer system

طراحی شبکه فاضلاب سطحی Design of storm sewer system
اولین گام در طراحی سیستم فاضلاب بارندگی قرار دادن آزمایشی خطوط فاضلاب است .
مسیرهای فاضلاب در خیابان ها طبق شیب های طبیعی زمین امتداد می یابند . چون اتصالات منازل ضرورتی ندارند ، لازم نیست که فاضلاب ها ، مجاور قطعات زمین باشند و در نتیجه مسیرهای کوتاهتری را نسبت به فاضله های بهداشتی ( خانگی ) طی خواهند نموده سپس بخش های فرعی ( تقسیم بندی جزء ) زهکشی به هر خط فاضلاب ترسیم می گردد . بخش های فرعی عبارتست از تقسیم منطقه طرح فاضلاب به مساحت های کوچکتر . خطوط تراز طبیعی زمین روی نقشه ترسیم می شوند و باید در نظر گرفت که آب پشت بام ها و قسمت های جلوی ساختمان ها به طرف خیابان تخلیه می شوند . به علاوه گوشه و اطراف ساختمان ها طوری شیب بندی خواهند گردید که قسمتی از آب به جلوی ساختمان و قسمتی به خیابان های اطراف هدایت شوند . مساحت بخش های فرعی زهکشی محاسبه و روی نقشه نوشته می شود . در طراحی ، موقعیت تمام سازه های زیرزمینی موجود شامل فاضلاب ها ، آبروها ، گاز ، برق ، تلفن و غیره باید مشخص گردد و از تداخل با تجهیزات زیرزمینی دیگر اجتناب نمود .


 
تونل کنی Tunneling

تونل کنی Tunneling
هر جا که عمق خاکبرداری ها از 8 متر تجاوز نماید ، هزینه تونل کنی در مقایسه با اجرای معمولی باید بررسی گردد . هر گاه تونل کنی به صلاح باشد ، روش به کار رفته بستگی به نوع خاک خواهد داشت . در سنگ دج ، نیازی به شمع زنی یا مهاربندی نیست ، خاکبرداری وسیله انفجار صورت می پذیرد . سنگ های درزدار ممکن استنیاز به مهاربندی داشته باشد .
تونل های سنگی باید تهویه شوند تا گاز ، دود و گرد و خاک حاصل از مواد منفجره برای حفاری خارج گردند . هر جا که احتمال ریزش و فرو ریختن قوس تونل وجود دارد ، مهاربندی لازم است .
در کارهای اجرایی تونل کنی موضوع ایمنی بسیار مهم است ، هر جا مهاربندی یا چوب بست بیشتری لازم است باید برای جلوگیری ازخطر ریزش با دقت مهاربندی انجام پذیرد . در مصالح نرم تخته های حائل در داخل خاک یا مصالح نرم کوبیده می شود و پس از اتمام کار بیرون آورده می شوند . در تونل های طولانی مصالح بر روی ماشین های خط آهن کوچک به داخل و خارج تونل حمل می گردند .


 
جانمایی سیستم Layout of the system

جانمایی سیستم Layout of the system
جانمایی آزمایشی مسیر فاضلاب بوسیله ترسیم در امتداد خیابان ها انجام می پذیرد . جهت جریان که به طرف پائین شیب زمین است با فلش نشان داده می شود . جانمایی چندین بار تکرار میگردد تا بالاخره نتیجه آن طرح فاضلاب اصلی خواهد بود که در پائین ترین نقطه محل همراه با لوله های کوچکتر و شاه لوله های فرعی که به دورترین ناحیه منشعب می شوند قرار داده می شود . فاضلاب ها زهکش طبیعی سطح را به همان تنگاتنگی که جانمایی خیابان ها اجازه می دهد دنبال می کنند . آبریزها با پمپ یا ساخت سیستم های فاضلاب جداگانه به نقاط دیگر زهکشی می شوند . در زمین های مسطح یک مکان مرکزی انتخای می شود که تمام خطوط برای پمپ زنی به لوله اصلی ثقلی یا به تصفیه خانه خواهند ریخت .
معمولا لوله های گاز ، آب و فاضلاب در داخل محدوده متعلق به خیابان قرار می گیرند که ضروری است لوله های آب از فاضلاب کاملا جدا باشند . در خیابان های بسیار عریض ممکن است فاضلاب ها به منظور کاهش طول اتصالات درهر ضلع خیابان قرار گیرند .
جانمایی عمودی حکم می کن که حداقل پوشش و خاکبرداری در نظر گرفته شود که اصولا به شیب زمین ، جلوگیری از یخ زدگی ، بار ترافیک و اندازه لوله ها بستگی دارد .



تعیین دبی وطراحی شبکه فاضلاب به صورت مجزا

با بزرگ شدن شهرها و افزایش جمعیت آنها و گسترش صنایع و کارخانه ها از سوی دیگر، مسئله آلودگی محیط زیست روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند.
با گسترش زندگی ماشینی و به علت بی توجهی افراد به منابع همگانی هر روز انواع بیشتری از آلودگی محیط زیست آدمیان و حیوانات را آلوده تر و زندگی را تهدید می کند.
وجود فاضلاب ها یکی از عوامل آلودگی محیط زیست هستند و لذا بایستی آنها را جمع آوری و از شهرها بیرون آورد. نخست باید آنها را پلایش و تصفیه کرد و سپس به گردش آب در طبیعت برگرداند.

جمع آوری گنداب ها و پساب ها از شهر ها از دیدگاه های ذیل لازم و ضروری است:
- بهداشت همگانی
- نظم محیط زیست
- کاربرد مجدد فاضلاب
- تغذیه سفره های آب زیر زمینی

3-2- تعیین مقدار فاضلاب تولید شده در یک شهر (دبی طرح):
1-فاضلاب های خانگی که شامل آب حاصل از شستشو، حمام، پخت و پز و ... می باشد.
2-فاضلاب های صنعتی شامل آب حاصل از استفاده در کارخانه ها و کارگاه ها.
3-فاضلاب های ناشی از بارندگی، روان آب های سطحی



مبانی هیدرولیکی شبکه جمع آوری فاضلاب

مبانی هیدرولیکی شبکه جمع آوری فاضلاب

اساس محاسبات جمع آوری فاضلاب در این طرح رابطه مانینگ
ضریب n بستگی به جنس فاضلابروها دارد و تغییرات عمق جریان اثر محسوسی در مقدار آن ندارد. این ضریب برای فاضلابروها بین 0.01 تا 0.015متغیراست.

برای این که شبکه فاضلاب بتواند در دوره بهره برداری کارآئی لازم را داشته باشد لازم است از یک سو ته نشین مواد معلق سبب گرفتگی فاضلابروها نشود و از سوی دیگر مواد معلق سخت مانند شن و ماسه موجب فرسایش کف فاضلابروها نگردد برای جلوگیری از بروز موارد یاد شده، رعایت تمهیدات فنی زیر در طراحی شبکه فاضلاب ضروریست.

- سرعت حداقل

با تکیه بر نتایج حاصل از آزمایشات مختلف و با توجه به وزن مخصوص مواد آلی موجود در فاضلاب، حداقل سرعت لازم برای جلوگیری از ته نشینی اینگونه مواد در فاضلاب حدود 0.3متر در ثانیه و حداقل سرعت لازم برای جلوگیری از ته نشینی مواد معلق معدنی مانند شن و ماسه حدود 0.6تا 0.75متر در ثانیه می باشد.

البته محاسبه و تعیین حداقل سرعت موجود در فاضلابروهای شهرها و کنترل آن مسئله بسیار مهم و پیچیده ای است زیرا به علت نوسانهای تولید فاضلاب ممکن است در ساعتهایی از شب سرعت واقعی در برخی از فاضلابروها نزدیک به صفر رسیده و ته نشین شدن مواد معلق در آن اجتناب ناپذیر گردد. ولی باید در ساعتهایی از روز سرعت جریان در آن به اندازه ای زیاد شود که مقطع لوله، دست کم برای یکبار در شبانه روز پر گردد و مواد ته نشین شده شسته شوند، که در این طرح با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و تجارب موجود کوشش می شود تا حداقل سرعت یاد شده در فاضلابروها رعایت گردد.

 
 کنترل انواع فاضلاب

نگاه اجمالی
آبی که در خانه‌ها پس از مصرف وارد فاضلاب می‌شود، آلوده است. همچنین فضولات و پسابهای صنعتی کارخانه‌ها دارای مواد شیمیایی و سمی فراوانی هستند که ممکن است به سیستم فاضلاب شهری یا رودخانه‌ها سرازیر شوند. خطر آب آلوده بسیار جدی است، بطوری که 80 درصد بیماری‌های جهان از آبهای آلوده ناشی می‌شود. پس باید علاوه بر تصفیه آبها ، فاضلابها را هم پاک‌سازی کرد. در این مقاله ، انواع آبهای سطحی و فاضلابها را تقسیم بندی کرده ، بررسی می‌کنیم.
فاضلابهای شهری
در جاهایی که عمق سطح ایستابی زیاد و نفوذپذیری زمین نسبتا بالاست، فاضلاب سطحی توسط چاههای جاذب ، مستقیما به زمین وارد می‌شود. این شرایط در اغلب شهرهایی که به روی مخروط افکنه‌ها و رسوبات درشت‌دانه آبرفتی قرار گرفته‌اند، وجود دارد. در شهرهایی که عمق سطح ایستابی ، کم و نفوذپذیری زمین نیز ناچیز است، اگر شهر ، دارای شیب کافی بوده یا زهکشهای طبیعی ، مثل رودخانه ، در مجاورت آن قرار داشته باشد، با ساختن فاضلابروهای موضعی ، آبهای سطحی را به بیرون شهر منتقل کرده‌اند.

در شهرهایی که سطح ایستابی ، بالا و نفوذپذیری زمین ، کم و شیب زمین ، ناچیز است و امکان جریان ثقلی فاضلاب وجود ندارد، فاضلابها را با کمک لجن‌کشها ، جمع‌آوری و به خارج از شهر منتقل کرده‌اند. در مناطق و واحدهای مسکونی کوچک یا پراکنده که امکان ایجاد شبکه زیرزمینی انتقال فاضلاب وجود ندارد، مخصوصا اگر سطح آب زیرزمینی کم‌عمق بوده یا زمین از نفوذپذیری کمی‌ برخوردار باشد، استفاده از مخازن فاضلاب چاره‌ساز است. کارایی چنین سیستمی ‌، وابسته به سرعت جذب آب انباشته شده در مخزن ، توسط زمین است.

در صورتی که جذب آب به‌کندی صورت گیرد، ممکن است میزان آب مخزن ، آن اندازه بالا بیاید که پس از ورود به زهکشها به سطح زمین برسد. در مقابل ، اگر سرعت جذب آب زیاد باشد، ممکن است آلودگی‌ها ، بدون آنکه فرصت جذب توسط صافی و رسوبات سر راه را پیدا نمایند، به چاههای آب یا آبهای سطحی راه پیدا کنند. در شرایط مطلوب ، سرعت نفوذ آب از مخزن فاضلاب به زمین ، حالتی بهینه دارد.

طبیعت ، همانند یک کارخانه تصفیه عمل می‌کند و توسط فرایندهایی چون عملکرد میکروبهای بی‌هوازی ، جذب و تبادل یونی و ته‌نشست و صاف نمودن فیزیکی ، آلودگی آب را از بین می‌برد. نتیجه آنکه ، کارایی این سیستمها اساسا وابسته به نحوه جریان مواد موجود در آب است.

از این رو ، در خاکهای ریزدانه رسی و لایی ، همچنین در زیر سطح ایستابی و در زمینهای با یخبندان دائم ، مخازن فاضلاب عملکرد مناسبی ندارند. در مقابل ، در مناطق کم‌جمعیتی که از زمین کافی و شرایط زمین شناسی مناسبی برخوردارند، استفاده از این مخازن ، یا تخلیه فاضلاب از طریق گودالهای وسیع سطحی ، بازده خوبی دارد. استفاده از مخازن فاضلاب در نواحی پُر جمعیت ، حتی اگر شرایط زمین شناسی مناسب هم باشد، ممکن است در طول زمان به آلودگی آبهای سطحی یا زیرزمینی منجر شود.
فاضلابهای صنعتی
روش سنتی برای مقابله با پساب کارخانه‌ها و تاسیسات صنعتی ، هدایت این مواد به گودالهایی است که در آنجا ، آبها به‌تدریج بخار شده یا به زمین نفوذ می‌کنند و باقیمانده جامد بر جای می‌ماند. در مواردی که با مواد سمی ‌روبرو هستیم، نفوذ این مواد به زمین یا بلند شدن آنها به‌صورت گرد و غبار به هوا اغلب مشکلاتی را به همراه دارد.

یکی از روشهای مقابله با نفوذ پسابهای شیمیایی خطرناک ، بکارگیری یک ورقه نفوذناپذیر در بستر مخزن و محل انباشته شدن پسابهاست. البته در این روش همواره خطر نشت ناخواسته مواد به زمین وجود دارد. در برخی موارد که شرایط زمین شناسی مناسب است، فاضلابها توسط چاههای عمیق به لایه‌های سنگی اعماق زمین تزریق می‌شوند.
زباله‌ها
در ارتباط با انباشتن زباله‌ها و فضولات صنعتی و شهری خشک نیز باید توجه داشت که این مواد بطور دائم تحت تاثیر بارندگی و آبهای سطحی و زیرزمینی‌ قرار دارند. مواد شسته شده از زباله‌های جامد اغلب حاوی آلودگی‌های بیولوژیکی و شیمیایی هستند. بهترین بستر برای انباشتن زباله ، لایه‌های نفوذناپذیر است. در غیر اینصورت ، باید امتداد سطح زمین توسط لایه ای نفوذناذیر پوشانده شود، یا اینکه از حرکت افقی آبهای آلوده با احداث دیوار غیرقابل نفوذ قائم جلوگیری شود.

مقابله با فاضلابها
بهترین روش مقابله با فاضلابهای شهری و صنعتی ، گردآوری کامل آنها و انتقالشان به محلهایی مناسب است. در این نقاط ، آب موجود در فاضلابها بازیابی شده ، پس از تصفیه ، بار دیگر مورد مصرف قرار می‌گیرد. باقیمانده‌های خشک زباله نیز در کارخانه‌های تهیه کود شیمیایی بکار گرفته شده ، یا به روشی ایمن که دور از دسترس آب زیرزمینی است و توسط یک پوشش سطحی از محیط زیست اطراف نیز جدا شده باشد، نگهداری می‌شوند.
مهمترین موارد مربوط به آب زیرزمینی از نقطه نظر زیست محیطی

* اطمینان از کیفیت مناسب آب و تعیین مقدار آب مورد بهره‌برداری ، به‌نحوی که همواره کمتر از میزان تغذیه سفره آب باشد.

* تعیین محلهای اصلی تغذیه سفره آب و برنامه‌ریزی برای محافظت آنها و جلوگیری از مسدود شدن یا آلودگی این نقاط

* ارزیابی میزان نشست زمین ، ناشی از بهره‌برداری از آب زیرزمینی

* بررسی منابع آب جایگزین برای زمانی که بر اثر رشد جمعیت و کاهش منابع آب موجود ، کمبود آب بوجود آید.

* برنامه‌ریزی برای تصفیه آلودگی آبها و بهبود کیفیت آنها و همچنین دستیابی به روشی مناسب ، جهت جمع‌آوری و انباشتن زباله‌ها.  


 

تاریخچه مواد ساختمانی و معلومات عمومی 

 

تاریخچه سمنت

سمنت واژه ای ست که از لغت سمنتوم رومی گرفته شده و قدمت آن به پیش از میلاد می رسد. مصرف آن در ساختمان پانتئون شهر روم واقع در ایتالیا که مربوط به سنه 27 قبل از میلاد است دیده شده است. در ساختمان گنبد این بنا که 43 متر قطر دارد مخلوطی از خرده سنگ و آهک پخته به کار رفته است. ولی کشف سمنت به شکل امروز مربوط است به یک نفر بنای انگلیسی بنام ژوزف اسپدین که از پختن آهک و خاک رس در حرارت بالا و آسیاب کردن آن موفق شد ابتدایی ترین نوع سمنت را کشف نموده و آن را در تاریخ 21 اکتبر 1824 بنام خود در انگلستان ثبت نماید و نام محول بدست آمده را سمنت پورتلند گذاشت. علت این نامگذاری همانطوری که گفته شد سمنت از سمنتوم رومی گرفته شده است و پورتلند نام جزیره ایست در انگلستان که رنگ سمنت پس از سخت شدن به رنگ سنگ های ساحلی این جزیره در می آید به همین دلیل نام پورتلند را به دنبال سمنت برای آن انتخاب نموده اند. البته قبل از ژوزف اسپدین اشخاص دیگری در فرانسه و انگلستان از پختن خاک رس و سنگ آهک مواد مشابهی بدست آوردند ولی هیچکدام کار خود را دنبال نکرده و محصول خود را به ثبت نرسانیدند، زوزف اسپدین نخستین شخصی بود که سمنت را به در اوایل قرن نوزدهم در انگلستان به ثبت رسانید و آن را ابتدا برای ساخت فانوس دریایی مورد استفاده قرار داد.

مواد تشکیل دهنده ی سمنت پورتلند:

باید توجه نمود رایج ترین و پر مصرف ترین سمنت مورد استفاده در صنعت ساختمان سازی اعم از پل، تونل، راه سازی و یا ساختمان و غیره همان ساختمان پورتلند است. مواردی که برای پختن سمنت به کوره می روند از دو ماده اصلی تشکیل شده اند: خاک رس ، سنگ آهک. ولی اگر بخواهیم به طور مجزا مواد تشکیل دهنده ی سمنت را مطالع نماییم، این مواد عبارتند از:

1- آهک زنده 2 - سیلیس 3 - اکسید آلومینیوم 4 - اکسید منیزیم 5 - مواد دیگر

باید توجه داشت مواد فوق با نسبت های نختلف وارد کوره می شوند و این تفاوت مربوط می شود به جنس سمنت و سایر مشخصات فنی آن است. گاهی در طبیعت مخلوط سنگ آهک و خاک رس به نسبت مورد نیاز در صنعت سمنت پزی به طور دقیق یافت می شود به این اختلاط که از قبل برای بشر آماده شده است مارل MARL می گویند. اگر در خاک رس کلیه مواد مورد نیاز سمنت پزی یافت نشود می توان مواد مورد نیاز را به ان اضافه نمود. این مواد قالباً از ضایعات کارخانه جات صنعتی بدست می آیند.

سمنت های معمول در افغانستان عزیز به شرح زیر می باشد:

1- سمنت نوع 1: این نوع سمنت که سمنت پورتلند معمولی نیز موسوم است برای عموم مصارفی است که ویژگی های خاصی از کانگرت خواسته نشده است. این نوع سمنت فراوان تر از سایر انواع سمنت می باشد. از این نوع سمنت در ساختن پیاده رو ها رو سازی جاده ها پل های کانگرت مسلح راه آهن مخازن لوله های آب و ملات ساختمان های بنایی استفاده می شود به طور کلی این سمنت در تمام مواردی که کانگرت در خطر مجاورت با سولفات ها نباشد و یا حرارات آبگیری سمنت باعث افزایش نا مطلوب درجه حرارت کانگریت نشود مورد استفاده قرار می گیرد.

2 – سمنت نوع 2: این نوع سمنت نوع مرغوب تری ست و در مواردی که در مقابل حمله سولفات ها ی معتدل احتیاط لازم باشد به کار می رود. سمنت تیپ 2 معمولاً کندتر از سمنت تیپ 1 می گیرد و در گرفتن حرارت کمتری تولید کی می کند. از این سمنت می توان درتعمیرات های حجیم استفاده نمود تا در هنگام گرفتن کانگرت حرارت کمتری ایجاد شود و حجم کانگرت کمتر باشد.

3- سمنت نوع 3: سمنت نوع 3 سمنت ست که در مدت کوتاهی یعنی معمولاً در عرض 1 هفته یا کمتر مقاومت زیادی به دست می آورد و مقاومت 7 روزه ی آن حدود مقاومت 28 روزه ی سمنت نوع 1 می باشد. این نوع سمنت نسبت به سمنت نوع 1 در هنگام گرفتن حرارت بیشتری تولید می کند. از این سمنت وقتی استفاده می کنند که بخواهند زود تر از معمول قالب را برداشته و کانگرت را مورد استفاده قرار بدهند در هوای سرئ نیز می توان از این سمنت استفاده کرد تا مدت زمان لازم برای محافظت کانگریت ریخته شده کوتاه تر شود گرچه با بکار بردن مخلوط پر سمنت تر با سمنت نوع 1 هم می توان کانگرتی تهیه کرد که در مدت کوتاه مقاومت بیشتری کسب کند ولی سمنت نوع 3 همین کار را به نحو بهتر و با صرفه تر انجام می دهد. سمنت نوع 3 را سمنت زود گیر هم می گویند.

4- سمنت نوع 4: سمنت نوع 4 سمنت ست که هنگام گرفتن حرارت خیلی کمتری تولید می کند و مورد استفاده ی ان جایی ست که شدت و مقدار حرارت تولید شده اهمیت دارد . کانگرتی که با این سمنت ساخته می شود آهسته تر افزایش مقائمت پیدا می کند یعنی دیرتر می گیرد . کاربرد اصلی این نوع سمنت در ساختمان های حجیم کانگرتی ست . در ساختمان های حجیم چون سد های وزنی کانگرتی به علت حجم زیاد کانگرت افزایش درجه حرارت ناشی از گرفتن کانگرت می تواند بسیار زیاد و خطرناک شود. برای پایین نگه داشتن درجه حرارت سمنت ، نوع سمنت 4که به آن سمنت دیرگیر نیز می گویند به کار می رود

5- سمنت نوع 5: سمنت ضد سولفات یا نوع 5 وقتی به کار می رود که کانگرت در تماس شدید با سولفات ها قرار داشته باشداز این سمنت اساساً وقتی استفاده می شود که خاک یا آب زیرزمینی که در تماس با ساختمان کانگرتی قرار دارد مقدار زیادی املاح سولفات داشته باشد سمنت نوع 5 دیرتر از سمنت معمولی می گیرد. 

 

-------------------------------------------------------------------- 

آزمایش رطوبت خاک

مقدمه :

این آزمایش برای تعیین درصد وزنی رطوبت خاک و سنگ بکار می رود. درصد رطوبت عبارتست از نسبت وزن آب موجود در یک توده خاک به وزن خشک همان توده خاک که بصورت درصد بیان می شود. دراکثر آزمایشهای مکانیک خاک ،لازم است درصد رطوبت خاک تعیین گردد . این آزمایش نمی تواند درصد رطوبت واقعی مصالحی که دارای مقدار قابل توجهی کانی های هالوزیت ،مونت موریونیت وگچ است رابه دست آورد همچنین درمصالحی که آب درون منافذ آنها دارای مقدار زیادی املاح محلول مثل کلرید سدیم (که دررسوبات دریایی وجود دارد ) ویا مواد آلی هستند درصدرطوبت بدست آمده حقیقی نیستند. درخاکهای ریزدانه (چسبنده) پایداری ومقاومت خاک بستگی به درصد رطوبت آن دارد دراین حالت رطوبت طبیعی خاک با نشانه های حد روانی وحد خمیری مقایسه می شود .

در این آزمایش هرچه خاک ریزدانه تر باشد نیاز به نمونه برداری خاک کمتری است(بین 10گرم- 50 گرم) و برعکس خاک درشت دانه بزرگتر از الک No.4 نیاز به خاک بیشتری است (بین 50 گرم – 100 گرم)

ابزار : ظروف container ، خاک مرطوب ، کاردک ، اون ، ترازو

روش انجام:

ابتدا هرسه ظرف را با ترازو اندازه می گیریم سپس مقداری خاک مرطوب که این مقدار خاک از منطقه بیرون آزمایشگاه نمونه برداری شد و بلا فاصله مورد آزمایش قرار گرفت در داخل 3 ظرف می ریزیم و دوباره وزن آنها را اندازه می گیریم درضمن برای اینکه درنمونه ها اشتباهی رخ ندهد آنها را شماره گذاری می کنیم. سپس نمونه هارا بین 16 تا 24 ساعت دردمای5˚ 110º دراون قرارمی دهیم سپس نمونه ها را دوباره وزن می کنیم ویادداشت می کنیم . حال می توان درصد رطوبت را ازفرمول زیر بدست آورد :

W1= وزن ظرف خالی W2= وزن ظرف وخاک مرطوب W3=وزن ظرف وخاک خشک

W3-W1= وزن خاک خشک W2-W3= وزن آب

W3-W1

W2-W3

W3

W2

W1

13.01%

83 gr

10.8 gr

104.2 gr

115 gr

21.2 gr

نمونه1

15.6%

80.8 gr

12.6 gr

96.4 gr

109 gr

15.6 gr

نمونه2

18.37%

65.3gr

12 gr

77.9 gr

89.9 gr

12.6 gr

نمونه3

منابع خطا:

1-خطای مربوط به ترازو

2-تمیز نبودن قوطی ها

3-دست خورده بودن نمونه ها

4-اشتباه درخواندن وزن

5-بالا بودن احتمالی دمای اون که باعث اکسیده شدن خاک و متصاعد شدن دی اکسید کربن و سوخته شدن خاک می شود.

آزمایش دوم

دانه بندی خاک

مقدمه :

اغلب خاکهای طبیعی شامل مخلوطی از دو یا بیشتر از شن وماسه ولای ورس می باشند وبسیاری از آنها نیز شامل مقداری مواد آلی می باشند .به طور کلی اطلاعات حاصل از این آزمایش برای پیش بینی حرکت آب در خاک ، میزان نفوذ پذیری خاک ، حساسیت خاک در مقابل یخ زدگی ورفتار خاک در آب وهوای سرد ، خاصیت مویینگی ، استفاده به عنوان فیلتر وزهکش مفید است . دانه های ریزتر از No.200 معمولا ارزش سازه ای ندارند . اهمیت ریزدانه ها در میزان رطوبتی است که جذب می کنند .

موارد کاربرد :

نامگذاری خاک طبق آیین نامه های موجود براساس آزمایش دانه بندی انجام می گیرد

درشناسایی قرضه ها جهت استفاده های بعدی کمک قابل توجهی می کند .

درطرح فیلتر هسته رسی درسدهای خاکی وطرح اختلاط بتن ، دانه بندی خاک اساس طراحی می باشد.

دانه بندی خاک در پتانسیل عوامل مخرب نظیر رگاب و.... نقش مؤثری دارد .

نوع دانه بندی خاک دروضعیت نفوذ پذیری مصالح عامل مهمی است ومقاومت برشی خاک نیز به طور اساسی از آن تأثیر می پذیرد

دانه بندی : تعیین اندازه ذرات خاک که به صورت درصدی از وزن خشک کل خاک صورت می گیرد.

طبقه بندی: مرتب کردن ذرات خاک که به صورت درصدی از وزن خشک کل خاک صورت می گیرد.

در این آزمایش از روش طبقه بندی متحد(یونیفاید ) استفاده می کنیم دانه بندی خاکهای درشت دانه به روش الک کردن انجام می شود وحال آنکه دانه بندی خاکهای ریزدانه باروش هیدرومتری صورت می گیرد

ابزار : دستگاه لرزاننده – یکسری الک ریز دانه ودرشت دانه – اون – ترازو- برس مویی

روش انجام :

اندازه الکmm

شماره الک

وزن الک خالی

وزن الک با خاک

وزن ماتده

درصد مانده

درصدعبوری

19

3/4 in

589

589

0

0.00

100.00

9.51

3/8 in

485

582.5

97.5

6.57

93.42

2.36

8

434.6

1191

756.4

51.04

42.37

0.50

20

405.2

497

91.8

6.1

36.18

0.425

40

362.5

509

146.5

9.8

26.3

0.180

80

312.9

649.2

336.3

22.6

3.6

0.075

200

290.4

336

45.6

3.07

0.52

pan

384.9

392.7

7.8

0.52

1481.9

ابتدا تک تک الکها را وزن می کنیم سپس الکهارا از بزرگ به کوچک به ترتیب روی هم می گذاریم سپس خاک مورد نظر را که 1500gr بود وقبلا درداخل اون خشک شده بود را داخل اولین الک می ریزیم سپس الکها را روی دستگاه لرزاننده می گذاریم به مدت 5 تا 10 دقیقه .سپس وزن تک تک الکها را با خاک داخل آن اندازه می گیریم تفاوت وزن هر الک ، نشاندهنده وزن مانده روی هر الک است کلیه نتایج در جدول زیر آمده است .

طبقه بندی:

1- ابتدا می بایست مشخص کنیم که خاک ما درشت دانه است یا که ریزدانه ، بنابراین مراجعه می کنیم به درصد عبوری از 200# درشت دانه Passing No.200<50%

ریزدانه Passing No.200>50%

2- اگر خاک درشت دانه بود باید مشخص شود که شنG=Gravel)) است یا ماسه (S=Sand)

برای شن واگر یکی ازدوضرایب برقرلر نباشد GPمی باشد

ضریب یکنواختی ضریب خمیدگی

از منحنی دانه بندی داریم:


پس خاک GP است

منابع خطا:

1- فرایند دانه بندی اطلاعات مربوط به شکل دانه های خاک مثل زاویه دار بودن وگرد بودن آن را نمی دهد وبیشتر برای پیش بینی خصوصیات فیزیکی به کار می رود

2- در فرایند الک ممکن است ذرات خیلی ریزتر از الک 200به ذرات بزرگتر بچسبند وبه عنوان گرد وغبار از الک مزبور نگذرند

3- خوب تمیز نکردن الکها

4- خطای وزن کردن الکها

آزمایش سوم

تعیین حد روانی وحد خمیری خاک

مقدمه : با افزایش رطوبت ، در مرحله ای خاک از حالت نیمه جامد به حالت خمیری تبدیل می شود رطوبت دراین مرحله ، حد خمیری نامیده می شود با افزایش بیش از پیش رطوبت ، مرحله ای می رسد که خاک به حالت مایع روان می گردد رطوبت این مرحله را حد روانی یا حد مایع می گویند . چسبندگی بیشتر سبب می شود تا اولا حد روانی افزایش یابد ، چرا که خاک چسبنده دیرتر روان شده وبرای روان شدن به رطوبت بیشتری نیاز دارد ، ثانیأ سبب می شود حد خمیری کاهش پیدا کند زیرا خاک چسبنده استعداد خمیری شدن بیشتری را دارد وزودتر وبا رطوبت کمتری به حالت خمیری در می آید .از مطالب فوق الذکر می توان نتیجه گرفت که هر چه فاصله بین حد خمیری وحد روانی بیشتر باشد خاک چسبنده تر وخمیری تر خواهد بود لذا این فاصله را نشانه خمیری گویند وباPI نمایش می دهند

به عنوان یک تعریف کلی از حد خمیری می توان گفت :

حد خمیری ، میزان رطوبتی است که به ازای آن فتیله ای به قطر 3mm که از خمیر خاک نمونه (باروش غلتاندن ) ساخته می شود ، ترک بخورد حد خمیری پایین ترین میزان رطوبت مربوط به حالت خمیری خاک است. این آزمایش با غلتاندن تکه ای ازخمیر خاک برروی یک صفحه شیشه ای بوسیله دست انجام می شود .

ابزار :1- دستگاه کاساگرانده 2- ترازو 3- اون 4- ظرف فلزی جهت اندازه گیری درصد رطوبت 5- آبپاش 6- کاردک 7- الک No.40 8- کاسه 9- پارچه

روش انجام :

تعیین حدروانی:برای انجام این آزمایش لازم است که خاک شسته داشته باشیم برای این منظور مقداری خاک از الک شماره 40 درحالی که باآب شسته می شود عبور می دهیم (آب را تازمانی از آن عبور می دهیم که وقتی از خاک عبور می کند روشن دیده شود) دراین آزمایش ما به 200gr خاک نیاز داریم وباید به صورت خشک باشد به همین منظور خاک که مرطوب است در اون به مدت 24 ساعت می گذاریم . این 200gr خاک را برروی شیشه یا میز آزمایشگاه می ریزیم ومقداری به آن آب اضافه می کنیم وباکاردک خاک را باآب خیس می کنیم بعد دستگاه را تنظیم می کنیم به این صورت که بادامک را بالا برده وشیار زن را مماس با کف کاسه قرار داده وبا پیچها دستگاه را تنظیم می کنیم حال خاک را با کاردک تیغه ای وارد کاسه می کنیم به طوری که خاک در وسط کاسه ضخامت 15mm تا 20mm داشته باشد البته خاک باید کاملا به کاسه چسبیده باشد حال با کاردک شیار زن به طور عمود از بالا به سمت پایین می کشیم به نوعی خاک را نصف می کنیم حال بوسیله چرخاندن دسته ضربات را وارد می کنیم تعداد ضرباتی که خاک به دونیم تقسیم شده را به اندازه 13mm به هم می رساند یادداشت می کنیم اگر تعداد ضربات بیشتر 40 باشد آن را در نظر نمی گیریم بعداز اینکه تعداد ضربات مربوط به هر مرحله را بدست آوردیم می بایست درصد رطوبت هرکدام را بدست آوریم به این منظور مقداری خاک از هر مرحله را در قوطی که قبلا وزن خالی آن را اندازه گرفته بودیم وارد می کنیم سپس وزن آنرا اندازه می گیریم ودر اون می گذاریم بعداز 24 ساعت وزن خشک آنرا اندازه می گیریم وبه همان روشهایی که درصد رطوبت را تعیین می کردیم رطوبت آنها را حساب می کنیم ونقاط به ازای تعداد ضربات ودرصد رطوبت را مشخص می کنیم کلیه نتایجی که ما در این آزمایش بدست آوردیم درجدول به صورت زیر است .

نوع آزمایش

آزمایش حد روانی

شماره ظرف

1

2

3

4

5

تعداد ضربات

20

33

30

20

16

وزن ظرف

15.2

14.9

15.4

15.1

16

وزن نمونه تر + وزن ظرف

86.4

82.2

31

31.5

42.2

وزن نمونه خشک + وزن ظرف

69.9

66.9

27.3

27.6

36

وزن آب نمونه

16.8

15.3

3.7

3.9

6.2

وزن خاک خشک

54.4

52

11.9

12.5

20

درصد رطوبت

30.88%

29.2%

31.09%

31.2%

31%

بر اساس نتایج حاصله از نمودار:

LL=30.6

تعیین حد خمیری:

نوع آزمایش

آزمایش حد خمیری

آزمایش حد خمیری

شماره ظرف

1

2

وزن ظرف

13.6

14

وزن نمونه تر + وزن ظرف

21.5

21

وزن نمونه خشک + وزن ظرف

20

19.8

وزن آب نمونه

1.5

1.2

وزن خاک خشک

4

5.8

درصد رطوبت(PL)

23.44

20.7

حدود 20 گرم خاک یکی از مراحل بالا را برمی داریم وآن را به صورت گلوله در می آوریم وبا دست به صورت فتیله در می آوریم تا قطر آن 3mm شود وترک بخورد آنگاه می بایست در صد رطوبت آن را بدست آوریم برای این کار آن را وارد قوطی می کنیم وزن آن را اندازه می گیریم سپس به مدت 24 ساعت در اون می گذاریم ودرصد رطوبت آن را اندازه می گیریم نتیجه بدست آمده درزیر آمده است .از دو نمونه میانگین گرفته می شود و نتیجه درصد رطوبت، حد خمیری است.

PI=LL-PL=30.6-22.07 PI=8.53

محاسبه شیب جریان و تعیین صحت رابطه تک نقطه ای:


F شیب جریان از نمودار جریان

LL حد روانی از فرمول تک نقطه

خطاهای موجود در آزمایش :

1- نمونه به خوبی ورز داده نشده باشد

2- دستگاه به خوبی میزان نشده باشد

3- خطا در تشخیص اینکه آیا شیار به اندازه 13mm بسته شده است

سوال:

1- اگر در طول آزمایش تعداد ضربات 25 ضربه شد چه کار کنیم؟

همان آزمایش را تکرار می کنیم، اگر دوباره 25 ضربه شد ، آزمایش را تمام کرده و درصد رطوبت نمونه مورد نظر ، حد روانی خاک مورد آزمایش خواهد بود ، اما اگر دوباره 25 ضربه نشد (بیشتر یا کمتر شد) 25 ضربه قبل را نادیده گرفته و عدد حاصل از تکرار آزمایش برای این درصد رطوبت که طی 24 ساعت آینده به همان روش معمول تعیین درصد رطوبت مشخص می شود ، را ثبت می کنیم . علت حذف 25 ضربه در صورت ارضا نشدن شرط بالا این است که در نمودار درصد رطوبت بر حسب لگاریتم ضربات ، با توجه به نمودار خطی بهینه که با خط سیاه پررنگ در نمودار مربوط رسم شده ، دو مقدار درصد رطوبت (حد روانی ) برای 25 ضربه استاندارد پیدا می شود که ، از نظر آزمایشگر این حالت غیرعلمی و خطا است.

2- اگر شیار دستگاه کاساگرانده به ازای هر درصد رطوبتی زیر 25 ضربه بسته شود،چه نتیجه ای می گیریم؟

نتیجه می گیریم که احتمالا خاک میزانی رطوبت از قبل داشته که البته این مورد جزو خطای آزمایش در نظر گرفته می شود .

اما نتیجه علمی این است که این نمونه خاک یک خاک با چسبندگی بسیار پایین است چرا که همانطور که در بالا اشاره شد هرچه خاک چسبنده تر باشد فاصله بین حد روانی و حد خمیری (نشانه خمیری PI ) بزرگتر است و خاک قابلیت خمیری و جذب آب بیشتری تا قبل از حد روانی دارد. یعنی خاک مورد آزمایش ما یک خاک با حد روانی پایین و غیر خمیری است(فاقد درصد قابل توجه رس است) مانند ماسه بادی .

آزمایش چهارم

تعیین حد انقباض

مقدمه: بنا به تعریف حد انقباض درصد رطوبتی است که به ازای کمتر از آن خاک تغییر حجم ندهد بوسیله این آزمایش اطلاعاتی بدست می آید که می توان حد انقباض ، نسبت انقباض ، انقباض حجمی وانقباض یک جهتی را بدست آورد . هنگامی که یک خاک رس اشباع به تدریج خشک می شود ورطوبت خود را ازدست می دهد حجم توده خاک کاهش می یابد در حین عمل خشک شدن شرایطی فراهم می شود که باخشک شدن بیشتر خاک ، رطوبت نیز کم می شود ولی حجم خاک تغییر نخواهد کرد درصد رطوبت خاک که در آن درصد رطوبت ، کاهش حجم متوقف می شود به عنوان حد انقباض تعریف می شود نسبت حد روانی به حد انقباض (LL/SL) یک خاک اطلاعات خوبی در مورد خاصیت انقباض آن خاک بدست می دهد . هرچه این نسبت بزرگتر باشد نشان دهنده این است که دامنه تورم پذیری خاک بیشتر است یعنی اگر نسبت LL/SLبزرگ باشد خاک در محل ممکن است دراثر تغییر رطوبت ، تغییر حجم نامطلوبی پیدا کند این احتمال وجود دارد که در پی هایی که تازگی برروی این خاکها ساخته می شوند به دلیل انقباض یا انبساط (تورم) خاک در اثر تغییرات رطوبت فصلی ، ترکهایی دیده شود

ابزار :

1- جیوه 2- ترازو 3- ظرف اندازه گیری حد انقباض(ظرف شیشه ای)

4- کاردک 5- اون 6- آب پاش

7- صفحه شیشه ای با سه چنگال فلزی برای غوطه ور نگهداشتن نمونه خاک خشک در جیوه

روش انجام :

مقدار 50 گرم از خاکی که از الک نمره 40 عبور کرده است بر می داریم نمونه را در داخل ظرف ریخته وبا مقدار کافی آب که فقط خلل وفرج آنرا پر نماید خوب مخلوط می کنیم (مقدار آب لازم از نمودار حد روانی آزمایش قبل بدست آمده که 30.6% معادل 25 ضربه دستگاه کاساگرانده و حد روانی خاک مورد آزمایش است ، پس مقدار آب لازم برای 50 گرم خاک 15.3 گرم است) یک ظرف فلزی که قبلا آنرا چرب کرده بودیم برمی داریم ووزن آنرا حساب می کنیم(M1) سپس مخلوط خاک وآب را در سه لایه داخل آن می ریزیم وهربار پس از ریختن خاک حدود 15 ضربه به آن می زنیم تا حبابهای هوا خارج شود سپس آن را وزن می کنیم(M2) سپس آنرا به مدت 24 ساعت در هوای آزاد می گذاریم تابه تدریج خشک شود و در نمونه ترک ایجاد نشود ، بعد آنرا به مدت 24 ساعت دراون می گذاریم تا خشک شود سپس آنرا وزن می کنیم (M3) برای بدست آوردن حجم خاک تر(Vn) ، ظرف چرب را پر از جیوه می کنیم وآنرا وزن می کنیم با بدست آوردن وزن جیوه ، حجم خاک تر بدست می آید برای بدست آوردن حجم خاک خشک (Vo)، ابتدا یک ظرف شیشه ای را لبریز از جیوه می کنیم وسپس خاک خشک را وارد آن می کنیم به اندازه حجم خاک خشک جیوه خارج می شود وبرای اندازه گیری جیوه خارج شده آنرا داخل یک ظرف شیشه ای بزرگتر که قبلا آنرا وزن کرده بودیم می گذاریم حال از طریق نتایج بدست آمده وروابط ، SL را حساب می کنیم .

محاسبه حجم ظرف:

124.5 = وزن ظرف خالی+ وزن ظرف شیشه ای بزرگ

341.2 = وزن ظرف پر از جیوه + وزن ظرف شیشه ای بزرگ

وزن جیوه از تفاضل بالا بدست می آید (13.53 gr/cm³= γجیوه)

216.7= وزن جیوه

بنابراین داریم : حجم ظرف(حجم خاک تر)

محاسبه حجم خاک خشک:

=104.5وزن ظرف شیشه ای بزرگ

=260.5وزن ضرف شیشه ای بزرگ+ جیوه ریخته شده پس از وارد کردن نمونه خشک خاک

وزن جیوه از تفاضل بالا بدست می آید

156= وزن جیوه

وزن جیوه ریخته شده تقسیم بر چگالی جیوه حجم خاک خشک رابدست می دهد

 
----------------------------------------------------------------------------------- 

خـــــاک

در علوم انجینیری ، خاک مخلوط غیر یکپارچه‌ای از دانه‌های منرالها و مواد آلی فاسد شده می‌باشد که فضای خالی بین آنها توسط آب و هوا (گازها) اشغال شده است. خاک به عنوان مصالح ساختمانی در طرح‌های مهمی در انجینیری ساختمانی بکار گرفته می‌شود و همچنین شالوده اکثر سازه‌ها بر روی آن متکی است.
بنابراین انجینیران ساختمانی باید بخوبی خواص خاک از قبیل مبدا تهدابدایش ، دانه بندی ، قابلیت زهکشی آب ، نشست ، مقاومت برشی ، ظرفیت باربری و غیره را مطالعه نمایند. ممنرالک خاک شاخه‌ای از علوم انجینیری است که به مطالعه مشخصات فیزیکی و رفتار توده خاکی تحت بارهای وارده می‌پردازد. انجینیری تهداب ، کاربرد اصول ممنرالک خاک در مسائل عملی است.

خواص فیزیکی ، شیمیایی و منرال شناسی خاکها

شناخت خواص فیزیکی ، شیمیایی و منرال شناسی: خواص فیزیکی و شیمیایی خاک خاکها در بسیاری از بررسی‌ها و مطالعات و تصمیم گیری‌ها در عملیات خاکی نقش مهمی دارد. خواص فیزیکی و شیمیایی خاکها را باید عمدتا در عوامل زیر جستجو کرده و مربوط به آنها دانست.

ترکیب منرال شناسی دانه‌ها :

از آنجایی که خاکها از تجزیه و هوازدگی سنگهای پوسته زمین پدید آمده است‌، لذا منرال‌های تشکیل دهنده خاکها باید همان منرال‌های تشکیل دهنده سنگ مادر باشد.

طبیعت سطح ذرات خاک "سطح مخصوص"

سطح خارجی دانه‌های خاک ، یعنی فصل مشترک محیط جامد با محیط مجاور آن که ممکن است، آب یا هوا باشد. محل پدید آمدن بعضی پدیده‌های فیزیکی یا شیمیایی است که این پدیده‌ها برخواص دیگر خاک مثل؛ مقاومت و نفوذپذیری و ... تاثیر می‌گذارد.

پدیده‌های فیزیکی و شیمیایی در سطح مشترک خاک و آب

ذرات جسم جامد از شبکه‌ای از یون‌های مختلف تشکیل شده است که از اینرو بین سطح خارجی ذره و محیط اطراف آن کنش و واکنش‌هایی پدیدار می‌گردد.

خاصیت مویینگی :

خاصیت بالا رفتن آب در لوله‌های مویین و در حفره‌های بین ذرات خاک را خاصیت مویینگی گویند.

نیروهای دافعه و جاذبه بین ذرات :

نیروهای بین ذره‌ای در خاک به دو گونه‌اند. نیروهای جاذبه مولکولی بین دانه‌ها (وان در والس) و نیروهای دافعه که از نوع نیروی الکتروکینیماتیکی است.

خواص میخانیکی خاکها

اصطکاک:

مقاومت جسم در برابر حرکت به علت وجود اصطکاک بین دو سطح تماس است

چسبندگی: مقاومت خاکی به علت چسبندگی دانه‌ها حاصل

از مقاومت مولکولی (یعنی نیروی جاذیه الکتروشیمیایی) بین ذرات ریز است.

گسیختگی توده خاک : گسیختگی توده خاک عبارتست از پایان شرایط مقاومت و آغاز برش در خاک است.

تحکیم: تحکیم عبارتست از کاهش حجم حفره‌های آب‌دار درون خاک به علت افزایش فشارهای جانبی.

کاربرد ممنرالک خاک

خاک از یک طرف به عنوان مصالح مورد توجه انجینیرین و طراحان قرار می‌گیرد و از سوی دیگر به عنوان یک محیط طبیعی که در اختیار آدمی قرار گرفته است مورد توجه و استفاده است. جایی که به عنوان مصالح مورد نظر است مانند خاکریزها ، سرای خاکی ، روسازی راه و فرودگاه ، پشت دیوار حایل ، زهکش‌ها ، و به عنوان بخشی از ، ماده اصلی تهیه آجر و ، ماده اصلی تهیه چینی و کاشی ، و... حالت انتخابی و اختیاری دارد، و در جایی که به عنوان محیط مورد توجه است.
مانند زیر تهداب‌ها ، زیر پایه پل‌ها و زیربنای جاده‌ها و محل حفر تونل‌ها و محل قرار دادن لوله‌ها و تاسیسات ممنرالکی و الکتریکی (کابل های تلفن و برق و لوله کشی گاز و و محل احداث قناتها و محل حفر چاهها و کانال‌ها و ... همه حالت غیر انتخابی (یعنی اجباری) دارد. به هر حال در تمام موارد ذکر شده ، شناخت خواص فیزیکی و ممنرالکی خاک ضرورت غیر قابل اجتناب دارد. مثلا در یک پروژه راه سازی ، چه نوع
خاکی با چه نوع دانه بندی باید انتخاب شود و لایه‌های آن با چه ضخامتی و با چه رطوبتی و تا چه حد باید کوبیده شود تا جایی حاصل بتواند در برابر نیروهای وارد بر آن مقاوم باشد و وجود آبهای سطحی و بارندگی بر دوام آن اثر مخرب نداشته باشد و در برابر یخ‌زدگی و فرسایش و تغییرات جوی نیز پایدار بماند.
در ایجاد یک سد خاکی ، شیب‌ها چه مقدار باشد که هم پایدار باشد و هم اقتصادی ، در صورتی که سد همگن با است، لایه‌های زهکشی با چه ابعادی و با چه دانه بندی و چه مقدار نفوذپذیری باید باشد؟ سرعت حرکت آب و .... زه چه مقدار است؟ تورم یا نشست خاک چه مقدار باشد؟ میزان تراکم و درصد رطوبت و ضخامت لایه‌ها برای کمپاکت کردن خاک چه مقدار باید باشد؟ روش‌های حفاظت دامنه‌ها و تاج سر به چه عواملی بستگی دارد؟ و بسیاری پرسش‌های دیگر که انجینیر طراح باید برای آنها جواب دقیق داشته باشد. به این ترتیب درمورد هرگونه پروژه ساختمانی و راه سازی و سد سازی مسائل متعددی از ممنرالک خاک باید پاسخ داده شود. اهمیت دقت بیشتر و نیاز به تئوریهای دقیق‌تر هنگامی بیشتر می‌شود که حجم کارها و اهمیت پروژه بیشتر باشد.

رابطه ممنرالک خاک با سایر علوم

مبحث ممنرالک خاک دانشی است که در آن خواص فیزیکی و ممنرالکی خاکها ، ارتباط این خواص با عوامل بیرونی ، مقاومت خاک در برابر نیروها ، تغییر شکل خاک در اثر نیروها ، مسایل مربوط به حرکت یا سکون آب در خاک ، چگونگی و مقدار فشرده شدن خاکها و چگونگی و مقدار تنش‌ها و تغییر شکل‌های هر نقطه از محیط خاکی در اثر عملکرد یک نیروی خارجی و ... بحث می‌شود.
در این راستا گاهی نیاز به مطالعه خواص شیمیایی و دانه‌های خاک است و گاهی نیاز به بررسی تهدابدایش و منشا خاکها و گاهی نیاز به استفاده از دانش هیدرولیک و دانش‌های دیگر است. از اینرو ارتباط این مبحث با دیگر مباحث علمی چون ، ، هیدرولیک و را نباید از نظر دور داشت.

انواع روکشهای زهکشی آبهای سطحی

شبکه زهکشی بسطی

برای آنکهبه داخل دامنه نفوذ نکند باید ترتیبی داد تا هرچه زودتر سطح دامنه را ترک گوید. احداث آبروهای مناسب در سطح دامنه ، یا در روی پلکانها ، یکی از مهمترین تمهیدات در این مورد است. این آبروها باید ضمن دارا بودن گنجایش و شیب کافی ، بسترشان نیز غیر قابل نفوذ باشد. برای جلوگیری از تخریب و پر شدن این جویها در طول زمان ، می‌توان آنها را با قطعات سنگ پر نمود.
این روش در مورد دامنه‌های خاکی یا دامنه‌های متشکل از سنگهای تجزیه شده ، مفید واقع می‌شود و می‌تواند علاوه بر تهدابشگیری ، در مراحل اولیه حرکت دامنه نیز نقش ترمیمی داشته باشد. نقش مهم دیگر شبکه زهکشی سطحی جلوگیری از سطح دامنه توسط آبهای جاری است.

مسدود کردن شکافها

ترکها و شکافهای سطحی محلهای مناسبی را برای نفوذ آب به داخل دامنه فراهم می‌کند. وجود این شکافها ، مخصوصا در مراحل آغازین توسعه یک ناپایداری جدید ، مشکل آفرینتر می‌شود. پر کردن این شکافها توسط مواد غیر قابل نفوذی مثل رس ، یا مواد نفتی می‌تواند تا حدود زیادی از انباشته شدن آب و نفوذ آن به داخل دامنه جلوگیری کند. این روش هم در مورد دامنه‌های خاکی و هم سنگی قابل اجراست و می‌تواند هم در تهدابشگیری بکار رود و هم در مراحل اولیه ایجاد یک زمین لغره ، تهدابشرفت آن را کند یا متوقف نماید.

غیر قابل نفوذ کردن بخش دامنه

یکی از رایجترین روشهای غیر قابل نفوذ کردن سطح زمین ، پاشیدن مواد نفتی (مالج) به سطح دامنه است. مالج به انواعی از مواد نفتی سنگین مایع اطلاق می‌شود که معمولا جزء محصولات زاید یا کارخانه‌های پتروشیمی است. این روش ضمن جلوگیری از نفوذ آب به داخل دامنه ، با چسباندن ذرات خاک به یکدیگر ، سطح دامنه را در برابر آثار فرسایشی باد و تا حدی آب جاری محفوظ نگاه می‌دارد.

انواع روشهای زهکشی آبهای داخل دامنه

با وجود کوششی که برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل دامنه صورت می‌گیرد باز هم ممکن است قسمتی از آبها از سطح دامنه نفوذ از محلی دورتر توسط به داخل دامنه حمل شود. این آبها قبل از هر چیز با افزودن به وزن نیروهای رانشی را زیاد می‌کنند.

زهکشی ثقلی افقی

ایجاد زهکشهای تقریبا افقی می‌تواند نقش موثری در کاهش فشار آب داخل دامنه‌های سنگی و خاکی داشته باشد. از اینرو می‌توان از این روش هم برای تهدابشگیری از حرکت و هم جلوگیری از تحرک یک زمین لغزه در حال تشکیل استفاده کرد. به این منظور در بخشهای پایینی دامنه افقی ، با شیب ناچیزی به سمت خارج برای ایجاد جریان ثقلی آب ، حفر می‌شود.

گالریهای زهکش

حفر نقب یا گالریهای زهکش در دامنه‌های سنگی و خاکی ، مخصوصا در جاهایی که زهکشی عمیق بخشهای داخلی دامنه مورد نظر است، مفید واقع می‌شود. چنین گالریهایی می‌توانند هم نقش تهدابش گیرنده داشته و هم در مراحل اولیه حرکت دامنه جهت جلوگیری از حرکات بیشتر آن بکار روند. کارایی گالریهای زهکش را می‌توان با حفر از داخل گالری افزایش داد.

زهکش ثقلی قایم

این نوع زهکشی بیش از همه برای تخلیه آب سفره‌های معلق که بر روی یک بخش غیر قابل نفوذ تشکیل شده و در زیر آن لایه‌های نفوذپذیر و بازکشی آزاد وجود دارد، بکار برده می‌شود.

حفر چاههای عمیق و پمپاژ آنها می‌تواند بطور موقت در بهبود وضعیت دامنه ناپایدار موثر باشد. این روش عمدتا در مورد دامنه‌های سنگی بکار می‌رود.

زهکشهای فشار شکن

حفر چاه ، چاهک یا خندق (تراشه) در پای دامنه ، برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار آب و بالا راندگیهای ناشی از آن در بخشهای مجاور پای دامنه ، اغلب مفید واقع می‌شود. این روش منحصرا در مورد دامنه‌های خاکی و معمولا در مجاورت دامنه پایاب سدهای خاکی ایجاد می‌شود.

خندق در بالای خاکریز

این روش ، در مورد دامنه‌های خاکی حفاری شده و یا خاکریزها ، مخصوصا خاکریزهایی که در دامنه ایجاد می‌شود، به کارگرفته می‌شود و علاوه بر تهدابشگیری از تفرش می‌تواند در مراحل اولیه ناپایداری نقش ترمیمی نیز داشته باشد.

زهکش ورقه‌ای

این روش ، همانگونه که از نام آن تهدابداست، به صورت یک لایه زهکش عمل می‌کند. در خاکریزها ، مخصوصا خاکریزهایی که در دامنه ایجاد می‌شود، وجود لایه‌ای از مواد نفوذپذیر در زیر خاکریز ، ضمن زهکشی آبهای محلی دامنه و داخل خاکریز ، از افزایش بیش از حد فشار آب در خاکریز ، جلوگیری به عمل می‌آورد.

الکترواسمز

این روش عمدتا در دامنه‌های خاکی که از لای درست شده باشند بکار گرفته می‌شود و ضمن تسهیل تخلیه آب بر مقاومت خاک می‌افزاید. به این منظور الکترودهایی را در عمقی که مایلیم آب آن تخلیه شود، قرار می‌دهیم و جریان مستقیم به آنها وصل می‌کنیم. جریان باعث می‌گردد که آب بین ذره‌ای از قطب مثبت به سمت قطب منفی حرکت کرده و در آنجا توسط پمپاژ به خارج هدایت شو

انواع هوازدگی

هوازدگی را با توجه به نوع تغییراتی که در سنگ صورت می‌گیرد به انواع ممنرالکی و شیمیایی تقسیم می‌کنند.

هوازدگی ممنرالکی

در هیچ تغییری در ترکیب شیمیایی سنگ صورت نمی‌گیرد بلکه سنگها تحت تاثیر یک سری از عوامل فیزیکی به قطعات کوچکتر تقسیم می‌شوند. بر اثر خرد شدن سنگها سطح جانبی قطعات زیادتر شده و در نتیجه برای این عوامل عبارتند از : یخبندان ، انبساط حاصل از برداشته شدن بار فوقانی ، انبساط حرارتی و فعالیت موجودات زنده.

هوازدگی شیمیایی

در ساختمان داخلی منرالها بر اثر افزایش یا کاهش عناصر تغییر می‌کند. در واقع در این نوع هوازدگی ترکیب شیمیایی سنگها تغییر می‌کند. در هوازدگی شیمیایی آب مهمترین عامل به شمار می‌رود. ولی لازم به ذکر است که آب خالص غیرفعال بوده و نمی‌تواند هیچ تغییری در سنگها ایجاد کند. افزایش مقدار کمی از مواد محلول می‌تواند آب را فعال سازد. محلول در آب باعث ایجاد تغییرات اساسی در سنگها می‌شوند.

سرعت هوازدگی سنگها به عوامل زیادی بستگی دارد از جمله این عوامل سرعت هوازدگی می‌توان به اندازه ذرات منرالهای سازنده سنگ و عوامل آب و هوای محیط را نام برد. هر چقدر اندازه منرال کوچکتر باشد سطح موثر آنها زیادتر بوده و در نتیجه سریعتر تحت تاثیر عوامل هوازدگی ، تجزیه می‌شوند. جنس منرالهای سازنده سنگ اثر بسیار مهمی در هوازدگی دارد به عنوان مثال سنگهای گرانیتی بسیار مقاوم تر از سنگ مرمر هستند، زیرا مرمر از ساخته شده که به آسانی حتی در محلول اسیدی ضعیفی نیز حل می‌شود.

ترتیب هوازدگی منرالهای سیلیکاته مطابق ترتیب تبلور آنهاست. منرالهایی که زودتر از همه تبلور می‌نمایند یعنی در درجه حرارت و فشارهای زیادتری بوجود می‌آیند، نسبت به منرالهایی که بعدا متبلور می‌شوند در سطح زمین پایداری کمتری دارند. زیرا شرایط تشکیل آنها با شرایط سطح زمین بسیار متفاوت است.

عوامل آب و هوایی ، بویژه رطوبت اهمیت ویژه‌ای در سرعت هوازدگی سنگها دارد. بهترین محیط برای هوازدگی شیمیایی آب و هوای گرم و فراوانی رطوبت است. در نواحی قطبی و در عرضهای جغرافیایی بالا چون برودت هوا ، رطوبت مورد نیاز برای هوازدگی را به صورت یخ در می‌آورد لذا هوازدگی شیمیایی در این نواحی بی‌تاثیر است. در نواحی خشک نیز به علت وجود رطوبت کافی هوازدگی شیمیایی نقش نداد.

هوازدگی و نهشته‌های معدنی

هوازدگی در ایجاد بعضی از نهشته‌های معدنی مهم نقش دارد، زیرا عناصر فلزی پراکنده در سنگ مادر را در یک جا جمع می‌کند. به چنین نقل و انتقالی غالبا غنی شدگی اطلاق می‌شود. غنی شدگی به دو طریق انجام می‌شود. در روش اول به همراه آب نفوذی موادی را که مناسب نیستند از سنگ در حال تجزیه جدا می‌کنند. لذا این عناصر مطلوبی که تراکم آنها در افق نزدیک سطح زمین کم می‌باشد به اعماق برده شده و با رسوب مجدد تمرکز آنها افزایش می‌یابد.

بوکسیت که منرال اصلیبوکسیت

می‌باشد یکی از کانسارهایی است که به روش غنی شدگی طی فرآیندهای هوازدگی بوجود آمده است. بوکسیت در آب و هوای گرمسیری بارانی همراه با لاتریت تشکیل می‌شود. وقتی سنگ منشا غنی از آلومینیوم در معرض هوازدگی شدید و طولانی قرار بگیرد بیشتر عناصر اصلی آن نظیر کلسیم و سدیم و سیلیس در نتیجه شستشو از محیط خارج می‌شود و بر میزان آلومینیوم آن افزاوده می‌شود. با گذشت زمان خاکی غنی از آلومینیوم به نام بوکسیت حاصل می‌شود که می‌توان از آن آلومینیوم استخراج کرد.

نهشته‌های مس و نقره

بسیاری از نهشته‌های مس و نقره زمانی حاصل شده‌اند که فرآیند هوازدگی عناصری را که در کانسار اولیه با عیار پایین پراکنده بودند در یک جا متمرکز کرده است. معمولا چنین غنی شدگی در نهشته‌های تهدابریت‌دار (FeS) و منرالهای سولفوری معمول انجام می‌شود. تهدابریت به دلیل اینکه از نظر شیمیایی به تغییر می‌یابد، می‌تواند در آبهای نفوذی فلزات معدنی را حل کند.

با انحلال منرالها مورد نظر فلزات به تدریج از خلال توده کانسار اولیه به سمت پایین مهاجرت می‌کنند تا سرانجام ته نشین شوند. ته نشینی هنگامی اتفاق می‌افتد که محلولهای مزبور به منطقه آبدار زیرزمینی نزدیک می‌شود. در این محل تغییرات شیمیایی ته نشینی عنصر فلزی می‌شود. 

 

--------------------------------------------------------------------------------- 

مخلوط کردن کانگریت


مواد تشکیل دهنده ی کانگریت در ابتدا به طور جداگانه است که باید برای ساختن با هم مخلوط شوند . ترتیب تغذیه ی این مواد در هنگام ساخت نقش مهمی دارد یکنواختی کانگریت دارد . بـا این وجود با تغییر ترتیب تغذیه ی این مواد همچنان می توان کانگریت خوبی تولید کرد. .
زمـان افـزودن آب تعداد دور کـل دیـگ مخلوط کـن و سرعت دوران آن باید کنترل شوند . عوامل مهم دیگر در اختلاط عبارتند از اندازه هر پیمانه نسبت به اندازه دیـگ مخلوط کـن ، زمـان مخلوط کـردن ، پیمانه کـردن و اختلاط ، طراحی و شبکه بندی دیگ و تیغه های مخلوط کن .
کانگریتی که تازه مخلوط می شود باید حالت نیمه پلاستیک و روانی داشته باشد . بـه گـونـه ای کـه بتوان آن را بـه راحتی شکل داد و در درون قالب قرار داد . کانگریت پلاستیک کانگریتی است کـه قابلیت خمیری دارد و شکـل پـذیـری آن مـانند خمیر خاک رس در صنعت سفالسازی است. در هنگام حمل نباید جدایی اجزا از هـم صورت گیرد . وقتی کـه کانگریت سخت می شود مخلوط یک نواختی از مواد متشکله بدست می دهد .
اگر مسول کار در بدست آوردن عیار کانگریت مثلا کانگریت 350 کوتاهی کرده باشـد و عیار کمتری بدست آورده باشد در صورتی که عیار بدست آمده 60 درصد عیار اصلی باشد بـا توجه بـه نوع پروژه دستور تخریب داده نمی شـود بـلکـه جریمه تعلق می گیرد . ولی اگـر 60 درصـد جواب ندهد دستور تخریب داده خواهد شد . این نکات در کتاب رواداری های مجاز کاملاً ذکر شده است.
همانطور کـه گفته شـد مـا برای قالب بندی فونداسیون از خشتهـای موجود در کارگاه استفاده کردیم . حال برای خشتا و شروع کانگریت ریزی برای جلو گیری از خورده شدن آب کانگریت سطح داخلی آنها را که می باید با کانگریت در تماس باشد با یک ورقه ی نایلون پوشاندیم به این ترتیب از تماس مستقیم کانگریت بـا قـالـب خشتی جلو گیری نمودیم .
همانطور که می دانیم خشت آب کانگریت را خورده و درنتیجه باعث فاسد شدن آن می شود .
بـعـد از این مرحـله کارفرما انجینیر ناظر را در جریان قرار داده و ناظر در روز بعد برای بازدید به کارگاه میاید. پـس از کنترل دقیق شبکه آرماتـوربندی اجازه ریختن کانگریت فونداسیون را صادر میکند.
بـالای آن قسمت از قا لب ها و فونداسیون که ناگزیر به عبور و مرور هستیم تخته الـوار گذاشته تا رفت و آمد مسیر و از آسیب احتمالی به قالب جابجا شـدن احتمالی آرماتورهای فونداسیون جلوگیری به عمل آوریم . قابل ذکر است کـه همواره در طول کانگریت ریزی یک کارگرباید به وسیله دستگاه ویبراتور کانگریت ریخته شـده در قالب را ویبره کند تا هوای موجود در بتن را خارج کرده و از پوکی کانگریت جلوگیری بـه عمل آورد . البته باید دقت داشته باشیم که شیلنگ دستگاه ویبراتور همواره تقریبا عمود بر زمین و محل کانگریت ریزی بـاشـد . زیرا اگـر شیلنگ دستگاه ویبراتور تقریبا عمود نباشد در سطح کانگریت گیرکـرده و بـرای خارج کـردن آن دچار مشکل می شویم.

. کار مراقبت و آب پاشی کانگریت چهار روز به طول میکشد.
در این مدت کانگریت ریخته شده به سختی لازم رسیده و البته بـرای خشتای عملیات بعدی که نصب ستون ها بود آماده تاب و تحمل وزن ستون ها و دیوارهـا را پـیـدا کـرده بـود .
 

------------------------------------------------------------------------------------- 

گچ

گچ از جمله موادی است که در صنایع ساختمان سازی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد و به علت ویژگی هایی که دارد از زمانهای قدیم در امر ساختمان سازی مورد مصرف داشته است. در بسیاری از ساختمانهای قدیمی مخصوصاً در دوران تیموری که اغلب آنها در هرات موجود می باشد گچ نقش مؤثری داشته و گچ بری های بسیار زیبایی از آن دوران باقی مانده است. گچ به علت خواص خود از اولین قدم درایجاد یک بنا که پیاده کردن حدود زمین می باشد و با اصطلاح برای ریختن رنگ اطراف زمین مورد نیاز می باشد و همچنین تا آخرین مراحل بنا که سفید کاری و نصب سنگ است باز هم گچ مورد نیاز است و حتی در نقاشی ساختمان هم از گچ استفاده می نمایند.

منابع تهیه گچ : گچ از پختن و آسیاب کردن سنگ بدست می آید. سنگ گچ از گروه مواد ساختمانی کلسیم دار است که بطور زیاد در طبیعت یافت می شودو تقریباً در تمام نقاط روی زمین وجود دارد و از لحاظ فراوانی در طبیعت در ردیف پنجم می باشد. درافغانستان هم تقریباً درتمام نفاط کشور مخصوصاً در کرویر مرکزی و اطراف غزنی مزارشریف، غور یافت می شود. سنگ گچ با فرمول caso4,2H2o از سنگهای ته نشستی است و به علت میل ترکیبی شدیدی که دارد بطور خالص یافت نمی شود. بیشتر به دو صورت ترکیب با کربن و با اکسیدهای آهن و خاک رس می باشد. سنگ گچ یا بصورت سولفات کلسیم بدون آب بدست می آید که به آن انیدریت می گویند. سنگ گچ خالص بی رنگ است و سنگ گچ ترکیب شده با کربن خاکستری و سنگ گچ ترکیب شده با اکسیدهای آهن بی رنگ، زرد روشن و یا کبود و یا سرخ می باشد که برحسب نوع اکسیدهای آهن این رنگها متفاوت است.

کوره های گچ پزی :

1 ـ کوره های گچ پزی چاهی : قدیمی ترین نوع کوره های گچ پزی در افغانستان نوع چاهی است که هم اکنون نیز در بسیاری از شهرها متداول می باشد. در این نوع کوره ها که مانند تنوره است سنگ گچ را می پختند و آن را حرارت می دهند تا سنگ گچ پخته شود. محصول این کوره ها مرغوب نمی باشد.

2 ـ کوره های تاوه ای : ابن نوع کوره ها که دارای محصول یکنواخت می باشد تشکیل شده است از یک سینی بزرگ که سنگ آسیاب شده در آن می ریزند.

خواص گچ :

1 ـ زود گیر بودن 2 ـ خاصیت ازدیاد حجم 3 ـ مقاومت در برابر آتش سوزی 4 ـ آکوسیتیک بودن7 ـ ارزان بودن 6 ـ خاصیت پلاستیکی گچ 7 ـ رنگ گچ 8 ـ رنگ پذیری گچ

ساختمان ملات گچ : هر نوع مخلوط سمنت که بخواهیم بسازیم باید بعد از تعیین اجزاء تشکیل دهنده آن و مخلوط کردن آنها به آن اضافه کرده و دوباره ملات را مخلوط کنیم تا ملات یکنواخت گردد ولی برای ساختن ملات گچ و یا مخلوط سمنت گچ و خاک باید دانه های گچ یا گچ و خاک را داخل آب بریزیم، بدین طریق که ابتدا مقدار کمی آب در استامبولی می ریزیم آنگاه دانه های گچ و یا گچ و خاک راکه قبلاً به نسبت ضعیف مخلوط شده با دست درون آن می پاشیم تا کلیه دانه ها در مجاورت آب قرار گیرد. مقدار آبی که یک کیلوگرم پودر گچ احتیاج دارد تا ملات شود از لحاظ تئوری 2/0 لیتر است یعنی تقریباً 20% وزن گچ.

مصارف گچ : گچ درتعمیرات مصارف متعدد دارد از جمله ریختن رنگ ساختمان برای مشخص کردن اطراف زمین و پیاده کردن نقشه، ملات سازی، گچ وخاک، سفیدکاری وسنگ کاری که درمورد اخیر برای نگهداشتن سنگ بطور موقت در جای خود تا ریختن ملات پشت آن مورد مصرف دارد و در صنایع قالبسازی و ریخته گری برای قالب سازی مصرف می شود و در کارهای طبی برای شکسته بندی مورد نیاز است.

خواص گچ : گچ علاوه بر دو خاصیت عمده که یکی زودگیری و دیگری ازدیاد حجم به هنگام سخت شدن است دارای خواص دیگری نیز می باشد از جمله آنکه اکوستیک است و در آتش سوزی مقاوم می باشد و ارزان و به فور یافت می گردد ودارای رنگی سفید و خوش آینه است.

انبارکردن گچ : اگر گچ بصورت فله ای در کارگاه موجود باشد باید بلافاصله مصرف گردد زیرا همانطور که قبلاً شرح داده شد گچ میل ترکیبی بالایی با آب دارد و حتی رطوبت هوا را جذب می نماید و پس از مدتی فاسد می گردد یعنی در موقع مخلوط کردن آن با آب ازدیاد حجم پیدا نکرده و سخت نمی شود. ولی گچ پاکتی را اگر به طریقه صحیح انبار کنند به طوری که دور از رطوبت باشد می توان حتی گچ را برای مدت یکسال هم انبار نمود. برای انبار کردن گچ باید آنرا روی تخته هایی که حداقل از زمین 10 سانی متر فاصله دارد بگذارند و فاصله پاکتهای گچ از دیوارهای انبار باید حداقل حدود 20 سانتیمتر باشد و بیش از 10 پاکت گچ را روی هم نچینند.

آگوریاخشت واژه ای است یونانی و به خشت هایی می گفتند که احکام و فرامین دولتی روی آن نوشته می شد و بوسیله پختن این خشت ها نوشته ها را روی آن پایدار می کردند. به دستی معلوم نیست که خشت از چه زمانی پیدا شده است ولی می توان آنرا همزمان با پیدایش آتش دانست. بدین طریق که گل موجود در کنار اجاق های انسان های اولیه پخته شده و سخت تر از کلوخ های همجوار خود میگردیده و با مشاهده آن بشر اولیه قطعه ای از خشت را کشف نمود. خشت یکی از مواد ساختمانی است که با طبع و خوی بشر سازگار بوده و در هر دورانی از تاریخ به نوعی مورد استفاده او واقع شده است. از ابتدا که بشر زندگی غارنشینی را پشت سر گذاشته است و فکر تهیه سرپناهی در مغز او ایجاد شده تا خود را از گزند عوامل جوی مانند باد و باران و سرما و گرما و هجوم جانوران درنده و گزنده نگاه دارد به تهیه موادی افتاد که اولاً از لحاظ وزنی سبک باشد که بتواند آن را حمل نماید و درثانی از لحاظ شکل پذیری طوری باشد که شکل مورد نظر خود را به آن بدهد. ساده ترین تعریفی راکه بخواهیم برای خشت بنماییم آن است که بگوییمخشت سنگی است مصنوعی که از پختن خاک رس با استخوان بندی اصلی سنگ بدست می آید و ابعاد و تعداد آن مطابق احتیاچ ما قابل تغییر می باشد. مصرف خشت در افغانستان عزیز سابقه باستانی دارد و از زمان غوریان بناهایی بجا مانده که در آنهاخشت مصرف شده است مانند منار جام درولایت غور و زیارتهای غزنی ومسجدجامعه هرات که برای فرش آن از خشت هایی استفاده شده است که مقاومت بالای رادارا میباشند.

 

--------------------------------------------------------------------------------------- 

خشت و طرز تولید

مراحل پخت خشت : 1 ـ تهبه خاک رس 2 ـ بعمل آوردن خاک 3 ـ ساختن گل 4 ـ قالب گیری یا خشت زنی

خشت پزی : خشت پزی یعنی گرفتن آب شیمیایی خاک رس بطوریکه هیدرو سیلیکات آلومینیم به سیلیکات آلومینیم تبدیل شود و در نتیجه خشت دارای استقامت شده و نیروی فشاری تا حدود 100 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تحمل نماید این عمل به وسیله حرارتی در حدود 900 درجه سانتیگراد و انجام شود بدین طریق که تا 100 درجه سانتیگراد آب فیزیکی خشت خشک می شود و تا این درجه آب شیمیایی خاک رس متصاعد می گردد و تا 900 درجه ذرات خاک رس شروع به خمیری شدن نموده و بدین طریق دانه های شن و ماسه درون خشت را به هم می چسباند و خشتبدست می آید. کوره های خشت پزی به سه دسته تقسیم می شوند :

1 ـ کوره خشت پزی باخشت ثابت و آتش ثابت 2 ـ کوره خشت پزی با خشت ثابت و آتش رونده 3 ـ کوره خشت پزی با آتش ثابت وخشت رونده

انواع خشت ها :

1 ـ خشتهای رسی : الف : خشت های معمولی ب : خشت های نما ج : خشت های مهندسی

2 ـ خشت نسوز 3 ـخشت ماسه ـ آهک 4 ـ خشت های کانگرتی 5 ـ خشت رهای مخصوص

تاریخ استفاذه بشر از خشت پخته برای ساختمان سازی به ۱۰۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح باز می گردد. اما اولین بناهای خشتی در حدود ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح در منطقه بین النهرین ساخته شدند. منارجام بزرگترین منار خشتی دنیادرولایت غورباغ های معلق بابل یکی ازعجایب هفت گانه جهان, دیوار چین تنها بنای قابل رویت از کره ماه, مسجد ایاصوفیه از زیباترین بناهای مذهبی, ۸۰۰ کیلومتر سیستم فاضلاب زیر زمینی در لندن و ... در یک نقطه مشترک هستند, این بناها همه از خشت پخته ساخته شده اند. مهمترین بناهای تمدن های اولیه بشری در حدود ۴۰۰۰ سال قبل در شوش ساخته شد و در زمان داریوش کبیر به اوج خود رسید. اهمیت شوش از نظر باستان شناسی و تاریخ, از آن جهت است که تمامی سبک های مختلف ساختمان سازی از مناطق مختلف جهان باستان به نحوی دوباره در شوش یافت شدند. از اولین آثار معماری این دوره می توان به مقبره امیر منصور سامانی در بخارا اشاره کرد, که از جایگاهی ویژه در معماری آن دوره برخوردار می باشد. پلان دایره ای, شکل معمول بناهای آن دوره بود, اما در ساخت مقبره سامانی برای اولین بار گنبد کروی بر روی یک پلان مربعی ساخته شد, که خود انقلابی در معماری و ساختمات سازی بود. در این مقبره , گنبد کروی سنبل آسمان, مکعب زیر آن سنبل کعبه و تلفیق این دو با هم, سنبل جهان است. تا قبل از پیدایش سرامیک,حکاکی بر روی سنگ, هنری بسیار مشکل و بر روی خشت غیر ممکن بود, ولی در مقبره سامانی از این شیوه به نحو شایسته ای استفاده شده است. به جرئت می توان گفت مرکز بناهای خشتی اسلامی در قرون وسطی, افغانستان بوده است. حاکمان مختلف این دوره از سلجوقیان تا مغول ها و تیموریان دارای سبک های مختلف معماری بوده اند, که در تمامی آن ها خشت مشترک است. پایان دوره حکومت صفویان که مقارن با دوران رنسانس است را می توان پایان دوره استفاده از خشت برای نمای ساختمان به عنوان سمبل معماری اسلامی دانست.

خشت از قدیمی ترین مواد ساختمانی است که قدمت آن بنا به عقیده برخی از باستان شناسان به ده هزار سال پیش می رسد. در افغانستان بقایای کوره های سفال پزی و خشت پزی در شوش و سیلک کاشان که تاریخ آنها به هزاره چهارم پیش از میلاد می رسد پیدا شده است.
همچنین نشانه هایی از تولید و مصرف خشت در هندوستان به دست آمده که حاکی از سابقه شش هزار ساله خشت در آن کشور است وازه خشت بابلی و نام خشت هایی بوده که بر روی آنها منشورها قوانین و نظایر آنها را می نوشتند گمان می رود نخستین بار از پخته شدن خاک دیواره ها و کف اجاق ها به پختن خشت پی برده اند.
کوره های خشت پزی ابتدایی بی گمان از مکان هایی تشکیل می شده که در آن لایه های هیزم و خشت متناوباً روی هم چیده می شده است. فن استفاده از خشت از آسیای غربی به سوی غرب مصر و سپس به روم و به سمت شرق هندوستان و چین رفته است در سده چهارم اروپایی ها شروع به استفاده از خشت کردند ولی پس از مدتی از رونق افتاده و رواج مجدد از سده 12 میلادی بوده که ابتدا از ایتالیا شروع شد.
در افغانستان باستان ساختمان های بزرگ و زیبایی بنا شده اند که پاره ای از آنها هنوز پا بر جا هستند.
نظیر مسجدجامعه هرات در غرب کشورعزیزما ، آرامگاه سلطان محمودغزنوی را که با خشت ساخته اند انواع خشت در افغانستان قدیم درافغانستان هر جا سنگ کم بوده و خاک خوب هم در دسترس بوده است خشت پزی و مصرف خشت معمول شده است اندازه خشت ایلامی حدود 10×38×38 سانیتی متر بوده پختن و مصرف خشت در زمان تیموریان گسترش یافته و در ساختمان های بزرگ مانند آتشکده ها به کار رفته است اندازه خشت این دوره جدود 44×44×7 تا 8 بوده است و بعد های آن 20×20×3 تا4 سانتی متر کاهش یافت. در فرش کردن کف ساختمان از خشت بزرگتری به نام ختایی به ابعاد 5×25×25 سانتی متر و یا بزرگتر از آن به نام نظامی در ابعاد 40×4×5 سانتی متر استفاده می شده است از انواع دیگر خشت در گذشته قزاقی می باشد که پیش از جنگ جهانی اول روسها آن را تولید می کردند که ابعاد آن خشت 5×10×20 بوده است آشنایی باخشت و مواد اولیه آن خشت نوعی سنگ مصنوعی است که از پختن خشت خام و دگرگونی آن بر اثر گرما به دست می آید خاک خشت مخلوطی است از خاک رس ماسه فلدسپات سنگ آهک سولفات ها سولفورها فسفات ها منرال های آهن منگنز منیزیم سدیم پتاسیم مواد منرالی دیگر و...
مراحل ساخت خشت عبارتند از :

کندن و استخراج مواد خام
آماده سازی مواد اولیه
قالب گیری
خشک کردن
تخلیه و انبار کردن محصول
انواع کوره های خشت پزی:
پس از خشک شدن خشت ها را در کوره می چینند طرز چیدن آنها طوری است که بین آنها فاصله وجود دارد تا گازهای داغ و شعله بتواند از لای آنها عبور کند کوره های خشت پزی سه نوع هستند:
کوره تنوره ای هوفمان و تونلی
قابل ذکر است که کوره های تونلی مدرن ترین کوره های خشت پزی می باشند که در آنها سرامیک های ممتاز و صنعتی نیز می پزند ویزگی های خشت خوب باید در برخورد با خشت دیگر صدای زنگ بدهد صدای زنگ نشانه سلامت توپری و مقاومت و کمی میزان جذب آب آن است خشت خوب باید در آتش سوزی مقاومت کند و خمیری و آب نشود رنگ خشت خوب باید یکنواخت باشد و همچنین باید یکنواخت و سطح آن بدون حفره باشد سختی باید خشت به اندازه ای باشد که با ناخن خط نیفتد
انواع خشت غیر رسی و اشکال آن:
خشت جوش خشت خاص در صنعت سفال پزی است که در کشورهای صنعتی دارای اهمیت ویزه ای است از این خشت برای نماسازی تعمیرات فرش کف پیاده روها پوشش بدنه و کف آبروها و مجراهای فاضلاب و تونل ها و ساختن دودکش ها فرش کف کارخانه ها ذخیره گاهای کشاورزی و سالون های دامداری پرورش پرنده ها حوض های صنعتی و جز اینها استفاده می شود  

 

---------------------------------------------------------------------------------------- 

کانگریت 2

کانگریت :....تولید سمنت که ماده اصلی چسبندگی در کانگریت است در سال 1756 میلادی در کشور انگلستان آغاز شد و در نهایت سمنت پرتلند در سال 1824 میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان به ثبت رسید. در کشور ما نیز از سال 1312 شمسی با احداث کارخانه سمنت غوری با مصرف سمنت آشنا شدند و امروزه دز حدود 26 الی 30 میلیون تن سمنت در سال تولید می گردد. بعد از انقلاب به علت کمبود تیر آهن در اثر تحریم ها و گسترش ساخت و سازه های عمرانی در کشور کاربرد کانگریت بسیار رشد نمود.

علاوه بر این ساختمانهای کانگریتی در اثر بعضی از مزایا نسبت به ساختمانهای فولادی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی (خورندگی) و آسان بودن امکان تهیه افزایش بیشتری داشته است..

کانگریت به علت فراوانی مواد متشکله وعایق بودن در مقابل حرارت و صوت توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می کند. اما معایبی نیز دارد که یکی از معایب مهم این سازه وزن بسیار زیاد ان است که با میزان تخریب ساختمان در زلزله نسبت مستقیم دارد.

سازه های کانگریتی

آشنائی با کانگریت و فولاد

کانگریت یکی از مواد ساختمانی است که به وسیله ی آمیختن مخلوط متناسبی از سمنت و مواد سنگی (شن و ماسه) و آب به وجود می آید.

آب و سمنت با ترکیب شیمیائی خود مواد سنگی را که قسمت اعظم کانگریت را تشکیل می دهند به یکدیگر چسبانده و توده ی سخت کانگریت را ایجاد می کند.

کانگریت ماده ای است دارای مقاومت زیادی در فشار است و از اینرو استفاده از آن برای قطعات تحت فشار مانند ستونها و قوسها بسیار مناسب است اما مقاومت کششی کم و شکنندگی نسبتا زیاد کانگریت استفاده ان را برای قطعاتی که تحت کشش هستند محدود می نماید.

می توان با قرار دادن فولاد در اعضای کانگریتی این محدودیت را رفع کرد که حاصل آن کانگریت سیخدار یا کانگریت سیخدار است.

علت ایجاد کانگریت سیخدار استفاده کانگریت برای تحمل فشار و استفاده از فولاد (ارماتور) برای تحمل کشش است.

رفتار مشترک کانگریت و فولاد

کانگریت در اثر سخت شدن چسبندگی قابل ملاحظه ای با ارماتور فولادی ایجاد می کند که در نتیجه آن در یک عضو کانگریت سیخدار تحت اثر بار هر دوماده ی فولاد و کانگریت با هم تغییر شکل می دهند.

کانگریت و فولاد دارای ضرائب انبساط حرارتی تقریبا یکسانی دارند: کانگریت = 0,000010 و فولاد = 0,000012 به ازاء هر درجه سانتیگراد.

کانگریت سیخدار در مقابل شرایط نامساعد محیطی نیز مقاومت خوبی دارد زیرا پوشش کانگریتی روی ارماتور فولاد را مقابل خوردگی و اثر مستقیم آتش سوزی محافظت می نماید.

یکی از جنبه های خاص رفتار سازه های کانگریت سیخدار تحت اثر بار امکان ایجاد ترک در قسمت های کششی مقاطع است البته باز شدن چنین ترکهایی تحت بارهای معمولی وارد بر سازه غالبا بقدری کم اهمیت است که به هیچ وجه استفاده از سازه را تحت فشار قرار نمی دهند. اما در موارد خاصی این ترکها یک نقص است می توان برای جلوگیری از آن و یا جلوگیری از میزان باز شدگی آن می توان از ایده ی پیش تنیدگی کانگریت استفاده نمود.

در سازه های کانگریتی پیش تنیده به وسیله کشیدن کابلهای پیش تنیدگی مقطع عضو کانگریتی را تحت فشار اولیه ی شدیدی قرار می دهند تا بدین ترتیب پس از اعمال بارهای مورد نظر در هیچ مقطعی از عضو کانگریتی ایجاد کشش نشود.

تکنیک ساخت کانگریت

از نظر تکنیک ساخت سازه های کانگریتی سه دسته هستند:

1. پیش ساخته

2. در جا ریخته می شود

3. مرکب

پیش ساخته اعضائی هستند که در کارگاههای خاصی ساخته می شود و برای نصب به محل مورد نظر تحویل داده می شوند اعضاء با کانگریت ریزی در جا همانطور که از نامشان پیدا است در همان محل واقعی خود در سازه کانگریت ریزی می شوند و بالاخره اعضاء مرکب اعضا ئی هستند که ترکیبی از اجزاء پیش ساخته و کانگریت ریزی در جا هستند.

این اعضاء در اصول کلی طراحی یکسان هستند و مسائلی نظیر سرعت اجراء و دقت ساخت و اقتصادی بودن آنها است که سبب انتخاب می شود.

مواد تشکیل دهنده کانگریت

1. سمنت: هر ماده ای که دانه های مواد سنگی را برای تشکیل یک توده توپر و یکپارچه بهم بچسباند سمنت نام دارد. سمنتهایی که در صفت کانگریت به کار می روند تقریبا غیر قابل حل در آب می باشند و به آنها سمنت هیدرولیکی می گویند از بین انواع سمنت پر کاربرد ترین در کانگریت سمنت پرتلند است..

2. مواد سنگی: مواد سنگی بین 60 تا 75 درصد حجم کانگریت را تشکیل می دهند و از اینرو نقش مهمی در رفتار کانگریت دارا می با شند بسیاری از خواص کانگریت نظیر مقاومت و خاصیت الاستیسیته و افت و خزش و دوام و ... . متاثر از مشخصه های مواد سنگی می باشند. مواد سنگی کانگریت به دو دسته ریز دانه و درشت دانه تقسیم می شوند. البته استفاده از درشت دانه ها علاوه بر مسائل اقتصادی سبب کاهش افت کانگریت نیز میگردد. به کانگریتی که با استفاده از مواد دانه سبک ساخته می شود کانگریت سبک سازه ای می گویند اگر علاوه بر ریز دانه ها از ماسه نیز استفاده شود کانگریت حاصله سبک با ماسه نام دارد.

3. آب: آبی که برای تهیه کانگریت به کار میرود باید عاری از مقدار مضر روغن ها و اسیدها و بازها و نمک ها و مواد آلی یا هر ماده دیگری که برای کانگریت مضر است باشد. اگر ناخالصی آب زیاد باشد بر زمان گیرش و مقاومت و دوام کانگریت اثر منفی می گذارد و سبب خوردگی ارماتور نیز می شود.

4. مواد مضاف: موادی هستند که در هنگام ساخت کانگریت به آن اضافه میشود تا برخی خواص فیزیکی یا مکانیکی مورد نظر را در کانگریت به وجود آوردند.

برخی موارد به کار بردن مواد مضاف عبارتند از: افزایش دوام، افزایش کارائی، تسریع در کسب مقاومت در زمان کوتاه، کند کردن گیرش کانگریت، افزایش مقاومت، و کاهش نفوذ پذیری آب در کانگریت..

عوامل موثر بر مقاومت کانگریت

از خواص فیزیکی مهم کانگریت می توان به غیر الاستیک بودن ان اشاره کرد. حال عوامل موثر بر مقاومت کانگریت را بررسی می کنیم.

1. نسبت آب به سمنت

2. نسبت مواد سنگی به سمنت

3. دانه بندی و شکل و درجه بندی سطح و مقاومت و سختی دانه های سنگی

4. حداکثر اندازه مواد سنگی

افت:

افت یا انقباض عبارت است از تغییرات حجم کانگریت که مستقل از تنشهای وارده و تغییر درجه حرارت صورت می گیرد. 

 

آرماتورفولادی

طبق مطالب بیان شده در قبل که بیان کننده ضعف کانگریت در کشش بود بنابراین استفاده از فولاد اجتناب نا پذیر است..

فولادی که برای این منظور در سازههای کانگریتی به کار می رود به شکل سیخ گول یا سیم می باشد و فولاد آرماتور نامیده می شود. البته در مواردی خاصی از فولاد ساختمانی مانند نیمرخ های ای شکل وناودانی و یا قوطی نیز برای سیخدار کردن کانگریت استفاده می شود.

فولاد آرماتور از تولید یا به صورت سیخ گولهای گرم نوررد شده و یا به صورت سیم های به حالت سرد کشیده شده می باشد. سیخ گولهای گرم نورد شده را پس از ساخت می توان تحت عملیات حرارتی یا کار سرد قرار داد تا مقاومت آنها افزایش یابد..

قطر سیخ گولها بستگی به استانداردهای مورد استفاده در کشورهای مختلف دارد که معمولا بین 6 تا 60 میلیمتر است. از طرف دیگر سیم ها با قطر کوچکتر ساخته می شوند و بسته به استانداردها در اندازه های 3 تا 15 میلیمتر تولید می گردند.

از نظر شکل ظاهری سطح سیخ گولها و سیم ها یا صاف است و یا دارای بر آمدگی و فرو رفتگی است. نوع اول را سیخ گول یا سیم صاف و نوع دوم را سیخ گول یا سیم اجدار می نامند.

نا همواری سطح سیخ گولها یا سیم که برای افزایش چسبندگی فولاد با کانگریت تعبیه می شود که درسیخ گولها به صورت بر آمدگی و در سیم های اجدار به صورت فرو رفتگی است.

از نمونه های متداول آرماتور بندی پیش ساخته می توان به شبکه سیمی جوش شده اشاره کرد.

طبقه بندی فولاد آرماتور

در کشور های مختلف فولادهای آرماتور با استانداردهای متفاوتی تولید میشوند. در افغانستان قسمت عمده فولادهای آرماتور که توسط کارخانه ذوب آهن ا تولیدمی شوند با استاندارد روسی مطابقت دارند اگر چه استاندارد روسی طیف وسیعی از انواع تولیدات فولاد را در بر می گیرد. آنچه بیشتر در افغانستان تولید می شود.

سه نوع فولاد:

(A-3, A-2, A-1)

فولاد نوع اول از نوع صاف بوده و مقاومت تسلیم ومقاومت کششی آن به ترتیب 2300 و 3800 کیلوگرم بر سانتی مترمربع است فولاد نوع دوم از نوع آجدار با مقاومت تسلیم 3000 و مقاومت کششی 5000 کیلوگرم برسانتی مترمربع است و فولاد نوع سوم نیز از نوع آجدار بامقاومت تسلیم 4000 و مقاومت کششی 6000 کیلو گرم بر سانتی مترمربع می باشد. قطر سیخ گولها توصیه شده توسط یونسکو: 6-8-10-12-14-16-18-20-22-25-28-30-32-40-50-60 میلیمتر است.

12 مهار آرماتور در کانگریت:

یکی از شرایط لازم در سازه های کانگریت سیخدار این است که بین فولاد و کانگریت اطراف آن چسبندگی کافی وجود داشته باشد. به عبارت دیگر باید تحت بارهای بهره برداری هیچگونه لغزشی بین آماتور و کانگریت بوجود نیاید. تاکید بر شرایط بهره برداری از آن روست که لغزشی آماتور نسبت به کانگریت اطراف آن لزوما از دست رفتن مقاومت و فرو ریختگی زود رس را به دنبال ندارد.

مفهوم وصور چسبندگی

وقتی یک سیخ گول محصور در کانگریت تحت نیروی کششی قرار می گیرد نیرو به تدریج از فولاد به کانگریت منتقل می شود این انتقال نیرو در اثر چسبندگی بین کانگریت و فولاد رخ می دهد.

در واقع چسبندگی را می توان به وسیله تنش برشی که در سطح تماس فولاد و کانگریت ایجاد می شود تغریف و ارزیابی کرد به این تنش برشی اصطلاحا تنش چسبندگی می گویند.

آزمایشهای متعدد بر روی چسبندگی سیخ گولها با کانگریت نشان داده است که بر سیخ گولهای صاف در حدود 25 تا 30 در صد چسبندگی در اثر اصطکاک و گیرش حاصل از افت کانگریت و در حدود 70 تا 75 درصد چسبندگی ناشی از زبری سطح سیخ گولها است.

در مورد سیخ گول آجدار مکانیزم انتقال نیرو از فولاد به کانگریت قدری متفاوت است در این حالت اگر چه عوامل ذکر شده در مورد سیخ گولهای صاف هم چنان بر قرارند عامل اصلی در ایجاد چسبندگی بین فولاد و کانگریت بر آمدگی ها یا آج های سطح سیخ گولها است

سیخ گولهای اجدار با این فلسفه ساخته شدند که اصولا مکانیزم انتقال نیرو را تغییر دهند و سبب افزایش چسبندگی فولاد و کانگریت شوند برای سیخ گولهای آجدار در کانگریت معمولی بر خلاف سیخ گولهای صاف گسیختگی چسبندگی تقریبا همیشه به صورت گسیختگی شکاف خوردگی است

مهار گروه سیخ گولها:

در مواقعی که به علت محدودیت ابعاد مقطع نتوان سیخ گولها را با رعایت فاصله آزاد لازم بین آنها در مقطع جا داد استفاده از گروه سیخ گولهای در تماس توصیه میشود.

مطابق آیئن نامه تعداد سیخ گولها در یک گروه نباید از 4 تجاوز کند و در این حال ترتیب قرار گرفتن سیخ گولها باید به گونه ای باشد که مقدار سیخ گولها در هر ردیف از 2 تجاوز نکند.

گروه سیخ گولها باید در داخل خاموت یا تنگ محصور شوند. و هم چنین سیخ گولها با قطر بیش از 35 میلیمتر را نمی توان به صورت گروهی در تیرها به کار برد.

تحلیل قابهای ساختمانی کانگریت سیخدار

برای طراحی یک سازه کانگریت سیخدار ابتدا باید سازه مورد نظر برای بارهای خارجی تحلیل شود به عبارت دیگر ابتدا باید نیروهای ضریب دار در مقاطع مختلف سازه تحت اثر بارهای خارجی محاسبه شوند..

یک ساختمان کانگریت سیخدار معمولا از اتصال یکپارچه ستونها و کفهای کانگریت سیخدار تشکیل می شود. کفها نیز به نوبه خود معمولا از مجموعه پیوسته دالها و تیرها ساخته می شوند. شکل فوق یک کف کانگریت سیخدار متشکل از دال تیرهای فرعی و اصلی را نشان می دهد.