بررسی آثار زلزله

هنگامی که زلزله اتفاق می افتد از خود آثاری به جا می گذارد،این آثار به شرح زیر است :
لرزش زمین و تخریب ساختمانها :
در اثر زلزله زمین به ارتعاش در می آید و هنگامی که ارتعاشات شدید باشد، باعث تخریب ساختمانها می گردد. میزان تخریب ساختمانها تابع کیفیت کارهای ساختمانی، ترکیب خاک، خصوصیات تکانهای زمین لرزه، نیرو و جهت تکان می باشد.  تکانهای قائمی که در مرکز بیرونی در نزدیکی های آن مشاهده می شود، کمتر از قطار امواجی که از مشخصات نواحی مجاور است، موجب خسارت می گردد. امواج تولید شده به شدت به ساختمانها، بویژه دیوارهایی که به موازات آن است آسیب می رساند.  این امواج دیوارها را بالا برده و به آنها پیچ و تاب می دهد.  امواجی که تحت زاویه 45 تا55 درجه به زمین می رسند خرابیهای شدیدی معمولاً به بار می آورد.

 سرعت موج در سنگهای سخت خیلی بیشتر از سنگهای سست و نرم است.  امواج در طبقات ضخیم سنگهای سست و نرم مانند آبرفتهای دره ها ضعیف می گردند و حتی ممکن است از بین بروند.  اما طبقه نازکی از سنگهای سست بر روی سنگهای سخت نمی تواند لرزه ها و امواج را مستهلک کند لذا طبقه مزبور از روی سنگی که بر روی آن قرار گرفته است بطور ناگهانی جستن می کند.  در این صورت میزان تخریب بیشتر از ساختمانهایی است که روی طبقه سخت است.  ساختمان سنگ نیز برروی موج می تواند بدینگونه تأثیر داشته باشد که امواج در جهت چین ها و طبقات سریعتر از جهت عمود بر آن انتشار می یابند.  معمولاً خطرناکتر ازهمه کهریزهای سنگ، طبقات نازک آبرفتها در ته دره ها،سپس باتلاقها، توربزارها و دریاچه هایی که گیاهان آن را فرا گرفته اند می باشد.  خطر زمین های خشک از زمین های اشباع شده از آب کمتر است.  جنس مصالح ساختمانی نیز موثر است.  ساختمانهای خشتی در مقابل ساختمانهایی که از آجر و ملات خوب ساخته شده باشند، مقاومت کمتری دارند.  اسکلت بندی، نوع مصالح ساختمانی،طراحی ساختمان نیز از عوامل موثر در میزان تخریب ساختمان هستند.  

معمولاً تخریب ساختمانها به صورتهای مختلف صورت می گیرد مثل فرو افتادن کتیبه ها، دود کش ها، بالکن ها، تیغه ها تغییر شکل و فروافتادن بام پوش ها، جابجایی تیرهای اصلی بام، ستونها، چدا شدن اتصالات، ترک خوردن دیوارها بصورت افقی، عمودی، قطری، فروریختن راه پله ها، بالکن ها و غیره.  

تخریب ساختمانها ممکن است همراه با ایجاد حریق و آتش سوزی بر اثر انفجار لوله های گاز و اتصالات برقی باشد.  

بنابراین آثار تخریبی ساختمانها در هنگام زلزله نتیجه ارتعاشات سطح زمین و مربوط به نتایج غیر مستقیم آن است.  چرا که اگر مرکز زلزله در مکانهای بسیار دور از مکانهای جمعیتی اتفاق افتد هیچ تخریب و خسارتی نخواهد داشت.  همه تلفات و خسارات نتیجه آثار ثانوی زلزله است یا نتیجه تخریب ساختمانها و زیر آوار ماندنها و یا حریقهای بعداز زلزله است.

صداهای زلزله : دراغلب موارد زلزله ها با صداهای خاصی همراه است که ایجاد وحشت می کند البته این صداها به غیر از صدای ناشی از زلزله است.  تولید صداهای زلزله بخاطر ایجاد امواج ارتعاشی است که در اثر زلزله بوجود می آیند.  صداهای زلزله در بعضی موارد شبیه رعد، صدای صفیر باد یا خمپاره، غلغل آب جوش، انفجار گلوله های بزرگ توپ، چرخهای قطار می باشد.  صداهای زلزله گاهی جلوتر از موجهای زلزله است ولی ممکن است نسبت به آن تأخیر داشته باشد.  ممکن است صدای شدید زیر زمین هیچ زلزله ای را در پی نداشته باشد یا همراه زلزله ای خفیف باشد.  

نورهای زلزله : در هنگام وقوع بعضی زلزله ها آثار نورانی مختلفی از خود مثل نور افشانی آسمان برق، جرقه های نور و امثال ان دیده شود.  اگر چه پاسخ مناسبی برای آن داده نشده و یا نیافته اند همانند نورهای که در مناطق کوهستانی و یا سطح دریا ها که جمعیت نیست مشاهده شده است ولی به عقیده دانشمندان این نورها اثرات ثانوی زلزله است به خصوص در سطح مراکز مسکونی وشهرها.  

لرزش های دریا یا تسونامی : زمانی که کانون زلزله در کف دریا یا نزدیک آن باشد، امواج متعددی را در آب تولید می کند که به نام تسونامی معروف است.  این امواج به بدنه کشتی ها برخورد و موجب ارتعاش آنها می گردد.  اگر تکان قائم باشد، کشتی ناگهان بالا آمده و بعد پایین می رود و تحدبی در آب مشاهده می شود.  اگر مرکز بیرونی نزدیک کرانه باشد، درهنگام نخستین تکان آب دریا عقب می رود و سپس با موجی قوی به ساحل می ریزد و موجب تخریب و زیانهای شدید می شود.  

تغییر مشخصات آب چشمه ها : به علت وقوع زلزله معمولاً در وضع چشمه ها و چاهها تغییراتی بوجود می آید.  چراکه بر اثر ارتعاش مجاری زیررمینی آب تنگ یا گشاد و یا مسدود می گردد.  چرا که هنگام زلزله طبقات زمین جابجا می گردد.  ممکن است چشمه های جدید ایجاد گردد یا به علت لغزش های زمین ممکن است مجاری قدیمی آب بسته شود و در جایی دیگر جاری شود یا طبقات نفوذناپذیری که طبقات آبدار روی آنها قرار دارد شکاف بردارد و آب به اعماق زمین رفته و موجب خشکیدن چشمه ها گردد.   دمای آب چشمه ها ممکن است براثر مخلوط شدن با چشمه های معدنی دیگر تغییر نماید چنانکه در سوییس اتفاق افتاد.  

ایجاد شکاف و گسل : هرنوع زلزله ای، هراندازه کم اهمیت باشد شکافهایی در پوسته زمین ایجادمی کند و در ناحیه مرکز زلزله بیشتر مشاهده می شود.  شکافها گاهی بصورت شعاعی از یک مرکز می باشد اما بیشتر بی نظم بوده و در جهات مختلف پراکنده است. شکاف در دامنه کوهها در جهت دامنه و در کرانه و در طول آن ایجاد می شود.  پهنای شکافها از 20سانتیمتر تا 10یا 15 متر هم مشاهده شده است و طول چند کیلومتر.  این شکافها با نخستین تکانها بوجود می آید و ممکن است در تکانهای بعدی بیشتر شود.  گاهی گسله های هم ایجاد شده است نمونه گسل سن اندریاس 1906.  
اگر شکافها از آبرفتهای کف دره یا دشت عبور کند در عمقی از این آبرفت آب وجود داشته باشد با خود گل و گاهی گازهایی راکه در هوا مشتعل می گردد، خارج می شود.  

زمین لغزش : این پدیده عمدتاً توسط زلزله ایجاد می شود و در اثر آن حجم بزرگی از خاک و سنگ در مناطق دارای شیب تند به سمت پایین حرکت می کند البته بعضی از آنها ناشی از اشباع منطقه از آب می باشد.  این پدیده می تواند خطرات زیادی مثل مدفون نمودن روستاها یا شهرها زیر خروارها خاک و سنگ ایجاد نماید. ( زمین لغزه پورت رویال جاماییکا 1962 ) در بعضی مناطق زمین لرزه منجر به فرونشستن زمین به عمق 60 متر هم شده است در لیسبون در  1755اسکله ای با جمعیت زیاد فرو نشست.  سنگریزش هم گاهی وقتها ناشی از زلزله است.  

آبگونگی یا روانگرایی : اگر در عمق کمتر از 8 متری سطح زمین خاک از ماسه های یکدست سستی که ازآب اشباع است تشکیل شده باشد، ممکن است در اثر زلزله شدید رفتار این خاک مانند رفتار یک سیال باشد.  یعنی خاک بصورت فوران و جوشش گل و ماسه در سطح زمین پدیدار می گردد، در نتیجه اگر ساختمانی بر روی این زمین واقع باشد، فرو می ریزد.  رویداد زلزله در شهرهای بزرگ مثل تهران می تواند یک تراژدی غم انگیز ایجادنماید که خاطره این تراژدی برای سالها دراذهان باقی بماند.  زیرا زلزله می تواند تأسیسات حیاتی مهم مانند بیمارستانها مراکز آتشفشانی،امداد و غیره را به خطر اندازد و یا منجر به قطع برق، آب، تلفن، گاز و یا ویرانی ساختمانها، راهها، خیابانها و بسته شدن آنها شود.  که خود این عوامل می تواند خسارات اقتصادی، اجتماعی، روانی مهلکی ایجاد نماید.  چند عامل وجود دارد که شهرها را در مقابل زلزله آسیب پذیر می نماید. نوع ساختمانها و مصالح و فرم و اسکلت بندی بکار رفته درآنها،نوع جنس وساختمان زمین زیر شهر،تراکم جمعیت شهر.  در عوض وجود عواملی می تواند خطرات وخسارات ناشی از زلزله را کاهش دهد مثل پارکها، فضاهای باز، وجود مراکز امدادی مناسب، بیمارستانها، آتش نشانی ها، شبکه های حمل و ارتباطی مناسب، همکاری مناسب بین مردم و آموزشهای لازم قبل از زلزله.  استفاده مناسب از مراکز امدادی، آموزشی، تفریحی برای اسکان زلزله زدگان.

امن ترین و زلزله خیز ترین نقاط تهران

بر اساس اطلاعات ارائه شده از سوی مرکز اطلاعات جغرافیایی شهر تهران و بر اساس نقشه مکان یابی بلند مرنبه سازی، محله قدیم تهران موسوم به ارگ قدیم امن ترین ناحیه از نظر وجود گسلهای زلزله میباشد.  با وجود سه گسل اصلی شمال، شرق و گسل ری در جنوب کمتر قسمتی را میتوان یافت که در فاصله ای مناسب از سه گسل فوق واقع شده باشد. گسل شمال تهران از لشکرک و سوهانک شروع شده تا فرحزاد و حصارک و از آنگاه به سوی غرب امتداد می یابد.  این گسل در مسیر خود، نیاوران، تجریش، زعفرانیه، الهیه و فرمانیه را در بر میگیرد.  گسل ری جنوب تهران نیز که در صورت فعالیت پرتلفات ترین گسل کشور و شاید جهان باشد از جاده خاوران شروع و با گذر از دولت آباد و حرکت بر روی جاده کمربندی تهران در حد نصاب کوره های آجرپزی چهار دانگه پایان می یابد.

 گسل شرق نیز که توانایی قوی ترین زلزله را دارا است از شرق به تهران وارد شده و با گذر از اراضی سرخه حصار و حرکت بر روی بزرگراه شهید بابایی تا مجیدیه و سید خندان امتداد می یابد.  جالب اینجاست که اکثر حریمهای انتقال نیروی شهر تهران نیز بر روی همین گسلهای زلزله واقع شده است.  در این میان تک گسل ملاصدرا نیز که از خیابان شریعتی تا شهرک غرب انتقال یافته، محلات ونک، میرداماد، سعادت آباد و شهرک غرب را نا ایمن ساخته است.   از محلات به نسبت امن تر شهر تهران میتوان به راه آهن، محور نواب، محور خیابان انقلاب و آزادی هفت چنار به علاوه ارگ قدیم تهران اشاره کرد.  ارگ قدیم تهران حد فاصل خیابان شوش، هفده شهریور، انقلاب و کارگر جنوبی را شامل میشود که بازار تهران، خیابان مولوی، میدان بهارستان، میدان امام خمینی، محله امیریه و خیابان جمهوری اسلامی را شامل میشود.  به نظر میرسد که مکانیابی حاصل از تحربه چند صد ساله مردم ساکن تهران که منجر به تشکیل محدوده ارگ قدیم شهر شده، بسیار قابل اعتمادتر از مکان یابی سالهای کنونی در گسترش و احداث شهرک های حاشیه ای شهر تهران می باشد.

امن ترین نقاط کلانشهر تهران:
با توجه به مقیاس و اندازه نقشه بحث به صورت منطقه ای و محله ای با نگاهی به اثر شهریاستراتژیک تهران نقاط نا امن ومهم به ترتیب زیر خواهد بود:

  ساختمان مدرن اسناد ملی ایران دقیقا روی گسل معظم سید خندان و در فاصله 100 متری محل تقاطع  این گسل با گسل داوودیه.  

 ساختمان عظیم بانک مرکزی که شبیه برجهای دوقلوی نیویورک است مابین فاصله 200متری از  گسل داوودیه و 400 متری گسل سید خندان.  

 ساختمان بلند مرتبه و سنگین روزنامه اطلاعات در کنار گسل واقع در  زیر بزرگراه جهان کودک  واقع است و همچنین در پشت آن ساخنمان گسل سید خندان قرار دارد.  

  مجموعه ساختمان های کتابخانه ملی ایران -که یکی از  سازه هایی است که مورد بازدید دانشجویان مهندسی عمران قرار می گیرد- بر روی طاقدیسهای داوودیه قرار دارد.  

 ساختمان بلند مرتبه بنیاد مستضعفان در کنار گسل تلویزیون واقع شده است.  

 ساختمان عظیم وزارت راه مابین دوگسل تلویزیون باختری و عباس آباد در فاصله حدودا 200متری مابین واقع شده است.  

 ساختمانهای بلند مرتبه مسکونی و مدرن و در حال ساخت آتی ساز در کنار هتل اوین، در محل تقاطع گسل محمودیه و گسل عمود بر آن قرار دارند.  

 تنها پل معلق تهران یعنی پل پارک وی که در تقاطع خیابان ولیعصر و بزرگراه چمران واقع است دقیقا روی گسل محمودیه قرار دارد.  

 پل بزرگراه صدر روی خیابان دکتر شریعتی گسل قیطریه را قطع کرده است.  

نقاطی که در ذیل خواهد آمد در حال حاضر محله هایی هستند که در مجاورت یا بر روی گسل قرار گرفته اند:

ازشرق و شمال شرقی منطقه زربند، سوهانک، ازگل،استخر، حکیمیه، هنگام، نارمک و بزرگراه بابایی بر روی گسل هایی به نام های تلو پایین،کوثر و گسل نارمک که از ده نارمک آغاز و انتهای آن در خیابان استادحسن بنا می باشد.  

در منطقه شمال تهران نیز دارآباد، اقدسیه، پاسداران، کاشانک، قیطریه، کلاهدوز، بزرگراه صدر، دزاشیب، میدان تجریش، سعدآباد، زعفرانیه، ولنجک، نمایشگاه بین المللی، مقدس اردبیلی،دره پونک، بزرگراه نیایش تا سولقان بر روی گسل های شمال تهران، نیاوران و محمودیه قرار دارند.  

مناطق میدان ونک، حقانی، ملاصدرا، چمران، ایران زمین در شهرک غرب نیز بر روی گسل داوودیه قرار دارند.  

از جنوب نیز مناطق ابن بابویه، میدان بروجردی، بزرگراه آزادگان، میدان معراج، صالح آباد، جنوب بزرگراه آیت الله سعیدی، مناطق جنوبی یافت آباد، باغ چهاربری بر روی گسل شهر ری قرار دارند که شاید فعال ترین گسل های جهان می باشد.  متأسفانه این گسل در صورت بروز زلزله به منطقه ای باتلاقی تبدیل شده و فرو نشست خواهد داشت.  
بر اساس اطلاعات ارائه شده از سوی مرکز اطلاعات جغرافیایی شهر تهران و بر اساس نقشه مکان یابی بلند مرتبه سازی، محله قدیم تهران موسوم به ارگ قدیم امن ترین ناحیه از نظر وجود گسلهای زلزله می باشد.  با وجود سه گسل اصلی شمال، شرق و گسل ری در جنوب کمتر قسمتی را می توان یافت که در فاصله ای مناسب از سه گسل فوق واقع شده باشد.  گسل شمال تهران از لشکرک و سوهانک شروع شده تا فرحزاد و حصارک و از آنجا به سوی غرب امتداد می یابد.  این گسل در مسیر خود، نیاوران، تجریش، زعفرانیه، الهیه و فرمانیه را در بر می گیرد.  گسل ری درجنوب تهران نیز که در صورت فعالیت پرتلفات ترین گسل کشور و شاید جهان می باشد از جاده خاوران شروع و با گذر از دولت آباد و حرکت بر روی جاده کمربندی تهران در حد نصاب کوره های آجرپزی چهار دانگه پایان می یابد.  گسل شرق نیز که توانایی قوی ترین زلزله را دارا است از شرق به تهران وارد شده و با گذر از اراضی سرخه حصار و حرکت بر روی بزرگراه شهید بابایی تا مجیدیه و سید خندان امتداد می یابد.  جالب اینجاست که اکثر حریم هایانتقال نیروی شهر تهران نیز بر روی همین گسل های زلزله واقع شده است.  

  در این میان تک گسل ملاصدرا نیز که از خیابان شریعتی تا شهرک غرب انتقال یافته، محلات ونک، میرداماد، سعادت آباد و شهرک غرب را نا ایمن ساخته است.  احداث برج میلاد نیز دقیقاً در مجاورت این گسل صورت گرفته است.  از محلات به نسبت امن تر شهر تهران می توان به راه آهن، محور نواب، محور خیابان انقلاب و آزادی، هفت چنار به علاوه ارگ قدیم تهران اشاره کرد.  ارگ قدیم تهران حد فاصل خیابان شوش، هفده شهریور، انقلاب و کارگر جنوبی را شامل می شود که بازار تهران، خیابان مولوی، میدان بهارستان، میدان امام خمینی، محله امیریه و خیابان جمهوری اسلامی را شامل می شود.  به نظر می رسد که مکان یابی حاصل از تجربه چند صد ساله مردم ساکن تهران که منجر به تشکیل محدوده ارگ قدیم شهر شده، بسیار قابل اعتمادتر از مکان یابی سالهای کنونی در گسترش و احداث شهرکهای حاشیه ای شهر تهران می باشد.

گزارش کامل از بررسی زلزله بم

در تاریخ ۱۲ دی ماه ۱۳۸۲ سفری به شهر بم انجام پذیرفت. هدف از سفر انجام شده به شهر زلزله زده بم بررسی کارکرد ساختمانها در حین زلزله، نحوه مقاومت آنها در برابر زلزله و بررسی مکانیزم خرابی ساختمانها در اثر زلزله بود تا بتوان با شناسائی نقاط ضعف در مصالح، طراحی و اجرا با ارائه راهکارهایی از وقوع خرابی های مشابه جلوگیری نمود. نتایج این سفر در مقاله اخیر عنوان میشود.

 گزارش زیر به نتایج این سفر می پردازد:

۱- کارکرد مصالح در زلزله
مصالح بکار رفته در ساختمانهای شهر بم مشتمل بر موارد زیرند:
ملاتهای: گل، گل و گچ ، ماسه آهک و ماسه سیمان .
پرکننده های: آجر مجوف، آجر فشاری.
باربرهای: خشتی، آجری، بتنی و فلزی.

۱-۱- عملکرد ملاتها

ملات گل که در ساختمانهای خشتی بکار رفته است چنان که انتظار می رفت عملکرد بسیار ضعیفی در برابر نیروهای کششی وبرشی داشته است و در کاربرد ملات ماسه سیمان وماسه آهک بسیاری از مشکلات پدیدآمده در گسیختگی جرزها و جدائی گوشه ها به دلیل عدم تمهیدات اتصالات مناسب، آجرچینی صحیح در هشت گیرها، وعدم پیش بینی شناژ رخ داده است تا ضعف ملات.

اگرچه وجود گسیختگیهای موضعی به دلیل ضعف ملات با لحاظ کردن ملاحضات اقتصادی خیلی نگران کننده نبوده است ولی بسیاری مواقعملات ماسه سیمان به تنهائی نتوانسته است در تثبیت اتصالات نما (خصوصاً آجر سه سانتی) به ساختمان نقش مناسبی داشته باشد.

۱-۲- عملکرد مصالح پرکننده

زمانی که مصالحی از قبیل آجر به عنوان پرکننده (و نه عناصر باربر ) بکار رفته اند در مواردی به دلیل عدم اتصال مناسب به اسکلت جاکن شده یا از قاب در رفته اند. همچنین زمانی که به دلیل عدم طراحی مناسب سازه باربر بخشی از باربری جانبی ساختمان بر عهده این پر کننده ها با عملکرد میانقابی دچار خرابی های وسیعی گردیده اند. در مواردی که باربری جانبی ساختمان توسط عناصر بارگیر نسبتاً مناسب تأمین گردیده است خرابی ها عمدتاً به گوشه های چشمه پر شده (عمدتاً پنجه دیوار ) منحصر گردیده است. هنگام وجود عناصر بادبندی خرابیها علاوه بر گوشه ساختمان در محل اتصال بادبندها به یکدیگر نیز مشاهده گردیده است.

۱-۳- عملکرد مصالح باربر

دیوارهای باربر خشتی با وجود ضخامتهای زیاد تقریباً کاملاً در حین زلزله تخریب گردیده اند ودر بسیاری موارد با وجود اینکه طاقهای گهواره ای یا سقفهای گنبدی تخریب نگردیده اند این دیوارها به کلی ویران شده اند. بسیاری از تلفات ناشی از زلزله در اثر وزن و مشکلات تنفسی از تخریب این دیوارها بوده است.

عمده مشکلات در تخریب دیوارهای آجری باربر عدم در نظر گرفتن تمهیداتی جهت مقابله با بار جانبی و همچنین غلبه بر ضعف در اتصالات گوشه های بازشوها و همچنین اتصالات دیوارهای عمود برهم با رعایت جزئیات اجرائی بود. ولی به لحاظ مصالح متشکله (آجر و ملات ماسه سیمان) ضعف خاصی مشاهده نمی گردید.

بررسی رفتار مصالح فلزی که با استاندارهای کارخانه ای مطابقت دارند در برابر خستگی ناشی از دوره های بار گذاری و باربرداری مختلف نیاز به بررسی دقیق و آزمایشگاهی دارد اگر چه گاهاً پارگی های خشکی در مصالح فلزی مشاهده می گردید.

نسبت ساختمانهای با عناصر باربر بتنی به ساختمانهای فلزی بسیار محدودتر بود. متأسفانه مصالح بتنی شهر عمدتاً به صورت دستی و یا توسط میکسرهای کوچک تهیه گردیده و عوامل دخیل در تهیه آن کمتر آموزش علمی در رابطه با تهیه بتن و اجرا ئ عمل آوری آن دیده اند. از اینرو بجز در برخی تأسیسات عمده همانند منبع آب شهر عمدتاً ساختمانهای بتنی دارای بتنی نامطلوب، کرمو و کم مقاومت بوده اند و خرابیهای زیادی هر چند موضعی در شناژها، ستونها وتیرهای بتنی مشاهده می گردید. پی های بتنی ساختمانها دچار مشکل خاصی مرتبط با نوع مصالح از قبیل پانچ شدن نگردیده بودند که البته می تواند به دلیل ضخامت بیش طراحی (Over Design ) پی ها در منطقه باشد تا کسب مقاومت توسط تهیه و اجرای مطلوب بتن. همچنین سقفهای تیرچه بلوک نیز کمتر دچار مشکل خاص مقاومتی شده است.

۲ - عملکرد سقفها

۲-۱- سقف طاق خشت و گل

در مواردی این سقف ها توانسته اند با حفظ مقاومت کافی به لحاظ توزیع مناسب بار پایداری خود را حفظ کنند اگر چه به دلیل بنا شدن بر روی دیوارهای خشتی تاب بار زلزله را نیاورده و فرو ریخته اند. وزن سنگین این سقف ها عمدتاً باعث تسهیل در تخریب و افزایش تلفات گردیده است. در مواردی از جمله یک مدرسه سقف های قوسی گنبدی توانسته بودند در دهانه های حدود ۵ متر سالم پایداری خود را حفظ کنند.

۲-۲- سقف طاق ضربی

موارد بسیاری از تخریب این سقف ها در شهر بم مشاهده می گردید. این نوع سقف به دلیل عدم صلبیت لازم بسیار گسسته عمل نموده بود و باعث تلفات جانی بسیاری گردیده بود. در مواردی که عمدتاً به دلیل عدم اتصال تیرهای طاق ضربی به دیوار باربر رخ داده بود تیرها از روی دیوار لغزیده بودند و بدون اینکه دیوار تخریب شده باشد سقف فرو ریخته بود. تقریباً در تمامی موارد روی دیوار شناژ افقی توصیه شده در آئین نامه ۲۸۰۰ و همچنین مهاربندی های افقی توصیه شده این آئین نامه و همچنین تمهیدی در اتصال تیرها به دیوار پیش بینی نگردیده بود و سقف و دیوارها کاملاً مجزا عمل نموده بودند.

2-3- سقف تیرچه بلوک

به لحاظ پیوستگی و صلبیت خوب این سقف ها کمتر در خود این خرابی عمده ای مشاهده می گردید و عمدتاً سقف به صورت یکپارچه عمل نموده بود. دربسیاری موارد تمهیدی جهت اتصال تیرچه به تیر فلزی صورت نپذیرفته بود و این موضوع باعث شده بود سقف از تیر جدا شود. از جمله مواردی که نحوه اجرای سقف بسیار نامناسب بود می توان به ساختمان کیمیا اشاره نمود که در مواردی خرده بلوک های سفالی از روی تیرچه جمع آوری نشده بود و بتن ریزی در همین وضعیت انجام شده بود که باعث جدا شدن لایه بتن فوقانی از تیرچه گردیده بود.

3 – اتصالات

۳-1- اتصالات ساختمانهای فلزی

در ساختمان های فلزی معایب عمده ای به لحاظ اتصالات مشاهده گردیده که به شرح زیر می باشد:

- در بسیاری ساختمان ها بین اتصالات مفصلی ( درجهت بادبندی ) واتصالات گیردار ( درجهت قاب خمشی ) تمایزی در نظر گرفته نشده بود وهر دو اتصال بصورت مفصلی یا نیمه گیردار اجرا گردیده بودند.

- وجود پلهای خورجینی در جهت قاب خمشی

- اتصال نامناسب بادبند به اسکلت که در بسیاری موارد با کنده شدن بادبند از صفحه اتصال یا صفحه اتصال از تیر و ستون رخ داده بود. مشکلات اساسی در این حالت مشتمل بر عدم ابعاد مناسب صفحه اتصال و عدم تأمین طول جوش مناسب، اتصال ورق اتصال فقط به تیر یا ستون، کیفیت پائین جوش خصوصاً جوشهای سربالا ودر یک مورد پارگی جان ستون در محل اتصال صفحه در اثر کم بودن ضخامت جان.

- اتصال نامناسب بادبندها به یکدیگر که شامل عدم استفاده از ورق میانی اتصال و جوش کردن بادبندها به یکدیگر و عدم وجود ابعاد کافی ورق بود. در مواردی که بادبند ناودانی یا نبشی پشت به پشت به ورق اتصال جوش شده بودند، عملکرد بسیار بهتری مشاهده می شد.

- اتصال نامناسب صفحه ستون به پی که در اثر عدم تأمین طول مناسب پیچ ها جهت مهره شدن کافی بود باعث جدا شدن صفحه ستون از پی گردیده بود.

3-2- اتصالات ساختمانهای بتنی

در ساختمانهای بتنی معایب عمده ای به لحاظ اتصالات مشاهده گردید که به شرح زیر می باشد:

- عدم تأمین طول پیوستگی و طول وصله در محلهای اتصالات و وصله ها که گاهی منجر به جدائی ستون در طبقات مختلف از محل وصله شده بود.

- عدم استفاده از بتن مناسب در محل اتصالات.

- عدم پیش بینی تمهیدی در اتصال ستون به تیر یا سقف صلب که باعث ایجاد مشکلاتی در اتصال شده بود. ( ازجمله منبع آب شهر)

4 – عملکرد سازه ای

به لحاظ عملکرد سازه ای مشکلات اساسی در طراحی و اجرا به چشم می خورد که برای انواع سازه ها به شرح زیر می باشد.

4-1- سازه های فلزی

۴-1-1- جهت قاب خمشی

در طراحی عمدتاً لنگرهای ناشی از زلزله موثر بر این وجه در نظر گرفته نشده بود وستونهای ساختمانهان ها ابعادی به مراتب کمتر از ابعاد طراحی بر اساس آئین نامه های طراحی داشتند. نحوه اجرای اتصالات بصورت صلب انجام نشده بود. با توجه به اینکه ساختمان های با طبقه همکف با کاربری تجاری که بیشتر ساختمان های شهر را تشکیل می دادند در طبقه همکف داری دربهای ویترینی بودند طبقات نرم تشکیل شده و در ساختمان های موجود در طرفین خیابان های عمود بر راستای گسل ( همچون خیابان صدوقی ) دچار تغییر شکل جانبی شدید در طبقه همکف در راستای خیابان شده بودند. تحت نیروی جانبی خصوصاً در پاساژ فرشته به لحاظ بادبندی ناقص و نمره پائین ستونها این موضوع به وضوع مشاهده می گردید. قابل ذکر است در قابهای خمشی موازی راستای گسل همچون خیابان امام خمینی بار زیادی به قابها اعمال نشده بود به نحوی که در بعضی ساختمان ها حتی به شیشه های ویترینها نیز صدمه ای وارد نیامده بود. همچنین مشکل عدم تقویت ستونها در بعضی جاها همانند ساختمان کیمیا باعث بریده شدن ستون از محل قطع نامناسب ورق وصله گردیده بود. همچنین مشاهدات بیانگر مناسب بودن ضوابط آئین نامه در رابطه با طبقات زیر زمین ( حداقل برابر بودن با طبقه همکف ) بود.

4-1-2- جهت بادبندی شده

در بسیاری موارد قابهای بادبندی شده در قابهای عمود بر جهت گسل ( در خیابانهای موازی گسل) به خوبی توانسته بودند بارهای زلزله را تحمل کنند اگر چه در ساختمان های بادبندی شده مشکلاتی به شرح زیر مشاهده گردید:

- عدم کفایت بادبندها در فشار و کمانش آنها. مشاهدات لزوم توجه به طراحی فشاری و محدودیتها ی لاغری ویرایش دوم آئین نامه 2800 را بیش از پیش آشکار می ساخت.

- اتصالات نامناسب که در بخش اتصالات به تفصیل گفته شد.

4- 2 – ساختمانهای بتنی

میتوان خسارات وارده به ساختمان های بتنی را در اثر عوامل زیر دانست:

- به وجود آمدن طبقه با سختی کم عدم طراحی مناسب ساختمان بتنی که در بعضی موارد به نظر می آمد با خلط مبحث سازه دیوار باربر شناژبندی شده و سازه قاب خمشی بتن آرمه ابتدا شناژهای افقی و قائم با ابعاد و مشخصات توصیه شده در آئین نامه برای ساختمان های آجری اجرا شده وسقف روی آنها به عنوان عناصر باربر بنا شده بود و سپس دیوارهای تیغه اجرا گردیده بودند.

- عدم اتصالات مناسب که در بخش اتصالات شرح داده شد.

- عدم استفاده از بتن با شرایط تهیه، اجرا و عمل آوری مناسب

4-3- ساختمان های آجری

تخریب زیادی در ساختمان های آجری به چشم می خورد که می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- کلاف بندی نامناسب. این مهمترین مشکل ساختمانه های آجری بود که در بسیاری موارد به تخریب کامل سازه منجر شده بود.

- عدم استفاده از شناژ قائم در طرفین بازشوهای نزدیک به هم که با تخریب ستون آجری ما بینی تخریب عمده ای صورت گرفته بود. ( همانند بخشی از بیمارستان امام خمینی )

- عدم استفاده از نعل درگاهی مناسب در بازشوها خصوصاً استفاده از شناژهای بتنی بی کیفیت در سقف تیرچه بلوک به عنوان نعل درگاهی.

- عدم مهار کافی تیر کنسول در سقف و همچنین به دیوار و تیر ریزی بر روی کنسول.

- بار زیاد بام در اثر استفاده از کاهگل برای ایزولاسیون یا آجرفرش.

- عدم مهار سقف به دیوارها.

5 – پی ها و ژئوتکنیک

به لحاظ عرصه بندی شهر از نظر ضخامت لایه آبرفتی در محلهائی که لایه آبرفتی ضخامت زیادی داشته ( مثل خیابان پاسداران ) میزان خرابی بیشتر از مناطقی بوده که نزدیک سنگ بستر قرار گرفته بودند. با توجه به سطح پائین آب زیر زمینی پی ها عمدتاً دارای عملکرد مناسبی بوده و کمتر مشکلی در رابطه با آنها مشاهده گردید.

6- نتیجه گیری

با توجه به موارد مشاهده شده وذکر شده فوق الذکر به نظر می رسد باید به موارد زیر در ساختمان سازی توجه بیشتری مبذول کرد.

الف – گسترش فرهنگ مستحکم سازی در جامعه

این موضوع از مواردی است که متأسفانه هیچگونه بسترسازی خاصی در رابطه با آن صورت نمی گیرد. گویا متولی بالقوه این موضوع یعنی وزارت مسکن و شهر سازی بالکل فراموش کرده است که مقاومتهای زیادی در جامعه در برابر فرهنگ مستحکم سازی وجود دارد. این وزراتخانه با محول کردن استحکام بخشی ساختمان به دو عنصر صنعت ساختمان یعنی شهرداری و سازمان نظام مهندسی متأسفانه عامل اصلی در عدم گسترش فرهنگ مستحکم سازی یعنی مردم را ازیاد برده است و هیچگونه فعالیتی در این رابطه نمی نماید. مسلماً تنظیم قوانین شداد و غلاظ و آئین نامه هائی همچون مجری ذیصلاح زمانی کا کرد خواهد داشت که مردم نیاز به مستحکم سازی را درک کنند و منافع آن را بشناسند. در بازدید به عمل آمده از بم بسیار مشاهده می گردید که مردم مرگ عزیزان خود را به عواملی همچون قسمت، مشیت، گناه مرتبط نموده و امکان وجود تلفات کمتر در صورت مستحکم بودن ساختمان ها را بعید می دانستند. مسلماً این نگاه که عمیقاً در جامعه ریشه دارد بدون برنامه جامعی ریشه کن نخواهد شد، وزارت مسکن و شهرسازی می تواند در این زمینه ازموفقیتهای وزرات بهداشت ودرمان در کنترل بیماریها، واکسیناسیون و اصول بهداشتی الگو بگیرد.

ب – لزوم ابزار نظارتی دقیق تر و جامع تر بر عملکرد مهندسین ناظر

متأسفانه در بسیاری از شهرهای نه چندان کوچک سازمان نظام مهندسی دفتر نمایندگی ندارد که باعث می شود امور مهندسی متولی خاصی نداشته باشد.

ج – لزوم وجود شهرداران متخصص در امرساختمان

با توجه به اینکه عمده فعالیت شهرداری های شهرهای کوچک فعالیتهای عمرانی می باشد به نظر لازم می آید از شهرداران متخصص در امر ساختمان بیشتر استفاده شود. کافی است مجوز شهردار سابق بم به جانبازان برای حذف شناژ را به یاد بیاوریم.

د – لزوم وجود آموزش مهندسین در امر طراحی

با توجه به تعدد دانشگاههای بی کیفیت در کشور لازم است سازمان نظام مهندسی در انتخاب مهندسین برای اعطای پروانه اشتغال دقت بیشتری به عمل آورده و با ایجاد دوره های مستمر و کنترل مقطعی سطح اطلاعات آنان، آنها را به روز نگه دارد.

هـ – لزوم آموزش نیروهای کارگر و پیمانکار متخصص در امر ساختمان

این موضوع امری است که متأسفانه جامعه مهندسی ازآن رنج بسیاری می برد. با وجود تصویب مجلس وارجاع امر به سازمان آموزش فنی و حرفه ای در آموزش و استفاده از نیروی صاحب صلاحیت متأسفانه هیچ اقدام عملی از سوی مسئولین ذیربط صورت نگرفته و موضوع عملاً مسکوت مانده است.

سنجش از دور چیست؟

علم و هنر کسب اطلاعات از پدیده ها یا اجسام بدون تماس فیزیکی با آنها را سنجش از دور گویند.
کاربرد های مهم  سنجش از دور
سنجش از دور در بسیاری از زمینه های علمی و تحقیقاتی کاربردهای گسترده ای دارد. از جمله کاربردهای فن سنجش از دور می توان به استفاده از آن در زمین شناسی، آب شناسی، معدن، شیلات، کارتوگرافی، جغرافیا، مطالعات زیست شناسی، مطالعات زیست محیطی، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، هواشناسی، کشاورزی، جنگلداری، توسعه اراضی و به طورکلی مدیریت منابع زمینی و غیره اشاره کرد. سنجش از دورمی تواند تغییرات دوره ای پدیده های سطح زمین را نشان دهد و در مواردی چون بررسی تغییر مسیر رودخانه ها، تغییر حد و مرز پیکره های آبی چون دریاچه ها، دریاها و اقیانوسها، تغییر مورفولوژی سطح زمین و غیره بسیار کارساز است.

 افزون بر این یک سیستم سنجش از دور با توجه به این که بر اساس ثبت تغییرات واختلافهای بازتابش الکترومغناطیسی از پدیده های مختلف کار می کند، میتواند حد و مرز پدیده های زمینی اعم از مرز انواع خاکها، سنگها، گیاهان، محصولات کشاورزی گوناگون و ... را مشخص کند. سنجش از دور در پیش بینی وضع هوا و اندازه گیری میزان خسارت ناشی ازبلایای طبیعی،کشف آلودگی آبها و لکه های نفتی در سطح دریا، اکتشافات معدنی نیز کاربرد دارد. بدون شک استفاده از این فن در مطالعات اکتشافی و منابع طبیعی و سایر موارد پیش گفته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بیشتر می کند،بلکه از نظر دقت و هزینه و نیروی انسانی نیز بسیار با صرفه تر است.

در زمینه کاربردهای داده های ماهواره ای می توان به طور اختصار به موارد زیر اشاره کرد:

الف: مطالعه تغییرات دوره ای

برخی از پدیده ها و عوارض سطح زمین در طی دوره زمانی تغییر می یابد. علت این تغییرات می تواند عوامل طبیعی مانند سیل، آتشفشان، زلزله، تغییرات آب و هوایی، یا عوامل مصنوعی مانند دخالت انسان در محیط زیست باشد. برای مثال تغییر سطح آب دریای خزر در طی یک دوره ۱۰ تا ۲۰ ساله، تغییر میزان سطح پوشش  و جنگلها درشمال کشور و تغییر پوشش گیاهی نخل در  جنوب کشور و میزان آسیب آنها در دوران جنگ را می توان با استفاده از داده های ماهواره ای با دقت بسیار زیادی مطالعه کرد.

ب: مطالعات زمین شناسی

با استفاده از داده های ماهواره ای می توان مرزهای بسیاری از سازندهای زمین شناسی را از یکدیگر تفکیک کرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه های گوناگون زمین شناسی تهیه کرد. از جمله نقشه های زمین شناسی گوناگون که با استفاده از داده های ماهواره ای می توان تهیه کرد، نقشه گسله ها و شکستگی ها، نقشه سازندهای سنگی مختلف، نقشه خاکشناسی و نقشه پتانسیل ذخایر تبخیری سطحی را میتوان نام برد. افزون براین با توجه به گستره بسیار وسیع زیر پوشش هر تصویر ماهواره ای، چنین تصاویری برای مطالعات کلان منطقه ای برای زمین شناسان بسیار مفید است.

ج: مطالعات کشاورزی وجنگلی

تشخیص و تمایز گونه های گیاهی مختلف، محاسبه سطح زیر کشت محصولات کشاورزی، مطالعه مناطق آسیب دیده کشاورزی براثرکم آبی یا حمله آفتهای مختلف به آنها از جمله مهمترین کاربردهای داده های ماهواره ای است. تهیه تقشه جامع پوشش گیاهی هر منطقه، تهیه نقشه آبراهه ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدکشت  و برآورد میزان محصول زیر کشت از کاربردهای دیگر چنین اطلاعاتی است. لازم به ذکر است که وزارت بازرگانی و کشاورزی کشور ایالات متحده آمریکا از ابتدای تکوین تکنولوژی سنجش از دور همه ساله محصول کشاورزی کشور آمریکا وتمام کشورهای جهان را با استفاده ازتصاویر ماهواره ای برآورد

می کند تا برای برنامه ریزی بازار و تولید اطلاعات مفید و لازم را بدست آورد. افزون بر این مطالعه میزان انهدام جنگلها و یا میزان پیشرفت جنگل کاری از کاربردهای دیگر این تصاویر است.

د- مطالعات منابع آب

مطالعه آبهای سطحی منطقه و تهیه نقشه آبراهه ها، بررسی تغییر مسیر رودخانه ها بر اثر عوامل طبیعی یا مصنوعی، تخمین میزان آب سطحی هر منطقه از جمله جالبترین کاربرد داده های ماهواره ای است.کشور ما از جمله کشورهایی است که با وجود داشتن منابع آبهای سطحی در بسیاری مناطق از مشکل کم آبی رنج می برد، که استفاده از تکنولوژی نوین وبه دست آوردن اطلاعات دقیق می تواند راهگشای استفاده بهتر ازمنابع آب کشور باشد.

ح- مطالعات دریایی

از تکنولوژی سنجش از دور بخصوص در چند زمینه مهم کاربردهای دریایی می توان استفاده کرد که ازآن جمله مطالعات دوره های پیشروی و پسروی کرانه دریا؛ مطالعات عمومی ویژگیها و خصوصیات توده های آبی مثل نقشه دمای سطح و رنگ آب و نقشه تراکم میزان کلروفیل و پلانکتون و مطالعات مربوط به تأثیر سایر پدیده ها بر دریا، از جمله وضعیت حرکت وتندی امواج دریا و غیره هستند.

تابحال سنجنده ها و ماهواره های مخصوصی فقط برای مطالعات دریاها و اقیانوسها طراحی وساخته شده است. مهمترین این ماهواره هاعبارتند از ماهواره “ موس” ژاپن وماهواره “ سی ست” آمریکا.

برای آگاهی بیشتر از جزئیات سنجنده ها و کاربردهای آن به بخش مربوط به این ماهواره در همین گزارش رجوع کنید.

و- مطالعه بلایای طبیعی

امروزه برآورد میزان خسارت ناشی از بلایای طبیعی از قبیل سیل، زلزله، آتشفشان، طوفان وغیره با استفاده از داده های ماهواره ای بسیار متداول است. تعیین راهبرد مناسب برای جلوگیری وکاهش خسارت بلایای طبیعی از جمله دیگر کاربردهای داده های ماهواره ای است.

مهمترین قابلیتهای داده های سنجش از دور

داده های سنجش از دور به دلیل یکپارچه و  وسیع بودن، تنوع طیفی، تهیه پوشش های تکراری و ارزان بودن، درمقایسه با سایر روشهای گردآوری اطلاعات از قابلیت های ویژه ای برخوردار است که امروزه عامل نخستین در مطالعه  سطح زمین و عوامل تشکیل دهنده آن محسوب می شود. امکان رقومی بودن داده ها موجب شده است که سیستم های کامپیوتری بتوانند از این داده ها به طور مستقیم استفاده کنند و سیستم های داده ها جغرافیایی و سیستم های پردازش داده ها ماهواره ای با استفاده از این قابلیت طراحی و تهیه شده است. سهل الوصول بودن داده ها، دسترسی سریع به نقاط دور افتاده و دقت بالای آنها  از امتیازات خاص این فن محسوب می شود.

پرسشهای متداول درباره سونامی جنوب شرق آسیا

ندازه گسل خوردگی (شکستگی) که باعث ایجاد این زمین لرزه شد، چقدر بوده است؟
برآورد اولیه ای که از اندازه شکستگی عامل زمین لرزه شد، از طول منطقه، ابعاد زمین لرزه های تاریخی و مطالعه امواج الاستیک ایجاد شده توسط زمین لرزه پس لرزه بدست آمد. پس لرزه ها اشاره به این موضوع داشتند که شکستگی زمین لرزه دارای حداکثر طول 1200 تا 1300 کیلومتر موازی با دراز گودال سوندا (Sunda Trench) و عرض بیش از 100 کیلومتر ستونی از منبع زمین لرزه بود. تمام تخمین های اولیه منتج از مطالعه امواج الاستیکی، بیانگر این مطلب بودند که لغزش اصلی در 400 کیلومتری جنوب شکستگی متمرکز شده است.

بیشترین جابجایی کف دریا در بالای منشاء زلزله جنوب شرق آسیا چقدر بوده است؟

جابجایی سطح زمین تا حدی کمتر از جابجایی روی گسله عامل زلزله در عمق است، بلوک پوسته زیر کف دریا و یا روی گسله لرزه زا تقریبا 10 متر به سمت غرب جنوب غرب حرکت داده شده و چندین متر برپایی حاصل کرده است.

چرا بزرگای اعلام شده برای این زمین لرزه تغییر کرد؟

زمانیکه مکان وقوع زمین لرزه به سرعت مشخص می گردد، تعیین بزرگای آن کمی با مشکل روبرو می شود. دلیل امر اینست که مکان وقوع زمین لرزه، براساس اندازه گیری زمان رسیدن امواج لرزه ای به یک ایستگاه مشخص می گردد. از طرف دیگر، بزرگا براساس دامنه این امواج اندازه گیری می شود. دامنه موج لرزه ای در ایستگاه های اندازه گیری حتی بیشتر از زمان رسیدن امواج متغیرند. بنابراین در اعلام بزرگترین بزرگای اندازه گیری شده، تاخیر وجود دارد. برای زمین لرزه های بزرگتر بایستی چندین ساعت کار ثبت امواج ادامه داشته باشد تا بتوان بزرگای دقیق را تعیین کرد. در رابطه با زمین لرزه 9 ریشتری سوماترا- آندامان، روشهای جدیدی تعریف و اصلاح شد. این مسئله باعث شد که اعلام بزرگای واقعی این زمین لرزه تا روز بعد به تعویق بیفتد.

چگونه وقوع زمین لرزه 9/8 ریشتری در جنوب آسیا، احتمال وقوع زمین لرزه بزرگ دیگری را بالا می برد؟

پیشامد چنین زمین لرزه ای موجبات توزیع مجدد استرس تکتونیکی را در امتداد و در نزدیکی مرز میان پلیت هند و پلیت برمه فراهم خواهد کرد. در برخی مناطق، این توزیع مجدد فشار بعنوان فاکتور کاهنده زمانی وقوع زلزله بزرگ بعدی عمل خواهد کرد.

تا کنون چند زمین لرزه با بزرگای بزرگتر از 8 ریشتر در ناحیه جنوب شرق آسیا اتفاق افتاده است؟

از سال 1900 و تا قبل از زلزله 26 دسامبر ، بزرگترین زلزله اتفاق افتاده درطول زون فرورانش ،از سوماترا تا جزایر آندومان ( Andaman) در سال 2000 اتفاق افتاده است و دارای بزرگای 7.9 و همینطور زلزله ایی با بزرگای 8.4 در سای 1797 و زلزله ایی با بزرگای 8.5 در سال 1861 و زلزله ای دیگر در 1833 با بزرگای 8.7 ریشتر . در هر سه بخش گسیخته شده زون فرو رانش که توسط زلزله های فوق ایجاد شده اند ،درجنوب زلزله کنونی اتفاق افتاده اند . و جالب اینکه اعتقاد بر اینست زلزله های سالهای 1797 و 1833 حدودا در یک محل و با فاصله زمانی فقط 36 سال بوده اند . شواهد دیرین شناسی نشانگر این مطلب است که زلزله های بزرگ حدودا هر 230 سال یکبار اتفاق می افتند.

چه مقدار انرژی در نتیجه وقوع این زمین لرزه، آزاد شد؟

انرژی آزاد شده این زمین لرزه برابر است با 20*10^17 ژول (20 ضربدر 10 به توان 17(  که این میزان انرژی برابر است با انرژی آزاد شده در اثر انفجار 475000 کیلوتن (475 مگاتن( TNT  که معادل انرژی آزاد شده از انفجار 23000 بمب اتمی است که در هیروشیما منفجر شد.

چه سونامی های مهم دیگری در این منطقه اتفاق افتاده است؟

1) 10/2/1797 بخش مرکزی در سوماترای غربی. بزرگترین زلزله نزدیک پادانگ و در منطقه ای در 2-/+ درجه ای پادانگ استوایی اتفاق افتاد و ساحل بوسیله امواج سهمگین مورد حجوم قرار گرفته و بیش از 300 نفر کشته شدند.

 2) 24/11/1833 ساحل جنوبی سوماترای غربی. گسیختگی بزرگی از یک تا شش درجه عرض جنوبی ایجاد کرد و امواج سونامی ایجاد شده تمامی سواحل جنوبی سوماترای غربی را مورد هجوم قرار داد و تعداد کثیری را کشت.

 3) 5/1/1843 زلزله نیرومند غرب سوماترای مرکزی امواج سهمگینی را از سمت جنوب شرق ایجاد کرد که تمام سواحل جزیره نیاس را مورد حجوم قرار داده و تلفات زیادی گرفت.

 4) 16/2/1861 یک زلزله بزرگ و استثنایی و سونامی حاصل از آن تمامی ساحل غربی سوماترا را مورد حجوم قرار داده و چندین هزار نفر را کشت.

 5) 1883 در اثر فوران آتشفشان کراکاتوا و سونامی حاصل 36 هزار نفر کشته شدند.

زمین لرزه اتفاق افتاده چه تاثیری بر چرخش زمین گذاشته است؟

نتایج تحقیقات دانشمندان نشان می دهد که در اثر زلزله 6 دی ماه 1383 تغییراتی در که نتایج آن عبارت است از : تغییرات در طول روز : 2.676 - میکرو ثانیه

 تغییرمحور چرخش زمین : X = 0.670 میلی آرک ثانیه

تغییر در محور چرخش زمین : Y=0.475 میلی آرک ثانیه

 از آنجا که طول شبانه روز را می توان با دقت حداکثر 20 میکروثانیه اندازه گیری نمود لذا می توان گفت تغییری که در میزان طول شبانه روز ایجاد گردیده است کوچکتر از آن است که محسوس باشد و همینطور این مطلب در مورد میزان جابجایی محور چرخش زمین نیز صادق است به این مفهوم که مقدار تغییر آن کوچکتر از 0.82 میلی آرک ثانیه است که میزان را به سختی می توان کشف نمود .

زلزله تهران ، فاجعه بشری

روزنامه ها از قول یکی از اساتید دانشگاه (دکتر عکاشه ) نوشته بودند که در صورت بروز زلزله با قدرت بالای ۷ ریشتر، هفتاد درصد خانه های تهران ویران خواهد شد. بسیاری از ما که آثار زلزله را از طریق تصاویر منتشره در مجلات یا فیلم، خبر و تلویزیون می شناسیم زلزله مترادف است با آوار و ویرانی ساختمانها و اجسادی که بین آوار گیر کرده اند و فرشهای نیمه پاره و وسایل در هم شکسته. در طول تاریخ بشریت شهرهای زیادی هستند که دراثر بروز زلزله به کل از بین رفته اند به طور مثال در چین به سال ۱۹۲۰ زمین لرزه ای با قدرت ۵/۸ ریشتر باعث از بین رفتن چند شهر و کشته شدن۲۰۰۰۰۰ نفر شد. یا زلزله ۱۹۸۷ مراکش که شهر کوچک اقاریر را به کل ویران کرد و یک سوم اهالی شهر را کشت یا زلزله ۱۷۵۵ لیسبون پرتقال که با قدرت ۷/۸ریشتر باعث کشته شدن ۶۰۰۰۰ نفر و ویرانی کامل شهر شد.

 حقیقت این است که در حال حاضر قسمت اعظم ویرانی و کشتار در اثر زلزله در شهری مثل تهران که لوله کشی گاز بدون هیچ ضابطه ای انجام گرفته است در اثر آتش سوزی خواهد بود و نه ویرانی ناشی از تخریب خانه ها. هشت مرکز در تهران وجود دارد که وظیفه تحت فشار قرار دادن گازها در لوله به عهده این هشت مرکز است گاز برای اینکه در لوله ها جریان یابد تا حد مایع شدن تحت فشار قرار خواهد گرفت. قرار است هشت کارمند ( یا بیشتر) در صورت بروز زلزله جریان گاز لوله ها را با احساس اولین حرکات جدی زمین قطع کنند. در ژاپن این مهم به عهده دستگاهی ارزان قیمت و بسیار دقیق است که از این دستگاهها حتی در کنتور ورودی خانه ها هم نصب شده است و در صورت لرزش زمین خود به خود جریان گاز داخل لوله قطع خواهد شد. حتی اگر به فرض محال هر هشت کارمند نمونه در صورت بروز زمین لرزه به موقع و سر وقت جریان گاز را قطع کنند باز هم در اثر لغزش زمین در محل گسلهای تهران ( که کم هم نیست) شاهد شکستگی لوله گاز خواهیم بود گاز باقیمانده در لوله آنقدر است که شهر را به آتش بکشد. سوخت لازم برای سوزاندن شهر در تهران به خوبی مهیا است. از ماشینهای پر بنزین گرفته تا مخازن پمپ بنزین که حتی یکی از آنها برای زلزله ایمن سازی نشده اند و چوب و وسایل چوبی داخل منازل و فرشها و حتی آسفالت خیابانها که درحرارت خاصی خواهند سوخت. آتش سوزی در صورتی که مهار نشود به سرعت گسترش خواهد یافت. ضرب المثلی قدیمی میگوید شعله شعله را پیدا میکند.
از طرفی به دلیل در هم شکستگی گسل جریان آب ورودی به شهر تهران قطع خواهد شد. در اثر شکستن سد کرج بخش زیادی از کرج زیر آب خواهد رفت و شرق تهران نیز به همچنین. اما آب برای خاموش کردن غرب و مرکز و شمال تهران در دسترس نخواهد بود. به عبارت دیگر آتش اینقدر میسوزاند تادیگر شیئی قابل سوختنی باقی نماند. این یعنی تخریب بیش از ۹۰در صد تهران.
در صورت بروز زلزله در تهران اگر جزو افرادی بودید که بدون هیچ زخمی سالم ماندید و اگر توصیه های ایمنی قبل از زلزله را درست رعایت کردید امیدی نداشته باشید که از دست بیل و کلنگتان کار چندانی برای نجات جان عزیزانتان بر بیاید. لودر و جرثقیلهای عظیمی که برای این کار لازم است به هیچ جای این کلان شهر نمیرسد. اما توجه داشته باشید که شعله آتشی که در دور دست به چشمتان میاید با سرعتی بیش از ان که به تصور آید به شما نزدیک میشود. به راحتی اتحاد چند شعله باعث در محاصره قرار دادن افراد میشود و این یعنی سوختن زنده زنده در آتش یا خفگی در اثر استنشاق دود.
پیش بینی می شود در صورت بروز زلزله در تهران دو میلیون نفر در دم کشته شوند و دو میلیون نفر در هفته آتی. این پیش بینی که ظاهرا بسیار خوش بینانه است در عین حال فاجعه است. در طول تاریخ بشر هیچگاه میزان کشتار انسانها در اثر سوانح طبیعی از ۴۰۰هزار نفر فراتر نرفته است و در صورت بروز این فاجعه در تهران همانطور که در طی این سالها در بسیار زمینه های منفی رکورد زدیم عددی به دست میاید که بعید است هیچگاه در آینده این عدد تکرار شود. بزرگترین فاجعه تاریخ بشری.

ندازه گیری زلزله

برای آگاهی از میزان تاثیر هر پدیده لازم است تا بتوانیم به نحوی آن را به صورت کمی بیان کنیم. برای کمی کردن اندازه زلزله، از دو روش مختلف استفاده می­شود؛ یک روش بر اساس اندازه گیری دستگاهی (بزرگای زلزله ) و دیگری به واسطه تاثیر پذیری دست سازهای بشر از زلزله (شدت زلزله). شدت زلزله در هر مکان متفاوت است و با دور شدن از کانون زلزله کم می شود، در حالی که بزرگای زلزله همواره ثابت است و ربطی به دور شدن از کانون ندارد (چرا که با کل انرژی آزاد شده مربوط است).

بزرگای زلزله:

به منظور اندازه گیری زمین لرزه و بدست آوردن معیاری برای مقایسه و سنجش زمین لرزه ها، از بزرگای زلزله استفاده می­شود که می­توان آن را با در نظر گرفتن دامنه نوسانات روی نگاشت محاسبه نمود. مقیاس های متفاوتی برای اندازه گیری بزرگای زلزله وجود دارد. اولین مقیاس بزرگا، توسط چارلز ریشتر در سال 1935 برای زلزله های جنوب کالیفرنیا تعریف شد که بزرگای محلی یا ML  نامیده می­شود. علاوه بر مقیاس ریشتر، مقیاسهای مختلف دیگری نیز وجود دارند که هر کدام کاربردهای خاص خود را در مهندسی زلزله و زلزله شناسی ایفا می­کنند. هر زلزله فقط و فقط یک بزرگا دارد و بزرگا با فاصله از محل وقوع زلزله تغییر نمی یابد.

ذکر این نکته ضروری است که بزرگای زلزله، به تنهایی نمی­تواند معیاری برای سنجش میزان خرابی در زلزله باشد. همانطور که گفته شد، بزرگای زلزله فقط بر اساس میزان انرژی آزاد شده در زلزله محاسبه می­گردد و عمق و یا سایر پارامتر­ها در محاسبه آن دخیل نمیباشد. از این رو دو زلزله با بزرگا های یکسان ولی عمق های متفاوت میزان خرابی های متفاوتی را به بار می­آورند. چرا که با عمیقتر شدن کانون زلزله، امواج لرزه ای فاصله بیشتری را تا سطح زمین طی می­کنند که در این فاصله مقداری از انرژی آزاد شده کاهیده شده و از بین می­رود. باید توجه داشت که زلزله های ایران، اغلب از نوع کم عمق می­باشند، لذا انتظار می­رود میزان خرابی و آسیب ناشی از این زلزله ­ها بیشتر باشد.

شدت زمین لرزه:

شدت یک زمین لرزه در یک مکان خاص بر مبنای اثر های قابل مشاهده زمین لرزه در آن مکان تعیین می شود. دقت در تعیین شدت زلزله به دقت مشاهده کننده وابسته است. تخمین شدت وسیله مفیدی برای تخمین اندازه زلزله های تاریخی است، بویژه در ناحیه هایی نظیر کشور ما که کشوری باستانی و با میراث تاریخی و  فرهنگی کهن است و لذا اطلاعات مهمی می توان از زلزله های روی داده در زمانی که ثبت تاریخی وجود دارد به دست آورد.  مقیاسهای مختلفی برای تعیین شدت زمین لرزه همانند مقیاس مرکالی اصلاح شده، MSK، EMS98 و ... ارائه شده است.

تعیین شدت زمین لرزه بدین ترتیب است که برای هر کدام از مقیاس ها جدولی تهیه شده است و بر اساس آن میزان آسیبهای ناشی از زلزله بر سازه های مختلف ارائه گردیده است و مشاهده گر با تطبیق خسارتهای به وجود آمده از زلزله با موارد ذکر شده در جدول، شدت زلزله را تعیین می­کند.

رده بندی شدت مرکالی (اصلاح شده)  MMI

بزرگی	شدت	تأثیرها
1	I	احساس نمی شود
2	II	توسط شخص در حال استراحت یا در طبقات بالای ساختمان احساس می شود.
3	III	در داخل ساختمان احساس می شود. اشیاء آویزان تکان می خورند ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سبک دارند. مدت لرزش قابل برآورد است. ممکن است زلزله به حساب نیید.
4	IV	اشیاء آویزان تاب می خورند. ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سنگین یا احساس ضربتی مثل برخورد یک توپ سنگین به دیوار دارد. ماشینهای پارک شده تکان می خورند. پنجره ها، بشقابها و درها به صدا در می آیند. شیشه ها به صدا در می آیند. ظروف سفالی به هم می خورند. در حد فوقانی IV دیوارهای چوبی و قابها ترک بر می دارند.
5	V	در خارج ساختمان احساس می شود. جهت آن قابل برآورد است. افراد خواب بیدار می شوند. مآیعات به حرکت در می آیند و برخی از آنها به خارج ظرف خود می ریزند. اشیاء ناپآیدار کوچک جا به جا یا واژگون می شوند. درها تکان         می خورند و باز و بسته می شوند. ساعتهای آونگی متوقف شده، به حرکت آمده یا سرعتشان تغییر  می کند.
6	VI	توسط همه احساس می شود. بسیاری متوحش شده و از ساختمانها خارج می شوند. اشخاص به طور نامتعادلی حرکت می کنند. پنجره ها، بشقابها و ظروف شیشه ای می شکنند. اشیاء، کتابها و چیزهای دیگر از قفسه ها به خارج می ریزند. عکسها از دیوارها فرو می افتند. مبلها جا به جا شده یا واژگون می شوند. گچهای ضعیف یا ساختمانهای نوع D  ترک بر می دارند. زنگهای کوچک کلیساها و مدارس به صدا در می آیند. درختان و بوته ها تکان می خورند.
7	VII	آیستادن مشکل می شود.توسط رانندگان وسآیل نقلیه احساس می شود. اشیاء آویزان شدیداً نوسان می کنند. مبلها و وسآیل چوبی می شکنند. بناهای نوعD  صدمه می بینند و ترک بر می دارند. دودکشهای ضعیف در محل اتصالشان به سقف می شکنند. قطعات گچ، آجرهای سست، سنگ و کاشی سقوط می کنند، برخی از بناهای نوع Cترک بر می دارند. امواج آب در سطح حوضها و آبگیرها گل آلود می شود. لغزشها و حفرات کوچکی در سواحل شنی و ماسه ای ایجاد می شود. زنگهای بزرگ کلیساها به صدا در می آیند.نهرهای آبیاری صدمه می بینند.
8	VIII	هدآیت وسآیل نقلیه مشکل می شود. بناهای نوع C صدمه می بینند و بخشی از آنها فرو می ریزند. به بناهای نوع B کمی صدمه وارد می آید بناهای نوع A  بدون صدمه باقی می مانند. گچ کاریها و برخی از دیوارها فرو می ریزند. دودکشها و بناهای یادبود، برجها و مخازن مرتفع می چرخند و فرو می ریزند. دیوارهای جداکننده ای که محکم نباشد از محل خود خارج می شوند. شمعهای فرسوده شده می شکنند. شاخه های درختان می شکنند. میزان دما و جریان آب چشمه ها و چاهها تغییر می کند. در زمینهای مرطوب و دامنه های پرشیب ترکهآیی آیجاد می شود.
9	IX	عموم مردم احساس وحشت می کنند.بناهای نوع D کاملاً تخریب می شوند،بناهای نوع C به شدت صدمه می بینند و گاه کاملاً فرو می ریزند،بناهای نوع  Bبه طور جدی صدمه می بینند.ساختمانهای پیش ساخته،اگر خوب به هم متصل نشده باشند،از محل پی جا به جا می شوند مخازن شدیداً صدمه می بینند.لوله های زیرزمینی می برند.ترکهای آشکاری در زمین ایجاد می شود.در زمینهای آبرفتی،ماسه و گل به خارج فوران می کنند.
10	X	پی اغلب بناهای معمولی و پیش ساخته تخریب می شود. برخی از سازه های چوبی خوب ساخته شده و پلها تخریب می شوند. سدها و خاکریزها صدمه جدی می بینند. زمین لغزه های بزرگ به وقوع می پیوندد. آب از ساحل کانالها، رودخانه ها، دریاچه ها و غیره به خارج می ریزند. ماسه و گل در سواحل و زمینهای هموار به طور افقی جا به جا می شوند. ریلهای راه آهن کمی خم می شوند.
11	IX	ریلها به شدت خم می شوند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً از سرویس خارج می شوند.
12	XII	خسارت تقریباً به طور کامل است. توده های سنگی بزرگ جا به جا می شوند. اشیاء به هوا پرتاب می شوند.

خسارات احتمالی برج‌های شیشه‌ای درهنگام زلزله

وقتی از ساعت سه و سی و دو دقیقه بعدازظهر روز پنجم ژوئیه ۱۹۷۲ پروژه عظیم مسکن «پروئی - ایگو» در سن لوئیس آمریکا به عنوان اولین نماد معماری مدرن تخریب و از خرابه های آن فلسفه پست مدرن و معماری پست مدرن سر برکشید، بی شک کمتر کسی گمان می کرد در چند سال آینده بتواند بلندترین برج های دنیا را با شیشه تزیین کند. اما اولین گام تحقق این رویا چند سال بعد اتفاق افتاد؛ درست زمانی که شرکت آمریکایی - انگلیسی «جنیفر» برای اولین بار از ساخت شیشه های بلندی خبر داد که در عین زیبایی و استحکام می توانستند مهمترین مشکل کشورهای اروپایی و حتی آمریکا یعنی کمبود آفتاب را نیز حل کنند. گام های بعدی سریع تر برداشته شد. شرکت های ساختمانی، موفق به طراحی و ساخت شیشه های عریضی در طول و عرض شدند که از نظر استحکام و ایمنی به سادگی می توانستند آرزوی بلندپروازانه انسان های پست مدرن را برآورده سازند.

دیری نگذشت که ساختمان های شیشه ای در جهان معماری و ساختمان سازی رشد کردند؛ از جمله در تهران، وقتی که تکنوکرات های دوره کرباسچی، تصمیم بر بازسازی شهر و تبدیل آن به یک کلان شهر قابل سکونت گرفتند.
در این زمان، انبوه سازی، اولین وسیله هدف، مد نظر قرار گرفت که می توانست با تلفیقی از زیبایی و امکانات رفاهی، شهرنشینی ایران را دچار تحول کند. معماری روز دنیا مورد هدف انبوه سازان قرار گرفته و هر کدام سعی کردند با نزدیک شدن به طراحی های ساختمانی جدیدتر، محصول نهایی جذابتری را از بعد نما و امکانات، عرضه کنند و نماهای تمام شیشه ای با رنگ های مات و آیینه گون، خود یکی از جذابیت های غیرقابل انکار این دوره بود که بی توجه به کارکردهایش، راهی خیابان ها و ساختمان های تهران شد.
شیشه های بزرگ (رفلکس، سکوریت) برای اولین بار در اواسط دهه ۵۰ به وسیله یک آرشیتکت ناشناخته به عنوان یک طرح ابتکاری (البته در ایران)، در نمای بیرونی ساختمان یکی از شعب بانک کار در خیابان حافظ کنونی مورد استفاده قرار گرفت. نمایی که به دلیل جذابیت ذاتی شیشه و شیوه نوین استفاده از آن در معماری ایرانی و همچنین مزیت آن تا مدت زیادی، زبانزد تهران نشینان بود. جذابیتی که هم اکنون و پس از گذشت سه دهه، در عین مد بودن در تهران به یک امر عادی در نماسازی ساختمان بدل شده است. از ساختمان های یک طبقه تا برج های ۲۰ طبقه و مجتمع های ۴۰ طبقه، امروزه همه می خواهند شیشه های بزرگ تک رنگ و چند رنگ را در نمای ساختمان خود به کار ببرند حتی اگر مجبور شوند جهت کنترل نور شدید وارد شده از طریق بدنه شیشه ای ساختمان خود به داخل، هزینه ای دیگر را متحمل بشوند.
استفاده از رفلکس های تزیینی که در زادگاه اصلی خود جدا از این کارکرد فرعی، کارکرد تامین نور و گرما را هم بر عهده دارند، در تهران آنگاه زمینه ساز ایجاد نگرانی است که غیرکاربردی بودن آن با توجه به شرایط اقلیمی تهران و همچنین آبستن بودن این شهر به احتمال وقوع زلزله ای که سستی سازه های ساختمانی اش قدرت آن را چند برابر خواهد کرد، عملا استفاده ای چنین افسارگسیخته از این نوع نماسازی را با علامت سوال های بسیاری مواجه می کند. خطری که مهندس علی پورشیرازی -عضو هیات مدیره انجمن شرکت های ساختمانی- بی توجهی به آن را زمینه ساز یک فاجعه دانسته و معتقد است: «کشورهای مصرف کننده، این نماسازی ها را چنین توجیه می کنند؛
در آن کشورها کمی نور آفتاب، هرگونه اقدامی را توجیه می کند و قرارنگرفتن کشورهای پیشرو در استفاده از این نوع نماسازی در مسیر گسل های زلزله نیز توجیه دیگری است. آنها دچار بلیه توفان هستند که آن را هم به صورت دقیق در محاسبات و قاب بندی پنجره ها و استحکام شیشه ها لحاظ می کنند.»
مهندس پورشیرازی، معتقد است با وقوع یک زلزله محتمل ۴ ریشتری، تمام این نماهای شیشه ای دچار سانحه خواهند شد. وی ادامه می دهد: «متاسفانه در نماهای شیشه ای هیچ توجهی به محاسبات مقاومتی نشده و نمی شود ضمن اینکه تعداد بیشتری از آنها نیز در خطرناکترین نقطه ممکن یعنی خیابان آفریقا به عنوان یکی از مسیرهای اصلی گسل غرب به شرق واقع شده است.
بحث نظارت بر چگونگی نماسازی ساختمان های تهران، هرچند از سوی عضو هیات مدیره انجمن شرکت های ساختمانی به عنوان نقصی در عملکرد شهرداری عنوان می شود اما شهردار یکی از مناطق تهران با رد آن به ایرنا می گوید: «شهرداری نمی تواند در چگونگی نمای ساختمان های مردم دخالت کند. وگرنه خود ما نیز به خطرناک بودن اغلب نماهای کنونی از شیشه گرفته تا آلومینیوم و حتی سنگ های مرمر و گرانیت، معترف هستیم. اما هیچ قانونی به ما اجازه دخالت در این مورد را نداده است.»
اشاره شهردار منطقه ۱۴ تهران به کلی بودن تنها فصل مربوط به نماسازی ساختمان ها در قانون شهرداری ها است که قانونگذار در آن تنها مالک را ملزم به نماسازی جهات مختلف کرده و از چگونگی یا اعمال محدودیت های آن هیچگونه سخنی به میان نیاورده است.
چه در صریح ترین جملات این قانون که مربوط به ملک های دارای نماهای سنگ است، مالک ناگزیر از ایمن سازی نصب سنگ های ملک خود با پیچ یا بست آهنی ملزم به حذف کولر و لوله های تاسیساتی ساختمان از نماهای اصلی بنا در جهت بهسازی سیمای شهر شده است.
قرارگرفتن تهران در مسیر سه گسل زلزله خیز کشور و امکان دچارشدن شهر به ۵ بلیه از مجموع ۳۲ بلیه شایع در ایران، نداشتن کاربرد شیشه های رفلکس در ساختمان های تهران و همچنین کیفیت بعضاً نامناسب شیشه های تولیدی در داخل کشور که برخلاف نمونه های اصل به هنگام سانحه همانند شیشه های معمولی خرد می شوند، جزو مهمترین دلایلی است که عملاً شیوع استفاده از شیشه های «رفلکس» در نمای ساختمان ها و برج های شهر تهران را به یک خطر بالقوه برای شهر تبدیل کرده است.
خطری که هرچند شهردار منطقه ۱۴، برطرف کردن آن را در گرو تصویب قانونی در مراجع بالا و اعطای اختیارات لازم به شهرداری جهت ممانعت و کنترل نوع نماسازی ساختمان ها می داند اما عمق فاجعه در انتظار، قطعاً آنچنان هست که ایجاد محدودیت ها یا نظارت شدید در این امر چندان مورد مخالفت مردم و مراکز قرار نگیرد.
اطرافتان را خوب نگاه کنید! چندبار انعکاس تصویر خود را در بدنه ساختمان های کوتاه و بلند شهری ببینید. اینجا تهران است یک شهر شیشه ای تمام عیار که تخریب اش در انتظار یک تلنگر است. دعا کنید اتفاقی نیفتد.

ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای ساختمان

برای ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای ساختمان های موجود چند روش به کار گرفته می شود، در یک دسته بندی می توان این روش ها را به:
1- روش های ارزیابی کلی 2- روش های ارزیابی کیفی 3- روش های ارزیابی کمی
تقسیم کرد.
روش های ارزیابی کلی : این روش ها عموما با هدف تهیه اطلاعات لازم برای برنامه های مدیریت شهری و مدیریت بحران قابل استفاده اند. در این روش ها با استفاده از تجارب زلزله های گذشته یا مطالعات تحلیلی و آزمایشگاهی روابطی که بین سطح زلزله و میزان خسارت در تیپ های مختلف ساختمان ارتباط برقرار کند، استخراج می شوند، مثلا با کمک روابطی که برای ساختمان های کوتاه بتنی با شرایط طرح و ساخت ایران به دست می آید، می توان برای هر سطح از زلزله، از درصد تخریب ساختمان های بتنی تخمینی داشت.

در این روش ارزیابی، ابتدا سطح زلزله در نقاط مختلف شهر برآورد شده سپس برآورد درصد تخریب هر نوع ساختمانی صورت می گیرد. با کمک آمار، تعداد ساختمان موجود هر تیپ نیز در دسترس است و لذا تعداد کل ساختمان های تخریب شده در نقاط مختلف شهر قابل برآورد هستند. با توجه به آمار ساکنان می توان تخمینی از تعداد مجروحان و کشته ها نیز داشت و با این گونه اطلاعات می توان به برنامه ریزی و امور مرتبط با مدیریت بحران اقدام کرد.
روش های ارزیابی کیفی: روش های ارزیابی کلی برای کسب شمایی کلی از وضعیت آسیب پذیری ساختمان های شهر مناسب است، ولی در مورد هر ساختمان، اطلاعاتی قابل اتکا فراهم نمی کند. مزیت این روش، کسب سریع اطلاعات در مقیاس شهر یا ناحیه یا محله است.
اگر هدف بررسی آسیب پذیری ساختمان ها با در نظر گرفتن شرایط واقعی تر هر ساختمان و همراه با سرعت عمل موردنظر باشد، از روش های ارزیابی کیفی استفاده می شود. این روش ها بخصوص در مورد ساختمان هایی مثل مدارس که به تعداد زیاد در یک شهر، منطقه یا کشور وجود دارند، برای غربال و تقسیم بندی آنها از لحاظ آسیب پذیری لرزه ای مفید هستند. یعنی به جای این که هر مدرسه تحت مطالعات زمانبر و هزینه بر کمی و دقیق قرار گیرد، می توان ابتدا تعداد زیادی از مدارس را با مطالعه کیفی رده بندی کرد تا با اولویت بندی آنها، بهینه تر از بودجه اختصاص داده شده به بهسازی استفاده شود.ارزیابی کیفی در اغلب اوقات به صورت ارزیابی سریع با کمک فرم های مخصوص صورت می گیرد. در فرم ها با توجه به هندسه کلی ساختمان و منظم و نامنظم بودن آن، وجود اطلاعاتی از قبیل دفترچه محاسبه و نقشه ها درباره وضعیت ساختمان تصمیم گیری می شود. گونه ای از روش های ارزیابی کیفی در تعیین وضعیت ساختمان های صدمه دیده در زلزله به کار می رود. در این مورد، نتیجه بررسی به صورت پلاکارد سبز در مورد ساختمانی که افراد به آن اجازه ورود دارند، پلاکارد زرد برای ساختمان با اجازه ورود محدود (برخی قسمت های آن خطرناک و غیرقابل ورود است) و پلاکارد قرمز برای ساختمانی که ورود افراد به آن ممنوع است، ارائه می شود.
وقتی روش ارزیابی کیفی در ارزیابی ساختمان «موجود» به کار گرفته می شود، معمولا در فرم ها به عواملی نظیر میزان خطر زلزله در ساختگاه ساختمان، شرایط خاک محل، تیپ و نوع ساختمان و سازه آن، انواع نامنظمی های موجود در پلان و ارتفاع و اهمیت ساختمان توجه شده است و با کمک جداولی به هر مورد، امتیازی داده می شود که در نهایت امتیاز سازه ای ساختمان را معین می کند. در برخی فرم ها به اجزای غیرسازه ای نیز توجه شده است و شاخصی برای وضعیت این اعضا نیز حاصل می شود که در نهایت با ترکیب 2 امتیاز سازه ای و غیرسازه ای، امتیاز لرزه ای آن ساختمان خاص تعیین می گردد. این امتیاز برای طبقه بندی و رده بندی ساختمان مناسب است.
روش های ارزیابی کمی: این روش ها بر تحلیل و مدلسازی رایانه ای ساختمان برای ارزیابی آسیب پذیری آن متکی هستند. عموما این روش ها با شناخت وضعیت موجود ساختمان آغاز می شوند. این قسمت کار در عمل، وقت گیرترین و پردردسرترین قسمت کار است.
بخصوص اگر ساختمان موجود فاقد نقشه و مدارک فنی باشد یا در حال ساخت دچار تغییرات طراحی و اجرایی شده باشد، بخش عمده ای از دستورالعمل های ارزیابی کمی ساختمان های موجود به ضوابط و معیارهای شناخت وضعیت ساختمان اختصاص دارد. هدف از این معیارها، ضابطه مند کردن روال انجام سونداژها (برداشت نازک کاری و رویه عناصر سازه ای برای تعیین ابعاد و وضعیت اعضا) و آزمایش های مصالح موردنیاز است. پس از شناخت وضعیت موجود ساختمان به همراه ارزیابی ها و آزمایش های لازم به مدل سازی رایانه ای ساختمان اقدام می شود تا عملکرد آن در سطوح زلزله موردنظر بررسی شود.در صورتی که این مطالعات، آسیب پذیری ساختمان را برای سطح زلزله و سطح عملکرد موردنظر نشان دهند، به بررسی گزینه های مختلف برای بهسازی ساختمان اقدام خواهد شد.

مقاله کامل بهسازی لرزه ای و تفاوت آن با مقاوم سازی

در این تعریف :
 -  منظور از « ساختمان » (construction) هر فضائی است که برای زیست، کار، خدمات، تولید، ارتباطات، جابه جا شدن انسانها و حمل ونقل تولیدات صنعتی و کشاورزی حاصل از کار انسانها، ساخته می شود.
- « سازه»  (structure) مجموعه آن  « اجزا »   (components) و « عنــــاصـر» (elements) ساختمان است که بارها و اثر عاملهای دیگر را از قسمتهای مختلف ساختمان گرفته و به زمین منتقل می سازند.
- عدم توانائی ساختمان برای انجام وظیفه، که دراین تعریف مورد اشاره قرارگرفته، ممکن است ناشی از نارسائی طرح، نامناسب بودن اجرا، بهره برداری بی ضابطه یا فروپایگی ساختمان، سازه ساختمان یا اجراو عناصر آن در اثر از دست رفتن مشخصه های مصالح و تجهیزات به دلائل مختلف از جمله اثر فرساینده زمان،  سانحه، حادثه یا عوامل دیگر، یا حاصل تغییر و تحول در شرایط زیست و کار وسنگین تر شدن وظائف مورد انتظار از ساختمان باشد.

 اگر بهسازی به منظور جبران فروپایگی و برگرداندن ساختمان، سازه ساختمان یا اجرا وعناصر آن به وضع اولیه باشد، « اعاده کیفیت » یا « اعاده وضع»  (retrofitting) گفته می شود.
اگر بهسازی به منظور پاسخگوئی به تغییر و تحول شرایط بهره برداری و سنگین تر شدن وظایف مورد انتظار از ساختمان باشد، اعم از اینکه در ساختمان، سازه ساختمان یا اجزا و عناصر آن فروپایگی به جود آمده باشد یا خیر، « ارتقای کیفیت » یا « ارتقای وضع» (upgrading) نام دارد.

بهسازی طیفی گسترده از خدمات مهندسی و فعالیتهائی را در بر می گیرد که ممکن است به منظورهای مختلف فنی، اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی، زیبائی شناسی وحتی سیاسی، انجام داده شوند، از جمله:
-  نمای ساختمان را به منظور تلطیف منظر یا هماهنگی با محیط اطراف بهسازی می کنند.
 -  به منظور کم کردن بار ساختمان، دیوارهای جداگر آن را تخریب و با مصالح سبک تر جایگزین می نمایند.
- دیوارهای ساختمان را به منظور کاهش آلودگی صوتی، بهبود شرایط زیست و افزایش رفاه بهره برداری کنندگان، عایق بندی صدائی می کنند.
-  گردشکار داخلی بنا را به منظور پاسخگوئی به نیازهای جدید و هماهنگ کردن آن با شرایط و تکنولوژی روز تغییر می دهند.
- به منظور کاهش هزینه های تامین شرایط دمائی در داخل ساختمان و کاهش میزان تبادل حرارتی آن با بیرون، دیوارهای ساختمان را عایق بندی حرارتی می نمایند.
- برای بهتر کردن شرایط دمائی در فضاهای داخل ساختمان و کاهش هزینه های گرمایش، خنک کردن وتهویه، موتورخانه ها و سیستمهای تاسیساتی را تعویض و با سیستمهائی کاراتر جایگزین می کنند.
- با تغییر یافتن وضع شبکه های زیربنائی سراسری آب، فاضلاب، گاز وبرق، به منظور تامین هماهنگی، شبکه های داخلی را اصلاح یا تعویض می نمایند.
- به منظور ایجاد قابلیت های لازم در ساختمان برای استفاده از کامپیوتر و سیستمهای ارتباطی و مخابراتی  روز آمد، تغییراتی در فضاهای داخل بنا داده می شوند.
- بناهائی را به عنوان میراث فرهنگی باقیمانده از گذشتگان، احیا، تعمیر یا مرمت می کنند تا بتوان آنها را حفظ کرده وسالم به آیندگان سپرد.
- محتمل است یک بنا را که جنبه ملی و نمادین دارد، مثلا" ساختمانی را که اتفاقی ویژه ومهم در آن رخ داده، منزل یک رهبر سیاسی، یک دانشمند یا یک هنرمند را از طریق بهسازی حفظ نمایند.
- ممکن است سازه یک ساختمان و اجزا وعناصر متشکله آن، به منظور افزایش ایمنی و عمر مفید ساختمان، مورد بهسازی قرار داده شوند.
- به منظور « ایمنداشت » (preservation)  یعنی حراست زندگی انسان در مقابل بلاهائی که خود به وجود آورده، نظیر خطرات  امواج الکترو مغناطیسی، تابشهای رادیو اکتیو و آلودگیهای زیست محیطی، محتمل است که تغییراتی کوچک یا بزرگ در اجزا و عناصر ساختمان داده شوند.
- بهسازی صرفنظر از نوع و گستردگی آن، مستلزم «دخالت » (intervention) در وضع موجود ساختمان است و همانطور که بهسازی، طیفی گسترده را شامل می شود، میزان دخالت در وضع ساختان،اجزا و عناصر آن نیز طیفی گسترده از بسیار کم تا بسیار زیاد را پوشش می دهد که از ترمیم (make up, clean up) آغاز شده و پس از عبور از تعمیر (repair)، تقویت (strengthening)، باز پیرائی (تعمیر و رنگ) (refurbishing)، نوکاری (تعمیر و رنگ کلی) (renovation)، تعمیرسازگاری (adaptation)،  (تعمیر اساسی)(reconditioning)، تغییرنوع بهره برداری و گردشکار (remodeling)، بازسازی (rebuilding)،  جـــایگزینی (substitution) یـا تعویض (restoration) در ساختمانهای پیش ساخته،  به احیای (restoration)، بناهای قدیمی می رسد که وارد جزییات آنها نمی شوم . بدیهی است که اگر هیچ یک از این راه حلها وافی به مقصود نبود، اگر ساختمان مزاحمتی نداشت، به حال خود رها می شود یا تخریب و به جای آن بنائی دیگر با مشخصه های دیگر احداث می گردد که  « نوسازی» (reconstruction) گفته می شود.

 2- مفهوم « لرزه ای»
مفهوم « لرزه  ای» از زمانی در نوشته ها وخدمات مهندسی وارد شد، که مهندسان به تجربه دریافتند که برای تامین ایمنی آنچه می سازند، ناگزیر باید اثر تکانهای شدید زمین را، که به صورت ادواری حادث می شوند، در نظر بگیرند. در واقع، لطمات ناشی از زلزله های بزرگ وکوچک و کوشش برای احتراز از این لطمات، محمل اصلی تکوین ورشد روشها و مشخص شدن معیارهای تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله بوده اند و بطور بدیهی، هرچه مراکز تجمع جمعیت بزرگتر شده اند، به دلیل افزایش آسیب پذیری بالقوه آنها در برابر زلزله، ضرورت تامین ایمنی آنها در برابر زلزله محسوستر وتلاش برای یافتن راه حلی به منظور تامین ایمنی بیشتر شده است.
پیشگامان این راه دانشمندان کشور ژاپن و در پی آنان دانشمندان ایالات متحده آمریکا بوده اند. اولین اقدام عملی در این راه، انجام پژوهشهائی در دانشگاه توکیو از سالهای 1910 برای شناختن رفتار ساختمانها در موقع زلزله و تامین پایداری آنها، به ابتکار دکتر ر.سانو (dr.r.sano) بوده است.
در ایالات متحده آمریکا پس از زلزله سال 1906 سانفرانسیسکو و حریق فراگیر ناشی از آن در ساختمانهای چوبی، ابتدا حریق در مرکز توجه قرار گرفت ولی بتدریج توجه به سمت تامین پایداری ساختمانها در برابر زلزله معطوف شد و درسال 1925 پس از زلزله سانتاباربارا، برای اولین بار ضوابط و معیارهائی برای تامین پایداری ساختمانها در برابر زلزله در آئین نامه متحدالشکل آمریکا u.b.c. مطرح شدند که رعایت آنها اختیاری بود و حدود 10 سال طول کشید که رعایت این ضوابط از حالت اختیاری خارج و اجباری گردد. این امر در سال 1935 در u.b.c. تصریح شد.
تدوین ضوابط برای تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله، بتدریج در سایر کشورها هم آغاز گردید و هنوز تلاش برای تدقیق و پالایش این ضوابط، بطور گسترده وجهانی ادامه دارد. در کشور ما نیز پس از زلزله ویرانگر بوئین زهرا در سال 1341، تلاش برای تدوین اولین مدرک آئین نامه ای به منظور تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله، به ابتکار و هدایت آقای مهندس علی اکبر معین فر در چارچوب دفتر فنی سازمان برنامه آغاز گردید.

با توجه  به اینکه تلاش مهندسان برای طراحی ساختمانها در برابر زلزله وقتی شروع شدکه دهها سال از تدوین ضوابط طراحی و تامین ایمنی ساختمانها در مقابل بارهای قائم می گذشت، بطور طبیعی برای طراحی ساختمانها  در برابر زلزله، از همان الگوی تامین ایمنی در مقابل بارهای قائم کمک گرفتند و همانطور که تامین ایمنی در مقابل بارهای قائم و گاه بارهای جانبی باد، با برداشتی « یقین اندیشانه» به «تامین مقاومت» اجزا و عناصر سازه ای مشخص، در محیط ارتجاعی، در مقابل نیروهای مشخص، محدود می شد، کوشش به عمل آمد که اثر زلزله را هم به صورت نیروئی جانبی در نظر گرفته و بر روی ساختمان اثر بدهند.
در اولین ضوابط مربوط به طراحی ساختمانها در برابر زلزله، با این استدلال که در موقع زلزله، ساختمان تحت اثر(شتاب زمین) شتاب می گیرد واین شتاب به پدید آمدن نیروی اینرسی می انجامد، در صدی از وزن ساختمان و اشیاء، مواد و بارهای دیگر موجود در آن را به صورت نیروئی افقی برساختمان اثر دادند و تصور حاکم این بود که با تامین «مقاومت» اجزا و عناصر سازه ای در برابر این نیرو در محیط ارتجاعی، می توان ایمنی در برابر زلزله را تامین کرد و مانع خرابی ساختمان شد. به این ترتیب « طراحی برای مقاومت در برابر زلزله»  شکل گرفت . ولی به دلیل قدرت تخریبی زیاد مشاهده شده در زلزله های شدید ونامشخص بودن سقف آن، در هر تجدید نظر، درصد منظور شده در ضوابط افزایش داده می شد و  خیلی زودآشکار گردید که با پذیرش رفتار ارتجاعی اجزا و عناصر سازه ای، ابعاد این اجزا وعناصر بطور غیر متعارف بزرگ می شوند وعملا" امکانات موجود انسان پاسخگوی این راه حل نیست. رسوبات ذهنی آن دوره هنوز هم کاملا" از بین نرفته  وهنوز هم عده ای از مهندسان، تامین ایمنی در برابر زلزله را به « تامین مقاومت» تعبیر می کنند.

وقتی مهندسان دریافتند که تامین ایمنی ساختمانها در برابر نیروهای زلزله با همان  الگوی تامین ایمنی در برابر بارهای قائم عملی نیست، جستجوی راه حلهای دیگر را در دستور کارشان قراردادند.
در اولین پژوهشها، مشخص گردید که باید فرق ماهوی موجود بین بارهای قائم ونیروهای اینرسی ناشی از زلزله را در بررسی ایمنی ساختمانها در برابر زلزله مد نظر داشت. مقادیر بارهای قائم در جریان زلزله تغییری نمی کنند و ثابت اند ولی نیروهای اینرسی تابع شتاب داده شده به ساختمان دراثر زلزله اند و با تغییر مقدار شتاب تغییر می کنند و در واقع نمایانگر انرژی حرکتی القا شده به ساختمان می باشند که باید توسط ساختمان جذب و مستهلک شوند. با عنایت  به اینکه بخشی از این انرژی می تواند با تغییر شکلهای ارتجاعی و بخشی دیگر با تغییر شکلهای فرا ارتجاعی جذب شوند واگر ساختمان قادر به جذب و اتلاف انرژی حرکتی از این طریق نباشد، خرابی آن حتمی خواهد بود، مهندسان کوشش کردند با پذیرش خرابیهای محدود قابل کنترل وبا قبول درهم شکستن موضعی بخشهائی از اجزا وعناصر متشکله سازه ساختمان که خرابی آنها باعث فروپاشی ساختمان نمی شود وپس از زلزله، به سادگی قابل بهسازی اند، نیروهای زلزله را جذب و مستهلک نمایند. به عبارت دیگرسعی کردند که اگر نمی توانند از بروزخرابی جلوگیری کنند، آن را به جائی منتقل نمایند که آثار زیانبارش کمتر وجبران آنها پس از زلزله آسانتر باشد.به علاوه برای محدود کردن آثار جانبی خرابی، سعی کردند که پدیدار شدن گسیختگی در اجزا و عناصر سازه  حالت ترد و ناگهانی نداشته و به صورت تغییر شکلهای فرا ارتجاعی و تشکیل مفصلهای خمیری باشد. به این ترتیب بتدریج، اهمیت تغییر شکلهای فرا ارتجاعی برای جذب و اتلاف انرژی القا شده به ساختمان در اثر زلزله، روشن شد و ابتدا مفهوم « شکل پذیری » در ضوابط طراحی منعکس و سپس «طراحی برای ظرفیت» شکل گرفت.
موضوع محوری « طراحی برای ظرفیت» جذب و اتلاف انرژی حرکتی زلزله به کمک تغییر شکلهای فرا ارتجاعی و تشکیل مفصلهای خمیری در مقاطع و مناطق از پیش تعیین شده سازه می باشد که بطور بدیهی مستلزم آن است که سازه نا معین (هیپرستاتیک) و دارای پیوندهای اضافی مناسب باشد، بطوریکه با از بین رفتن تعدادی از این پیوندها دراثر تغییر شکلهای فرا ارتجاعی، سازه فرو نریزد. بموازات این تغییر وتحولات، اهمیت تغییر مکانهای جانبی نقاط مختلف اجزا و عناصر سازه ای در پایداری سازه ها روشن و محدود کردن این تغییر مکانها به منظورتامین ایمنی در برابر نیروهای زلزله ضرورت یافت، بویژه توجه به این نکته معطوف گردید که گرچه بروز تغییر شکلهای فرا ارتجاعی وتشکیل مفصلهای خمیری کار جذب و اتلاف انرژی حرکتی ناشی از تکانهای شدید زمین را تسهیل می نماید، ولی تغییر مکانهای جانبی سازه نسبت به تغییر مکانهای نظیر رفتار ارتجاعی بیشتر می شوندو این مسئله از لحاظ انطباق با ضوابط و قیود آئین نامه ای مربوط به تغییر مکانهای جانبی باید در طراحی ملحوظ شود.
همچنین بتدریج با توجه به اینکه در همه احوال منظور از طراحی، تامین و حفظ قابلیت بهره برداری از ساختمان است و سازه فقط بخشی از این قابلیت را فراهم می کندو اجرا و عناصر غیر سازه ای هم در تامین قابلیت بهره برداری از ساختمان نقش اساسی دارند، بتدریج ضوابط و قیودی، هرچند کمرنگ، در آئین نامه ها وضوابط تایمن ایمنی ساختمانها در برابر زلزله وارد شدند.

3- بهسازی لرزه ای
با آنچه در مورد «بهسازی» و مفهوم لرزه ای گفته شد، اکنون می توان «بهسازی لرزه ای » را بررسی کرد. گفتیم «بهسازی» موقعی صورت می گیرد که نارسائی یا کمبودهای در ساختمان وجود داشته باشد و برخی از موارد بهسازی را نام بردیم.
همچین دیدیم که مفهوم « لرزه ای» به چه مقولاتی مربوط می شود و بویژه دیدیم که آئین نامه ها در مورد سازه ساختمان، از دیدگاه این مفهوم روی چه نکاتی تاکید می ورزند. حال می توانیم بگوئیم «بهسازی» وقتی مطرح می شود که ساختمانی، بهر علت، آسیب دید یا احتمال آسیب دیدنش در شرایط مختلف و به صورت عام وجود داشته باشد. اما بهسازی لرزه بطور عمده موقعی مطرح می شود که کاهش احتمال آسیب پذیری و بروز نارسائیهای کوچک یا بزرگ در ساختمان در اثر زلزله مد نظر باشد. ذکر این نکته خالی از لطف نیست که گرچه بهسازی به قدمت ساختن و در واقع همزاد آن است، تا چند دهه پیش، «بهسازی» کار مهندسی محسوب نمی شد و آن را به حرفه مندان رده های پایین، یعنی معماران (به مفهوم سنتی) و بنایان واگذار می کردند و بطور استثنائی در موارد ویژه و برای ساختمانهای خاص از مهندسان کمک گرفته می شد. 

کارمهندسان ساختن فضاهای زیست و کار وارتباطات بود ودر واقع مهندسان کالبد فیزیکی زندگی مدنی را می ساختند و اکنون هم می سازند، ولی با پیچیده تر شدن ساختمانها و بالطبع بغرنج شدن بهسازی آنها، بتدریج حضور مهندسان در این عرصه بیشتر شد ووقتی در حدود ربع قرن پیش شورای اقتصادی سازمان ملل متحد در یک اقدام بی سابقه، کتابی در زمینه بهسازی وبرخی ضوابط حاکم بر آن منتشر کرد، مسئله جایگاهی دیگر یافت. بویژه انتشار این کتاب اهمیتی نمادین از لحاظ نشان دادن جایگاه مهم بهسازی در اقتصاد جهان داشت.

حدود بیست سال پیش، وقتی پیشنهاد کردم که  «بهسازی» به عنوان درسی مستقل و واحدی اختیاری، برای اولین بار در دانشکده فنی ارائه شود، شاید برخی از همکاران هم به خاطر داشته باشند که می گفتم  « اگر قرن بیستم قرن ساختن است، قرن بیست و یکم قرن بهسازی خواهد بود» و  در قرن بیست و یکم، «ساختن» و « بهسازی»  همعنان و رکاب به رکاب حرکت خواهند کرد. ولی اکنون وضع ازاین هم  فراتر رفته و بهسازی جلوتر از ساختن و نوسازی حرکت می کند. یکی از علل عمده این مسئله، این است که مهندسان در نوسازی بطور عمده در چارچوب مقررات و مفاهیم کلاسیک و متداول باید حرکت کنند ولی در بهسازی امکان مطرح کردن افکار نو و راه حلهای غیر متعارف بیشتر است. یکی از ثمره های بزرگ این نحوة برخورد با مسئله، «طراحی ساختمانها دربرابر زلزله برمبنای عملکرد» است که اول بار در بهسازی مطرح شد وسپس راه خود را به سمت آئین نامه های ساختن ساختمانهای نوگشود وگسترش یافت. در اولین کارهای بهسازی که مهندسان به عهده گرفتند، بطور طبیعی تلاشها متوجه تعمیم مقررات تامین ایمنی ساختمانهای نو، بر امر بهسازی ساختمانهای موجود بود ولی تجربیات حاصل نشان  دادند که رعایت این مقررات در بهسازی خواه به منظور « اعاده کیفیت» (اعاده وضعیت) ساختمانهای آسیب دیده و خواه به منظور «ارتقای کیفیت» (ارتقای وضعیت) ساختمانهائی که انجام وظیفه یا وظائفی سنگین تر از آنها مورد نظر است، دخالت بسیار در وضع موجود ساختمان را ایجاب می کند و به مراتب پرهزینه تراز اعمال مقررات مزبور در ساختمانهای در دست طراحی و ساخت است و امکاناتی قابل ملاحظه می طلبد که فراهم کردن این امکانات اگر غیر ممکن نباشد، اغلب بسیار مشکل است بطوریکه دراغلب موارد پافشاری در کاربرد مقررات نوسازی در امر بهسازی، کار را به بن بست می کشاند. کوشش برای یافتن راه حل ادامه یافت و مهندسان دست اندرکار بهسازی بتدریج به این نتیجه رسیدند که اگر نمی توان باهزینه ای منطقی و معقول ایمنی ساختمانی را تا حد یک ساختمان نو بالابرد، دلیلی ندارد که آن را به حال خود رها کنیم. بلکه عقل سلیم و منطق مهندسی حکم می کنند که با تساهل و تسامح واختیار کردن میزان دخالت در وضع ساختمان متناسب با امکانات، هرمیزان ایمنی را که دستیابی به آن درچارچوب منطق وامکانات میسر است، تامین کنیم.

اهمیت این راه حل موقعی بیشتر شد که از سوئی، برمبنای شناخت بیشتر از پدیدة زلزله، آئین نامه های روز آمد تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله، محدودیتهائی بیشتر برای طراحی ساختمانها در نظر گرفتند و از سوئی دیگر، توقع جوامع انسانی برای تامین ایمنی، با سرعت رو به افزایش نهاد و « بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود» در دستور روز قرار گرفت. زیرا مسئله از دو حال خارج نبود، یا ساختمانها براساس آئین نامه ای معتبر برای زلزله طراحی نشده بودند یا  براساس آئین نامه های پیشین طراحی شده بودند که نیروها و محدودیتهائی کمتر نسبت به آئین نامه های جدیداعمال می کردند ولذا در هر دو حال، ایمنی ساختمانها در برابر نیروهای زلزله مورد تردیدبود و می بایست  مورد واکاوی قرار می گرفت و بطور بدیهی، با توجه به حجم زیاد ساختمانها و محدودیت امکانات، تامین ایمنی همه ساختمانهای موجود در حد ساختمانهای نو میسر نبود و چاره ای جز این نبود که به تامین ایمنی نسبی در حد مقدورات اکتفا شود. وقتی که به این ترتیب بهسازی با تساهل و تسامح برای تامین ایمنی محدود ضرورت یافت، برای احتراز از اعمال سلیقه های متفاوت و ضابطه مند کردن امر بهسازی با پذیرش ایمنی نسبی، فکر تدوین ضوابطی برای بهسازی ساختمانهای موجود، در مجامع مهندسی پدید آمد. کار تدوین این ضوابط با تعریف «سطوح عملکرد ساختمان» شامل «سطوح عملکرد سازه ای» و «سطوح عملکرد غیرسازه ای » از یک سو و تعریف سطوح مخاطرات زلزله تهدید کنندة ساختمانها از سوئی دیگر، آغاز شد و بتدریج به تدوین « ضوابط بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود» انجامید. به این ترتیب، با تجدید نظر در فلسفه بهسازی، بهسازی از قید آئین نامه های طراحی و ساخت ساختمانهای نو رها گردید.

براساس این ضوابط، «بهسازی لرزه ای» را می توان نوعی « بهینه سازی » در « بهسازی» دانست که شاخصه اصلی آن تامین ایمنی بطور نسبی، متناسب با مقدورات  وامکانات، برای تمام اجزا و عناصر ساختمان،  اعم از سازه ای و غیر سازه ای است و این را می توان «جوهر اصلی بهسازی لرزه ای» دانست . در کشور ما نیز، تقریبا" همزمان با اکثر کشورهای زلزله خیز جهان، این ضوابط توسط «سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور» تدوین و تحت عنوان «دستورالعمل بهسازی ساختمانهای موجود» منتشر گردید و در اختیار دست اندرکاران قرارگرفت . براساس این دستوالعمل، وقتی صحبت از بهسازی لرزه ای ساختمانی به میان می آید، مفهومش این است که ساختمان مزبور، کم یا بیش، عملکرد لازم را در برابر زلزله ندارد. عملکرد ساختمان، همانطور که دیدیم، مشتمل بردو مولفه است، عملکرد سازه ای و عملکرد غیرسازه ای . عملکرد سازه ای بطور بدیهی به سازه ساختمان مربوط می شود و عملکرد غیرسازه ای،اقلام معماری و تاسیساتی را شامل می گردد. وقتی می گوئیم سازه یک ساختمان عملکرد لازم ندارد، محتمل است که یکی یا تعدادی از نارسائیهای مشروحه زیررا داشته باشد:

- برخی از اجزای سازه یا کل آن، « مقاومت»کافی دربرابر نیروهای ناشی اززلزله را نداشته باشند و تلاشها و تنشها در مقاطع مختلف سازه از حد قابل پذیرش فراترروند.

- برخی از اجزای سازه یا کل آن، فاقد «سختی» مناسب در برابر اثر نیروهای ناشی از زلزله باشند و تغییر مکانهای جانبی سازه از حد قابل پذیرش تجاوز نمایند.

-  برخی از اجزای سازه یا کل آن از «شکل پذیری» کافی برخوردار نباشند و نتوانند انرژی منتقله از زلزله به ساختمان را گرفته، از طریق احراز تغییر شکلهای فرا ارتجاعی در مقاطع واجزای از پیش تعیین شده، بدون درهم شکستن و فروریختن ساختمان، تلف نمایند.

وقتی عملکرد غیر سازه ای ساختمانی در برابر زلزله نارسائی داشته باشد، ممکن است در موقع زلزله کاستیهای زیر درآن پدید آیند: 

- شبکه برق ساختمان آسیب ببیند و زندگی درداخل ساختمان مختل شود (مثلا" آسانسورها متوقف شوند) یا در اثر اتصالی مدارها و جرقه زدن آنها سبب ایجاد حریق گردد.

- چراغها جداشده، فروافتاده و گردشکار در داخل ساختمان و راههای خروج اضطراری به دلیل از بین رفتن سیستم تامین روشنائی، مختل شود.

- در ساختمانهای خاص نظیر بیمارستانها، سیستم تامین و توزیع برق اضطراری آسیب دیده و قادربه انجام وظیفه نباشد.

- شبکه تلفن، سیستم ارتباطی ومخابراتی، تجهیزات پیام رسانی، تجهیزات شبکه کامپیوتر، تجهیزات اعلام حریق و پیشگیری از آن آسیب دیده و کارشان دچار اختلال شود.

- شبکه لوله کشی آب آسیب دیده و آب به داخل فضاها نشت نماید یا حتی  لوله ها شکسته و جریان آب قطع گردد.

- لوله کشی فاضلاب آسیب دیده و نشت فاضلاب، بهداشت فضاها را مختل کرده و سلامتی بهره برداران از ساختمان را به مخاطره اندازد.

- لوله کشی گاز آسیب دیده، گاز به بیرون نشت نماید وخطر انفجار و آتش سوزی درساختمان پدید آید.

- سیستمهای گرمایش،سرمایش،تهویه و تعویض هوا و موتورخانه ها آسیب دیده و شرایط نامناسب رفاهی برای زندگی پدید آورند و سبب پخش شدن موادی نظیر آمونیاک و گازهای هالوژنه شده و بهداشت ساکنان را به مخاطره اندازند.

- تیغه ها و دیوارهای جداگر فروریخته، باعث لطمات جانی ومالی شده و گردشکارفضاها را برهم زنند.

- سقفهای کاذب فروریخته یا دراثر ضربه زدن به دیوارها و جداگرها وحتی به اجزای سازه ای، باعث تشدید خرابیهای ناشی اززلزله و افزایش لطمات و تلفات گردند.

- شیشه های درها و پنجره ها شکسته و فضاها غیرقابل استفاده گردند.

- درها و پنجره ها در نتیجه تغییر شکلهای ماندگار ناشی از حرکات زلزله، بازوبسته نشوند.

- .........................

     از این موارد باز هم می توان یافت، به عبارت دیگر موارد کاستیهای ناشی از نقص عملکرد سازه ای، بویژه نقص عملکرد غیرسازه ای به موارد فوق محدود نمی شوند و طبعا" در « بهسازی لرزه ای» بایدبه همه این کاستیها اندیشید و آنها را رفع کرد و توجه داشت که نه با تامین عملکرد سازه ای ساختمان به تنهائی و نه تنها با تامین عملکرد غیره سازه ای ساختمان، عملکرد مورد انتظار ساختمان تامین نمی شود. به عنوان مثال ساختمان بیمارستانی را درنظر بگیرید که سازه آن همه جانبه بهسازی شده بطوریکه در مقابل زلزله خدشه ای به عملکرد آن وارد نیامده است ولی تمام شبکه های آن شامل شبکه آب، فاضلاب، برق، گاز آسیب دیده، شیشه های درها و پنجره ها شکسته اند. آیا چنین بیمارستانی می تواند عملکرد مورد انتظار را در موقع زلزله و پس از زلزله داشته باشد؟

      با توجه به آنچه گذشت می توان نتیجه گرفت که « مقاوم سازی» جزئی از یک کل به نام  « بهسازی لرزه ای» است واطلاق نام جزءبه کل و کاربرد واژه « مقاوم سازی » به جای « بهسازی لرزه ای» گمراه کننده است و این شبهه را ایجاد می کند که همانند یک قرن پیش، هنوز تنها به مقاومت می اندیشیم و  می خواهیم سازه و اجزای سازه ای ساختمان موجودی را چنان تقویت کنیم که دربرابر زلزله مقاومت نمایند. این کاراگر غیرممکن نباشد، بسیار مشکل، پرهزینه و زمان براست، در حالیکه « بهسازی لرزه ای » جامع نگر و فراگیر است و همه اجزا و عناصر ساختمان، اعم از سازه ای و غیر سازه ای را شامل می شود و می تواند به درجات مختلف صورت گیرد و با رعایت موازین بهسازی لرزه ای،  متناسب با امکانات می توان ایمنی راکم یا زیاداختیار نمود و زمان و هزینه لازم برای بهسازی را کاهش یا افزایش داد. به عبارت دیگر، فرق  « مقاوم سازی» با « بهسازی لرزه ای»، فرق موجود بین یک « جزء» محدود و غیر قابل انعطاف با یک  «کل» فراگیر و انعطاف پذیر است.
با توجه به تعددساختمانهای موجود در سطح کشور و اینکه بطور طبیعی آئین نامههای جدید طراحی ساختمانها در برابر زلزله، که ملحوظ داشتن نیروهای بیشتری رادرطراحی ساختمانها طلب می کنند، نمی توانسته اند درطرح واجرای آنها رعایت شوند، حجم عملیات لازم برای «مقاوم سازی » ساختمانهای مزبور زیادو هزینه های مربوطه بقدری گزاف خواهند بودکه عملا" قابل تامین نیستند و صحبت از «مقاوم سازی » آنها، تعلیق کار به محال است .      ولی می توان براحتی از ایمن سازی فنی وبهسازی لرزه ای صحبت کردزیرا « ایمنی » مقوله ای نسبی است و می توان حتی بدون هزینه یا با هزینه ای ناچیز، از بخشی از لطمات و خسارات جانی و مالی ناشی از زلزله جلوگیری کرد. به عنوان مثال می توان با انتقال بارهای سنگین (مثل بایگانی و آرشیو) از طبقات بالای ساختمان یک اداره به طبقات پائین یا به زیرزمین، میزان ایمنی دربرابرزلزله را افزود. یا با بستن قفسه ها، یخچال و غیره به دیوار، آسیب پذیری آنها را کاهش داد. بدیهی است که هرچه امکانات بیشتر باشند، میزان ایمنی را بیشتر می توان افزود و میزان ایمنی را متناسب با عملکرد مورد انتظار از ساختمان، زیاد یا کم اختیار کرد.

برای حسن ختام یادآوری می شود که وقتی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور (که رئیس جمهور محبوب!!!!!!!!!!!! احمدی نژاد آن را منهل کرد)، با بررسی جوانب امر، نام جامع و مانع « بهسازی لرزه ای »  را برای تامین ایمنی ساختمانهای موجود در برابر زلزله اختیار کرده است، اصلح آن است که این نام را بپذیریم و با کاربرد واژه های نارسا، ایجاد اغتشاش فکری نکنیم.

زلزله های صد سال اخیر در ایران و جهان

طی 100 سال اخیر، زلزله‌ در مناطق مختلف جهان، جان صدها هزار نفر را گرفته و پیشرفت‌هایى که بشر در زمینه زلزله شناسى کسب کرده، به میزان ناچیزى از شمار قربانیان این فاجعه طبیعى کاسته است پایگاه اینترنتى بخش فارسى بی.بی.سى تاریخچه‌اى از زلزله‌هاى یکصد سال اخیر جهان ارائه کرده که با استناد به گزارش این پایگاه، روزشمارى از آن را مى‌آوریم.

زلزله در ایران
بزرگترین زمین‌لرزه یک‌صد سال اخیر ایران، زلزله استان گیلان بوده که 21 ژوئن 1991 برابر با 31 خرداد 1369 روى داد و در اثر آن حدود 40 هزار نفر کشته شدند.
در زلزله بم نیز که 26 دسامبر 2003 برابر 5 دى 1382 روى داد نزدیک به 30 هزار نفر کشته شدند. در این زمین لرزه همچنین تقریبا تمام ارگ تاریخى بم ویران شد.
در زمین‌لرزه 22 فوریه 2005 برابر با 3 اسفند 1383 نیز که به بزرگى 4/6 درجه به مقیاس ریشتر در منطقه‌اى دور افتاده در نزدیکى شهر زرند در استان کرمان روى داد، صدها نفر کشته‌شدند.
در ماه مى 1997 نیز بیش از هزار و 600 نفر در بیرجند در شرق ایران در اثر وقوع زلزله اى به بزرگى 1/7 درجه در مقیاس ریشتر، کشته شدند.
زمین لرزه طبس نیز که ماه سپامبر 1978 برابر با شهریور 1356 در شمال شرق ایران روى داد، هزاران کشته بر جاى گذاشت.
زلزله سپتامبر 1962 در منطقه بوئین زهرا در نزدیکى قزوین در ایران بیش از 20 هزار کشته داشت.

زلزله در جهان:
بزرگترین زمین‌لرزه در جهان، زلزله‌اى بود که در آبهاى اقیانوس هند روى داد و سونامى یا تسونامى نام گرفت. در اثر این زمین‌لرزه که 26 دسامبر 2004 برابر با 5 دى 1383، به بزرگى 9 درجه در مقیاس ریشتر روى داد، امواجى عظیم سواحل بسیارى از کشورهاى آسیایى مجاور اقیانوس هند را درنوردید و به کشته شدن صدها هزار نفر و ناپدید شدن افراد بسیارى انجامید.

زمین‌لرزه 28 مارس 2005 که به بزرگى 7/8 درجه در مقیاس ریشتر سواحل جزیره نیاس در اندونزى واقع در غرب سوماترا را لرزاند، حدود 1300 نفر کشته شدند.

24 فوریه 2004: در اثر وقوع زمین لرزه در شهرهاى مدیترانه‌اى کشور مراکش، دست کم 500 نفر کشته شدند. الجزایر شاهد شدیدترین زلزله در بیش از دو دهه تاریخ خود بود. وقوع زلزله در 21 مه 2003 در این کشور 2000 کشته و بیش از 8000 مجروح بر جاى گذاشت. 1

مه 2003: در اثر زمین لرزه در منطقه جنوب شرق ترکیه، بیش از 160 نفر از جمله 83 کودک در یک خوابگاه کشته شدند.

24 فوریه 2003: زمین لرزه در منطقه شین جیانگ در غرب چین به کشته شدن بیش از 260 نفر و تخریب حدود 10 هزار خانه منجر شد.

31 اکتبر 2002: زلزله، تمامى شاگردان یک کلاس درس را در دهکده اى در جنوب ایتالیا به کام مرگ فرستاد. در این زمین‌لرزه ساختمان مدرسه در اثر زلزله بر سر کودکان فرو ریخت.

بزرگترین زمین‌لرزه هند نیز در 26 ژانویه 2001 روى داد. این زمین‌لرزه‌ که به بزرگى 9/7 درجه در مقیاس ریشتر بود، بخش اعظم ایالت گوجرات در شمال غرب هند را نابود کرد و 20 هزار کشته برجاى گذاشت. در اثر این زلزله، بیش از یک میلیون نفر بى خانمان شدند. شهرهاى بوج و احمدآباد متحمل سنگین ترین خسارات ناشى از این زلزله شدند. 12

نوامبر 1999: در اثر وقوع زلزله اى به قدرت 2/7 در مقیاس ریشتر در شهر "دوچه" در شمال غربترکیه، حدود 400 نفر جان باختند.

21 سپتامبر 1999: زلزله اى به بزرگى 6/7 درجه در مقیاس ریشتر در تایوان رخ داد و حدود دوهزار و 500 نفر را به کام مرگ فرستاد. تمامى شهرهاى این جزیره در اثر زلزله خسارت دیدند.

17 اوت 1999: زلزله اى به بزرگى 4/7 درجه در مقیاس ریشتر شهرهاى "ازمیت" و "استانبول" ترکیه را به لرزه درآورد و بیش از 17 هزار کشته بر جاى گذاشت. 30

مه 1998: وقوع زمین شدید در شمال افغانستان به کشته شدن بیش از چهار هزار نفر منجر شد.

27 مه 1995: جزیره دورافتاده ساخالین در روسیه صحنه وقوع یک زلزله شدید به بزرگى 5/7 درجه در مقیاس ریشتر بود که یک هزار و 989 روس در اثر آن کشته شدند.

17 ژانویه 1995: زلزله در شهر کوبه ژاپن که کشورى زلزله‌خیز است و این امر در آنجا امرى عادىمحسوب مى‌شود به کشته شدن 6 هزار و 430 نفر منجر شد.

30 سپتامبر سال 1993 : در اثر وقوع زلزله در غرب و جنوب هند، حدود 10 هزار نفر کشته شدند.

7 دسامبر 1988: زلزله اى به بزرگى 9/6 درجه در مقیاس ریشتر مناطق شمال غرب جمهورى ارمنستان را به لزره درآورد و 25 هزار کشته بر جاى گذاشت.

سپتامبر 1985: مکزیکوسیتى ، پایتخت مکزیک، شاهد زلزله اى شدیدى بود که ساختمان ها را با خاک یکسان کرد و بیش از 10 هزار کشته بر جاى گذاشت.

28 ژوئیه 1976: در شهر تانگشان چین زلزله اى رخ داد که شهر را به ویرانه اى تبدیل کرد و جان دست کم 250 هزار نفر را گرفت.

23 دسامبر 1972: در شهر "ماناگوآ"، پایتخت نیکاراگوئه زلزله اى به بزرگى 5/6 درجه در مقیاس ریشتر رخ داد و تا 10 هزار نفر را به کام مرگ فرستاد. ساختمان هاى بلندى که بدون رعایت اصول ایمنى ساخته شده و به راحتى فروریختند، عامل فاجعه اى خوانده شد که آغازگر آن زلزله بود.

31 مه 1970: زمین‌لرزه رشته‌کوه‌هاى "آند" در کشور پرو، باعث رانش زمین شد، شهر یونگى را مدفون کرد و 66 هزار را به کام مرگ فرستاد.

26 ژوئیه 1963: زلزله اى به بزرگى 9/6 درجه در مقیاس ریشتر شهر "اسکوپیه"، مرکز مقدونیه را به لرزه درآورد و یک هزار نفر را کشت.

22 مه 1960: شدیدترین زلزله اى که تاکنون در جهان ثبت شده به بزرگى 5/9 درجه در مقیاس ریشتر کشور شیلى را ویران کرد.

بزرگترین زمین‌لرزه یکصد سال اخیر ژاپن نیز اول سپتامبر 1923 در توکیو روى داد و به کشته شدن 142 هزار و 800 نفر منجر شد.

18 آوریل 1906: در سانفرانسیسکو، یک رشته زمین‌لرزه‌هاى شدید به وقوع پیوست که تا یک دقیقه ادامه یافت. در پى وقوع این زمین لرزه، بین 700 تا 3000 نفر یا در اثر فرو ریختن ساختمان ها و یا بروز حریق کشته شدند. 

علل آسیب پذیری خانه های روستایی

روستاهای‌ کشورمان‌ به‌ عنوان‌ مراکز تولید فرآورده‌های‌ متنوع‌ زراعی‌ و محصولات‌ باغی‌ در سالیان‌ اخیر مورد توجه‌ خاص‌ قرار گرفته‌ است. در این‌ میان‌ ایجاد فرصت‌های‌ تولید تجاری‌ اقلام‌ کشاورزی‌ سبب‌ شده‌ است‌ که‌ روستاییان‌ با تولیدات‌ مرغوب‌ فرآورده‌های‌ باغی‌ و زراعی‌ قادر باشند، جهشی‌ قابل‌ توجه‌ در میزان‌ درآمدهای‌ سالانه‌ خود به‌ وجود آورند. 
اما مشاهده‌ می‌شود که‌ اکثر روستاییان‌ هنوز نتوانسته‌اند از فرصت‌ تولید تجاری‌ اقلام‌ کشاورزی‌ به‌ نحو احسن‌ استفاده‌ کنند و همچنان‌ در شرایط‌ خط‌ فقر و آسیب‌پذیری‌ مالی‌ گذران‌ روزمره‌ زندگی‌ قرار دارند.
با آن‌ که‌ کشاورزی‌ فعالیتی‌ غالب‌ در روستاها به‌ شمار می‌آید، ولی‌ تنگناهای‌ ظرفیت‌ محدود برای‌ گسترش‌ کشاورزی، تعداد بالای‌ افراد خانوار و فقر و تنگدستی‌ ریشه‌دار موجب‌ شده‌ است‌ که‌ درآمد سالانه‌ ناشی‌ از فعالیت‌های‌ کشاورزی‌ با میزان‌ مخارج‌ تطابق‌ نداشته‌ باشد و در نتیجه‌ اکثر خانوارهای‌ روستایی‌ در چنبرهِ‌ معضلات‌ گوناگون‌ روزگار، فقر همراه‌ با تلاش‌ را طی‌ کنند.

 چنین‌ شرایطی‌ سبب‌ شده‌ است‌ که‌ روستائیان‌ چنان‌ که‌ لازم‌ است‌ توجهی‌ به‌ ساختمان‌های‌ محل‌ زندگی‌ خود نداشته‌ باشند و مسکن‌ روستایی‌ به‌ علت‌ قدمت، ضعف‌ ساخت‌ و ساز، نبود دانش‌ فنی‌ کافی‌ و اجرایی‌ و بهره‌گیری‌ از مصالح‌ در دسترس، کم‌ دوام‌ و نامرغوب، از وضعیت‌ نامطلوب‌ برخوردار باشد. خانه‌های‌ خشتی‌ و سنگی‌ روستایی‌ فاقد پی‌ و دارای‌ ابعاد نامناسب‌ با اندک‌ تکانی‌ فرو می‌ریزد و از دیدگاه‌ آماری‌ بیشترین‌ علت‌ مرگ‌ و میر در زلزله‌های‌ بم، رودبار و منجیل، گلباف‌ کرمان‌ و بالاخره‌ طبس‌ مقاوم‌ نبودن‌ واحدهای‌ مسکونی‌ روستایی‌ بوده‌ است.

این‌ واقعیت‌ را همواره‌ باید درنظر گرفت‌ که‌ کشور ما یکی‌ از زلزله‌خیزترین‌ کشورهای‌ دنیاست‌ و همواره‌ با خطر زمین‌ لرزه‌های‌ شدید که‌ از مهمترین‌ سوانح‌ طبیعی‌ در ایران‌ محسوب‌ می‌شود روبه‌روست.

یک‌ کارشناس‌ مرکز تحقیقات‌ ساختمان‌ و مسکن‌ در مورد چگونگی‌ آسیب‌پذیری‌ واحدهای‌ مسکونی‌ روستایی‌ در برابر زمین‌لرزه‌ می‌گوید: وقوع‌ زلزله‌های‌ متوالی‌ و قرار گرفتن‌ بخش‌هایی‌ از کشورمان‌ برروی‌ گسل‌های‌ خطرآفرین‌ و وحشت‌ و اضطراب‌ از پیامدهای‌ سوانح‌ طبیعی‌ سبب‌ شده‌ است‌ که‌ مردم‌ شهر و روستا درصدد مقاوم‌ سازی‌ و یا بهسازی‌ محل‌های‌ مسکونی‌ خود برآیند.

در این‌ راستا، سیاستگزاران‌ و سازمان‌های‌ کنترل‌ کننده‌ ساخت‌ و ساز اقداماتی‌ برای‌ کنترل، طراحی‌ و اجرا به‌ عمل‌ آورده‌اند که‌ با تمامی‌ گستردگی، کافی‌ نیست‌ و در نتیجه‌ ناهمگونی‌های‌مشهودی‌ در ساخت‌ و سازها به‌ چشم‌ می‌خورد. شدت‌ این‌ وضعیت‌ در جوامع‌ کوچک
‌ و روستاها بیشتر است.

امروزه‌ اغلب‌ روستاییان‌ در واحدهای‌ مسکونی‌ قدیمی‌ ساکن‌ هستند و به‌ لحاظ‌ بهره‌گیری‌ از خانه‌های‌ کهن‌ و فاقد استقامت‌ و استواری، سبک‌ ساخت‌ و ساز معماری‌ قدیمی‌ را مردود دانسته‌ و از این‌ خانه‌ها دلزده‌اند.

بیشتر روستاییان‌ براین‌ باورند که‌ استفاده‌ از مصالح‌ جدید و گاهی‌ همگونی‌ و تلفیق‌ آن‌ با مصالح‌ در دسترس‌ بومی‌ و تقلید از نقشه‌ و تیپ‌ و سبک‌ ساخت‌ و ساز شهری‌ می‌تواند در افزایش‌ پایداری‌ و عمر مفید بناهای‌ روستایی‌ موثر واقع‌ شود.

اما واقعیت‌ این‌ است‌ که‌ نبود دانش‌ فنی‌کافی‌ و کارگران‌ زبده‌ و ماهر و نهایتا غیبت‌ سازمان‌های‌ کنترل‌ کننده‌ در بخش‌های‌ دور افتاده‌ و روستاها، سبب‌ شده‌ است‌ که‌ بیشتر ساختمان‌های‌ جدید روستایی‌ نیز همانند ساختمان‌های‌ کهن‌ و قدیمی، بسیار آسیب‌پذیر باشند. این‌ موضوع‌ یکی‌ از مشکلات‌ اساسی‌ جوامع‌ روستایی‌ است، که‌ لازم‌ است‌ چاره‌های‌ کاربردی‌ برای‌ جلوگیری‌ از گسترش‌ این‌ شیوه‌های‌ احداثی‌ اندیشیده‌ شود، تا با اتخاذ رویه‌های‌ نوین‌ خطرات‌ و پیامدهای‌ بلایای‌ طبیعی‌ در مناطق‌ گوناگون‌ روستایی‌ کاستی‌ گیرد.

ساخت‌ و ساز متکی‌ به‌ دانش‌ فنی‌ و مهندسی‌ در روستاها، با استفاده‌ از سیستم‌های‌ نظارتی‌ و کنترلی‌ برساخت‌ و بهسازی‌ واحدهای‌ موجود مسکونی‌ و استفاده‌ درست‌ از مصالح‌ مرغوب‌ ساختمانی‌ سبب‌ می‌شود به‌ تدریج‌ خانه‌های‌ روستایی‌ استوار و مقاوم‌ پدید آیند.

ارزیابی‌ مشکلات‌ مسکن‌ روستایی‌ نشان‌ می‌دهد که‌ عوامل‌ زیر بیشترین‌ تاثیر را در آسیب‌پذیری‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ دارند:

الف: وجود مصالح‌ کم‌ دوام‌ و نامرغوب.
ب: تلفیق‌ مصالح‌ ساختمانی‌ محلی‌ و جدید به‌ صورت‌ غیراصولی.
ج: نبود دانش‌ فنی‌ کافی‌ و دید مهندسی‌ و در نتیجه‌ ضعف‌ در طراحی‌ و اجرا.

حاصل‌ عوامل‌ فوق‌ در ساخت‌ و ساز واحدهای‌ مسکونی‌ روستایی، وجود خانه‌های‌ گلی‌ و سنگی‌قدیمی‌ است‌ که‌ بسیار آسیب‌پذیر می‌باشند و نیاز به‌ بهسازی‌ و نوسازی‌ دارند. باتوجه‌ به‌ جمعیت‌ بیش‌ از چهل‌ درصدی‌ روستانشین‌ از کل‌ نفوس‌ کشور، لازم‌ است‌ معایب‌ خانه‌های‌ روستایی‌ را به‌ دقت‌ شناسایی‌ کرده‌ و با برنامه‌ریزی‌های‌ کوتاه‌ مدت‌ و بلند مدت‌ درصدد مقاوم‌سازی‌ و بهسازی‌آن‌ها برآمد.

نبود یکپارچگی‌ عناصر سازه‌ای‌

این‌ کارشناس‌ مرکز تحقیقات‌ ساختمان‌ و مسکن‌ آنگاه‌ به‌ معایب‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ و نحوه‌ اجرای‌ شیوه‌های‌ نوین‌ ساخت‌ و ساز و بهسازی‌ واحدهای‌ مسکونی‌ در بخش‌ها و مناطق‌ دور افتاده‌ کشور اشاره‌ می‌کند و در این‌ باره‌ توضیح‌ می‌دهد:

در بیشتر ساختمان‌هایی‌ که‌ طی‌ سالیان‌ اخیر در روستاها احداث‌ شده‌ است، «پی» بنا به‌ علت‌ عدم‌ رعایت‌ دانش‌ فنی‌ و مهندسی‌ دارای‌ ابعادی‌ نامتناسب‌ با دیگر اجزاء بناست؛ در نتیجه‌ انتقال‌بار سقف‌ ساختمان‌ و دیوارها به‌ زمین‌ به‌ نحو مطلوبی‌ صورت‌ نمی‌گیرد. انتخاب‌ مصالحی‌ از قبیل‌ سنگ‌ و ملات‌ گل‌ در «پی» به‌ لحاظ‌ عدم‌ رفتار یکسان‌ سازه‌ای‌ موجب‌ شکستن‌ ملات‌ و در نتیجه‌ جدا شدن‌ قطعات‌ سنگ‌ از یکدیگر و در نهایت‌ کاهش‌ سطح‌ مقطع‌ «پی» می‌شود.

به‌ طور کلی‌ ضعف‌ در «پی» ساختمان‌های‌ روستایی‌ موجب‌ عدم‌ نشست‌ یکسان‌ در ساختمان‌ و لغزش‌ بنا می‌شود. همچنین‌ فقدان‌ کلاف‌ کردن‌ «پی» در سطح‌ زمین‌ و یا اجرا شدن‌ آن‌ در روی‌ زمین‌ از جمله‌ نقاط‌ ضعف‌ در بناهای‌ روستایی‌ است، که‌ همواره‌ در زمان‌ وقوع‌ زلزله‌ موجب‌ بی‌ثباتی، لغزش‌ و جابه‌جایی‌ و در نهایت‌ تخریب‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ می‌شود.

در بیشتر بناهای‌ روستایی، ابعاد نامتناسب‌ دیوارها یکی‌ از نقاط‌ ضعف‌ در استحکام‌ ساختمان‌ بوده‌ است. ارتفاع‌ نامتناسب‌ دیوارها، طول‌ محاسبه‌ نشده‌ و مهار نشده‌ دیوارهای‌ ساختمان‌ و نسبت‌ بالای‌ ارتفاع‌ به‌ ضخامت‌ دیوار همگی‌ از مواردی‌ هستند که‌ در زمان‌ وقوع‌ زمین‌لرزه، دیوار ساختمان‌های‌ روستایی‌ را دچار ضعف‌ کرده‌ و ایجاد «مود» های‌ خمشی‌ و شکست‌ برشی‌ می‌کند. از موارد دیگری‌ که‌ در زمینه‌ ضعف‌ دیوارها می‌توان‌ به‌ آن‌ اشاره‌ کرد.

یکی‌ از دیگر معایب، وجود بازشوها با سطح‌ زیاد ونزدیک‌ بودن‌ آن‌ها به‌ یکدیگر در گوشه‌های‌ ساختمان‌ است‌ که‌ جملگی‌ موجب‌ ضعف‌ عدم‌ یکپارچگی‌ در این‌ عناصر سازه‌ای‌ می‌شوند. فقدان‌ نعل‌ درگاه‌ها، در محل‌ بازشوها نیز از جمله‌ موارد ضعف‌ در دیوارهاست، که‌ در بسیاری‌ از موارد در زمان‌ وقوع‌ زمین‌ لرزه، موجب‌ شکست‌ ناگهانی‌ در محل‌ اتصال‌ دیوارها به‌ بازشوها می‌شود.

عدم‌ اتصال‌ مهندسی‌ دیوارها در ساختمان‌های‌ روستایی‌ به‌ یکدیگر و در واقع‌ عدم‌ انتقال‌ درست‌ نیروهای‌ اعمالی‌ به‌ اجزای‌ سازه‌ای‌ موجب‌ تخریب‌ کلی‌ و یکباره‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ می‌شود.

از سوی‌ دیگر به‌ طور کلی‌ از مشکلات‌ عمده‌ موجود در سقف‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ وزن‌ زیاد، عدم‌ اتصال‌ و گیرداری‌ اعضای‌ تشکیل‌ دهنده‌ی‌ آن‌ به‌ یکدیگر و اتصالات‌ نامناسب‌ سقف‌ به‌دیوارهای‌ اطراف‌ است، که‌ در زمان‌ وقوع‌ سوانحی‌ مانند زلزله‌ به‌ دلیل‌ ضعف‌ موجود در سقف‌ها و سایر اعضای‌ سازه‌ای، مانند دیوارها، حداکثر تخریب‌ در ساختمان‌های‌ روستایی‌ رخ‌ داده‌ است.

بنابراین‌ با آگاهی‌ از نقاط‌ ضعف‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ می‌توان‌ با آموزش‌ دست‌اندرکاران‌ ساخت‌ و ساز محلی، شیوه‌های‌ مقاوم‌سازی‌ و بهسازی‌ ساختمان‌ها را در سطح‌ فرهنگ‌ عامه‌ روستاها گسترش‌ داد.

ساختن‌ بناهای‌ استوار و مستحکم‌ دولتی‌ با استفاده‌ از نیروهای‌ کاری‌ محلی‌ ونظارت‌ عالیه‌ متخصصان، شیوه‌ای‌ نوین‌ و راهی‌ اساسی‌ برای‌ ترویج‌ فرهنگ‌ درست‌ ساخت‌ و ساز در روستاهاست. همچنین‌ در کنار آموزش‌ چگونگی‌ صحیح‌ ساختن، باید شیوه‌هایی‌ برای‌ بهره‌گیری‌ اساسی‌ از مصالح‌ در دسترس‌ بومی‌ و راه‌های‌ تقویت‌ آنها نیز ارائه‌ شود.

به‌ طور کلی‌ مصالح‌ مصرفی‌ در ساخت‌ و ساز واحدهای‌ مسکونی‌ روستایی‌ را می‌توان‌ به‌ دو دسته‌ زیر تقسیم‌ کرد:

مصالح‌ بومی.
مصالح‌ ساختمانی‌ کارخانه‌ای.

مصالح‌ بومی‌ از دیرباز به‌ روش‌های‌ ساده‌ و عملی‌ و بودن‌ نیاز به‌ هیچگونه‌ تکنولوژی‌ خاص‌ و اغلب‌ با ابزارهای‌ ابتدایی‌ دستی‌ تولید می‌شوند. تجربه‌ نشان‌ داده‌ است‌ که‌ این‌ مصالح‌ اغلب‌ دارای‌ خواص‌ مناسب‌ ساختمانی‌ نیستند، اما می‌توان‌ با شیوه‌های‌ ساده‌ای، خواص‌ آنها را بهبود بخشید و یا با انجام‌ تمهیدات‌ خاص‌ در اجرا، از تاثیر کیفیت‌ نامطلوب‌ آنها کاست.

همچنین‌ از طرفی‌ با رشد فرهنگ‌ روستایی‌ وجود ارتباطات‌ بیشتر شهر و روستا، به‌ منظور بهسازی‌ خانه‌ های‌ روستایی‌ که‌ براثر سوانح‌ طبیعی‌ مانند زمین‌ لرزه، رانش‌ زمین‌ و سیل‌ و سیلاب‌ آسیب‌ دیده‌اند، به‌ کارگیری‌ مصالح‌ جدید کارخانه‌ای‌ مانند سیمان، فولاد، میله‌گرد و آجر گسترش‌ یافته‌ است. استفاده‌ از مصالح‌ تازه‌ ساختمانی‌ در روستاها، سبک‌ و شیوه‌ ساخت‌ و ساز روستایی‌ را متحول‌ ساخته‌ است.

گفتنی‌ است‌ اغلب‌ روستاییان‌ به‌ خصوص‌ درمناطق‌ دور افتاده، بنا به‌ وجود پاره‌ای‌ مسایل‌ اقلیمی، اقتصادی‌ و اجتماعی‌ ناگزیرند برای‌ احداث‌ سرپناه‌های‌ روستایی‌ از همان‌ مصالحی‌ که‌ در محل‌ زندگی‌ آنان‌ عرضه‌ می‌شود، استفاده‌ کنند، مگر در موارد استثنایی‌ که‌ برخی‌ از مصالح‌ ساختمانی‌ مانند چوب ‌ برای‌ ساخت‌ در و پنجره‌ و کمدها، آهک‌ برای‌ ساخت‌ شفته‌ و ملات، وسنگ‌ برای‌ پی‌کنی‌ و کرسی‌چینی‌ اولیه‌ ساختمان‌ مورد استفاده‌ قرار می‌گیرد. براین‌ اساس‌ می‌توان‌ مصالح‌ عمده‌ مصرفی‌ در ساخت‌ و ساز روستایی‌ را به‌ این‌ شرح‌ برشمرد:

چوب‌ موجود از مناطق‌ کوهستانی‌ و یا نقاطی‌ که‌ درخت‌ فراوان‌ در دسترس‌ است.
خشت‌ مناطق‌ در دور دست‌ کویری‌ که‌ خاک‌ رس‌ فراوان‌ در دسترس‌ است.

سنگ‌ موجود در مناطق‌ کوهستانی، که‌ معمولاً برای‌ ساخت‌وساز واحدهای‌ مسکونی‌ از دیرباز مورد استفاده‌ قرار می‌گیرد.

این‌ نکته‌ را نیز باید یادآور شد که‌ در روستاهای‌ کشورمان، اغلب‌ از ملات، گل، کاهگل، ماسه، آهک‌ و گچ‌ و خاک‌ در ساختمان‌سازی‌ استفاده‌ می‌شود و بهره‌گیری‌ از ملات‌های‌ سیمانی‌ به‌ علت‌ گران‌ بودن‌ قیمت‌ سیمان‌ و گاه‌ مشکل‌ بودن‌ تهیه‌ آن‌ به‌ خصوص‌ در مناطق‌ دوردست‌ و یا صعب‌العبور کوهستانی‌ چندان‌ رایج‌ و متداول‌ نیست. ولی‌ از چوب‌ در روستاها به‌ فراوانی‌ در ساخت‌ و ساز استفاده‌ می‌شود.

روستاییان‌ اغلب‌ چوب‌های‌ فراهم‌ آمده‌ از مناطق‌ جنگلی‌ و یا حاشیه‌ اراضی‌ کشاورزی‌ را بدون‌ توجه‌ به‌ اصول‌ چوب‌ خشککنی‌ در فضای‌ آزاد قرار می‌دهند، تا از میزان‌ رطوبت‌ آنها کاسته‌ شود. اما چوب‌های‌ درختی‌ در مقابل‌ قارچ، باکتری‌ و به‌ خصوص‌ حشرات‌ موذی‌ چوب‌خوار بسیار آسیب‌پذیرند و اغلب‌ در هنگام‌ ساخت‌ و ساز بخشی‌ از چوب‌ها که‌ صدمه‌ دیده‌ و یا تخریب‌ شده‌ است، مورد بهره‌برداری‌ قرار می‌گیرد.
‌

چنین‌ شیوه‌هایی‌ ناپسند و غیرمعمول‌ در ساخت‌ و ساز روستایی‌ موجب‌ کاهش‌ عمر مفید ساختمان‌ می‌شود. از سوی‌ دیگر باید گفت‌ که‌ چوب‌ دارای‌ دو عیب‌ عمده‌ زیر است‌ که‌ کمتر مورد توجه‌ روستاییان‌ قرار می‌گیرد:

چوب‌ درختی، یکی‌ از مصالح‌ ساختمانی‌ ناهمگون‌ بوده‌ و ویژگی‌های‌ فیزیکی‌ و مکانیکی‌ آن‌ در جهات‌ مختلف‌ از نظر طولی‌ و شعاعی‌ با یکدیگر تفاوت‌ دارند.

انقباض‌ ناشی‌ از خشک‌ شدن‌ چوب‌ بسیار زیاد است‌ و به‌ خصوص‌ خشک‌ شدن‌ تدریجی‌ چوب‌های‌ درختی‌ مرطوب‌ پس‌ از مصرف‌ و کارگذاری‌ در قسمت‌های‌ گوناگون‌ ساختمان‌ در سیستم‌ سازه‌ای ‌«ایجاد تنش‌ و تکان» می‌کند.

گاهی‌ روستاییان‌ به‌ علت‌ نداشتن‌ شناخت‌ از ویژگی‌های‌ فیزیکی‌ و مکانیکی‌ چوب، از چوبهای‌ با مقاومت‌ اندک‌ به‌ خصوص‌ در قسمت‌ حساس‌ ساختمان‌ اعضای‌ «باربر» ساختمان‌ استفاده‌ می‌کنند، که‌ در نتیجه‌ استواری‌ و پایداری‌ مناسبی‌ در برابر فشار بارهای‌ ثقلی‌ و جانبی‌ ندارد. نکته‌ بسیار حایز اهمیت‌ در ساخت‌ و ساز روستایی، استفاده‌ از چوب‌ برای‌ ساختن‌ شمع‌کوب‌های‌ بنا می‌باشد که‌ در صورت‌ وجود رطوبت، به‌ تدریج‌ می‌پوسد و استواری‌ ومقاومت‌ خود را از دست‌ می‌دهد.

بنابراین‌ برای‌ استفاده‌ صحیح‌ از چوب‌ در ساخت‌ و ساز مطلوب‌ روستایی، موارد زیر توصیه‌می‌شود:

چوب‌هایی‌ که‌ در ساختمان‌سازی‌ مورد بهره‌برداری‌ قرار می‌گیرد باید سالم، بدون‌ ترک، خشک‌ و عاری‌ از صمغ‌ و شیره‌های‌ رایج‌ گیاهی‌ باشند. وجود گره‌های‌ پوسیده، ترکیدگی، قارچ‌ زدگی، تمرکز صمغ‌ برروی‌ سطح‌ نمایان‌ چوب، نشانه‌ نامرغوب‌ بودن‌ آن‌ است.

از چوب‌های‌ بامقاومت‌ بالا نظیر ممرز، انجیلی‌ و افرا برای‌ ساخت‌ اعضای‌ «باربر» ساختمان‌ استفاده‌ شود، تا مقاومت‌ و استواری‌ بنا افزایش‌ پیدا کند.

برای‌ جلوگیری‌ از پوسیدگی، قارچ‌زدگی‌ و موریانه‌ خوردگی‌ چوب‌ باید به‌ شیوه‌های‌ رایج‌ و متداول‌ از آن‌ محافظت‌ به‌ عمل‌ آید. قیراندود کردن، خیس‌ کردن‌ در روغن‌ و یا محلول‌های‌ شیمیایی‌ از روش‌های‌ مطلوب‌ و عملی‌ هستند که‌ به‌ راحتی‌ می‌توان‌ در روستاها آنها را به‌ کار گرفت.

یکی‌ از مصالح‌ ساختمانی‌ رایج‌ دیگر برای‌ ساخت‌ و ساز روستایی‌ خشت‌ است. خشت، یکی‌ از مصالح‌ سنتی‌ ساختمانی‌ است‌ که‌ در بیشتر نواحی‌ کشورمان، اعم‌ از شمال، روستاهای‌ مناطق‌ کویری‌ و کوهستانی‌ به‌ صورت‌ فراگیر مورد بهره‌برداری‌ قرار می‌گیرد.

در روستاهای‌ دورافتاده، خشت‌ ساختمانی‌ را به‌ روش‌ دستی‌ و در قالب‌هایی‌ با ابعاد مورد نظر و با فشار دست‌ تهیه‌ می‌کنند، به‌ طورکلی‌ خشت‌ دارای‌ دو عیب‌ عمده‌ آب‌ شستگی، وارفتن‌ در آب‌ و ترک‌ خوردن‌ بعد از خشک‌ شدن‌ است. معمولاً مقاومت‌ چندان‌ زیاد و به‌ سان‌ آجر فشاری‌ نیست.

برای‌ تولید خشت‌ با کیفیت‌ بهتر، موارد زیر به‌ دست‌اندرکاران‌ ساخت‌ و ساز روستایی‌ توصیه‌می‌شود:

استفاده‌ از مقدار بهینه‌ آب‌ در ساخت‌ خشت.

تثبیت‌ خاک‌ مصرفی‌ در ساخت‌ خشت‌ با استفاده‌ از تثبیت‌ کننده‌هایی‌ مانند آهک، سیمان، کاه،قیر، ماسه‌ و رس. به‌ طور کلی‌ برای‌ جلوگیری‌ از ایجاد ترک‌ در خشت‌ باید سعی‌ شود که‌ رطوبت‌ خشتها پس‌ از خشک‌ شدن‌ درحد مناسب‌ و بین‌ دو تا چهار درصد باشد.

همچنین‌ ابعاد قالب‌ خشت‌ باید به‌ نحوی‌ انتخاب‌ شود که‌ خشت‌های‌ به‌ دست‌ آمده‌ از آن‌ دارای‌ تراکم‌ کافی‌ بوده‌ و حداقل‌ خلل‌ و فرج‌ داشته‌ باشند. خشتهای‌ تولید شده‌ باید ابعاد متناسب‌ و مشابه‌ داشته‌ باشند تا یک‌ کارگر به‌ راحتی‌ بتواند آنها را حمل‌ کند. با این‌ که‌ هیچ‌ محدودیتی‌ از لحاظ‌ اندازه‌ خشت‌ها وجود ندارد، ولی‌ بهتر است‌ که‌ نسبت‌ ابعاد آن‌ یکسان‌ انتخاب‌ شود.

‌به‌ کار بردن‌ مصالح‌ ساختمانی‌ کم‌ دوام‌

و نامرغوب‌ در روستاها، تلفیق‌ مصالح‌ محلی‌ و جدید به‌ صورت‌ غیراصولی، نبود دانش‌ فنی‌ کافی‌ و دید مهندسی، ضعف‌ در طراحی‌ و اجرا از عوامل‌ مهم‌ آسیب‌پذیری‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ به‌ شمار می‌آیند .

بررسی زلزله مکزیکوسیتی در 1985

زلزله 1985 مکزیکوسیتی یکی از بزرگترین و زیانبارترین زلزله های تاریخ جهان است. شهر مکزیکوسیتی در سه شنبه 19 سپتامبر 1985 در ساعت 7:19 صبح به وقت محلی توسط زلزله ای به بزرگی 8.1 مقیاس ریشتر به لرزه درآمد. کانون زلزله در ساحل اقیانوس آرام واقع در یکی از ایالات مکزیک به نام Michoac و در فاصله 350 کیلومتری مکزیکوسیتی قرار داشت. این زلزله بر روی منطقه لغزشی صفحه cocos قرار داشت. این زمین لرزه در لس آنجلس و کالیفرنیا نیز به خوبی احساس شد. اگر چه کانون زلزله در بیش از 300 کیلومتری مکزیکوسیتی قرار داشت ، با این وجود این شهر متحمل خسارات زیادی شد. این زلزله طی 3 تا 4 دقیقه به وقوع پیوست و تا مساحت 825،000 کیلومتر مربع به خوبی قابل احساس بود.

بیشترین منطقه آسیب دیده در شهر ، مربوط به قسمتهای دریاچه Texcoco بود ، درست جایی که لای و رس آتشفشانی موجود باعث تقویت ارتعاشات گردید. خسارات ساختمانی به علت پدیده روانگرایی خاک که موجب از بین رفتن تکیه گاه های فونداسیون و نشست های خیلی زیاد ساختمانهای بزرگ شده بود ، افزایش پیدا کرد. ساختمانهایی دارای 6 تا 15 طبقه شامل بیشترین خسارات بودند. علت خسارات زیاد وارده به ساختمانهای مکزیکوسیتی را می توان سهل انگاری و ضعف در اجرای آیین نامه های ساختمانی و عدم وجود عمق کافی در پی های ساختمانها دانست.بعد از وقوع زمین لرزه اصلی ، پس لرزه ای نیز به بزرگی 7.5 ریشتر ، 36 ساعت بعد ، در عصر جمعه 20 سپتامبر شهر را به لرزه درآورد. این پس لرزه قدرت تخریب ساختمانها را تا شعاع 150 کیلومتر را دارا بود. بیشتر ساختمانهایی که بر اساس آیین نامه های مقاومت لرزه ای ساخته شده بودند ، تقریباً اصلا تخریب نشدند. این زلزله باعث شد تا دولت مکزیک اقدام به نصب سیستم اعلام خطر گردد تا پیامهای اخطار سریع را به طور الکترونیکی از سنسورهای نصب شده در امتدا ساحلی منطقه لغزشی در Guerrero را به مکزیکوسیتی ارسال نماید.

نتایج به دست آمده از زلزله 1985 مکزیک :
1- در این زمین لرزه به خوبی عواقب عدم استفاده از دیوار برشی مشهود بود. چرا که 280 ساختمان چند طبقه با سیستم قاب خمشی تنها ، به طور کامل تخریب شدند لذا با توجه به آمار و مکانیسم خرابی ها در این زلزله و چندین زلزله دیگر بزرگ دنیا تاکید بر استفاده از سیستم دیوار برشی در مناطق زلزله خیز امری معقول به نظر می رسد.
2- پتانسیل تشدید جنبش زمین به واسطه اثرات ساختگاه یکی از مسایلی است که می تواند منجر به افزایش صدمات و تلفات ناشی از زلزله شود.به خوبی روشن است که وضعیت زمین شناختی ساختگاه و لایه های سطحی زمین روی حرکت لرزه ای تاثیر داشته و می تواند نقش تعیین کننده ای در حرکت قوی در سطح زمین ایفا کند. در زلزله های بزرگ همچون مکزیک ، تقویت آشکار دامنه ارتعاشات زلزله کاملا مشهود بود. برای برآورد شدت ارتعاش زلزله و اثرات ساختگاه ، معمولا از مطالعات ریزپهنه بندی ژئوتکنیک لرزه ای استفاده می شود که بر اساس آن مناطق مشابه از نقطه نظر پاسخ لرزه ای سطح زمین ، شناسایی و طبقه بندی می شوند. در واقع نتیجه مطالعات ژئوتکنیک لرزه‌ای معمولا در قالب نقشه‌های ریزپهنه‌بندی ارائه می‌شود. نقشه‌های ریزپهنه‌بندی ژئوتکنیک لرزه‌ای نشان می‌دهد وضعیت توزیع بیشینه شتاب جنبش شدید زمین در نقاط مختلف چگونه است. به عبارت دیگر این نقشه‌ها نشان می‌دهد در صورت وقوع یک زمین‌لرزه قوی، کدام نقاط به واسطه اثرات ساختگاه ، ارتعاش شدیدتری را نسبت به نقاط دیگر تجربه خواهد کرد. این مساله در تقسیم‌بندی کاربری زمین نقش مهمی دارد و باید کاربری‌های مختلف را برحسب نقشه‌های ریز پهنه‌بندی در مناطق دارای شدت متفاوت جنبش زمین و شرایط ساختگاهی تعیین کرد.

مقاوم سازی شهر تهران

بررسی های تاریخی نشان می دهد که تهران و اطراف آن (شهرری) از هزاره اول هجری تا کنون هشت بار با زمین لرزه ریشتری با خاک یکسان شده و دوباره بازسازی گردید. این زمین لرزه ها در سال های ۱۲۵-۲۴۱-۲۴۹-۳۴۶ و ۵۷۲-۷۸۴-۱۲۴۵ هجری شمسی اتفاق افتاده است.
کشور ایران بر روی کمربند زمین لرزه آلپ _ هیمالیا قرار گرفته و تقریباً تمام مناطق ایران با درجات مختلف از نظر شدت لرزه خیز محسوب می شود. این کمربند از جزیره فرمز و جنوب آسیای شرقی،اندونزی و برمه می گذرد. کمربند مذکور در ابتدا از کوه های هیمالیا و شمال هندوستان ادامه داشته و کشورهای پاکستان ،افغانستان،ایران،ترکیه و دریای مدیترانه ،یونان، ایتالیا ،اسپانیا، پرتغال و کشورهای شمال آفریقا(کشورهای جنوب مدیترانه) و قسمتی از چین و تبت و بخش های جنوبی کشورهای ترکمنستان و ازبکستان روی این کمربند قرار می گیرند.

چین خوردگی آلپ _ هیمالیا از نظر موقعیت مکانی در کره زمین بین دو فلات قاره ای اورآسیا _ عربستان و آفریقا قرار داشته و هنوز از نظر زمین شناسی و چین خوردگی به دلیل جوان بودن به حالت تعادل در کره زمین نرسیده و حرکاتی دارد، به همین سبب سرزمین ایران پهنه زمین لرزه های ویرانگر می باشد که هر چند یکبار اتفاق می افتد.
زمین لرزه حاصل عملکرد نیروهای فعال اعماق زمین است که پیوسته در صخره ها و سنگ ها و به طور کلی در آبرفت های طبقات زمین ذخیره می شود. وقتی این انرژی در پوسته زمین رها می شود زمین لرزه رخ می دهد که در ناحیه شکستگی های زمین و گسل ها اثر آن بیشتر است _ به شکستگی های پوسته جامد زمین که جابجایی نسبی طبقات زمین در امتداد آنها رو می دهد گسل می گویند- این حرکات برشی طبقات زمین از روی زمین با ژرفای زیاد (از ۱ تا ۷۰ کیلومتر) ادامه می یابد. این حرکات بیشتر ناشی از حرکات قاره هاست که به آن زمین ساخت می گویند. مثلاً فلات قاره ای اورآسیا _ عربستان که تقریباً جوان هستند (چون نسبت به سایر قاره ها دیرتر از آب خارج شده اند) و چین خورده اند به سرزمین ایران مرکزی فشار وارد می آورد و در نتیجه از دریای سرخ و آفریقا دور می شود. و با این عمل دریای سرخ که حد فاصله آسیا و آفریقاست عریض تر می شود و به طور کلی قاره آفریقا از قاره آسیا دورتر می شود. البته این رویداد و نظایر آنها هزاران سال طول می کشد که برای آدم ها با عمر فعلی قابل محاسبه و لمس نیست. این امر حاکی از آن است که بین چین خوردگی های زمین و سازگاری زمین لرزه وابستگی برقرار است.
کشور ما به سبب قرار گرفتن در روی کمربند زمین لرزه دنیا تهدید مستمری نسبت به تأسیسات و ابنیه خود احساس می کند، مخصوصاً تأسیساتی که جنبه عمومی و اجتماعی، بیمارستان ها ،مدارس و پل ها دارد، البته می توان خطرات ناشی از زمین لرزه را با مقاوم سازی تقلیل داد.
لزوم افزایش استحکام ابنیه بطور کلی به عنوان یک اقدام فنی در ارتقای کیفی موجود ساختمان ها و ایجاد سطحی از مقاومت و دوام در دوره ای قابل انتظار بر حسب نوع مصالح و روش ساخت برای پاسخگویی به نیازهای متنوع جامعه برای مدت معینی قابل تأمین و دسترسی باشد. تدوین مقررات ساختمانی نیز با این هدف صورت می پذیرد. آئین نامه ۲۸۰۰ نامی آشنا در عرصه صنعت ساختمان است که سالهاست تدوین شده که اگر در شهرهای کشور که اکثریت آنها تازه تأسیس و یا تازه توسعه یافته هستند رعایت می شد ترس زیادی برای ایمنی از خطرات زمین لرزه وجود نداشت و تا حدودی از ترس تکان زمین لرزه کاسته می شد. شهرداری های کشور و همچنین شهرداری های مناطق تهران نقش مؤثری در رعایت و اجرای مفاد آئین نامه شماره ۲۸۰۰ مخصوصاً به هنگام بررسی و صدور پروانه های ساختمانی و رعایت آن دارند. نقش شهرداری ها پررنگ تر از سایر دستگاه ها در این زمینه است، زیرا مردم عادی از جزئیات فنی ساختمان آگاهی لازم را ندارند و اغلب خریداران که حدود ۹۰ درصد آنها مردم عادی هستند بیشتر به ظاهر ساختمان توجه دارند و به مشخصات فنی ساختمان توجه نمی کنند.
بررسی های تاریخی نشان می دهد که تهران و اطراف آن (شهرری) از هزاره اول هجری تا کنون هشت بار با زمین لرزه های ۷ریشتری با خاک یکسان شده و دوباره بازسازی گردید. این زمین لرزه ها در سال های ۱۲۵-۲۴۱-۲۴۹-۳۴۶و ۵۷۲-۷۸۴-۱۲۴۵ هجری شمسی اتفاق افتاده و وقوع آخرین زمین لرزه تهران با دوران سلطنت فتحعلیشاه قاجار همزمان بوده و بیش از ۵۰ هزار نفر (با توجه به شهر تازه تأسیس تهران و کمبود جمعیت آن موقع شهر) تلفات داشته است. داده های موجود تاریخی و آرامش نسبی فعلی از نظر زمین لرزه از اواخر قرن ۱۹ میلادی در پهنه تهران، از بالا بودن احتمال بروز زمین لرزه بزرگی در آینده حکایت دارد. در تهران پس از زمین لرزه سال ۸۳۰میلادی تا کنون زمین لرزه بزرگی حادث نشده که خود زنگ خطری برای احتمال حادث شدن آن است. گفته شده مقدار انرژی آزاد شده بر اثر زمین لرزه بالای ۷ریشتر معادل حدود ۷۸برابر انرژی ناشی از بمب اتمی هیروشیمای ژاپن است که در جنگ دوم جهانی آمریکا بر روی این شهر پرتاب کرد.
تهران با ابنیه ضعیف و چند میلیونی و تجهیزات بسیار مانندگاز،آب ،برق،مخابرات و پالایشگاه در لبه خطر قرار دارد، مخصوصاً لوله کشی گاز در سطح و عمق حدود یک متری زمین ، تهران را در معرض خطر بروز آتش سوزی و انفجار ناشی از زلزله قرار می دهد.
در زمین لرزه هایی که طی سال های اخیر در دنیا اتفاق افتاده بیشتر خسارات و تلفات در اثر انفجار و آتش سوزی های وحشتناک ناشی از انفجار گاز بوده است.
البته تا کنون امکان پیش بینی عملی دقیق برای تعیین تاریخ وقوع زمین لرزه وجود نداشته و هر گونه شایعاتی در این زمینه پایه علمی دقیق و کاربردی ندارد و فقط از راه مقاوم سازی ساختمان ها می توان خطر آن را کم کرد، زیرا زمین لرزه یک واقعه طبیعی است و امکان کم کردن و حذف شدت وقوع آن در دنیا وجود ندارد. آنچه از گفتار کارشناسان فن برمی آید، پرداخت هزینه های ایمن سازی ساختمان یک ضرورت اجتناب ناپذیر مخصوصاً در ایران می باشد. مقاوم سازی دو مرحله دارد:مقاوم سازی در موقع ساختن بنا با هزینه کمتر و مقاوم سازی بعد از احداث ساختمان که هزینه نسبتاً بیشتری مصرف می کند؛زیرا بنایی که مقاوم نیست بالاترین ریسک سرمایه گذاری را خواهد داشت که لازم است بودجه های بخش دولتی و خصوصی بیشتر سوی مقاوم سازی بناها تغییر جهت دهد. باید هزینه بکنیم تا منازل ایمن داشته باشیم، موقعی که محاسبات ایمنی را در ساختن بنا رعایت نکنیم بنایی ناقص ساخته ایم. اغلب نقاط ایران زلزله خیز است و فعلاً چاره کار مقاوم سازی بناهاست. همانطور که کشورهای زلزله خیزی مانند ژاپن تجربه کرده اند. با اینکه احساس زمین لرزه را اکثر نسل های کشور درک و احساس کرده اند ولی زلزله هشتم خرداد ماه تهران هشداری بود برای مردم بر واقعیت حادث شدن زلزله در پایتخت و نقاط مختلف کشور و جدی گرفتن احتمال وقوع آن.
شهر تهران فقط یک شهر بزرگ و پرجمعیت نیست. بلکه پایتخت کشور و مرکز اداری، اقتصادی و نظامی و آموزشی کشور است و اگر خدای ناکرده در یکی از نقاط کشور زلزله حادث شود معمولاً از تهران کمک و پشتیبانی می شود، ولی اگر در تهران زمین لرزه حادث شود
منظور از صحنه مورد نظر بطور مثال تعداد ابنیه عمومی و اجتماعی مانند مدارس، بیمارستان ها، و پل هایی که فرو می ریزند چه تعداد است و تعداد کشته شدگان و مجروحان احتمالی چقدر خواهد بود. مطالعات اولیه زلزله پهنه تهران بزرگ از اوایل سال ۱۳۷۰ آغاز شد. تهران توسط گسل های بزرگ و کوچک احاطه شده است. تهران روی آبرفت های دوران چهارم زمین شناسی یا کواتریز (روی مخروط افکنه واقع شده) که در دو طرف آن حوزه های آبریز رودخانه جاجرود (در شرق تهران) و حوزه آبریز رودخانه کرج( در غرب تهران) قرار گرفته که از نظر زمین شناسی آبرفت های جوان به حساب می آید و به دوران چهارم زمین شناسی متعلق هستند و بالقوه لرزه زا می باشند و گسل هایی که در پهنه تهران بزرگ وجود دارند عبارتند از: گسل بزرگ مشا- فشم که از روستای مشا در شهرستان دماوند بطرف شرق امتداد می یابد و از ارتفاعات بالای رودهن و بومهن می گذرد و با حرکت به سوی فشم تا آبیک قزوین در غرب و شاهرود در شرق امتداد می یابد. گر چه این گسل بزرگ است ولی به دلیل فاصله تقریبی حدود ۲۰ کیلومتر از تهران گسل بسیار خطرناکی برای تهران محسوب نمی شود. چون هر چه از گسل فاصله بگیریم از تکان های زلزله کاسته می شود.
گسل بزرگ شمال تهران با امتداد شرقی و غربی به درازای حدود ۷۵ کیلومتر از لشکرک تا حدود کرج در غرب تهران کشیده شده و از سعادت آباد تهران می گذرد که نزدیکترین گسل بزرگ لرزه زا در تهران است و می تواند برای تهران بسیار خطرساز باشد، این گسل در جنوب پادگان لشکرک در روی زمین ظاهر می شود و گسل های محمودیه و نیاوران در نزدیکی این گسل قرار دارند. به گسل هایی که حدود ۲ تا ۱۰ کیلومتر طول دارند گسل های متوسط می گویند که به خودی خود لرزه زا نیستند ولی ممکن است به سبب زمین لرزه های بزرگ که در فاصله ای از آنها حادث می شود دستخوش لرزش و جابجایی شوند. گسل های متوسط تهران عبارتند از گسل های شاه آباد، نارمک، داوودیه، عباس آباد، ایوبی، باغ فیض، قصر فیروزه و در شرق تهران، گسل های شیان کوثر، پارچین، پیشوا و گرمسار. گسل های فرعی کوتاه تر از ۲ کیلومتر به خودی خود لرزه زا نیستند ولی به سبب آزاد شدن انرژی الاستیکی در راستای گسل مجاور خود می تواند دستخوش لغزش شوند و سازه های بالا و نزدیک خود را تهدید به خطر نمایند. تعداد گسل های کوچک تهران حدود ۵۰ گسل می باشد. گسل های شمال و جنوب شهر ری با اینکه حدود ۲۵ کیلومتر امتداد شرقی _ غربی دارند ولی برای شهر تهران مخصوصاً ابنیه جنوب شهر بسیار خطرساز هستند. گسل های اصلی و لرزه زا در تهران بطور کلی گسل های میان دشت و کوه و کوهپایه ای و گسل های تشکیل دهنده پستی و بلندی های تپه های تهران اند. خطر عمده در تهران از ناحیه حرکت مجدد این گسل ها می باشد که بیشتر از نوع گسل های فشاری بود، لذا پرانرژی هستند و ممکن است به زمین لرزه ای ویرانگر بینجامند چرا که ساختی فعال و لرزه خیز دارند.
به هر شکل زمین لرزه یک بلای طبیعی است و باید با آرامش و شهامت پذیرای آن شد. بلایی است که هر چند یکبار در یکی از نقاط کشور اتفاق می افتد.از دور شدن از این بلاگریزی نیست، مگر خداوند کمک نماید و با مقاوم سازی ابنیه مانند کشور ژاپن از خطر آن کاست. از کجا می شود به تهران کمک کرد. گریز مردم از تهران هم کار ساده ای نیست، اگر راه های خروجی تهران آسیب نبیند و راه های فعلی برقرار باشد ساعت ها طول می کشد که جمعیت تهران تخلیه شود. قبلاً در مورد زلزله احتمالی تهران غیر از مطالعات سازمان زمین شناسی کشور منبع دیگری وجود نداشت و اغلب مشاوران به آن استناد می کردند تا اینکه در سال های اخیر طبق اعلام رسانه های گروهی مطالعات پهنه بندی زمین لرزه تهران بزرگ با همکاری آژانس همکاری های بین المللی کشور ژاپن انجام گرفت، هدف از این مطالعات آن بود که به دو سئوال اساسی در این زمینه پاسخ داده شود:اول اینکه زلزله ای که در تهران حادث می شود کدام زلزله است، دوم اینکه اگر زلزله ای اتفاق افتاد چند دقیقه بعد با چه صحنه ای روبرو خواهیم شد.

کوتاه درباره طرح شناسایی زیر سطحی گسلهای تهران

تهران بزرگ، پایتخت ایران و یکی از شهرهای زلزله خیز کشور محسوب می شود. قرار گرفتن این شهر بر روی گسلهای بزرگی همچون گسل شمال تهران ، ری، کهریزک، داوودیه و دیگر گسلهای پراکنده باعث گردیده تا با حساسیت بیشتری مسئله لرزه خیزی این شهربزرگ دنبال گردد. همچنین، با توجه به جمعیت زیاد این کلانشهر، در صورت احتمال وقوع زلزله خسارات زیاد و غیر قابل جبران بر جا خواهد گذاشت و ریسک سرمایه انسانی و مالی زیادی را در بر خواهد داشت. لذا مطالعات زمین شناسی و ژئوفیزیکی الزامی خواهد بود؛ چرا که با انجام این مطالعات می توان گسلها، به خصوصا گسلهای پنهان در زیر آبرفت را شناسایی نمود. همچنین، با اطلاعات بدست آمده ازاین مطالعات ضخامت آبرفت ، توالی لایه ها، عمق سنگ کف، زونهای گسسته و شیب و امتداد گسل و پارامترهای دینامیکی مورد نیاز سازه مانند سرعت امواج لرزه ای، مدول یانگ، مدول برشی و نسبت پواسون تعیین می شود.

 هدف از انجام این پروژه، بررسی نوار 8 تا 10 کیلومتری مجاور به جبهه کوهستان در بخش شمالی شهر تهران می‌باشد که تمام شواهد فعالیتهای نوزمین ساختی را نشان می دهد. از این رو یافتن ارتباط ساختاری این نوار و دلیل فرازگیری نسبی آن می تواند کمک بزرگی در برآورد خطر زمین لرزه برای شهر تهران باشد. انتظار می رود گسلی ناشناخته در انتهای جنوبی نوار یاد شده در زیر مخروط افکنه های جوان پنهان مانده باشد. همچنین، احتمال می رود گسلهای متعدد ناشناخته ای در زیرآبرفتها درحد فاصل گسلهای کهریزک و شمال تهران وجود داشته باشد. در صورت وجود گسلهای پنهان با توجه به ضخامت زیاد آبرفت، خطرات تقویت امواج لرزه ای وجود دارد. از این رو تنها راه ممکن برای روشن کردن وضعیت این گونه ساختارها و ارتباط آنها با ساختارهای اصلی موجود یا پنهان، برداشت هندسه ژرفی این پهنه های گسلی با کمک روشهای ژئوفیزیکی است. این قبیل مطالعات در شهرهای بزرگ دنیا که خطرات لرزه ای کمتر از تهران داشته اند مانند لندن و پاریس انجام شده است.

زلزله مصنوعی

هدفهای یک برداشت ژیوفیزیکی عبارتند از تعیین محل ساختارها یا اجسام زمین شناختی زیر زمین و در صورت امکان اندازه گیری ابعاد و ویژگیهای فیزیکی مربوط به آنها.  یک برداشت ژیوفیزیکی شامل مجموعه اندازه گیریها‌ست که معمولاً با طرحی نظم‌دار بر روی سطح زمین، دریا یا هوا، یا بطور قائم در داخل چاه آزمایشی انجام می‌شود.  یکی از روشهای اندازه گیریهای ژیوفیزیکی روش لرزه نگاری است.  دو تکنیک لرزه‌ای مجزا وجود دارد، یکی از بازتاب و دیگری از شکست امواج کشسان در سنگها استفاده می‌کند.

در روش لرزه نگاری یا از امواج لرزه‌ای طبیعی تولید شده استفاده می‌شود و یا امواج لرزه‌ای بطور مصنوعی ایجاد می‌شود که در این صورت به آن زلزله مصنوعی می‌گوییم.  در روش لرزه‌ای یک پالس کشسان یا به عبارت بهتر یک ارتعاش کشسان را در عمق کم، ایجاد و حرکت حاصله را در نقاط نزدیک بر روی سطح زمین با یک لرزه نگار کوچک یا «ژیوفون» آشکارسازی می‌نمایند.  

انواع چشمه‌های لرزه‌ای : یک چشمه ایده‌آل باید پالسی تولید کند که فاصله زمانی آن از چند میلی‌ثانیه بیشتر نباشد.  دامنه آن بزرگ باشد، و در عین حال بی‌خطر، ارزان و قابل تکرار باشد.  همه این ملزومات در شارژ کوچکی از مواد منفجره که در چاله‌هایی تا عمق چند ده متری منفجر می‌شود جمع است.  در اوایل دوران کاوشهای لرزه‌ای تقریبا تنها وسیله منحصر به فرد به شمار می‌آمد.  امروزه گستردگی چشمه‌های غیرانفجاری به «شوت‌های» متعارف اضافه شده است.  این چشمه‌ها را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: آنهایی که در خشکی و آنهایی که در مناطق پوشیده از آب بکار گرفته می‌شوند.  

چشمه‌های لرزه‌ای در خشکی  : در خشکی شارژهای انفجار هنوز هم در برداشتهای بازتابی و در کارهای شکست مرزی که برد سطحی آنها بیش از 50 تا 100 متر است، مطابق با عمق بررسی بیش از 10 متر است، معمولاً بکار می‌رود.  اینها منبع پالس خوبی با فرکانس و دامنه بالا ارایه می‌دهند، ولی اگر تولید داده‌های پیوسته در برداشتهای بازتابی مورد نظر باشد، در هر دورهنگاشت برداری چند حفاری سبک مورد نیاز است.  امکان دارد حفر چاله‌های انفجار در محلهای دور دست غیرعملی باشد یا لایه‌های سطحی در حفاری مسایلی بوجود آورند که در این موارد ممکن است یکی از انواع چشمه‌های سطحی به جای مواد منفجره انتخاب شود.  

چشمه‌های سطحی : این چشمه‌‌ها همگی امواج لرزه‌ای با دامنه کوچک تولید می‌کنند (که در مناطق پرجمعیت مزیتی به شمار می‌‌آید. ) و لذا ابتدا کاربرد گسترده‌ای نداشتند، تا اینکهنگاشت برداری مغناطیسی پدید آمد و این امکان را بوجود آورد که شماری از لرزه‌ نگاشتهای حاصل از تکرار چشمه در یک نقطه باهم جمع یا برانبارش شوند و اثر بزرگتری که قابل مقایسه با اثر انفجار یک ماده منفجره باشد، تولید گردد.  

چشمه های سقوط وزنه  : چشم‌‌های سقوط وزنه اغلب در اندازه‌گیریهای بررسی اولیهساختگاههای تا عمقهای حدود 10 متر بکار می‌رود که در آنها وزنه‌ای در حدود 10 کیلوگرم با افتادن از ارتفاع 4 - 3 متری با صفحه‌ای که بر روی زمین قرار داده می‌شود، برخورد می‌کند.  یک تپک در دست مردی قوی می‌تواند همین اندازه انرژی لرزه‌ای تولید کند.  در کاوش بازتابی عمیق، وزنه‌هایی چند صد ابر بزرگتر از ارتفاعی در همان حدود انداخته می‌شود و سقوط‌هایی چند در یک نقطه یا در نقطه‌هایی نزدیک به هم برای برانبارش در نگاشت برداری انجام می‌گیرد.  

چشمه‌های شلیک‌گر گاز یا دانیوسایز  : در اینج ضربه‌ای که به صفحه‌ای بر روی زمین وارد می‌شود از انفجار مخلوطی از پروپان - اکسیژن در اطاقک سنگینی بوجود می‌آید که به صفحه متصل است.  سیم منفجر شونده که درست در زیر سطح زمین قرار می‌گیرد در جاهایی که انفجارهای متعارف دشوار است کاربرد مؤثری دارد و مزیتهایی از نظر ایمنی و استعمال دارا می‌باشد.  

چشمه‌های لرزه‌ای دریایی  : چشمه‌های لرزه‌ای دریایی تنوع بیشتری دارند که معروفترین آنهاشلیک‌گر هوا (air-gun) می‌باشد.  ابن شلیک‌گرها حبابی از هوای فشرده را توسط پیستونی که با فرمان الکتریکی حرکت می‌کند رها می‌سازند و به صورت آرایه‌ای در پشت سر کشتی نگاشت‌بردار کشیده می‌شوند.  کل انرژی رها شده توسط این آرایه شبیه انرژی حاصل از یک انفجار است.  حبابی که بدین ترتیب توسط شلیک‌گر هوا یا چشمه‌های انفجاری تولید می‌شود، در حین بالا آمدن تا سطح آب، با فرکانسی که به انرژی و عمق چشمه ارتباط دارد، نوسان می‌کند.  لذا موج لرزه‌ای تولید شده شامل پاس چشم اولیه و قطاری از «پاسهای حباب» است که لرزه نگاشت را آشفته می‌

کلیات مربوط به زلزله

-  هدف
هدف استاندارد 2800 تعیین حداقل ضوابط و مقررات برای طرح و اجرای ساختمان در برابر اثرهای زلزله است بطوریکه با رعایت آن انتظار می رود.
الف: با حفظ ایستایی ساختمان در زلزله های شدید، تلفات جانی به حداقل برسد و نیز ساختمان در برابر زلزله های خفیف و متوسط بدون وارد شدن آسیب عمدۀ سازه ای قادر به مقاومت باشد.

ب: ساختمان های با اهمیت «زیاد»، در زمان وقوع زلزله های خفیف و متوسط قابلیت بهره برداری خود را حفظ کنند و در ساختمان های با اهمیت متوسط، خسارات سازه ای و غیر سازه ای به حداقل برسد.

ج: ساختمان های با «اهمیت خیلی زیاد»، در زمان وقوع زلزله های شدید  بدون آسیب عمده سازه ای قابلیت بهره برداری بدون وقفه خود را حفظ کنند.

زلزله شدید که «زلزله» طرح نامیده می شود، زلزله ای است که احتمال وقوع آن و یا زلزله های بزرگتر از آن در 50 سال عمر مفید ساختمان ده درصد باشد.

زلزله متوسط یا «زلزله سطح بهره برداری»، زلزله ای است که احتمال وقوع آن و یا زلزله های بزرگتر از آن در 50 سال عمر مفید ساختمان 5/99 در صد است.

2-         حدود کاربر

2-1- این آیین نامه برای طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه، فولادی، چوبی و ساختمان های با مصالح بنایی بکار می رود.

2-2- ساختمان های زیر مشمول این آیین نامه نیستند:

الف: ساختمان های خاص مانند سدها، پل ها، اسکله ها و سازه های دریایی و نیروگاههای هسته ای.

در طرح ساختمان های خاص باید ضوابط ویژه ای که آیین نامه های مربوط به هر یک از آنها برای مقابله با اثرهای زلزله تعیین می شود رعایت گردد.  در هر حال شتاب مبنای طرح نباید کمتر از مقدار مندرج در این آیین نامه در نظر گرفته شود.  در مواردیکه مطالعات خاص لرزه خیزی ساختگاه برای اینگونه ساختمانها انجام شود، نتیجه آنها می تواند ملاک عمل قرار گیرد، مشروط بر آنکه مقادیر طیف طرح ویژه ساختگاه از دو سوم مقادیر طیف طرح استاندارد2800، با توجه به ضرایب اهمیتI و رفتارR، کمتر نباشد.

ب: بناهای سنتی که با گل و یا خشت ساخته می شوند.

این نوع بناها به علت ضعف مصالح مقاومت چندانی در برابر زلزله ندارند و حتی تأمین ایمنی آنها در برابر زلزله مستلزم تمهیداتی ویژه است.  با توجه به اینکه در مناطق کویری و دوردست، فراهم آوردن مصالح مقاوم بسادگی میسر نیست، باید ضوابط و دستورالعمل های فنی ویژه برای تأمین ایمنی نسبی آنها با بکارگیری عناصر مقاوم چوبی، فلزی، بتنی، پلیمری و یا ترکیبی از آنها یا هرگونه مصالح دیگر تدوین و ترویج و بکار بسته شود.

2-3- ساختمان های آجری مسلح و ساختمان های بلوک سیمانی مسلح که در آنها از مصالح بنایی برای تحمل فشار و ازمیلگردهای فولادی برای تحمل کشش استفاده می شود مشمول ضوابط و مقررات فصل دوم استاندارد2800 می باشند.  طراحی اینگونه ساختمان ها تا زمانی که آیین نامه ویژه ای در مورد آنها تدوین نگردیده است، باید براساس آیین نامه معتبر یکی از کشورهای دیگر باشد، در غیر اینصورت ضوابط کلی و مقررات مربوط به ساختمان های با مصالح بنایی غیر مسلح، مندرج در فصل سوم استاندارد280 باید در مورد این ساختمان ها رعایت گردد.

3-         ملاحظات ژئوتکنیکی

بطور کلی باید از احداث ساختمان بر روی گسل های فعالی که احتمال به وجود آمدن شکستگی در سطح زمین هنگام زلزله وجود دارد، اجتناب شود.  در مواردی که در محدودۀ گسل احداث ساختمان مورد نظر باشد، باید علاوه بر رعایت ضوابط این آیین نامه، تمهیدات فنی ویژه منظور شود.

4-         ملاحظات معماری

   4-1- پلان ساختمان باید تا حد امکان به شکل ساده و متقارن در دو امتداد عمود بر هم و بدون پیشامدگی و پس رفتگی زیاد باشد و از ایجاد تغییرات نامتقارن پلان در ارتفاع ساختمان نیز حتی المقدور احتراز شود.

4-2- از احداث طره های بزرگتر از 5/1 متر حتی المقدور احتراز شود.

4-3- از ایجاد بازشوهای بزرگ و مجاور یکدیگر در دیافراگم های کف ها خودداری شود.

4-4- از قرار دادن اجزای ساختمانی، تأسیسات و یا کالاهای سنگین بر روی طره ها و عناصر لاغر و دهانه های بزرگ پرهیز گردد.

4-5- با بکارگیری مصالح سازه ای با مقاومت زیاد و شکل پذیری مناسب و مصالح غیر سازه ای سبک، وزن ساختمان به حداقل رسانده شود.

4-6- از ایجاد اختلاف سطح در کف ها تا حد امکان خودداری شود.

4-7- از کاهش و افزایش مساحت زیربنای طبقات در ارتفاع، بطوریکه تغییرات قابل ملاحظه ای در جرم طبقات ایجاد شود، پرهیز گردد.

5-         ملاحظات پیکربندی سازه ای

5-1 عناصری که بارهای قائم را تحمل می نمایند در طبقات مختلف تا حد امکان بر روی هم قرار داده شوند تا انتقال بار این عناصر به یکدیگر با واسطه عناصر افقی صورت نگیرد.

5-2- عناصری که نیرو های افقی ناشی از زلزله را تحمل می کنند به صورتی در نظر گرفته شوند که انتقال نیروها به سمت شالوده بطور مستقیم انجام شود و عناصری که با هم کار می کنند در یک صفحه قائم قرار داشته باشند.

5-3- عناصر مقاوم در برابر نیروهای افقی ناشی از زلزله به صورتی در نظر گرفته شوند که پیچش ناشی از این نیروها در طبقات به حداقل برسد.  برای این منظور مناسب است فاصله مرکز جرم و مرکز سختی در طبقات در هر امتداد، کمتر از 5 درصد بعد ساختمان در امتداد باشد.

5-4-ساختمان و اجزای آن به نحوی طراحی گردند که شکل پذیری مناسب در آنها تأمین شده باشد.

5-5- در ساختمان هاییکه در آنها از سیستم قاب خمشی برای بار جانبی استفاده می شود، طراحی به نحوی صورت گیرد که تا حد امکان ستونها دیرتر از تیرها دچار خرابی شوند(ستون قوی-تیر ضعیف)

5-6- اعضای غیر سازه ای مانند دیوارهای داخلی و نماها طوری اجرا شوند که تا حد امکان مزاحمتی برای حرکت اعضای سازه ای در زمان زلزله ایجاد نکنند.  در غیر اینصورت اثر اندر کنش این اعضا با سیستم سازه باید در تحلیل سازه در نظر گرفته شود.

5-7- از ایجاد ستون های کوتاه، حتی الامکان خودداری شود.

6-      ضوابط کلی

 6-1 کلیه عناصر باربر ساختمان باید به نحو مناسبی به هم پیوسته باشند تادر زمان زلزله عناصر مختلف از یکدیگر جدانشده و ساختمان بطور یکپارچه عمل کند.  در این مورد کف ها باید به عناصر قائم باربر، قاب ها و یا دیوارها، به نحو مناسبی متصل باشند، بطوریکه بتوانند بصورت یک دیافراگم نیروهای ناشی از زلزله را به عناصر باربر جانبی منتقل کنند.

6-2- ساختمان باید در هر دو امتداد افقی عمود بر هم قادر به تحمل نیروهای افقی ناشی از زلزله باشد و در هر یک از این امتدادها نیز باید انتقال نیروهای افقی به شالوده بطوری مناسب صورت گیرد.

6-3- حداقل عرض درز انقطاع، در هر طبقه برابر یک صدم ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه می باشد.  برای تأمین این منظور فاصله هر طبقه ساختمان از مرز زمین مجاور (در صورتیکه مالکیت آن فرق داشته باشد) حداقل باید برابر پنج هزارم ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه باشد.  فاصله درز انقطاع را می توان با مصالح کم مقاومت که در هنگام زلزله در اثر برخورد دو ساختمان به آسانی خرد شود، به نحو مناسبی برنمود بطوریکه پس از زلزله به سادگی قابل جایگزین کردن و بهسازی باشد.

7-         گروه بندی ساختمانها بر حسب اهمیت

ساختمانها از نظر اهمیت به چهار گروه تقسیم می شوند:

گروه 1-الف- ساختمانهای «با اهمیت زیاد ضروری»

در این گروه ساختمانهایی قرار دارند که قابل استفاده بودن آنها پس از وقوع زلزله اهمیت خاص دارد و وقفه در بهره برداری از آنها بطور غیر مستقیم موجب افزایش تلفات و خسارات می شود مانند بیمارستانها و درمانگاهها، مراکز آتش نشانی، مراکز و تأسیسات آبرسانی، نیروگاهها و تأسیسات برق رسانی، برجهای مراقبت فرودگاهها، مراکز مخابرات، رادیو و تلوزیون، تأسیسات نظامی و انتظامی، دادگستری و زندان، مراکز کمک رسانی و بطور کلی تمام ساختمانهایی که استفاده از آنها در امداد و نجات مؤثر می باشد.  ساختمانها و تأسیساتی که خرابی آنها موجب انتشار گسترده مواد سمی و مضر در دراز مدت برای محیط زیست می شوند جزو این گروه ساختمانها منظور می گردند.

گروه 1- سایر ساختمانهای «با اهمیت زیاد»

سایر ساختمانهای گروه یک «بااهمیت زیاد» شامل سه دسته زیر است:

ب: ساختمانهایی که خرابی آنها موجب تلفات زیاد می شود مانند مدارس، مساجد، استادیومها، سالن های سینما و تأتر، سالنهای اجتماعات، فروشگاههای بزرگ، ترمینالهای مسافربری یا هر فضای سر پوشیده که محل تجمع بیش از 300 نفر در زیر یک سقف باشد.

ج: ساختمانهایی که خرابی آنها سبب از دست رفتن ثروت ملی می گردد مانند موزه ها، کتابخانه ها و بطور کلی مراکزی که در آنها اسناد ملی و یا آثار پر ارزش نگهداری می شود.  

د: ساختمانها و تأسیسات صنعتی که خرابی آنها موجب آلودگی محیط زیست و یا آتش سوزی وسیع می شود مانند پالایشگاهها، انبارهای سوخت و مراکز گازرسانی.

گروه 2- ساختمانهای «با اهمیت متوسط»

این گروه شامل کلیه ساختمانهای مشمول این آیین نامه، بجز ساختمانهای عنوان شده در گروههای دیگر می باشد، مانند ساختمانهای مسکونی، اداری و تجاری، هتلها و پارکینگهای چند طبقه، انبارهای کارگاهها، ساختمانهای صنعتی و غیره.

گروه 3- ساختمانهای «با اهمیت کم»

این گروه شامل دو دسته زیر می باشد:

الف- ساختمانهایی که خسارت نسبتاً کمی از خرابی آنها حادث می شود و احتمال بروز تلفات در آنها بسیار اندک است، مانند انبارهای کشاورزی و سالنهای مرغداری.

ب- ساختمانهای موقت که مدت بهره برداری از آنها کمتر از 2 سال است.

8-گروه بندی ساختمانها بر حسب شکل

ساختمانها بر حسب شکل به دو گروه منظم و نامنظم بشرح زیر تقسیم می شوند:

8-1-ساختمانهای منظم

ساختمانهای منظم به گروهی ازساختمانها اطلاق می شود که دارای کلیه ویژگی های زیر باشند:

8-1-1- منظم بودن در پلان

الف- پلان ساختمان دارای شکل متقارن و یا تقریباً متقارن نسبت به محورهای اصلی ساختمان، که معمولاً عناصر مقاوم در برابر زلزله در امتداد آنها قرار دارند، باشد.  همچنین در صورت وجود فرورفتگی یا پیشامدگی در پلان، اندازه آن درهر امتداد از 25 درصد بعد خارجی ساختمان در آن امتداد تجاوز ننماید.

ب- در هر طبقه فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی در هر یک از دو امتداد متعامد ساختمان از 20 درصد بعد ساختمان در آن امتداد بیشتر نباشد.

ج- تغییرات ناگهانی در سختی دیافراگم هر طبقه نسبت به طبقات مجاور از 50 درصد بیشتر نبوده و مجموع سطوح باز شو در آن از 50 درصد سطح کل دیافراگم تجاوز ننماید.

د- در مسیر انتقال نیروی جانبی به زمین انقطاعی مانند تغییر صفحه اجزای باربر جانبی در طبقات وجود نداشته است.

ه- در هر طبقه حداکثر تغییر مکان نسبی در انتهای ساختمان، با احتساب پیچش تصادفی، بیشتر از 20 درصد با متوسط تغییر مکان نسبی دو انتهای ساختمان در آن طبقه اختلاف نداشته باشد.

8-1-2- منظم بودن در ارتفاع

الف- توزیع جرم در ارتفاع ساختمان تقریباً یکنواخت باشد بطوریکه هیچ طبقه ای به استثنای بام و خرپشته بام نسبت به جرم طبقه زیر خود بیشتر از50 درصد تغییر نداشته باشد.

ب- سختی جانبی در هیچ طبقه ای کمتر از 70 درصد سختی جانبی طبقه روی خود و یا کمتر از 80 درصد متوسط سختی سه طبقه روی خود نباشد.  طبقه ای که سختی آن کمتر از محدوده عنوان شده در این بند باشد انعطاف پذیر تلقی شده و طبقه «نرم» نامیده می شود.

ج- مقاومت جانبی هیچ طبقه ای کمتر از 80 درصد مقاومت جانبی طبقه روی خود نباشد.  مقاومت هر طبقه برابر با مجموع مقاومت جانبی کلیه اجزای مقاومی است که برش طبقه را در جهت مورد نظر تحمل می نمایند.  طبقه ای که مقاومت جانبی آن کمتر از حدود عنوان شده در این بند باشد، ضعیف تلقی شده و طبقه«ضعیف» نامیده می شود.

8-2- ساختمانهای نامنظم

ساختمانهای نامنظم به ساختمانهایی اطلاق می شود که فاقد یک یا چند ویزگی ضوابط بند8-1 باشند.

 9- گروه بندی ساختمانها بر حسب سیستم سازه ای

ساختمانها برحسب سیستم سازه ای در یکی از گروه های زیر طبقه بندی می شوند:

9-1- سیستم دیوارهای باربر

نوعی سیستم سازه ای است که فاقد یک سیستم قاب ساختمانی کامل برای باربری قائم می باشد.  در این سیستم دیوارهای باربر و یا قاب های مهاربندی شده عمدتاً بارهای قائم را تحمل نموده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی نیز بوسیله همان دیوارهای باربر که بصورت دیوارهای برشی عمل می کند و یا قابهای مهاربندی شده تأمین می شود.

9-2- سیستم قاب ساختمانی ساده

نوعی سیستم سازه ای است که در آن بارهای قائم عمدتاً توسط قابهای ساختمانی کامل با اتصالات تحمل شده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی توسط دیوارهای برشی یا قابهای مهاربندی شده تأمین می شود.  سیستم قابهای با اتصالات خورجینی (یا رکابی) همراه با مهاربندی های قائم نیز از این گروهند.

9-3- سیستم قاب خمشی

نوعی سیستم سازه ای است که در آن بارهای قائم توسط قاب های ساختمانی کامل تحمل شده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی توسط قاب های خمشی تأمین می گردد.  سازه های فضایی خمشی کامل و یا سازه های با قابهای خمشی در پیرامون و یا در قسمتی از پلان، همراه با قابهای با اتصالات ساده در سایر قسمتهای پلان، از این گروهند.

در این سیستم قابهای خمشی بتنی و فولادی را می توان به صورت های معمولی، متوسط یا ویژه طراحی کرد.

9-4- سیستم دوگانه یا ترکیبی

نوعی سیستم سازه ای است که در آن:

الف- بارهای قائم عمدتاً توسط قاب های ساختمانی کامل تحمل می شوند.

ب- مقاومت در برابر بارهای جانبی توسط مجموعه ای از دیوارهای برشی یا قاب های مهار بندی شده همراه با مجموعه ای از قاب های خمشی صورت می گیرد.  سهم برش گیری هر یک از دو مجموعه با توجه به سختی جانبی و اندرکنش آن دو، در تمام طبقات، تعیین می شود.

ج- هر یک از دو مجموعه دیوارهای برشی و یا قابهای مهار بندی شده، و قاب های خمشی مستقلاً قادر به تحمل حداقل 25 درصد نیروهای جانبی وارد به ساختمان می باشند.

در ساختمان های کوتاه تر از هشت طبقه و یا با ارتفاع کمتر از 30 متر به جای توزیع بار به نسبت سختی عناصر باربر جانبی، می توان دیوار های برشی یا قابهای مهاربندی شده را برای 100 درصد بار جانبی و مجموعه قاب های خمشی را برای 30 درصد بار جانبی طراحی کرد.  بکار گیری قاب های خمشی بتنی و فولادی معمولی برای باربری جانبی در این سیستم مجاز نمی باشد و در صورت استفاده از این نوع سازه، سیستم از نوع ساده محسوب خواهد شد.

9-5- سایر سیستم های سازه ای
ویژگی های سیستم های دیگر از نظر باربری های قائم و جانبی باید بر مبنای آیین نامه ها و تحقیقات فنی و یا آزمایشهای معتبر تعیین شود.

تعریف زلزله از دیدگاه های مختلف

برای شناخت هر پدیده ای درجهان واقع لازم است ابتدا از آن تعریف مناسب و نسبتاً جامعی داشته باشیم، چرا که بدون دانستن تعریفی مناسب از آن نمی توان به کنه پدیده پی برد وآن رابه خوبی درک نمود.  مردم عامی درکلامی ساده زلزله راحرکت ناگهانی زمین ناشی ازخشم نیروهای ماوراء الطبیعه و خدایان می دانند که بر بندگان عاصی و عصیــــــانگر خود که نافرمانی خداخود را نموده و مرتکب گناهان زیادی شده اند می داننــد. 
اگر چه امروزه با گسترش دانش تجربی این تعریف در زمره اباطیل و خرافات قرارگرفته، ولی هنوز در جوامع و مردم کم دانش و جاهل مورد قبول است.  
درفرهنگ تک جلدی عمید زلزله را با فتح حروف‌ ‍‍‍‍‎‏« زَ» و « لَ » یعنی زَلزلَه برخلاف آنچه در زبان عامه مردم رایج است، آورده ومی نویسد :
« زمین لرزه، لرزش و جنبش شدید و یا خفیف قشر کره زمین که به نقصان درجه حرارت مواد مرکزی و احداث چین خوردگی و فشار یا در اثر انفجارهــای آتشفشانی به وقوع می رسد. »

در فرهنگ جغرافیا تألیف پریدخت فشارکی و همچنین در فـــــرهــــنـگ جغرافیایی تألیف مهدی مومنی تعریفی مشابه هم به گونه زیر ارائه شده است:

«جنبش یا تکان پوسته زمین که به صورت طبیعی ناشی از زیر پوسته زمین است بعضی وقتها زلزله باعث تغییراتی در سطح زمین می شود، اما اغلب زیان بوجود آمده ناشی از تکان ها فقط محسوس است و ممکن است زلزله بوسیلــــه یک انفجار آتشفشانی بوجود آید.  زلزله در حقیقت در بیشتر نواحی آتشفشانی امری عادی است و اغلب قبل ویا همزمان با انفجار اتفاق می افتد.  اصل زلزلـــه تکتونیکی است و احتمالاً وجود یک شکست لازمه آن است.  موجهای زلزلـــه دست کم در سه جهت اتفاق می افتد و در یک مسافت قابل ملاحظه از مکــــان اصلی بطور جداگانه حس می شوند.  وقتی امواج زلزله ازمکانی می گـــــــذرد زمین و ساختمانها می لرزند وبه جلووعقب می روند. بالاترین زیان ناشی از زلزله همیشه در مرکز زلزله یعنی جایی که حرکت بالاو پایین است نیست امـــــــــا در مکانــــهایی که موجهای زلزله بصورت مایل به سطح می رسد ونزدیک مرکــز زلزلــــه باشند دارای بالاترین زیان می باشند. یک زلزله شدید معمولاً بوســـیله یکسری دیــــگر ازتکانها همراه می شود. زلزله ای که که در نزدیک یا زیر دریا اتفاق مـــــی افتد سبب حرکات شدید آبها شده و بعضی وقتها امواج بــــــزرگی ازآن ناشی مـــی شود ودر مسافت زیاد این امواج ادامه پیــــدا می کنند وگاهگاهی باعث تلفات جــبران ناپذیر و مرگ و میر می شوند. طغیان نواحی ساحلی بیشتر از خود زلزلـــه بــــاعث خسارت می شوند، در نواحی آتشفشانی زلزله عملاً هر روز اتفاق می افتـــد.  به عنوان مثال در هاوایی هرساله صدها تکانهای کوچک ثبت می شوند. »

درفرهنگ گیتاشناسی تألیف عباس جعفری آمده است:
«جنبش سریع و محسوسی که در نتیجه جابجایی ویا جایگیری تخته سنگهای زیر پوسته زمین پدید می آید،در نتیجه این جنبش یــــک سری لرزش های موجی شکل پدید می آید و گاه تغییرات ارتفاعی پوسته زمین را باعث می گرددواغلب ضایعات و زیان های جانی و فراوانی ازخود برجا میگذارد. زمین لرزه بیشتر مخصوص نواحی آتشفشانی بوده وگاه باخروش وفوران کوههای آتشفشانی همراه می گرددو درحالات شدید، شکستها و بریدگیهای مهم ومشخص درروی پوسته زمین از خــودبجـــــای میگذارد. غالب زمین لرزه ها حداقل با سه نوع موج لرزاننده همراه است. در مرکز وقوع زمین لرزه سه موج مزبور بطور همزمان اثرگذارده و ساختمانها و تأسیسات واقع دراین منطقه را با نوسان های شدید به عقب و جـلو می برد و حداکثر خسارت و زیان در محلی که امواج مزبور بطور مورب به سطح زمین می رسند وارد می سازد... »

محمود صداقت درکتاب“ زمین شناسی برای جغرافیا ” تعریفی بدینگونه ارائه می دهد:
«زمین لرزه عبارت است ازحرکات و لرزش های ناگهانی و گذرا در زمین که از ناحیه محدودی منشأ می گیرد و از آنجا در تمام جهات منتشر می شوند. »

در کتاب فیزیکال جئوگرافی آمده است:
«زلزله یکسری از تکانها و لرزشهای ناگهانی که از آزاد شدن فشار در طول گسل های فعال ودر مناطق آتشفشانی فعال ناشی می شود. تکانها و لرزشهای سطح زمین که در ارتباط با حرکات پوسته زمین در زیر زمین می باشد. »

در فرهنگ آکسفورد آمده است:
«حرکات ناگهانی و شدید سطح زمین. »

از تعاریف ذکر شده در فوق و منابع دیگر می توان برداشت زیر را نمود:
«زلزله عبارت از حرکات و ارتعاشات ناگهانی سطخ زمین ناشی از شکسته شدن سنگهای پوسته زمین و رها شدن انرژی ذخیره شده در آنها است که در صورت شدت زیاد در مراکز انسانی موجب خسارتها و زیانهای فراوان می شود. »

زلزله از یک طرف موجب شکسته شدن و جابجایی بین توده های سنگی پوسته زمین می شود و ازطرف دیگر همین جابجایی و شکسته شدن منجر به ایجاد امواج و انتشار در درون زمین می شود، مانند انداختن قطعه سنگی در حوض یا دریاچه که منجر به ایجاد امواجی می شود.  

زلزله مانند شکسته شدن قطعه چوب خشک شده ای می ماند که از یکطرف موجب گسیخته شدن چوب و از طرف دیگر موجب انتشار امواج در اطراف خود می شود. 

رهیافت های مدیریت بحران

تاکنون درباره زلزله احتمالی تهران، تحلیل های زیادی ارائه شده است.  اما امروزه، اهمیت خطر زلزله در کشور ما با شدت یافتن روند توسعه کشور، سطح گسترش شهری، تمرکز جمعیت و سرمایه های مادی و معنوی و افزایش آسیب پذیری این سرمایه ها در پهنه زلزله خیز ایران با توجه به ضعف پیش بینی و سطح خسارت ها بیشتر درک می شود.

هرچند رخداد زلزله های شدید در این گستره پهناور، پدیده جدیدی نیست و از سده ها و هزاره های پیش، هر از چندی رخ داده است، اما در دهه های اخیر، وسعت آسیب های ناشی از غافلگیری و ناکارآمدی بخش های مسئول و از دست دادن بخش جدی از سرمایه های ملی کشور، توجه مسئولان و مردم را بیش از پیش به خود جلب کرده است.

قرارگیری تهران در یک پهنه لرزه خیز و اهمیت این شهر در ابعاد گوناگون نیز در این راستا تحلیل و مورد توجه قرار گرفته است.  بر پایه مطالعات و تحقیقات صورت گرفته، میزان تلفات و خسارت های مالی ناشی از رویداد زلزله ای به بزرگی نسبتا بالا (تاسقف 6/7 ریشتر) در تهران، بسیار فراتر از آنچه در شهرهای مشابه در کشورهای پیشرفته و در عین حال لرزه خیز مانند ژاپن و کشورهای اروپایی مشاهده می گردد، خواهد بود.  تبعات منفی ناشی از رویداد یک زلزله بزرگ به ویژه در مناطق شهری به قدری است که می تواند زمینه ساز تغییر و تحولات پرچالش، جدی و عمیقی در حوزه های گوناگون موجب می گردد.

بررسی ساختار مدیریت بحران در برخی از کشورهای جهان

استفاده از تجارب سایر کشورها خصوصا کشورهای با سابقه در کنترل و مدیریت بحران های طبیعی می تواند راهگشای مناسبی در جهت اصلاح وضعیت مدیریت بحران در کشور باشد.

در این زمینه تجارب دو دسته از کشورها بررسی شده است.  دسته اول مربوط به تجارب کشورهای پیشرفته و دسته دوم مربوط به کشورهای درحال توسعه می باشد.  در دسته اول، سه کشور ژاپن، کره و آمریکا قرار دارند.

ژاپن به عنوان یکی از سانحه خیزترین کشورهای جهان و کشور که بیش از یک قرن است که مدیریت سوانح طبیعی در آن قانونمند گشته، مسلما یکی از پیشگامان مدیریت بحران های طبیعی در جهان به شمار می رود.  در هر سه کشور سازمان مستقلی، مسیولیت مدیریت سوانح طبیعی را برعهده دارد که این سازمان ها در ژاپن، درسال 1974 و در آمریکا در سال 1979 تاسیس شده و هریک دارای سوابق و تجربیات طولانی می باشند.

در دسته دوم، سه کشور پاکستان، نپال و سریلانکا انتخاب شدند.  دلیل انتخاب این سه کشور در دسته دوم، علاوه بر وجود نقاط مشترک آنها تفاوت های بارزی بود که از نظر سوانح طبیعی دراین سه کشور وجود داشت.  به این ترتیب که در پاکستان مسیله سیل، در نپال مسیله زلزلهو در سریلانکا مساله زمین لغزش، مهمترین مسایل مربوط به سوانح طبیعی را تشکیل می دهد.

مدیریت سوانح طبیعی در ژاپن

ژاپن یکی از سانحه خیزترین کشورهای جهان در رابطه با وقوع بحران های طبیعی است.  وقوع زلزله های شدید، آتشفشان و طوفان از بحران های طبیعی شایع در ژاپن محسوب می شود.  زلزله بزرگی که منطقه Hanshin و  Awajiکوبه را در ژانویه 1995 لرزاند، اولین زلزله بزرگی بود که مستقیماً یک منطقه وسیع را که در آن فعالیت های متنوع اجتماعی و اقتصادی متمرکز شده بود به لرزه درآورد.  طوفان مهیب 1959 ژاپن که خسارت های سنگینی را به بارآورد، انگیزه ایجاد یک نظام جامع هدفمند اداری برای پیشگیری از سوانح گردید که نهایتا در سال 1962 به تصویب قانون پایه مقابله با سوانح منجر گردید.  این قانون شامل موارد زیر است :

تعریف مرزها و مسئولیت های پیشگیری از سوانح، نظام جامع پیشگیری از سوانح، طرح پیشگیری از سوانح، آمادگی در مقابل سوانح، اقدامات اضطراری سوانح، اقدامات احیا در سوانح، اقدامات مالی، اعلام حالت اضطراری به منظور تصمیم گیری در مورد مسایل مهم مربوط بهپیشگیری از سوانح مانند تهیه و تسهیل اجرای طرح پایه پیشگیری از سوانح، دولت ژاپن اقدام به تشکیل یک شورای مرکزی پیشگیری از سوانح نموده که ریاست آن به عهده نخست وزیر می باشد و اعضای آن را وزیر کشور و سایر دانشمندان و متخصصین امر تشکیل می دهند.

تجارب بدست آمده از زلزله بزرگ کوبه اعمال تجدیدنظرهای عمده ای را در طرح های پیشگیری از سوانح (در سه سطح طرح پایه، طرح اجرایی و طرح محلی) ایجاب نمود.  در طرح جدید، نقش ومسیولیت دولت مرکزی، شرکت های دولتی و سازمان های محلی در اجرای طرح ها و برنامه هابه تفصیل و با صراحت تفکیک و مشخص شده است.  در طرح پایه همچنین آمادگی در مقابلسوانح، اقدامات اضطراری در سوانح و احیا و بازسازی پس از سوانح بر هرنوع سانحه ایتعریف شده اس.  برای مثال در مورد زلزله، اقدامات زیر پیش بینی شده است :

فصل اول - آمادگی در مقابل سوانح :

بالابردن مقاومت در مقابل زلزله، آمادگی جهت انجام اقدامات اضطراری به موقع و راحت جهتپیشگیری و احیا و بازسازی، پیشگیری از سوانح بین مردم، گسترش مراکز تحقیقاتی، نظارت و غیره در زلزله و پیشگیری آن.

فصل دوم - اقدامات اضطراری سوانح :

جمع آوری و انتقال اطلاعات و تامین ارتباطات پس از وقوع سانحه، ایجاد مجموعه ای از فعالیت ها،نجات، کمک های اولیه، درمان پزشکی و فعالیت های آتش نشانی، پیش بینی وسایل حمل ونقل اضطراری و فعالیت های وابسته، فعالیت های مربوط به تخلیه، فعالیت های مربوط به تهیه مواد غذایی، آب آشامیدنی و نیازهای روزانه دیگر، فعالیت های مربوط به بهداشت، سلامتی، قرنطینه، دفن اجساد و غیره، فعالیت های مربوط به نظم اجتماعی، تثبیت قیمت کالاها و غیره، فعالیت های مربوط به راه اندازی اضطراری تسهیلات و تجهیزات، فعالیت های مربوط به انتقال اطلاعات صحیح به قربانیان سوانح، فعالیت های مربوط به جلوگیری از وقوع سوانح ثانوی، پذیرش پشتیبانی داوطلبانه.

فصل سوم - احیا و بازسازی :

تصمیم گیری در مورد جهت اصلی احیا و بازسازی سریع، روش های احیا و بازسازی منظم، تامین حمایت مالی جهت بازسازی و احیای زندگی آسیب دیدگان از سانحه، حمایت از شرکت های کوچک و متوسط آسیب دیده و احیای مراکز اقتصادی دیگر.

مدیریت سوانح در کره

مدیریت سوانح طبیعی در کره شامل فعالیت چهار گروه اصلی است :

1- اشخاصی که در مناطق زلزله خیز ساکنند.

2- متخصصینی که برای دولت و موسسات در این رابطه کار می کنند.

3- عموم مردمی که در سایر مناطق از این دو گروه حمایت می کنند.

4- دولت محلی و ملی.

ارگان ملی مدیریت بحران در کره، شورای ملی دفاع غیرنظامی است و سیاست هایی که برای مدیریت بحران به کارگرفته می شود، عبارتنداز:

- حذف پتانسیلی که موجب بروز بحران می شود.

- در نظرگرفتن تجهیزات و کمک های اضطراری.

- تسهیلات لازم برای جبران و بهبود بحران.

- حفظ حیات بشر.

- به کارگیری آموزش و هشدارهایی در رابطه با بحران.

- ایجاد یک بسیج همگانی به منظور ارتقای آگاهی های عمومی در رابطه با بحران.

- اجرای سایر عملکردهای اداری در مدیریت بحران.

مدیریت سوانح در ایالات متحده آمریکا

مهمترین سازمان هایی که مسئولیت کاهش خطرات را در ایالات متحده آمریکا به عهده دارند،عبازتند از : سازمان های دولتی، سازمان های غیربازرگانی و تخصصی، مراکز تحقیقاتدانشگاهی، شرکت های تجاری خصوصی و گروه های داوطلب که هرکدام تحقیقاتی انجام داده و یا پروژه های و برنامه هایی اجرا کرده تا آسیب پذیری جامعه در مقابل سوانح طبیعی را کاهش دهند.  در اینجا تنها به ذکر نقش سازمان های اصلی درگیر بین دولت فدرال، دولت ایالتی و دولت محلی و سازمان های غیردولتی می پردازیم.

در سطح فدرال بیش از 12 سازمان، مسیولیت آمادگی، جوابگویی، بهبود و کاهش و کنترل خطر سوانح طبیعی برعهده دارند.  طی 20 سال گذشته پاسخگوییدولت فدرال به سوانح طبیعی فوق العاده زیاد بوده است.  برنامه های متنوعی از دیدگاه های مختلف با مسائل سوانح طبیعی برخورد کرده اند.  برنامه ملی کاهش خطرات زلزله بیشتر برروی انتقال تحقیقات و تکنولوژی تاکیدکرده تا از این طریق، ایمنی در مقابل زلزله را بالا ببرد.

از طرفی استراتژی های اولیه که اصطلاحا FEMA گفته می شوند عبارتند از :

1- افزایش قابلیت دولت محلی و منطقه ای در پاسخ به بحران ها.

2- ایجاد هماهنگی با 26 آژانس دولت مرکزی در جهت پاسخ به بحران ها.

3- اخذ کمک مستقیم دولت مرکزی جهت شهروندان خسارت دیده از بحران.

4- واگذاری مساعدت مالی به دولت های محلی و منطقه ای.

5- رهبری کردن فعالیت های مربوط به مدیریت بحران، کاهش خطر و سایر موارد.

مشخص کردن توانایی های ایالتی و دولت های محلی در سوانح طبیعی به مراتب از مشخص کردن نقش دولت فدرال مشکل تر است.  50 ایالت و هزاران کانون زیستی هر یک به گونه ای با سوانح طبیعی مواجه می شوند.  هر کدام اختیارات خاصی در برخورد با سوانح دارد و از سبک و نحوه خاصی در برخورد با آنها استفاده می کند.  مسئولیت اصلی آمادگی اضطراری بردوش دولت های ایالتی است و اکثرا مسئولیت اصلی را پاسخگویی اضطراری، حمایت و بازگشت به حالت عادی می دانند.  90 درصد ایالت ها نوعی صندوق اضطراری تشکیل داده اند و بیش از 50درصد به موافقت متقابل با ایالت های همسایه دست یافته اند که در صورت وقوع همزمانسانحه در ایالات همجوار از آن استفاده می کنند.

سازمان های غیردولتی متشکل از داوطلبان، سازمان های غیرانتفاعی متخصص، بخش خصوصی و دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی نقش مهمی در کاهش اثرات خطر در آمریکا دارند.  سازمان های غیردولتی نه تنها نیازهای خودی و شخصی آسیب دیدگان را برطرف می کنند، بلکه مطالعات و بررسی های بلند مدتی را نیز جهت کاهش آسیب پذیری کلی جامعه از سوانح انجام می دهند.  نقش سازمان های تخصصی غیرانتفاعی در کاهش خطرات در حال افزایش بوده و پیش بینی می شود همچنان ادامه یابد.  در 1985 دوازده سازمان اصلی در ارتباط مستقیم با سوانح طبیعی، فعال بودند و 25 سازمان دیگر نیز به نوعی به موضوع ارتباط پیدا می کردند.  نقش اینسازمان ها از تبادل اطلاعات گرفته تا تدوین استاندارد برای کاهش خطر و تبلیغ و حمایت از آن می باشد.

نقش بخش خصوصی در کاهش خطر سوانح طبیعی در آمریکا قابل توجه است از شرکت های مشاوره ای متخصص در جنبه های مختلف کاهش خطر نظیر برنامه ریزی اقتصادی و برآورد خطر در یک محل خاص گرفته تا کارخانه هایی که به تولید و عرضه هشدار سیل و تجهیزات مربوطه دیگر اشتغال دارند.

مؤسسات دانشگاهی نیز نقش مهمی در مقابله با سوانح طبیعی داشته اند.  از جمله می توان به آموزش و پژوهش  در زمینه های مربوطه اشاره کرد.  در حال حاضر 25 دانشگاه دارای برنامه هایی در ارتباط با سوانح طبیعی هستند و این تعداد در حال افزایش است.

کاهش تلفات زلزله با روشی جدید (طرح اتاق امن)

بطور کلی ساختمانهای موجود در کشور را به سه دسته زیر می توان تقسیم کرد:
الف) ساختمانهایی که دارای اسکلت نیست.  
این دسته از ساختمانها دارای سیستم دیوار باربر خشتی و یا آجری است که در برابر زلزله های نسبتا شدید مقاوم نیستند و در هنگام وقوع زلزله، ساکنان آنها به علت ریزش آوار در امان نخواهند بود. 
 
ب) ساختمانهایی که دارای اسکلت فلزی و یا بتنی است ولی برای نیروهای افقی ناشی از زلزله محاسبه نشده اند.
این قبیل ساختمانها در صورت اجرای صحیح اسکلت و یکپارچگی سقفها در برابر زلزله های با بزرگی کم و متوسط تا حدی مقاومت می نمایند و خسارت های وارد بر آنها کمتر باعث آسیب دیدگی ساکنان آنها می شود.  البته در این نوع ساختمانها باید ایمن سازی محیط داخلی ساختمان و یا به عبارتی مبلمان آن به نحوی باشد که در اثر حرکتهای ناشی از زلزله، آسیبی از طرف آنها به ساکنان وارد نشود.

ج) ساختمانهای ساخته شده با اسکلت فلزی یا بتنی که برای نیروهای افقی ناشی از زلزله محاسبه شده اند.

این دسته از ساختمانها در مقابل نیروهای جانبی ناشی از زلزله پیش بینی شده توسط آیین نامه 2800 مقاومت می نمایند.  اصولاً چنین ساختمانهایی، در صورت اجرای صحیح نیازی به مقاوم سازی ندارد ولی باید مبلمان داخلی ساختمان به نحوی باشد که در اثر تکانهای شدید، آسیبی از این بابت به ساکنان آن وارد نگردد.

روش های موجود ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله
همانگونه که قبلاً عنوان شد بخش قابل توجهی از ساختمانهای کشور مقاومت لازم را در برابر زلزله های شدید ندارند.  بطور کلی جهت ایمن سازی این نوع ساختمانها، دو راه حل کلی زیر وجود دارد:
الف) تخریب و بازسازی اصولی و مطابق ضوابط و آیین نامه ها
ب)مقاوم سازی این نوع ساختمانها بدون تخریب آنها

قطعاً از نظر مدیریت شهری که علاوه بر ایمن سازی بافتهای مسکونی در برابر زلزله، دیگر معیارها از قبیل شهرسازی، اصلاح بافتهای مسکونی، استفاده از مصالح نوین و استاندارد، اصلاح ساختار ترافیک، استفاده بهینه از انرژی و خدمات رسانی استاندارد نیز مهم هستند روش الف راه حل اصولی و نهایی جهت حل مشکل است.  لیکن همانطور که قبلاً عنوان شد اجرای این روش به طور کامل به چند دهه زمان نیاز دارد و به عبارت دیگر راه حل بلندمدت است و در کوتاه مدت مشکل را حل نمی نماید.  

اما در خصوص روش ب، تاکنون محافل مختلف علمی و اجرایی، نظرات کارشناسی متعددی مطرح نموده اند و حتی روشهایی عملی نیز برای انجام این کارارائه کرده اند.  اما بدلیل عدم صرفه اقتصادی (روش ب)دربافتهای فرسوده تاکنون توفیق جامعی در این روش نیز مشاهده نشده است.  حتی در ساختمانهای دولتی که طرح مقاوم سازی بعنوان یک سر فصل اجباری برای مدیران آنها طرح شده است نیز موفقیت قابل توجهی مشاهده نشده است.  علت این امر را می توان پر هزینه بودن، گاهی غیر عملی بودن، طولانی بودن زمان اجرا و عدم وجود متخصص کافی عنوان کرد.  

بدین ترتیب مشاهده می شود که هیچ یک از روشهای دوگانه فوق مسئله ایمن سازی واحدهای مسکونی در برابر زلزله را در حال حاضر حل نکرده است.  

طرح اتاق امن
اتاق امن مربوط به ساختمان های قدیمی موجود در بافت های فرسوده است.  این ساختمان ها عموماً دارای سیستم دیوار باربر بدون کلاف های قائم و افقی هستند که تخریب آنها در زمان وقوع زمین لرزه های ویرانگر، قطعی است.  

در این روش بخشی از ساختمان که امکان حضور ساکنان در هنگام وقوع زلزله در آن فراهم است توسط ساخت و نصب یک سازه مقاوم، ایمن سازی می شود.  نقش این سازه آن است که در هنگام بروز زلزله و در زمانی که ساختمان شروع به تخریب می کند از ریزش آوار به داخل محدوده امن جلوگیری می نماید و در واقع یک منطقه حفاظتی جهت مراقبت از جان ساکنان ایجاد می کند.  منطقی است که یک یا دو اتاق که اعضاء خانواده حضور بیشتری در شبانه روز در آنها دارند به این امر اختصاص داده شود.  البته در هنگام وقوع زلزله، معمولاً از زمان شروع لرزش تا تخریب، فرصت حیاتی (چند ثانیه) جهت انتقال ساکنین از نقاط دیگر ساختمان به داخل اتاق امن وجود دارد.  

در این طرح یک قاب فلزی در داخل هر طبقه از این نوع ساختمانها پیش بینی شده است تا پس از وقوع زلزله و تخریب ساختمان، آوار بر سر افراد فرو نریزد.  استفاده از این قاب ها در ساختمانهای تا سه طبقه پیش بینی شده است و روش کار به این صورت است که مطابق شکل یک این قاب ها در هر طبقه بر روی قاب طبقه زیرین خود قرار می گیرند تا این ساختمانها در زمان زلزله و همچنین پس لرزه ها دارای استحکام لازم جهت پیش گیری از صدمات جانی باشند.  

در طرح حاضر هیچگونه تغییری در ساختمان اصلی ایجاد نمی شود و فقط در داخل بخشی از آن یک قاب فلزی باربر قرار می گیرد.  نحوه عملکرد این قاب به این صورت است که پس از وقوع زلزله و تخریب ساختمان، آوار بر سر افراد فرو نمی ریزد و بر روی این سازه جای می گیرد و همانطور که قبلاً عنوان شد این سازه در برابر پس لرزه های متعارف هم مقاوم است.


مزایای اتاق امن
 در صورت اجرای این طرح از به وقوع پیوستن یک فاجعه انسانی در زمان زلزله جلوگیری می شود و میزان تلفات ناشی از آن تا حد زیادی کاهش می یابد.  
هزینه اجرای این طرح و ایمن سازی بخشی از یک طبقه از ساختمان بسیار معقول است و در شرایط فعلی کمتر از پانصد هزار تومان تخمین زده می شود.  
در این طرح از یک سیستم کاملاً پیش ساخته استفاده شده است و کلیه جوش های اصلی در کارخانه و تحت نظارت دقیق انجام می شوند و فقط جوش های دارای درجه دوم اهمیت ،هنگام نصب اجرا می گردند.  
سرعت اجرای این طرح بسیار زیاد است و نصب کامل هر قاب در محل مورد نظر کمتر از یک روز طول می کشد.  
این طرح انعطاف پذیر است. بدین معنی که قابلیت انطباق با ساختمانهای متفاوت رادارد.  
قابلیت مخفی کردن قاب با استفاده از طرحهای متنوع معماری وجود دارد.  

 

در ضمن لازم به توضیح است که در این طرح فرضیات اولیه زیر مد نظر بوده اند:
الف- ابعاد مناسب جهت اتاق امن در پلان حدود 4×3مترمربع است.  
ب- بار وارد بر اتاق امن در زمان تخریب ساختمان به ترتیب در صورت قرارگرفتن یک، دو و سه سقف بر روی آن برابر ده، بیست و سی تن خواهد بود.  تقریبا تمام ساختمان های موجود در مناطق فرسوده مشمول این قاعده می شوند.  
پ- سیستم باربر جانبی در زمان پس لرزه ها، قاب خمشی فولادی است.  
ت- کلیه عملیات اجرایی تحت نظارت بسیار دقیق انجام می شوند و کلیه جوش های اصلی مربوط به اتصالات تیر به ستون توسط آزمایش های مافوق صوت و یا پرتو نگاری کنترل می گردند.  

آزمایش های انجام شده
تا کنون آزمایش های متعددی برای اجرایی نمودن طرح انجام شده است که شامل آزمایش های بار ثقلی و جانبی بوده است.  

نتایج تحقیقات انجام شده
استفاده از سیستم اتاق امن پیشنهاد شده صرفاً در صورت رعایت کلیه نکات فنی، می تواند برای مقاوم سازی بافتهای فرسوده بکار رود.  در سازه  اتاق امن پیشنهاد شده بایستی از سیستم تیر قوی و ستون ضعیف استفاده شود.  
با انجام یک سری تحقیقات بر روی سازه های فلزی، می توان بدون افزایش وزن قابل توجه در فولاد صرفی، قدرت باربری آنها را به شدت افزایش داد. انجام جوشکاری بی مورد در محلهای غیر ضروری، باعث کاهش قدرت باربری سازه می شود. لذا باید صرفا"جوشکاری های توصیه شده درطرح اجرا گردد. استفاده از دستک، قدرت باربری جانبی سازه را به مقدار قابل توجهی بالا می برد.  
با انتخاب جزییات مناسب در اتصالات می توان انعطاف پذیری سازه را افزایش داد.  

توصیه ها:
ستونهای اتاق امن درطبقات مختلف تا حدامکان در امتداد یکدیگر قرار گیرند.  
بر روی اتاق امن دولایه توری دارای میلگرد به قطر چهار میلیمتر که دارای فاصله چشمه های پنج سانتی‌متر است قرار گیرد. درز این توری های ردیف اول و دوم نباید در امتداد هم باشند. فاصله خال جوش های اتصال توریها به تیرهای سقف برابر بیست سانتیمتر است.  
بر روی توری هایک لایه فوم ازجنس پلی استایرن قرارداده شود. حداقل ضخامت این فوم برابر دو سانتیمتر است.  
به ساکنین منزل آموزش داده شودکه درهنگام وقوع زلزله درقسمت های میانی اتاق بایستند و از نزدیک شدن به دیواره های اتاق پرهیزنمایند.  
به خانواده ها توصیه می شود در هنگام وقوع زلزله که معمولاً چند ثانیه قبل ازشروع با یک صدای مهیب همراه است با سرعت به داخل اتاق امن بروند و در قسمت میانی اتاق (تا پایان زلزله) درکنار هم بایستند.  
پس از زلزله درصورت امکان اتاق امن را ترک نموده و به فضای باز و دور از ساختمانهای در حال ریزش مستقر شوند.  
از چیدن وسایل بزرگ و سنگین نظیر کتابخانه و کمد درون اتاق امن اجتناب شود.  
از نصب وسایلی که درهنگام زلزله امکان سقوط آنها وجود دارد (دراتاق امن) پرهیز شود.  
نصب اتاق امن در شهر های کوچک و روستاها بدلیل روند کند نوسازی توصیه میشود.  

جزییات فنی «اتاق امن»
مطالعات این طرح از اسفند سال ۸۲ آغاز شده و با انجام آزمایش های نهایی در اسفند سال ۸۳ نتایج قطعی آن برای اجرایی شدن طرح ارائه شد.
مهندس محرابیان مدیر این پروژه و دکتر مظلوم دبیر گروه علمی پروژه درباره جزییات فنی این طرح اشاره کردند که اتاق امن قابی فلزی و سه بعدی است که در یک یا چند اتاق از واحدهای غیر مقاوم در برابر زلزله ساخته می شود.  این قاب در صورت بروز زلزله از ریزش آوار بر سر ساکنان آن جلوگیری می کند.

این گزارش می افزاید: وزن هر قاب حدود ۵۰۰ کیلوگرم و هزینه ساخت آن حدود پانصد هزار تومان بوده و از این نظر امکان بهره مندی از آن برای اغلب شهروندان وجود دارد.  برای تکمیل مطالعات فنی این پروژه ۶۰ آزمایش به مقیاس واقعی و با انواع بارگذاری تا زمان تخریب انجام شده است.  در مهمترین آزمایش انجام شده یک ساختمان سه طبقه در شمال منطقه سعادت آباد در معرض نیروی افقی ویرانگر (مشابه توان تخریب یک زلزله با مقیاس بیش از هفت ریشتر) قرار گرفت و سه اتاق از این ساختمان در طبقات اول، دوم و سوم که مجهز به تجهیزات اتاق امن شده بود کاملا از خطر فروریزی در امان ماند.

کلیه قسمت های سازه اتاق امن به صورت پیش ساخته بوده و ابعاد آن در سه جهت طول، عرض و ارتفاع قابل تغییر است.  همچنین اتاق امن مانع استفاده معمولی از منزل نبوده و زمان لازم برای نصب آن حدود ۵ ساعت است.

کارشناسان شهرداری تأکید کردند که اتاق امن جایگزین طرح نوسازی بافت های فرسوده نبوده و قطعا کماکان مهمترین رویکرد برای کاهش خطر زلزله در شهر نوسازی این بافتها و مقاوم سازی ساختمان های جدید است، اما برای ایمنی ساختمان های موجود و بافت هایی که عجالتا امکان بازسازی ندارند، طرح اتاق امن طراحی و پیشنهاد شده است.

طرح «اتاق امن» به عنوان یک پروژه ملی در کشور زلزله خیز ایران می تواند در تمامی مناطق کشور به ویژه در مناطقی که ساختمانها اغلب بلند مرتبه نبوده و تا سه طبقه هستند و نیز از نظر اقتصادی امکان نوسازی و مقاوم سازی سریع بافت های مسکونی وجود ندارد، مورد استفاده قرار گیرد.

دیدگاه طراحان در این روش، صیانت و حفاظت از جان شهروندان در هنگام وقوع زلزله است با تاکید براین نکته که ساختمان فرسوده در هنگام وقوع زلزله محکوم به تخریب است. در واقع در این طرح از ایده سنگر برای حفظ جان ساکنین در  برابر آوار استفاده شده است و سیستمی تعبیه گردیده است که در صورت تخریب ساختمان، آوار بر روی آن جای گیرد و بر سر افراد فرو نریزد.  جهت کاهش هزینه ها نیز می توان صرفا بخشی از هر ساختمان را ایمن نمود و نیازی به نصب این سیستم در کل بنا نیست. 

 

مبانی زمین شناسی ساختمانی

فصل اول - ساختمان های گنبدی
بطور کلی، ساخت های گنبدی را می توان بعنوان ساختهایی تعریف کرد که در نتیجه نیرو های قائمی – که از پایین به بالا اثر می کنند – تشکیل می شوند.  بدیهی است که در اینجا، مقصود آن دسته از ساختمان های گنبدی شکلی است که تشکیل آنها، غیر از عوامل تکتونیکی بوده است و از جمله مهم ترین آنها، می توان گنبد های نمکی را نام برد. مقطع این ساختمانها دایره ای است و در مواردی که محیط اطراف انها متجانس نباشد، میدان تنش حاصله نیز متجانس نبوده و ممکن است مقاطع انها غیر دایره ای باشد.  در مجموع می توان گفت که این ساختمانها زمانی تشکیل می شوند که در زیر طبقات ناحیه ای، لایه ای که خاصیت تغییر شکل پلاستیک عالی دارد که ( مثل نمک، گچ و بعضی انواع رس ها) موجود است.

هرگاه این طبقه پلاستیک، به علتی تحت فشار واقع شود، به علت وضعیت خمیری، این فشار را به حالت هیدرواستاتیک به تمام نقاط منتقل می کند و در حالتی که در قسمتی از لایه ها نقطه موجود باشد.  به سمت بالا حرکت کرده و ساخت گنبدی را بوجود می اورد.  عامل تنش متفاوت است و در مورد نمک، اختلاف وزن مخصوص قابل توجه بین نمک و سنگهای اطراف سبب حرکت نمک به سمت بالا می شود.

ساختمان گنبد های تبخیری ( گنبد های نمکی)
گنبد های تبخیری عموما از جنی نمک است و ندرتا ممکن است از ژیپس یا انیدریت تشکیل شوند.  این ساختمان ها به شکل گبند های مجزا و یا به صورت هسته تاقدیس ها دیده می شوند.  این گنبد ها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند زیرا این ساخت ها عموما نفت گیر ها رابوجود می اورند و از سوی دیگر منابع گوگرد و نمک نیز قابل توجه است.

شکل گنبد های نمکی
هسته گنبد های نمکی از نمک تشکیل و تزریق ان به زیر سنگهای اطراف سبب تغییر شکل انها می شود.  هسته گنبد، کم و بیش دایره ای و در بعضی موارد بیضوی طویل است.
بعضی از گنبد های نمکی در سطح زمین بیرون زدگی دارند و گنبد های انها مشخص است بطوری که ارتفاع انها نسبت به زمین های اطراف به 13 متر و در مواردی نادر به 25 متر می رسد.
عمق گنبد های نمکی هم متفاوت است.  بر اساس اطلاعات حاصله از تحقیقات ژئوفیزیکی و گمانه های اکتشافی دربسیاری حالات، عمق انها بر چند کیلومتر می رسد.  شکل خارجی توده نمک، همواره مخروطی و گنبدی نیست و در بعضیموارد شکل توده های دیواره مانند است.  گاهی نیز به شکل توده های استوانه ای است.

ترکیب گنبد ها
معمولاً قسمت اصلی گنبد های تبخیری را نمک تشکیل می دهد و چند در صدی نیز ممکن است از انیدریت باشد.

ساختمان داخلی گنبد ها
ساختمان داخلی دارای شکل های متفاوتی است و به صورت لایه لایه تا توده های نامنظم دیده می شود.  عموما چین خوردگی در همی دارد.  در قسمت هایی که لایه ها مشخص اند، شیب زیادی دارند و در پاره ای حالات نیز قائم است.

پوشش رسی
بعضی از گنبد های مکی توسط پوششی از شیل و یا سایر سنگهای رسی احاطه شده است.  در بعضی موارد قشر های کنگلومرا نیز ممکن است دیده شود.

ساختمان سنگهای رسوبی اطراف گنبد های نمکی
این سنگها به شکل گنبد یا تاقدیس در مایند.  در بعضی موارد، لایه بندی سنگها رسوبی رونی توده نمک، به موازات فصل مشترک نمک و سنگهای درونگیر است که این قبیل گنبد های سوراخ نکننده معروف است.  علت ایجاد وضعیت بدین خاطر است که گنبد های نمکی، قبل از رسوب سنگهای رویی بوجود امده و در معرض فرسایش قرار گرفته است و بدین ترتیب این گنبد ها نیر در اعماق لایه های اطراف خود متقاطع اند.

تکامل ساختمان گنبد ها
در بعضی موارد با بررسی وضعیت طبقات درونگیر گنبد ها زمان تشکیل انها را مشخص کرد.

ناودیس حاشیه ای گنبد های نمک
یکی از پدیده هایی که معمولاً همراه با گنبد های نمکی دیده می شود، ناودیس حاشیه ای انهاست.  بطوری که ذکر شد مکی که گنبد های نمکی را بوجود می اورد، از نزدیکترین قسمت های لایه اصلی نمک به گنبد تامین می شود.  این امر سبب نازک شدن لایه نمک در اطراف توده و در مرحله بعد باعث فرونشینی طبقات رویی و در این قسمت و ایجاد ناودیس حاشیه ای می شود.

اهمیت اقتصادی گنبد های نمک
این گنبد ها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند. و در بسیاری موارد، ساختمان تاقدیس سنگهای روی گنبد های نمکی، نفتگیر های اقتصادی را تشکیل مدهد و گاهی نیز این امر در پوشش سنگ گنبد ها به چشم می خورد بعلاوه در بسیاری حالات، کانسار های ارزشمند گوگرد در داخل پوشش سنگها دیده شده است.

فصل دوم – مشخصات تکتونیکی زمین
پوسته زمین همواره تحت تأثیر عوامل تکتونیکی است.

حرکات پوسته زمین را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد :
حرکات کوهزایی و خشکی زایی
حرکات کوهزایی به ان دسته از حرکات پوسته اطلاق می شود که سبب تغییر شکل سریع توده های عظیم سنگها می شود و مدت زمان تأثیر ان در مقیاس زمین شناسی، کوچک و شدت ان زیاد است، این گونه حرکات یبب گسل ها، چین ها و کوها می شود.
حرکات خشکی زایی حرکاتی از پوسته زمین را شامل می شود که مدت تأثیر شان زیاد و شدت انها کم است از جمله این حرکات می توان پایین رفتن پوسته و تشکیل حوضه ها و نیز بالا امدن قسمت هایی را نام برد.  حرکات خشکی زایی سبب پیشروی و پسروی دریا ها می شود.

در مورد حرکات کوهزایی اصطلاحات زیر وجود دارد :
الف ) فاز کوهزایی : تغییر شکل هایی که طی فاصله زمانی محدود و معینی انجام می گیرد بدین نام خوانده می شود.
ب ) پریود کوهزایی : چند فاز کوهزایی متوالی، بنام پریود کوهزایی نامیده می شود.
ج ) کوهزایی با سلسله جبالی : این نام به منطقه نسبتا باریکی که تغییر شکل پیدا کرده اطلاق می شود.
د ) کمربند کوهزایی : به مجموعه چند سلسه جبال که از نظر تکتونیکی به هم وابسته و طی یک کوهزایی چین خوردگی پیدا کرده اند، کمر بند کوهزایی گفته می شود.

بطور کلی تغییر شکل پوسته زمین را می توان در نتیجه تجمع تنش دانست که به مرور در سنگ ذخیره می شود و هنگامی که میزان تنش از حد الاستیک سنگ تجاوز کند، تغییر شکل دایمی ان را سبب می شود.  بدین ترتیب لحظه شروع تغییر شکل سنگها به نحوه اعمال نیروها و نیز به مشخصات مکانیکی انها بستگی دارد.
حرکات خشکی زاییبه حرکات ارام پوسته که در طول مدت زمان طولانی تأثیر می کند، اطلاق می شود.  بطور کلی این حرکات به پایین رفتن تدریجی کف حوضه ها و یا بالا آمدگی ارام قسمت هایی از پوسته گفته می شود.
بنا به عقیده بعضی از دانشمندان این دو دسته حرکات یاد شده را نبایستی از یکدیگر جدا کرد بلکه حرکات خشکی زایی نیز دسته دیگری از حرکات کوه زایی، منتها با شدت کم است.

ایزوستازی
اجزای مختلف پوسته زمین مثل کوهها، دشت ها و دریا ها، به صورت فرو رفتگی های نامنظمی که در قسمت بالایی پوسته قرار گرفته، نیستند بلکه تمام این اجزا به حالت تعادل نسبی قرار دارند که این امر به کاهش یا افزایش وزن مخصوص و نیز تغییر ضخامت انها حاصل می شود.  مطابق نظریه ایزوستازی در زیر سطح زمین، سطحی به موازات زمین سطح زمین وجود دارد که فشار وارده از کوهها، دشتها و دریا ها در ان سطح مساوی است.  این سطح بنام سطح تعادل یا سطح ایزوستازی نامیده می شود.

توزیع قاره ها و اقیانوس ها در زمین
بیش از 70% سطح زمین بوسیله اقیانوس ها پوشیده شده و هر یک از سه اقیانوس عمده (کبیر،اطلس، هند ) به تنهایی از وسعت قاره اوراسیا بزرگتر است.
توزیع قاره ها در سطح زمین یکنواخت نیست و قسمت اعظم انها در قسمت خاصی از ان متمرکز شده است بطوری که اگر قطری از زمین را که اسپانیا و نیوزلند را بهم وصل می کند در نظر بگیریم بیش از 81% تمام خشکی های زمین و نیمکره ای قطب ان اسپانیا است قرار می کند.  47% نیمکره یاد شده را خشکی و 53 % ان را دریا تشکیل می دهند.  در صورتی که نیمکره مقابل ان حاوی 11% خشکی و 89% اب است.

ساختمان سطح زمین
یکی دیگر از مسایل مهم تکتونیکی زمین، وضعیت پستی و بلندی های سطح زمین و نحوه توزیع انها ست.  از نقطه نظر تکتوکنیکی، سطح زمین را می توان به واحد های مختلفی تقسیم کرد که این واحد را در فصل بعدی بررسی خواهیم کرد.
سطح زمین را می توان به سه قسمت کلی قاره ها، حوضه اقیانوس ها و حاشیه قاره ها تقسیمکرد.
هر چند در وحله اول به نظر می رسد که سواحل دریا ها را بایستی فصل مشترک حوضه اقیانوس ها و قاره ها در نظر گرفت، اما این فصل مشترک، مرز واقعی دریا هاو قاره ها نیست.  در حقیقت قسمت قابل توجهی از قاره ها در ناحیه فلات قاره ای و شیب قاره ای – که وسعت انها بالغ بر 10. 9% درصد کل سطح زمین و 25% سطح قاره هاست – در زیر اب قرار دارد.  بدین ترتیب، مرز واقعی قاره ها و حوضه اقیانوسها را بایستی در محل شیب قاره ای در نظر گرفت.

فصل سوم – واحد های مهم تکتونیکی زمین
در سطح زمین واحد های تکتونیکی مهمی وجود دارد که می توان انها را به سه دسته زیر تقسیم کرد :
الف ) واحد های مربوط به قاره ها مثل کراتن ها، پلاتفرم ها و کمربند های چین خورده.
ب ) ژئوسینکلین ها.
ج ) ویژگی های تکتونیکی اقیانوس ها مثل سلسه جبال های کف اقیانوس و تراشه های ان.
در این فصل این قسمتها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

واحد های تکتونیکی قاره ها
از نظر تکتونیکی، قاره ها را می توان به دو قسمت عمده بنام های مناطق ارام و پیدار و مناطق فعال تقسیم کرد.
منطق ارام عبارتند از قدیمی ترین و پایدارترین قسمت قاره ها هستند که تقریبا در تمام قاره ه وجود دارند و پس از پر کامبرین به جز فرسایش، تغییرات عمده دیگری را متحمل نشده اند.
قسمت پیدار قاره تحت عناوین مختلفی نامگذاری شده است.  بعضی ها این قسمت ها را بنام کراتن می خوانند.  عده ای دیگر، این مناطق را بنام پهنه های قدیمی نامگذاری کرده اند.  قسمت مرکزی نواحی پایدار سپر نام دارد.  سنگهای این قسمت از قاره ها، مرکب از شیست و سنگهای دگرگونی پر کامبرین است.  که بوسیله گرانیت و سنگهای آذرین پوسته زمین در نظر گرفت که بوسیله لایه نازکی از سنگهای رسوبی آتشفشانی، پوشیده شده است.
زمان تشکیل پی سنگهای نواحی ارام زمین (3. 8 تا 3. 5 میلیارد سال قبل ) و سنگهای جوانتری که مربوط به 2تا1. 8 میلیارد سال هم باشد نیز وجود دارد.

براساس مطالعات انجام شده، پی سنگهای نواحی پایدار را می توان مرکب از دو قسمت مجزا در نظر گرفت.  قسمت اول، توده های عظیم سنگهای اذرین، دگرگونی و رسوبی متعلق به ارکین است و قسمت دوم، توده های چین خورده جوانتر متعلق به الگونکین را شامل می شود که در لابه لای قسمت اول به صورت نوارهایی به چشم می خورد.

نواحی فعال قاره ها
برای بررسی نواحی فعال قاره ها نحوه توزیع آتشفشان ها، زلزله ها، کمربند های چین خورده و سلسله جبال ها را مورد بررسی قرار می دهیم.
الف ) توزیع آتشفشان ها – تاکنون در حدود 800 آتشفشان، که در گذشته و حال فعال بوده یا هستند، شناخته شده است.  بیش از 75% این آتشفشان ها در منطقه اطراف اقیانوس کبیر، که بنام کمربند اتش معروف است، متمرکز شده اند.  این منطقه بر سلسله جبال های جوان غرب امریکا و قوسهای جزیره ای آتشفشانی موجود در غرب اقیانوس کبیر، منطبق است.
ب ) توزیع زلزله ها – بطوری که می دانیم، زلزله ها را از نقطه نظر کانون به دسته کم عمق،متوسط و عمیق که عمق انها به ترتیب کمتر از 70 کیلومتر، بین 70تا 300 کیلومتر و بین 300 تا 700 کیلومتر، تقسیم می کنند.
بطوری که دیده می شود، نواحی زلزله خیز، منطبق بر مناطقی است که در انجا فعالیت آتشفشانی انجام می شود.  بیش از 80% زلزله های کم عمق در اقیانوس کبیر اتفاق می افتد.  همین منطقه بیش از 90% زلزله های متوسط و تقریبا تمام زلزله های عمیق را در بر می گیرد. از جمله منطق دیگر زلزله خیز، می توان کمربند سلسه جبال های مدیترانه اسیا را نام برد.
ج ) کوه ها – نواحی از سطح زمین که از مناطق اطراف خود مرتفع تر هستند.  کوه ها بر اساس شیب، ارتفاع و مشخصات نظیر اینها به اسامی مختلفس تقسیم می شوند.


انواع کوهها :
. 1.  کوهای ناشی از چین خوردگی
. 2.  کوهای ناشی از فعالیت آتشفشانی
. 3.  کوه های گسلی

ژئوسنکلین ها
میزان نشیت کف حوضه 12 متر به ازای هر میلیون سال است.

ساختمان ژئو سنکلین ها
قسمت های اصلی ژئو سنکلین ها نواحی گود ان است که معمولاً در همه جا به شکل گودی طویل می باشد.  در یک ناحیه ژئو سنکلین ممکن است که چندین گودی وجود داشته باشد که معمولاً تمام انها در جهت طویل اند و به وسیله گسله هایی محدود شده اند.  کف قسمت اصلی ژئو سنکلین ممکن است از جنس اقیانوسی و لایه ها ی بازالت که بوسیله سنگهای رسوبی پوشیده شده، و یا از جنس پوسته قاره های باشد که در این حالت قسمت اصلی ان از سنگهای ضخیم، اذرین و دگرگونی چین خورده تشکیل شده و در زیر ان قشر بازالتی قرار دارد.
در حاشیه ژئو سنکلین ها، ممکن است قطعات به سمت بالا حرکت کنند و ژئو انتی سنکلین را بوجود اورد.  در چنن مواردی، مواد رسوبی و آتشفشانی که در گود های رسوب کرده اند.  چین خوردگی پیدا می کنند وبدین ترتیب گودی ژئوسنکلین به شکل ناودیس شکنجی، در می آید.  از جمله دیگر قسمت های مهم ژئو سنکلین ها، حوضه های کوهزایی آنهاست.

انواع ژئو سنکلین ها
الف ) میوژئوسنکلین - این نام به آن دسته از ژئو سنکلین ها اطلاق می شود که تقریبا تمام نهشته های آن را سنگ های رسوبی تشکیل می دهند.  از جمله سنگهایی که در این دسته ژئو سنکلین ها دیده می شود می توان از آهک، شیل، ماسه سنگ کوارتزی و کنگلومرا نام برد.  وجود بعضی از مشخصات از جمله ترک های گلی، اوولیتها، آثار آلگ ها و مشخصات مشابه آن، موید این مطلب است که رسوبگذاری در ابهای کم عمق انجام گرفته است.  ندرتا ممکن است سنگ های اذرین نفوذی یا آتشفشانی نیز در داخل رسوبات این دسته مشاهده می شود.
ب ) ایوژئوسنکلین – ایوژئوسنکلین، به نوعی ژئوسنکلین اطلاق می شود که در آن، بطور متناوب سنگهای رسوبی و آتشفشانی قرار گرفته اند.  ضخامت این رسوبات به مراتب بیشتر از رسوبات میوژئوسنکلین است.  سنگهای رسوبی این دسته، عموما آواری و شامل شیل، گریواک و کنگلومراست.  سنگهای آتشفشانی آن نیز معمولاً جریان های گدازه، توف، سیل و دایک های کم عمقی است که جنس انها غالبا آندزیت و ندرتا بازالت یا ریولیت است.
ج ) پارالیاژئوسنکلین – این نام به ان دسته از ژئو سنکلین ها گفته می شود که در حاشیه ارام قاره ها قرار دارند.  رسوبات این حوضه ها، گسترش وسیعی دارند و سرعت رسوبگذاری در انهابه 34 متر در سال می رسد.  و معمولاً در بین رسوبات ان مواد آتشفشانی وجود ندارد.

مراحل مختلف ژئوسنکلین
الف ) مرحله اصلی – فاز اولیه از مرحله اصلی ژئو سنکلین معمولاً توام با تشکیل بعضی گسل های است که کف ان را قطع می کند.  بعضی از قطعات کف ژئو سنکلین، از اطراف به توسط گسلها محدود شده و فرونشینی انها سبب ایجاد گودی ژئو سنکلین می شود.  مطالعه رابطه بین گسل ها و قطعات موجود نشان دهنده این است که عامل اصل بوجود اورنده انها، حرکات افقی یا قائمی است که در فواصل متفاوتی ادامه داشته است.
از جمله ویژگی های مهم گودی سنکلین ها، سیستم گسل های عمیق و نیز نواحی ای است که فاقد پوسته قاره ای اند.  که بعد ها در طی توسعه ژئو سنکلین ها حقیقی، سنگهای گسل های عمیق مربوط به قشر های بازالتی و یا حتی قسمت های بالای گوشته، ممکن است و در امتداد گسله ها به سطح زمین رانده شده و در انجا نمایان شود.  در فاز نهایی مرحله اصلی، تقریبا تمام گودی ژئو سنکلین از رسوبات متناوب رس و ماسه سنگ موسوم به فلیش پر می شود.  در داخل این رسوبات، لایه های مارلو و کربن های مختلف نیز مشاهده می گردد.
ب ) مرحله کوهزایی پس از خاتمه چین خوردگی در مرحله اصلی در اثر فرونشینی، گودیهای دیگری موسوم به گودیهای کوهزایی بوجود می اید و در همین زمان، بالا امدگی کوهزایی نیز تشکیل می شود.  گر چه در بعضی موارد، این گودیها عمیق ترین قسمت ژئو سنکلین ها را تشکیل می دهد ولی این امر در تمام موارد صادق نیست، گودیهای موجود در حواشی کراتن ها از جمله معروفترین گودیهای کوهزایی به شماره می ایند.  این گودیها معمولاً با رسوبات ضخیمی از مواد رسوبی و آتشفشانی پر می شود.

فصل چهارم - درزه ها
درزه شکستگی است که در ان هیچ گونه جابجایی در بخش های طرفین شکستگی نسبت به هم رخ نداده است و یا به قدری کم است با چشم غیر مسلح دیده نمی شود.  در صورتی که در طرفین شکستگی رخ دهد گسل نامیده می شود.  ابعاد درزه از چند سانتی متر تا چند صد متر متفاوت است.  درزه راهی برای دخول اب در سنگها بوجود می اورد و عمل فرسایش را تسریع می کند.  دهانه بسیاری از درزه ها بسته است ولی در اثر هوازدگی وسیعتر شده و در نهایت به یک شکاف باز تبدیل می گردد.

تقسیم بندی هندسی درزه ها
الف ) درزه امتدادی – نوعی درزه استه که امتداد ان موازی یا تقریبا موازی امتداد لایه بندی یا شیستوزیته طبقات اطراف می باشد.
ب ) درزه شیبی – درزه ای است که امتداد ان موازی یا تقریبا موازی جهت شیب سطح لایه بندی یا شیستوزیته طبقات اطراف می باشد.
ج ) درزه مایل - اگر امتداد درزه نسبت به امتداد یا جهت شیب سطح لایه بندی یا شیستوزیته سنگهای اطراف به حالت غیر مشخص باشد بدین نام خوانده می شود.
د ) درزه طبقه ای – اگر سطح درزه موازی سطح لایه بندی سنگها باشد بنام درزه طبقه ایخوانده می شود.
طبقه بندی بر اساس وضعیت درزه ها نسبت به هم

در این تقسیم بندی وضعیت درزه ها نسبت به هم مورد مطالعه قرار گرفته و بر اساس ان می توان انواع درزه های زیر را تشخیص داد :
الف ) درزه های منظم – اگر درزه های یک منطقه با هم موازی یا تقریبا موازی باشند درزه های منظم خوانده می شوند معمولاً امتداد مشترک این درزه ها امتداد محور چین خوردگی اصلی ناحیه و یا امتداد گسل های اصلی می باشد.
ب ) درزه های نامنظم - این درزه ها وضعیت مشخصی نداشته و بطور نامنظم پراکنده اند.  معمولاً مجموعه درزه های موازی موجود در یا ناحیه بنام یک دسته درزه نامیده می شود و اجتماع دو یا چند دسته درزه بنام سیستم درزه خوانده می شود.

اهمیت مطالعه درزه ها
مطالعه درزه ها در بسیاری از کار های مهندسی ضرورت دارد.  مثلاً هنگام استخراج سنگهای ساختمانی، بخصوص سنگهایی که بایستی به قطعات بزرگ استخراج شود (مثل مرمر و تراورتن)، شناسایی درزه ها محل ضروری است.
هنگام انتخاب محل تونل های راهسازی و معدنی، بایستی قبلا وضعیت درزه های محا را بررسی کرد زیرا وجود انها، از طرفی مسایلی در امر حفر تونل بوجود می اورد و از طرف دیگر، نگهداری انرا مشک می سازد.  قبل از احداث سد ها نیز مطالعه درزه های منطقه ضروری است.
هنگام پی جویی منابع معدنی نیز وقوف به وضعیت درزه های محل ضروری است زیرا بسیاری از رگه ها معدنی، از شکستگی های سنگها و از جمله درزه ها تبعیت می کنند.  از نظر زمین شناسی ساختمانی نیز مطالعه درزه ها اهمیت شایان دارد زیرا با مطالعه اماری انها، می توان مشخصات تنش های وارده به سنگهای ناحیه را مشخص کرد.

نتایج تحقیقات تجربی
برای تجزیه و تحلیل رابطه بین نیروهای خارجی اعمالی و درزه های حاصله، نمونه های مختلف سنگها را تحت ازمایش های کششی، فشارش، کوپل و پیچش قرار می دهند.

عوامل بوجود آورنده درزه ها
الف ) عوامل تکتونیکی
ب ) تنش های باقی مانده در زمین
ج ) انقباض
د ) حرکات سطحی زمین

فصل پنجم – گسله
تعریف گسل – گسل ها، شکستگی هایی همراه با تغییر مکان نسبی هستند که به موازات سطح گسل انجام گرفته اند. .  بعضی از گسل ها فقط چند سانتی متر طول دارند و جابجایی انها در حدود سانتی متر است، در صورتی که گسل هایی هم با صد ها کیلومتر جابجایی در حدود چند کیلومتر و حتی دهها کیلومتر دیده می شوند.

عناصر و ویژگی های گسل
الف ) شیب و امتداد گسل
در حالت کلی سطح گسل را می توان به صورت یک سطح مستوی در نظر گرفت، لذا شیب و امتداد ان را همانند شیب و امتداد طبقات اندازه گیری می نمایند.  در حالت کلی، امتداد گسل، امتداد یک خط افقی در سطح گسل است، که مقدار ان نسبت به شمال بیان می شود.
زاویه بین سطح افق و سطح گسل را شیب گسل می نامند.
ب ) کمر بالا و پایین
قطعه ای واقع در بالای سطح گسل بنام کمر بالا و قطعه پایین ان بنام کمر پایین نامیده می شود.  بدیهی است این تعاریف در مواردی صادق است که گسل قائم نباشد زیرا در این حالت بالا و پایین صفحه گسل مفهومی نخواهد داشت.
ج ) اثر گسل
محل تقاطع صفحه گسل با سطح زمین بنام اثر گسل یا خط گسل نلمیده می شود.  خط گسل در بسیاری حالات یک خط مستقیم است اما در مواردی که شیب صفحه کم بوده و پستی و بلندی سطح زمین زیاد باشد، ممکن است به حالت نامنظم دیده شود.
د ) زاویه ریک یا پیچ
این زاویه عبارت است از زاویه بین خطی که اثر حرکت گسل را در روی صفحه ان نشان می دهد یا خط افقی که در صفحه گسل قرار دارد.
ه ) زاویه میل
زاویه های بین خط موجود در صفحه گسل با صفحه افقی را زاویه میل نامند.

تقسیم بندی هندسی گسل ها
الف ) گسل امتداد لغز
گسلی است که در ان لغزش کلی به موازات امتداد گسل می باشد در این حالت لغزش کلی گسل معادل لغزش امتدادی بوده و در جهت شیب، مولفه لغزش وجود نخواهد داشت.  همچنین زاویه ریک لغزش کلی در این حالت معادل صفر خواهد بود.
ب ) گسل شیب لغز
گسلی است که در ان لغزش کلی در جهت شیب سطح گسل می باشد به عبارت دیگر در مورد این گسل ها.  لغزش کلی و شیبی با یکدیگر مساوی بوده و مولفه لغزش امتدادی معادل صفر خواهد بود زاویه ریک لغزش کلی در مورد این دسته از گسل ها معادل 90 درجه است.
ج ) گسل مورب لغز
در این دسته از گسل ها، لغزش کلی نسبت به امتداد یا شیب به سطح گسل مورب می باشد.  بدیهی است در این گسل ها لغزش کلی دارای هر دو مولفه امتدادی و شیبی خواهد بود.  زاویه ریک لغزش کلی در این حالت از صفر بیشتر و از 90 درجه کمتر می باشد.

تقسیم بندی بر اساس زاویه شیب گسل
در این روش، زاویه شیب گسل مبنا قرار گرفته می شود :
الف ) گسل های پر شیب
گسل هایی پر شیب انهایی هستند که زاویه شیبشان از 45 درجه بیشتر است.
ب ) گسل های کم شیب
هرگاه زاویه شیب کل کمتر از 45 درجه باشد، بدین نام خوانده می شود.

تقسیم بندی بر اساس حرکت ظاهری
الف ) گسل عادی یا مستقیم
گسلی که در ان کمر بالا نسبت کمر پایین به طرف پایین حرکت کرده باشد.
ب ) گسل رانده یا معکوس
گسل معکوسی که در ان کمر بالا به طرف بالا حرکت کرده باشد.  در حالت کلی شیب گسل بیشتر از 45 درجه است.

تقسیم بندی زایشی گسل ها
معیار تقسیم بندی در این جا حرکت ظاهری گسل است :
الف ) گسل رانده
گسلی که در ان کمر بالا نسبت به کمر پایین به سمت بالا حرکت کرده باشد.  معمولاً گسلهای رانده را بر حسب زاویه شیب به سه دسته تقسیم می کنند.  اگر زاویه شیب بیش از 45 درجه باشد گسل، بنام گسل معکوس و اگر کمتر از 45 درجه باشد بنام رانده خوانده می شود.  اگر زاویه شیب این گسل ها کمتر از 10درجه و لغزش کلی انها زیاد باشد گسل بنام رورانده موسوم است تشکیل گسل های رانده با کوتاه شدن لایه ها و طبقات همراه است.
ب ) گسل عادی
هرگاه کمر بالا به کمر پایین بطرف پایین حرکت کرده باشد، گسل حاصل بنام گسل عادی یامستقیم موسوم است این گسل ها بنام گسل های وزنی نیز خوانده می شوند.
ج ) گسل مورب
گسلی است که امتداد ان نسبت به امتداد لایه بندی یا شیستوزیته سنگهای اطراف به حالت مورب می باشد.
د ) گسل طولی
هر گاه امتداد گسل تقریبا موازی امتداد عمومی ساختمانهای زمین شناسی منطقه باشد، بنام گسل طولی خوانده می شود.
ر ) گسل عرضی
هرگاه امتداد گسل، عمود یا تقریبا عمود بر امتداد عمومی ساختمانهای زمین شناسی منطقه باشد، بنام گسل عرضی خوانده می شود.

تقسیم بندی بر اساس وضعیت گسل ها نسبت به هم
الف ) گسل های موازی
در بعضی موارد گسل های موجود در یک منطقه دارای شیب و امتداد یکسان یا تقریبا یکسانند که به مجموعه انها گسل های موازی اطلاق می کنند.  اگر امتداد عمومی گسل های منطقه یکسان بوده شیب انها متفاوت باشد، می توان انها را به دو یا چند دسته گسل های موازیتقسیم کرد.
ب ) گسل های پوششی
گسل های نسبتا کوچکی که یکدیگر را می پوشانند بدین نام خوانده می شوند.
ج ) گسل های محیطی
این دسته گسل های دایره ای یا قوسی شکل هستند که یک منطقه دایره ای شکل یا قسمتی از منطقه دایره ای شکل را محدود می کند.
د ) گسل های شعاعی
این به گروه گسل هایی اطلاق می شود که تقریبا همگی از یک منطقه منشعب می شوند.  گسل جدا شونده نوعی خاص از گسل های عادی است که در ان زاویه شیب گسل کم است.
ح ) گسل امتداد لغز
گسلی است که در ان لغزش کلی به موازات امتداد گسل می باشد به عبارت دیگر در این دسته گسل ها، لغزش شیبی در مقایسه با لغزش امتدادی ناچیز است.

پرتگاه ها
پرتگاه به قسمت های نسبتا پر شیبی از سطح زمین گفته می شود که ارتفاع انها از چند سانتی متر تا چندین صد متر تغییر می کند.
بایستی توجه داشت که پرتگاه ها نیز مشخصه قطعی گسله نیستند و ممکن است منشا دیگری، بجز گسله داشته باشد.  پرتگاه ها به انواع زیر تقسیم می شوند :
. 1.  پرتگاه های گسلی – این پرتگاه ها، مستقیما در اثر گسله ها بوجود می اید و اختلاف ارتفاع انها مربوط به حرکت نسبی گسله است.  بعبارت دیگر، پایین رفتن یا بالا امدن یکی از قطعات گسله، باعث تشکیل این پرتگاه ها شده است.
در بعضی موارد، که گسله امتداد یک رودخانه را قطع می کند، در پایین پرتگاه گسلی، ممکن است در اثر تجمع اب، یک دریاچه یا باتلاق کوچک بوجود می اید.
. 2.  پرتگاه های خط گسله – در این نوع پرتگاه ها، ارتفاع پرتگاه مربوط به اختلاف فرسایش طبقات در طرفین سطح گسله است.  مثلاً هرگاه گسله ای باعث شود کهدو طبقه با مقاومت مختلف – مثل ماسه سنگ و شیل – در مجاورت یکدیگر قرار گیرد، پس از مدتی، در اثر فرسایش بیشتر طبقات شیلی، اختلاف ارتفاعی بین انها بوجود خواهد امد.  بعدها، طبقه ماسه سنگ نیز فرسوده می شود و این بار، ممکن است اختلاف ارتفاعی در جهت عکس حالت اول، بوجود اید.
. 3.  پرتگاه های مرکب – در این نوع پرتگاه ها، قسمتی ار اختلاف ارتفاع مربوط به لغزش اولیه گسله و قسمتی از ان نیز، به علت اختلاف در قابلیت فرسایش طبقات طرفین گسله است.
. 4.  پرتگاه های کوهپایه ای – این پرتگاه ها که بنام اسکار پلت نیز نامیده می شوند، در پای سلسله کوهها تشکیل می شوند.
این گونه پرتگاه ها، بیشتر در نواحی که گسله های فعال دارند، مشاهده می شود و ارتفاع انها از چند سانتی متر تا چندین ده متر در تغییر است.
پرتگاه های کوهپایه ای، معمولاً مستقیم نیستند و در انها فرسایش تأثیری ندارند و یا به طورخفیف موثر بوده است.  به عبارت دیگر، سطح پرتگاه در حقیقت همان سطح گسله است. بعضی از این پرتگاه ها، در سنگهای بستر نیز تأثیر کرده اند.  در صورتی که عده ای دیگر، تنها به طبقات نامتحجر رویی محدوداند.  گاهی نیز پرتگاه های گسلی حاصله در سنگهای رویی، در نتیجه وجود گسله های اصلی در سنگهای بستر، بوجود می ایند.
. 5.  پرتگاه های مثلثی – در بعضی موارد، سطح پرتگاه در اثر عوامل فرسایش مثل رودخانه یا یخچال فرسوده می شود و بریدگی های مثلث شکلی در ان به وجود می اید که در نهایت، باعث می شود که سطح پرتگاه به قطعات مثلثی شکلی، تقسیم شود.

سایر نشانه های تشخیص گسله
علاوه بر نشانه هایی که گفته شد، در پاره ای موارد پدیده های دیگری نیزهمراه گسله ها بوجود می اید که به کمک انها، می توان گسله ها را تشخیص داد این پدیده عبارتند از :
. 1.  چشمه ها – چشمه هایی که در پای کوهها دیده می شود، غالبا ناشی از وجود گسله در ان محل است و به خصوص اگر اب چشمه ها گرم باشد به احتمال زیاد می توان انها را با گسله ها در ارتباط دانست.  در حقیقت در چنین حالاتی گسله معبر عبور اب و بخصوص ابهای گرم در اعماق زمین است.
. 2.  تغییر ناگهانی مسیر رودخانه ها – هرگاه گسله ای، امتداد رودخانه را طی زاویه نسبتا بزرگی قطع کند، باعث تغییر ناگهانی مسیر ان شود.
. 3.  تغییر ناگهانی در نیمرخ بستر رودخانه – اگر در حوالی بستر رودخانه، گسلی بوجود اید،باعث بالا امدن یا پایین رفتن زمین می شود.  و اگر فرسایش رودخانه با بالا امدن یا پایین رفتن متناسب نباشد، در حوالی گسله، شیب بستر رودخانه با سایر نقاط تفاوت پیدا می کند که این امر، می تواند نشانه ای برای تشخیص گسله باشد.

فصل ششم - چین
بطور کلی چین ها را می توان بعنوان پیچ و موج های حاصله در سنگها تعریف کرد.  بعبارت دیگر، چین ها ان دسته از تغییر شکل های سنگها هستند، که فقط باعث تغییر وضعیت سنگ می شوند، بدون انکه در ان گستگی بوجود اورند.

مشخصه های چین
. 1.  لولای چین – لولای چین خط فرضی است که نقاطی از یک لایه را که دارای حداکثر انحنا هستند، به یکدیگر وصل می کند.  لولای چین می تواند افقی، قائم و مایل باشد.
. 2.  سطح محوری چین – سطح فرضی که تمام لولا های چین را در برداشته باشد، بنام سطح محوری چین خوانده می شود.  این سطح، حتی المقدور چین را به دو قسمت متقارت تقسیم می کند.
. 3.  محور چین – محور چین خطی است که به موازات لولای ان است و در حقیقت می توان ان را بصورت خط مستقیمی تعریف کردکه هرگاه به موازات خود در فضا حرکت کند، چین را بوجود می اورد.  در بعضی از کتاب ها محور و لولای چین را بعنوان دو مفهوم مترادف بکار می برند.
. 4.  دامنه های چین – طرفین چین، بنام دامنه های ان خوانده می شود.
. 5.  اثر محوری چین – فصل مشترک سطح محوری با یک سطح افقی یا قائم بنام اثر محوری ان نامیده می شود.  معمولاً سطح افقی را، سطح زمین در نظر گرفته می شود.
. 6.  خط الراس یا ستیغ – خط الراس چین، خط فرضی ای است که بالاترین نقاط یک چین را بهم وصل می کند.  بایستی توجه داشت که اگر چه در بعضی موارد خط الراس و لولای چین خط واحدی هستند ولی این امر الزامی نیست و در پاره ای اوقات باهم متفاوت هستند.
. 7.  خط القعر – خط القعر هر چین، خط فرضی است که پایین ترین نقاط ان را به یکدیگر وصل می کند.
. 8.  قله – بالترین نقطه یک چین بنام قله ان نامیده می شود.
. 9.  زاویه میل چین – وضعیت هر چینی را می توان با لولای ان مشخص کرد.  در حالت کلی، لولای چین مورب است و بنابراین، برای مشخص کردن ان بایستی ازیموت و شیب ان را مشخص کرد.

تاقدیس و ناودیس
تاقدیس – در حالت کلی، تاقدیس را می توان به صورت چینی که تحدب ان رو به بالاست.  از انجا که در بسیاری موارد، خط الراس چین فرسایش می یابد و نمی توان حالت یاد شده را در ان مشاهده کرد، لذا در تعریف جامع تر، تاقدیس به صورت چینی تعریف می شود که طبقات قدیمی تر در مرکز ان قرار دارند.
شیب دو دامنه تاقدیس در جهت خلاف یکدیگر است.
ناودیس – در حالت کلی، ناودیس عبارت از چینی است که تحدب ان به طرف پایین است.  در اینجا تعریف جامع تر ان، عبارت از چینی است که طبقات جوانتر در مرکز ان قرار دارند.
شیب دو دامنه به سوی یکدیگر است.

تقسیم بندی هندسی چین ها
. 1.  چین متقارن – چین متقارن چینی است که سطح محوری ان قائم باشد و چین را به دو قسمت متقارن تقسیم کند.
. 2.  چین نا متقارن – در حالتی که سطح محوری چین قائم نبوده و ان را به دو قسمت قرینهتقسیم نکند.  دو دامنه این نوع چین دارای شیب زیاد است.
. 3.  چین برگشته - چین برگشته.  چینی است که سطح محوری ان مایل و هر دو دامنه ان در یک جهت شیب داشته باشد.  شیب دو دامنه این چین ها مختلف و یکی از انها برگشته است.
. 4.  چین خوابیده – در حالتی که سطح محوری چین افقی یا تقریبا افقی باشد، بنام چین خوابیده خوانده می شود.
. 5.  چین هم شیب - این نام به چین هایی اطلاق می شود که در یک جهت شیب داشته و شیب انها مساوی باشد.  دامنه های این چین ها ممکن است قائم، و مایل و یا افقی باشد.
. 6.  چین جناغی – اگر دو دامنه چین طی زاویه تندی نسبت بهم قرار گرفته باشند، چین حاصله بنام چین جناغی نامیده می شود.
. 7.  چین جعبه ای – اگر قسمت لولای چین مسطح باشد، ان را بنام چین جعبه ای می خوانند.
. 8.  چین بادبزنی – چین بادبزنی چینی است که هر دو دامنه ان برگشته است.  در چین بادبزنی تاقدیسی، هر دو دامنه به سوی یکدیگر است در صورتی که در چین بادبزنی ناودیسی، شیب دو دامنه از هم دور می شوند.
. 9.  چین از دو سو متمایل – اگر لولای چین، از هر دو سو، شیب داشته باشد، به نام چین از دو متمایل خوانده می شوند.
. 10.  گنبد – عبارت است از تاقدیس که امتداد مشخصی ندارد.  به عبارت دیگر، شیب طبقات در تمام قسمت ها، به طرف خارج متوجه است.
. 11.  تشتک – ناودیسی است که امتداد و محور معینی ندارد و شیب طبقات در تمام قسمت ها، به طرف مرکز ان، متوجه است.

تقسیم بندی چین ها بر اساس عمق انها
الف ) چین های موازی – چینی که در ان ضخامت لایه ها ضمن چین خوردگی ثابت می ماند.
ب ) چین های مشابه - چین مشابه چینی است که وضعیت ان نسبت به عمق ثابت مانده و تغییری نکند.  بطوری که دیده می شود، در این چین ها، ضخامت لایه ثابت نیست بلکه اندازه ان در قسمت های بالا و پایین چین به مراتب بیشتر از ضخامت لایه در دامنه های ان است.
ج ) چین های هماهنگ و ناهماهنگ – در بسیاری موارد، طبقات رویی و زیرین، در مراحل مختلف چین خوردگی پیدا می کنند.  اگر وضعیت عمومی چین خوردگی سنگها بالا و پایین یکسان باشد، یعنی یک تاقدیس در قسمت های پایین هم چنان تاقدیس باقی بماند، چین خوردگی، بنام هماهنگ و در غیر این صورت بنام ناهماهنگ نامیده می شود.
د ) چین های سوراخ کننده – ممکن است چندین لایه روی هم قرار گرفته و طبقات زیرین، ازجنس مواد شکل پذیری مانند نمک، گچ و مواد نظیر انهاباشد.  ممکن است این مواد شکلپذیر، در نقطه ای جمع شوند و طبقات رویی را به صورت گنبد در اورند.

سیستم چین ها
طول موج چین - بطوری که گفتیم چین ها منفرد نیستند.  فاصله بین دو قله دو تاقدیس یا ناودیس متوالی، بنام طول موج چین خوانده می شود.
طول موج چین ممکن است از چند سانتی متر تا چندین کیلومتر تغییر کند.
دامنه چین – نصف فاصله عمودی بین خط الراس یک تاقدیس و خط القعر یک ناودیس مجاور، بنام دامنه چین خوانده می شود.
ناودیس شکنجی – در بسیاری موارد ناودیس بزرگ، خود از چین های کوچک و متعددی تشکیل یافته است که در این حالت بنام ناودیس شکنجی نامیده می شود.
تاقدیس شکنجی – تاقدیس شکنجی نیز تاقدیس بزرگی است که از چین های کوچک متعدد تشکیل یافته است.  پهنای تاقدیس شکنجی نیزدرحدودچندکیلومتر است.  دررشته
جبال البرز نمونه های متعددی از ناودیس و تاقدیس های شکنجی رامی توان مشاهده کرد.
ژئوسینکلینال – گرچه از نظر لغوی ژئوسینکلینال به معنی ناودیس زمین است اما نبایستی ان را به جای ناودیس بزرگ بکار برد.  ژئو سیکلینال حوضه رسوبی وسیعی است که ضخامت رسوبات ان به چند هزار متر می رسد.  علیرغم ضخامت زیاد رسوبات ژئوسیکلینال ها، محیط رسوبگذاری انها عمیق نیست و علت اصلی تجمع رسوبات، فرورفتن تدریجی کف ژئو سیکنلینال می باشد.
ژئو آنتی کلینال – ژئو انتی کلینال، یک بالا امدگی وسیع است که ابعاد ان در مقایسه با ابعاد ژئو سیکلینال است.  چنین پدیده ای ممکن است در داخل یا خارج ژئو سینکلینال دیده شود.
چین های پوششی - در موارد، چین های منفرد و مجزایی دیده می شوند که توسعه چندانی ندارند ولی روی یکدیگر می پوشانند.  این چین ها بنام چین های پوششی نامیده می شود.

تک چین و پادگانه ساختمانی
اگر در ناحیه ای سنگ ها، نسبت به سنگهای مجاور خود، بدون ایجاد شکستگی بالاتر قرار گیرند، سنگ های بین انها از حالت افقی خارج شده و به حالت شیب دار قرار خواهند گرفت، این چین خوردگی که در ان،لایه ها در ناحیه ای بطور ملایم شیب دار می شوند، به نام تک چین نامیده شود.  بنابراین، تک چین به طبقات شیب داری گفته می شود که شیب انها در یک جهت باشد.  اگر طبقات تک چین را در امتداد شیب ان تعقیب کنیم، در منطقه محدودی شیب لایه ها کمتر شده و به طبقات اولیه قبل از تغییر شکل، تبدیل می شود.  این گونه طبقات بنام پادگانه ساختمانی نامیده می شود.

ریز چین
هر گاه دو لایه مقاوم یک لایه نامقاوم را احاطه کند که این لایه بر اثر (تکتونیک) حرکتی انجام دهد زیر چین در لایه نامقاوم حاصل خواهد شد.

[
فصل هفتم – ساخت های اولیه سنگهای اذرین خروجی

گدازه – هنگامی که ماگما به سطح زمین راه می یابد، در سطح زمین جریان یافته و پس از سرد شدن، گدازه ها را بوجود می اورد.
گدازه ها، توده های اذرین لایه شکلی هستند که ضخامتشان در مقایسه با گسترش عرضی انها ناچیز است.  حالت گدازه تابع مشخصات زمینی است که در ان جریان می یابد.  مثلاً در مواردی که زمین تقریبا مسطح باشد، گدازه نیز قشر کم و بیش افقی خواهد بود، در صورتی که در دامنه آتشفشانها، گدازه ها به حالت شیب دار مشاهده می شود.
مشخصات گدازه ها – ضخامت گدازه ها معمولاً در حدود چند متر است و گدازه های باضخامت بیش از 100 متر، فوق العاده نادر است.  گسترش عرضی گدازه ها تا حد زیادی به جنس انها بستگی دارد.  گرانروی گدازه های بازی و متوسط کم است، بنابراین، این دسته از گدازه ها، بهاسانی جریان افتاده و سطح وسیعی را در بر می گیرند.  ضخامت این دسته از گدازه کم وبیش در سرتاسر ان یکسان است.  گدازه های اسیدی، لزج ترند و بنابراین، گسترش چندانی ندارند و غالبا به صورت توده های عدسی شکل اند.

ساخت گدازه ها
الف ) ساخت منشوری
ب ) ساخت بالشی
ج ) تغییرات داخلی قشر گدازه

آتشفشان ها
آتشفشان ها نیز اشکال دیگری از ساخت های اولیه سنگهای اذرین خروجی اند که در اثر خروج ماگما، بوجود می ایند.
مهم ترین قسمت های یک آتشفشان از نظر زمین شناسی ساختمانی، مخروط و دهانه آتشفشان است که اینک به بررسی انها می پردازیم.
. 1.  مخروط آتشفشانی – مخروط آتشفشانی در اثر سرد شدن و تجمع مواد خروجی آتشفشان به وجود می اید این گونه ساختمانها را از نظر های مختلف می توان تقسیم بندی کرد.  مثلاً اساس تقسیم بندی سنگ شناسی، جنس سنگهای تشکیل دهنده مخروط و اساس طبقه بندی فیزیوگرافی، مرحله فرسایش ان است اما در زمین شناسی ساختمانی، مخروط ها را از نظر ساختمان داخلی طبقه بندی می کنند.  در این تقسیم بندی، می توان انواع مخروط های زیر را تشخیص داد :
الف ) مخروط گدازه ای – این مخروط ها از گدازه های خیلی سیال تشکیل شده و به همین جهتدارای دامنه های کم شیب اند.  این مخروط ها تماما از جنس گدازه اند.  و در مورد انها قسمت اعظم ماگما از درون دهانه اصلی آتشفشان، خارج شده است.
در مواردی که ماگماهنگام خروج از آتشفشان سرد و لزج باشد، در فاصله کمی پس از خروج از دهانه، منجمد می شود و مخروط پر شیبی را به وجود می اورد که بنام هورنیتو موسوم است.
ب ) مخروط های اذر اواری – این مخروط ها در نتیجه تجمع مواد اذر اواری که از آتشفشان خارج می شود تشکیل شده و در بعضی موارد ممکن است دارای دامنه های پر شیب باشد.
ج ) مخروط مرکب – این مخروط ها از قشر های متناوب گدازه و مواد اذر اواری تشکیل می شود.  در این گونه مخروط ها، قسمت اعظم ماگما از دهانه های فرعی آتشفشان خارج می شود.
. 2.  دهانه – قسمت بالایی مخروط آتشفشان، بنام دهانه خوانده می شود بسته به وضعیت دهانه، حالات زیر را می توان تشخیص داد :
الف – کرارتر
کرارتر فرورفتگی موجود در انتهای مخروط آتشفشان است که در حالت کلی، به صورت یک مخروط ناقص در بالای ان قرار دارد.  قطر قسمت پایین کرارتر معمولاً کم است و ندرتا از 300 متر تجاوز می کند اما قطر قسمت بالای ان، در اثر ریزش دیواره، ممکن است خیلی زیاد باشد.
کرارتر معمولاً در اثر انفجار در قسمت های بالایی دود کش آتشفشان، بوجود می اید.
ب – کالدرا
کالدرا فرورفتگی بسیار بزرگی است که در قسمت های بالایی آتشفشان به وجود می اید.  مقطع این فرورفتگی، معمولاً دایره و در بعضی موارد نامنظم است.  قطر کالدرا ممکن است به جندین کیلومتر برسد.
کالدرا در نتیجه تخریب دیواره دهانه آتشفشان به وجود می اید.


فصل هشتم – ساخت های اولیه سنگهای اذرین نفوذی

تقسیم بندی توده های نفوذی
در زمین شناسی ساختمانی، توده های نفوذی را بسته به وضعیت انها نسبت به سنگهای مجاور، به دو دسته توده های هم شیب و ناهم شیب تقسیم می کنند.  هر یک از این گروه ها، بسته به شکل و ابعاد توده خود به گروه های کوچک تر تقسیم می کنند.
معمولاً در مجاورت توده نفوذی، طبقات رسوبی یا سنگهای دگرگونی حاوی شیستوزیته وجود دارد.  اگر توده نفوذی با سطح لایه بندی طبقات رسوبی یا شیستوزیته سنگهای دگرگونی مجاور موازی باشد، ان را توده نفوذی هم شیب و در غیر این صورت، ناهم شیب می گویند.

توده های نفوذی هم شیب
. 1.  سیل ها – سیل ها، که بنام ورقه نیز خوانده می شوند، توده های نفوذی لایه ای شکلی اند که به موازات لایه بندی یا شیستوزیته طبقات مجاور، تشکیل می شوند.  گسترش سیل ها در بعضی موارد فوق العاده زیاد و ممکن است به چندین هزار کیلومتر مربع برسد.  نکته جالب ان است که در بسیاری حالات، ضخامت سیل نیز تقریبا ثابت باقی می ماند.  بدیهی است سن سیل همواره از سن سنگهای درون گیر خود، کمتر است.
از نظر وضعیت، سیل ممکن است به حالت افقی، قائم و یا مایل دیده می شود.  و بدیهی است در هر حالت، تابع مشخصات لایه های اطراف خود باشد.  ضخامت سیل از چند سانتیمتر تا چند صد متر ممکن است تغییر نماید.
. 2.  لاکولیت ها - لاکولیت ها توده های نفوذی عدسی مانندی هستند که در فصل مشترک لایه ها نفوذ کرده و طبقات رویی را به صورت گنبد در می اورند.  باتوجه به این تعریف،در می یابیم که لاکولیت مشابه سیل ها هستند با این تفاوت که گسترش عرضی لاکولیت ها فقط چند برابر ضخامت انها ست در صورتی که در مورد سیل ها، ممکن است به چندین برابر برسد.  سنگهای اذرین تشکیل دهنده لاکولیت معمولاً از نوع متوسط و بازی ( مثل آندزیت نفلین سنییت) می باشد.
. 3.  لوپولیت ها – لوپولیت ها توده های نفوذی وسیعی اند که در نتیجه نفوذ ماگما در ساختمان های تشتکی شکل به وجود می ایند.  ماگما تشکیل دهنده لوپولیت معمولاً از نوع بازی می باشد.
. 4.  فاکولیت ها – فاکولیت ها توده های نفوذی کوچکی هستند که به شکل عدسی، در خط الراس تاقدیس ها و یا در خط القعر ناودیس ها، تشکیل می شوند.  بایستی توجه داشت که تنها در حالاتی فاکولیت ها جزو ساختمانهای اولیه سنگهای اذرین به شمار می آیند که سنگها، قبلا به صورت تاقدیس یا ناودیس چین خورده باشند و در حالتی که یک توده نفوذی مثل سیل، همراه با طبقات درون گیر خود چین بخورد، ساختمان حاصله را بایستی در گروه ساخت های ثانوی، طبقه بندی کرد.

توده های نفوذی ناهم شیب
  دایک ها – دایک ها توده های نفوذی لایه ای شکلی اند که طبقات اطراف خود را قطع می کنند.  دایک ها غالبا در نتیجه تزریق ماگما در داخل شکستگی سنگها به وجود می ایند.  در حقیقت فرق دایک و سیل، تنها درنحوه قرار گرفتن این توده ها نسبت به طبقات اطراف است و در مورد انها نیز همانند سیل ها، می توان انواع ساده مکرر، مرکب و تفریق شده راتشخیص داد.

انرژی زمین گرمایی، کاربردها و مزیت های آن در ایران

ژئوترمال از کلمه ی یونانی "ژئو" به معنی زمین، و (ترمال) به معنی گرما و گرمایی گرفته شده است. بنابراین، انرژی ژئوترمال به معنای (انرژی زمین گرمایی) یا انرژی با منشا درونی زمین است. این انرژی، به شکل گرمای محسوس، از بخش درونی زمین است. این انرژی، به شکل گرمای محسوس، از بخش درونی زمین منشا می گیرد و این انرژی در سنگ ها و آب های موجود در شکاف ها و منافذ داخل سنگ در پوسته ی زمین وجود دارد. مشاهدات به عمل آمده از معادن عمیق و چاه های حفاری شده نشان می دهد که درجه ی حرارت سنگ ها به طور پیوسته با عمق زمین افزایش می یابد، هر چند نرخ افزایش درجه ی حرارت ثابت نیست. با این روند، درجه ی حرارت در قسمت بالایی جبه به مقادیر بالایی می رسد و سنگ ها در این قسمت به نقطه ی ذوب خود نزدیک می شوند.

    منشا این گرما در پوسته و جبه ی زمین، به طور عمده تجزیه ی مواد رادیواکتیو است. در طولعمر زمین، این گرمای درونی به طور آرام تولید شده و در درون زمین محفوظ و محبوس مانده است. همین امر موجب شده است که منبع انرژی مهمی فراهم شود و امروزه به عنوان انرژی نامحدودی در مقیاس انسانی مورد توجه قرار گیرد.

    از طرف دیگر، نظریه های موجود در خصوص تکامل زمین نیز مبنایی برای توضیح وجود گرما در داخل زمین هستند. مطالعات نشان می دهد که زمین در زمان پیدایش (حدود 5/4 میلیارد سال قبل) حالت مذاب داشته، تدریجا سرد شده و بخش خارجی آن به صورت جامد درآمده است. اما بخش های داخلی آن، به دلیل کندی از دست دادن گرما، حالت مذاب خود را حفظ کرده و دارای درجه ی حرارت بالایی است و می تواند منبع گرمایی درونی پوسته باشد که از هسته به طرف خارج منتقل می شود.
  
  
   چگونگی انتقال گرمای زمین به سطح زمین:
   گرما از هسته ی زمین به طور پیوسته به طرف خارج حرکت می کند. این جریان از طریق انتقال و هدایت گرمایی، گرما را به لایه های سنگی مجاور (جبه) می رساند. وقتی درجه ی حرارت و فشار به اندازه ی کافی بالا باشد، بعضی از سنگ های جبه ذوب می شوند و ماگما به وجود میآید. سپس به دلیل سبکی و تراکم کمتر نسبت به سنگ های مجاور، ماگما به طرف بالامنتقل می شود و گرما را در جریان حرکت، به طرف پوسته ی زمین حمل می کند.
   گاهی اوقات، ماگمای داغ به سطح زمین می رسد و گدازه را به وجود می آورد. اما بیشتراوقات، ماگما در زیر سطح زمین باقی می ماند و سنگ ها و آب های مجاور را گرم می کند. این آب ها بیشتر منشاء سطحی دارند و حاصل آب بارانی هستند که به اعماق زمین نفوذ کرده است. بعضی از این آب های داغ از طریق گسل ها و شکست های زمین به طرف بالا حرکت می کنند و به سطح زمین می رسند که به عنوان چشمه های آب گرم و آبفشان شناخته می شوند. اما بیشتر این آب ها در اعماق زمین، در شکاف ها و سنگ های متخلخل محبوس می مانند و منابع زمین گرما را به وجود می آورند.
  
     

مکان های مناسب برای بهره برداری از انرژی زمین گرمایی:
   مناطق دارای چشمه های آب گرم و آبفشان ها، اولین مناطقی هستند که در آن ها انرژی زمین گرمایی مورد بهره برداری قرار گرفته و توسعه یافته است. در حال حاضر، تقریبا تمام نیروی الکتریسیته حاصل از انرژی زمین گرمایی از چنین مکان هایی به دست می اید. در بعضی از مناطق، تزریق ماگما به درون پوسته ی زمین، به اندازه ی کافی جدید و هنوز خیلی داغ است. در این نواحی، درجه ی حرارت سنگ ممکن است به 300 درجه ی سانتی گراد برسد و مقادیر عظیمی انرژی گرمایی فراهم کند. بنابراین، انرژی زمین گرمایی در مکان هایی که فرایندهای زمین شناسی اجازه داده اند ماگما تا نزدیکی سطح زمین بالا بیاید، یا به صورت گدازه جریان یابد، می تواند تشکیل شود. ماگما نیز در سه منطقه می تواند به سطح زمین نزدیک شود:
   1- محل برخرود صفحات قاره ای و اقیانوسی (فرورانش)؛ مثلا حلقه ی آتش دور اقیانوس آرام.
   2- مراکز گسترش؛ محلی که صفحات قاره ای از هم دور می شوند، نظیر ایسلند و دره ی کافتی آفریقا
   3- نقاط داغ زمین؛ نقاطی که ماگما را پیوسته از جبه به طرف سطح زمین می فرستند و ردیفی از آتشفشان را تشکیل می دهند.
  
   کاربرد انرژی زمین گرمایی:   
   از زمان های دور، مردم از آب زمین گرمایی که آزادانه در سطح زمین به صورت چشمه های گرم جاری بودند، استفاده کرده اند. رومی ها برای مثال از این آب برای درمان امراض پوستی و چشمی بهره می گرفتند. در (پمپئی) برای گرم کردن خانه ها از آن استفاده می شد. بومی های آمریکا نیز از آب زمین گرمایی برای پختن و مصارف دارویی بهره می گرفتند. امروزه، با حفر چاه به درون مخازن زمین گرمایی، و مهار آب داغ و بخار، از آن برای تولید نیروی الکتریسیته در نیروگاه زمین گرمایی و یا مصارف دیگر بهره برداری می کنند.
   در نیروگاه زمین گرمایی، آب داغ و بخار خارج شده از مخازن زمین گرمایی، نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می آورد و انرژی الکتریسیته تولید می کند. آب مورد استفاده، از طریق چاه های تزریق به مخزن برگشت داده می شود تا دوباره گرم شود و در عین حال، فشار مخزن حفظ، و تولید آب داغ و بخار تقویت شود و ثابت باقی بماند.

  
   سه نوع نیروگاه زمین گرمایی برای تولید برق وجود دارد:
   1- نیروگاه خشک: این نیروگاه روی مخازن ژئوترمالی که بخار خشک با آب خیلی کم تولید می کنند، ساخته می شوند. در این روش، بخار از طریق لوله به طرف نیروگاه هدایت می شود و نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می کند. این گونه مخازن با بخار خشک کمیاب است. بزرگترین میدان بخار خشک در دنیا، آب گرم جیزرز در 90 مایلی شمال کالیفرنیاست که تولید الکتریسیته در آن، از سال 1962 شروع شده است و امروزه به عنوان یکی از موفق ترین پروژه های تولید انرژی جایگزین محسوب می شود.
   2- نیروگاه بخار حاصل از آب داغ: این نوع نیروگاه روی مخازن دارای آب داغ احداث می شود. در این مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح می آید و به دلیل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشی از آن به بخار تبدیل می شود. این بخار برای چرخاندن توربین به کار می رود. چنین نیرگاه هایی عمومیت بیشتری دارند، زیرا بیشتر مخازن زمین گرمایی حاوی آب داغ هستند. فناوری مزبور برای اولین بار در نیوزیلند به کار گرفته شد.
   3- نیروگاه ترکیبی (بخار و آب داغ): در این سیستم، آب گرم از میان یک مبدل گرمایی می گذرد و گرما را به یک مایع دیگر می دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائین تری می جوشد. مایع دوم در نتیجه ی گرم شدن به بخار تبدیل می شود و پره های توربین را می چرخاند. سپس متراکم می شود و مایع حاصله دوباره مورد استفاده قرار می گیرد. آب زمین گرمایی نیز دوباره به درون مخازن تزریق می شود. این روش برای استفاده از مخازنی که به اندازه ی کافی گرم نیستند که بخار با فشار تولید کنند، به کار می رود.

   
   نیروگاه تولید برق از انرژی زمین گرمایی

  مزایای استفاده از انرژی گرمایی برای تولید الکتریسیته:
   1- تمیز بودن: در این روش همانند نیروگاه بادی وخورشیدی، نیازی به سوخت نیست، بنابراین سوخت های فسیلی حفظ می شوند و هیچگونه دودی وارد هوا نمی شود.
   2- بدون مشکل بودن برای منطقه: فضای کمتری برای احداث نیروگاه نیاز دارد و عوارضی چون ایجاد تونل، چاله های روباز، کپه های آشغال و یا نشت نفت و روغن را به دنبال ندارد.
   3- قابل اطمینان بودن: نیروگاه می تواند در طول سال فعال باشد و به دلیل قرار گرفتن روی منبع سوخت، مشکلات مربوط به قطع نیروی محرکه در نتیجه ی بدی هوا، بلایای طبیعی و یا تنش های سیاسی را ندارد.
   4- تجدید پذیری و دائمی بودن
   5- صرفه جویی ارزی: هزینه ای برای ورود سوخت از کشور خارج نمی شود و نگرانی های ناشی از افزایش هزینه ی سوخت وجود نخواهد داشت.
   6- کمک به رشد کشورهای در حال توسعه: نصب آن در مکان های دور افتاده می تواند، استاندارد و کیفیت زندگی را با آوردن نیروی برق بالا ببرد.
   با توجه به فوایدی که برشمردیم، انرژی زمین گرمایی به رشد کشورهای در حال توسعه بدون آلودگی کمک می کند.
  
   مصارف دیگر انرژی زمین گرمایی:
   آب زمین گرمایی در سرتاسر دنیا، حتی زمانی که به اندازه ی کافی برای تولید برق داغ نیست، مورد استفاده قرار می گیرد. آب های زمین گرمایی که درجه ی حرارت آنها بین 50 تا 300 درجه ی فارنهایت است، مستقیما مورد استفاده قرار می گیرند که موارد مصرف آنها به شرح زیر است:
   1- برای تسکین درد عضلات در چشمه های داغ و درمان با آب معدنی (آب درمانی).
   2- گرم کردن داخل ساختمان های منفرد و حتی منطقه ای که مجاور چشمه های گرم است. در این روش، سیستم های گرم کننده، آب زمین گرمایی را از طریق یک مبدل گرمایی پمپ میکنند و گرما را به آب شهری انتقال می دهند و آب شهری گرم شده، از طریق لوله کشی بهساختمان های شهر منتقل می شود. در داخل ساختمان ها نیز، یک مبدل گرمایی دیگر گرما را به سیستم گرمایی ساختمان ها منتقل می کند (شکل 9).
   3- برای کمک به رشد گیاهان، سبزیجات و محصولات دیگر در گلخانه (زراعت).
   4- برای کوتاه کردن زمان مورد نیاز رشد و پرورش ماهی، میگو، نهنگ و تمساح (آبزی پروری).
   5- برای پاستوریزه کردن شیر، خشک کردن پیاز، الوارکشی و برای شستن پشم (استفادهصنعتی).
   بزرگترین واحد این سیستم گرمایی در دنیا، در (ریکیاویک) در ایسلند قرار دارد. از زمانی که این سیستم برای تامین گرمای شهر مذکور به کار می رود، ریکیاویک به یکی از تمیزترین شهرهای دنیا تبدیل شده است؛ در صورتی که قبل از آن بسیار آلوده بود.
   موارد مصرف دیگری نیز از گرمای زمین گرمایی وجود دارد. برای مثال، در (کلامث فالز) در اورگن آمریکا، زیر جاده ها و پیاده روها آب ژئوترمال لوله کشی می شود، تا از یخ زدن آن ها در شرایط هوای یخبندان جلوگیری شود. در نیومکزیکو، ردیفی از لوله ها که زیر خاک دفن شده اند، آب زمین گرمایی را انتقال می دهند تا گل ها و سبزیجات پرورش یابند. با این شیوه، اطمینان حاصل می شود که زمین یخ نمی زند. به علاوه، فصل رویش طولانی تر می شود و روی هم رفته، محصولات کشاورزی سریع تر رشد می کنند و بدون استفاده از گلخانه محافظت می شوند.
   کشورهایی که در حال حاضر از مخازن زمین گرمایی برای تولید الکتریسیته استفاده می کنند، عبارتند ازک آمریکا، نیوزیلند، ایسلند، مکزیک، فیلیپین، اندونزی و ژاپن. استفاده از این انرژی در بسیاری از کشورها در حال گسترش است. راه حل استفاده ی بیشتر از انرژی زمین گرمایی، افزایش آگاهی عمومی و تقویت فناوری مرتبط با زمین گرمایی است.
  
   انرژی زمین گرمایی در ایران:
   رشد روزافزون جمعیت، توسعه ی شهری و نیز اقتصاد انرژی در کشور ما، تولید 90 هزار مگاوات برق در سال 2020 را اجتناب ناپذیر ساخته است. در حدود 98 درصد ظرفیت تولید فعلی نیروگاه های برق کشور به کاربرد سوخت های فسیلی متکی است. حال آن که محدودیت منابع سوخت فسیلی، رشد مصرف داخلی و نبودذ منابع کافی برای صادرات از یک سو، و موازین و معیارهای زیست محیطی توسعه ی پایدار از سوی دیگر، کاربرد انرژی های تجدیدشونده در بستر تولید را اجتناب ناپذیر ساخته است.
   به رغم پتانسیل های بسیار مناسب به منظور کاربرد انرژی زمین گرمایی، به دلیل نبود سیاستگذاری های کلان در زمینه ی به کارگیری انرژی تجدیدپذیر، و فقدان فناوری مناسب در خصوص حفاری عمیق، مهندسی مخازن، ساخت و نیز بهره برداری از نیروگاه های زمین گرمایی، و بالاخره وجود رقیب سرسخت منابع ارزان سوخت های فسیلی، بهره برداری از پتانسیل های مزبور کماکان جدی گرفته نشده است.

مناطق مستعد انرژی زمین گرمایی در کشور

از سوی دیگر، هم گام با سیاست دولت در راستای کاهش وابستگی به اقتصاد تک محصولی، تحولی اساسی در سیاست دولت مبتنی بر کاربرد انرژی های تجدیدپذیر در حال شکل گیری است و دوایر متعددی با محوریت مرکز انرژی های نو در وزارت نیرو، سازمان انرژی اتمی و نیز سازمان زمین شناسی، به عنوان متولی تهیه داده های پایه در حال کار روی موضوع مذکور هستند.

   هم گام با سیاست (مرکز انرژی های نو) وزارت نیرو برای جذب سرمایه گذاری خارجی در سال 1375، گروهی متشکل از کارشناسان ایرانی و فیلیپینی مبادرت به برداشت های تفصیلی زمین شناسی، هیدروژئوشیمیایی و ژئوفیزیک در ناحیه ی (دره قطور) کردند. همچنین در اوائل سال 1376، هم گام با تشکیل گروهی متشکل از کارشناسان نیوزیلندی و ایرانی، بنا شد این گروه، مطالعاتی تفصیلی روی آتشفشان سبلان و پیرامون آن، مشتمل بر منطقه ی (سرعین)، انجام دهند. با عنایت به لزوم افزایش ظرفیت نصب شده ی نیروگاهی، به نظر می رسد بهره برداری از انرژی های تجدیدپذیر به منظور تغییر در سبد انرژی، اجتناب ناپذیر باشد. به کارگیری انرژی زمین گرمایی حداقل در نواحی شمال غربی کشور می تواند، به عنوان گزینه ای به منظور تغییر کاربری سوخت های فسیلی مطرح شود و این نکته وقتی حائز اهمیت مضاعف می گردد که توجه داشته باشیم، با وجود تمام فعالیت های عمرانی صورت پذیرفته در سال های پس از انقلاب، ظرفیت نصب شده ی نیروگاهی کشور صرفا 22 هزار مگاوات افزایش یافته است (سازمان زمین شناسی ایران).

در مورد Google Earth چه می دانید؟

کمپانی گوگل اولین بار با موتور جستجوی ساده ی خویش، خود را به جهان معرفی کرد. این کمپانی از زمان تاسیس خلاقیت، نوآوری و در عین حال سادگی را پیشه ی خود نمود تا امروز به عنوان یک غول اینترنتی در آید.  چندی پیش گوگل با آخرین برنامه ی اینترنتی خود جهان را شگفت زده کرد و البته تا حدی هم ترساند! سرویس Google  Earth  با تصاویر ماهوارهای خود در آغاز امریکای شمالی و اینک تمام نقاط جهان را پوشش داده است. گوگل با این کار جهان را بی اندازه کوچک کرده و مرزها را برداشته است.
این سرویس که سالها فقط در اختیار سازمانهای جاسوسی قرار داشت، امروز به شکل رایگان در اختیار همه مردم قرار گرفته است و هر کس می تواند در هر نقطه از جهان این تصاویر را دریافت کند.
گوگل ارث یک نقشه معمولی نیست! کافی است نام کشور، شهر و یا حتی کدپستی محل مورد نظرتان را در کادر جستجوی این برنامه وارد کنید، تا تصاویری رویای و کاملا واقعی از محل مورد نظر در اختیار شما قرار گیرد.

    اگر خطوط تلفن و امکانات ضعیف اینترنتی در ایران اجازه دهد شما می توانید بر فراز شهرتان پرواز کنید، خیابان محل زندگیتان را چنان که هست ببینید و حتی سری هم به مدرسه دوران کودکیتان بزنید. اینها همه امکاناتی هستند که گوگل به رایگان در اختیار همه در هر جای دنیا که باشند قرار داده است.
   زمانی حق اشتراک گوگل ارث که"keyhole" نامیده می شد 90 دلار بود. وقتی گوگل keyhole را خریداری کرد چیزی حدود یک تریلیون بایت سوابق اطلاعاتی نقشه برداری دیجیتال را به "ارث" برد و شروع به ایجاد نسخه های پایه ای نرم افزاری نمود که بتوانند بصورت رایگان دانلود شوند. و اکنون در اختیار شما قرار گرفته است.
   تصاویر نقشه های گوگل ارث از دو منبع ارسال و هدایت می شوند: ماهواره و هواپیما؛ گوگل اینگونه نقشه ها و دیگر اطلاعات نقشه برداری دیجیتالی را از منابعی چون TeleAtlas و EaetSat که هر دو از پدیدآورندگان تصاویر و نقشه های هوایی و ماهوارهای هستند بدست می آورد. این تصاویر در اشکال دیجیتالی برای استفاده تجاری گرفته می شوند.
   به دلیل اینکه این اطلاعات و داده ها از منابع مختلفی بدست می آیند، جهت تحلیل تفاوتها میتوانند به راحتی مورد استفاده قرار گیرند. اینکه چرا بر روی برخی از مناطق کره زمین موج هایی ظاهر شده است، حتی بر روی سطح برخی خیابانها، در حالی که دیگران بدون استفاده از این امکان برای تحلیل این نقاط ابهام، مشکلات زیادی پیش رو دارند.
  
   زمانی که شما از گوگل ارث استفاده می کنید نمی توانید تصاویر گرفته شده از ماهواره را در همان لحظه ی ارسال به شکل (Online) مشاهده کنید. به عبارث دیگر بر خلاف تصور رایج تصاویر ماهوارهای گوگل ارث بین دو تا سه سال پیش گرفته و ارسال شده اند. در عین حال گوگل اعلام کرده است قدمت این اطلاعات بیش از 3 سال نیست و بطور متناوب به روز می شوند و همواره جدیدترین اطلاعات در دسترس هستند.
   بخش دیگری از آنچه گوگل ارث را اعتیاد آور می سازد همکاری این برنامه با موتور جستجوی گوگل است!
   هنگامی که شما شهری را از نظر می گذرانید، می توانید کافی شاپ ها، رستوران ها، بقالی ها و هزاران گونه مرکز تجاری در مجاورت آنها را بیابید. شما می توانید با کلیک کردن بر روی هر کدام از آنها جزئی ترین اطلاعات در مورد هر کدام را از Google search engine دریافت کنید.
   همچنین به کاربران اجازه داده شده است بوسیله کلیک کردن بر روی: "Add/Edit a Business Listing" اماکن تجارتی را به نقشه اضافه کنند.
   گوگل ارث امکان عکسبرداری از اینچ به اینچ مربع در جهان را با کامپیوتر برای تمام افراد مهیا کرده است به همین دلیل نگرانیهای مردم در مورد پیامدها و مشکلات احتمالی این پدیده بیشتر و بیشتر می گردد.
   گوگل ارث در اولین مرحله استفاده از این پدیده استنباطی قدرتمند از چرا و چگونگی استفاده از آن را از کاربر کسب خواهد کرد. یک پاسخ معمولی در این میان از بین وحشت و لذت بردن ازافزایش دسترسی هیبت مندانه به جهان است.
   و دیگری اینکه، آنچه همیشه فوراً به ذهن می رسد انگیزه ی انسان برای دانستن موقعیت جغرافیائی خود بر روی کره ی زمین است "اوه! چه کار غیر معمول و جالبی" این جمله ای است که اکثر آنان که عاشق نظریه ی امکان دیدن کره ی زمین از کامپیوترهای شخصی خود هستند بر زبان می آورند ، در حالی که همین افراد دوست ندارند که بواسطه ی این گونه پدیده ها تحت نظارهی دنیا باشند!! کسی می تواند از طریق گوگل ارث بر روی یک کمین گاه کاری تر هدف را دنبال کند. آیا سارقان هم می توانند از امکانات گوگل ارث در یک منطقه سودی بجویند؟
   در مورد نگرانیهایی که از جنبه ی "امنیت شخصی" مورد اهمیت قرار می گیرد دو نکته قابل ذکر است.

اول اینکه اطلاعات Google Earth قبلا هم به اشکال مختلف قابل دسترس بوده است ( پیش از این برخی ماهواره ها این تصاویر را با قیمت نسبتا بالایی می فروختند) و دوم اینکه سابقه ی تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی به سه سال قبل بر می گردند و هیچ کس قادر نیست که از طریق گوگل ارث به اطلاعات به روز دست یابد. اطلاعاتی با سه سال قدمت قطعی نیستند و حتی قابل استفاده برای توطئه سازی.
   و دیگر، نگرانیهایی در باره ی خطر متمرکز سازی های گوگل ارث در زمینه ی امنیت ملی کشورهاست؛ مقامات عالی رتبه در بسیاری از کشورها از بابت جزئیات اطلاعات قابل دسترسی برای عموم در گوگل ارث اظهار نگرانی کرده اند. در راًس این کشورها استرالیا، انگلیس و ایالات متحده ی امریکا و اخیرا هند هستند. آنها می گویند عاقبت تروریست ها خواهند توانست "گرچه احتمالا" از اطلاعات و تجهیزات گوگل ارث و شبیه سازی کردن جزئیات جهان توسط ماهواره ها بهره برداری کنند.
   بیشترین اعلام مخالفت با گوگل ارث از کره ی جنوبی است، کره جنوبی از جهت تکنیکی هنوز در حال جنگ با کره ی شمالیست و همچنین برای آنان این نگرانی وجود دارد که هم اکنون افراد بسیاری می توانند تاسیسات ارتش آنان را با کلیک بر روی یک دکمه و یک زوم جزئی نظاره گر باشند.
   حرف صادقانه این است که اگر گوگل بتواند این اطلاعات را در دست داشته باشد قطعاً کره شمالی از قبل این اطلاعات را در دست داشته است. در هر صورت این برای آنها خیلی نمی ارزد که بخواهند با زوم کردن بر روی کره شمالی امکانات اتمی آنان را تحقیق نمایند. گوگل ارث برای بازی کودکان ابزار جاسوسی ساخته است.
   شبیه سازها بوسیله گوگل ارث چیز جدیدی را پیشنهاد و ارائه نداده اند. در مجموع گوگل ارث این اطلاعات را از منابع دیگری کسب کرده است. ولی این نوع جمع آوری اطلاعات و این بسته اطلاعاتی یک تحول و انقلاب در نوع خود بشمار می آید. مخالفتها در برابر تحقیق درباره ی مکانهائی نظیر اهرام مصر یا کاخ سفید توسط ماهواره ها زمان زیادی بطول نخواهد انجامید.
   تمام آن کاری که شما باید انجام دهید Download کردن گوگل ارث و داشتن چشمانی عقاب گونه برای مشاهده جهان است.

خلیج همیشگی فارس

روز دهم اردیبهشت ماه که روز اخراج پرتغالی ها از خلیج فارس است روز ملی خلیج فارس نام دارد. در 21 آوریل 1622، با رشادت «امام قلیخان امیرالامرای فارس»، به 117 سال تسلط جابرانه پرتغالیها به جزایر خلیج فارس خاتمه داده شد. خلیج فارس از نقطه نظر ژئوپولیتیک، تجارت، نفت و گاز و کشتیرانی و ماهی گیری و ... در طول تاریخ گلوگاه مهمی در دنیا محسوب می شده و هم اکنون شاهرگ اقتصاد دنیا در این منطقه قرار دارد. الف- مشخصات فیزیکی خلیج فارس که امروزه به پیوستگاه و ته آب اروند رود در خرمشهر و بصره تا راس مسندام در شمال عمان اطلاق می شود. در اواسط دوره سوم زمین شناسی حدود 30 میلیون سال قبل در اثر گسترش دهانه شکاف دریای عمان بوجود آمده و از پدیده های دوران سوم زمین شناسی است که در حال حاضر 226 هزار کیلومتر مربع پهنا دارد درازای کرانه اش از دهانه فاو تا بندر عباس 1 هزار و 375 کیلومتر و میانگین ژرفای آن 30 متر است و 062% آب های سطح کره زمین را در بر می گیرد در ابتدا وسعت آن بیشتر از دو برابر مساحت فعلی بوده است.

  این پهنه آبی قدیمی ترین دریایی است که بشر آن را می شناخته است. این پهنه آبی گاهواره تمدن جهان و از اولین زیستگاههای بشر محسوب می شود ساکنان این دریا کشتی را اختراع و خاور وباختر را به هم پیوند داده اند. در جغرافیای قدیم دریای پارس یکی از بزرگترین دریا ها از 4 دریایی بود که شناخته شده بود اما اکنون پهنه آبی را که خلیج فارس می نامند خلیجی که با 1000 کیلومتر مربع طول و بیشتر از 240 کیلومتر مربع عرض.

  این خلیج متوسط 56% ذخایر نفت جهان را در بر دارد و هنوز هم مهمترین خلیج در جهان محسوب می گردد. میادین نفتی خلیج فارس مهمترین منابع نفت دنیا می باشند. میادین نفتی سروش، بهرگانسر، سیری، نوروز و لاوان و میدان گازی پارس جنوبی از مهمترین میادین هیدروکربوری ایران می باشند. خلیج فارس با 226 هزار کیلومتر مربع و سعت و 68 میلیارد بشکه ذخیره نفت (56%)کل ذخایر نفت جهان یک آبراه بزرگ و مهم بین المللی است که از دوره هخامنشیان تا امروز همواره اهمیت استراتژیک داشته و بویژه در دوره جنگ جهانی دوم و در دوره جنگ سرد بر اهمیت و شهرت جهانی آن افزوده شد و با انقلاب اسلامی ایران و بر هم خوردن معادلات جهانی با بروز سه جنگ موسوم به جنگهای سه گانه خلیج فارس و با توجه به اهمیت اقتصادی و جهانگردی که کشورهای حاشیه آن پیدا کرده اند، اهمیت آن و توجه جهانیان به آن، این منطقه را به مشهورترین نقطه جغرافیایی تبدیل کرده است. علیرغم فراز و نشیبهای مختلف تاریخی هنوز هم ایران مهمترین کشور منطقه است که قسمت اعظم خلیج فارس را تحت حاکمیت دارد. خلیج فارس گرمترین پهنه آبی دنیاست، عریض ترین بخش آن 180 مایل است و عمیق ترین نقطه آن 93 متر در 15 کیلومتری تنب بزرگ، و کم عمق ترین بخش آن در غرب بین 10 تا 30 متر است عمق کم خلیج فارس باعث شده است که خشکی مرتب بدرون دریا پیشروی نماید. در عین شوری زیاد آب، 200 چشمه آب شیرین در کف و 25 چشمه کاملاً شیرین در سواحل این خلیج جریان دارد که همگی از کوههای زاگرس یا پارس سرچشمه می گیرند، اروند، کارون، دیاله، زاب، جراحی، مند، دالکی و میناب بزرگترین و پر آب ترین رودهایی هستند که به خلیج فارس می ریزند. گرمای هوا گاهی در تابستان 50 درجه و برودت آن در زمستان تا 3 درجه گزارش شده است. خلیج فارس از نظر منابع طبیعی از غنی ترین پهنه های آبی جهان است نفت، گاز، فسفات، گوگرد ، مروارید، مرجان، انواع ماهیها و میگو از جمله ثروتهای خلیج فارس است. بنادر دبی، شارجه، ابوظبی، کویت، بحرین، دوحه ، کیش، بندر عباس، خرمشهر و بصره خلیج فارس را به قطب اقتصادی و توریستی جهان تبدیل کرده است. خلیج فارس از نظر ژیوپلتیک، استراتژیک، نظامی و از تاریخی و فرهنگی یک پهنه آبی مهم و منحصر به فرد در جهان محسوب می شود. کشفیات باستان شناسی سالهای اخیر در دو سوی سواحل فارسی و عربی خلیج فارس ثابت می کند که این پهنه آبی یکی از مهمترین و شاید اولین مرکز سکونت انسانها است و گهواره و مرکز تبادل تمدنهای زیادی مانند ایلامی، سومری، آکدی، آشوری، بابلی، مادی، پارسی، یونانی، اسلامی و .. بوده است.
  
   ب - تاریخچه
   خلیج فارس نامی است به جای مانده از کهن ترین منابع، زیرا که از سده های قبل از میلاد سر بر آورده است، و با پارس و فارس _ نام سرزمین ملت ایران _ گره خورده است. قدمت خلیج فارس با همین نام چندان دیرینه است که عده ای معتقدند: «خلیج فارس گهواره تمدن عالم یا مبدا پیرائی نوع بشر است.» ساکنان باستانی این منطقه، نخستین انسان هایی بودند که روش دریانوردی را آموخته و کشتی اختراع کرده و خاور و باختر را به یکدیگر پیوند داده اند. اما دریانوردی ایرانیان در خلیج فارس، قریب پانصد سال قبل از میلاد مسیح و در دوران سلطنت داریوش اول آغاز شد. داریوش بزرگ، نخستین ناوگان دریایی جهان را به وجود آورد. کشتی های او طول رودخانه سند را تا سواحل اقیانوس هند و دریای عمان و خلیج فارس پیمودند، و سپس شبه جزیره عربستان را دور زده و تا انتهای دریای سرخ و بحر احمر کنونی رسیدند. او برای نخستین بار در محل کنونی کانال سوئز فرمان کندن ترعه ای را داد و کشتی هایش از طریق همین ترعه به دریای مدیترانه راه یافتند. در کتیبه ای که در محل این کانال به دست آمده نوشته شده است: «من پارسی هستم. از پارس مصر را گشودم. من فرمان کندن این ترعه را داده ام از رودی که از مصر روان است به دریایی که از پارس آید پس این جوی کنده شد چنان که فرمان داده ام و ناوها آیند از مصر از این آبراه به پارس چنان که خواست من بود.»
   داریوش در این کتیبه از خلیج فارس به نام «دریایی که از پارس می آید» نام برده است و ایننخستین مدرک تاریخی است که درباره خلیج فارس موجود است.
   اولین بار یونانی ها بودند که این خلیج را «پرسیکوس سینوس» یا «سینوس پرسیکوس» که همان خلیج فارس است، نامیده اند. از آنجا که این نام برای اولین بار در منابع درست و معتبر تاریخی که غیر ایرانیان نوشته اند آمده است، هیچ گونه شائبه نژادی در وضع آن وجود ندارد. چنان که یونانیان بودند که نخستین بار، سرزمین ایران را نیز «پارسه» و «پرسپولیس» یعنیشهر یا کشور پارسیان نامیدند. استرابن جغرافیدان قرن اول میلادی نیز به کرات در کتاب خود از خلیج فارس نام برده است. وی محل سکونت اعراب را بین دریای سرخ و خلیج فارس عنوان می کند. همچنین «فلاریوس آریانوس» مورخ دیگر یونانی در کتاب تاریخ سفرهای جنگی اسکندر از این خلیج به نام «پرسیکون کیت» که چیزی جز خلیج فارس، نیست نام می برد.
   البته جست و جو در سفرنامه ها یا کتاب های تاریخی بر حجم سندهای خدشه ناپذیری که خلیج فارس را «خلیج فارس» گفته اند، می افزاید. این منطقه آبی همواره برای ایرانیان که صاحب حکومت مقتدر بوده اند و امپراطوری آنها در قرن های متوالی بسیار گسترده بود هم از نظر اقتصادی و هم از نظر نظامی اهمیت خارق العاده ای داشت. آنها از این طریق می توانستند با کشتی های خود به دریای بزرگ دسترسی پیدا کنند و به هدف های اقتصادی و نظامی دست یابند.

   آثار عرب زبان نیز بهترین و غنی ترین منابعی هستند که برای شناسایی و توجیه کیفیت تسمیه این دریا می تواند در این بررسی مورد استفاده قرار گیرد. در این منابع و آثار از دریای فارس و چگونگی آن بیش از آثار فرهنگی موجود در هر زبان دیگری گفت و گو شده است. تمام کسانی که نسبت به متون دوره اسلامی شناختی حداقل داشته باشند با نام مسعود ابن بطوطه، حمدالله مستوفی، یاقوت حموی، حمزه اصفهانی، ناصرخسرو قبادیانی، ابوریحان بیرونی، ابن بلخی ودیگرانی که اکثر آنان کتاب های خود را به زبان عربی نیز نوشته اند، آشنا هستند. گذشته از متقدمان نامبرده می توان از نویسندگان عرب متاخر نیز نام برد که در آثار خود از نام «خلیج فارس» بدون کم و کاست یاد کرده اند.
  
   ج – زمین شناسی
   زمین شناسان معتقدند که در حدود پانصد هزار سال پیش، صورت اولیه خلیج فارس در کنار دشت های جنوبی ایران تشکیل شد و به مرور زمان، بر اثر تغییر و تحول در ساختار درونی و بیرونی زمین، شکل ثابت کنونی خود را یافت. در اواسط دوره سوم زمین شناسی حدود 30 میلیون سال قبل در اثر گسترش دهانه شکاف دریای عمان بوجود آمده و از پدیده های دوران سوم زمین شناسی است که در حال حاضر 226 هزار کیلومتر مربع پهنا دارد درازای کرانه اش از دهانه فاو تا بندر عباس 1 هزار و 375 کیلومتر و میانگین ژرفای آن 30 متر است و 0.62%آب های سطح کره زمین را در بر می گیرد در ابتدا وسعت آن بیشتر از دو برابر مساحت فعلی بوده است. جزایر خلیج فارس دنباله ارتفاعات زاگرس بوده که به دریا کشیده شده و قسمت های مرتفع آن از آب بیرون آمده است و بجز قشم،کیش،لاوان و هندورابی بقیه جزایر استان غالبا به صورت گنبدهای نمکی هستند که مجموعهای از سنگ های ماگمایی رسوبی و دگرگونی بوده که توسط توده های نمک در حین بالا آمدن به سطح زمین رسیده اند. بر پایه نقشه های تکتونیک، خلیج فارس جزء کانونهای زلزله خیز ایران است دانشنامه بریتانیکا در این خصوص نوشته است " آخرین حرکتی که خلیج فارس در معرض آن قرار داشته و دارد بالا آمدن تدریجی است. زلزله در خلیج فارس متواتر و گاهی بسیار شدید است.
  
   جغرافیای دیرینه منطقه خلیج فارس در دورههای مختلف زمین شناسی :
   دوره پرمین ـ بطوریکه در نقشه هم ضخامت دوره پرمین دیده می شود ضخامت طبقات دولومیتی و آهکی پرمین بنام سازند دالان (خوف در عربستان) بین 1000 تا 2000 پا متغیر است و بیشترین ضخامت در تنگه هرمز و ناحیه قشم میباشد. و حدود قطر و بحرین بین 1000 تا 1500 پا است. و تغییرات ضخامت پرمین بعلت رسوبات کم عمق پلاتفوری خیلی کم است و سازند دالان در دوره پرمین در دریای کم عمق بصورت سنگ آهکی و دولومیتی رسوب نموده است.
   دوره تریاس ـ در نواحی قشم و شمال بندرعباس پایین رفتگی ادامه داشته و حداکثر ضخامت رسوبات تریاس در شمال بندرعباس دیده میشود و در ناحیه قطر بطرف شمال و ناحیه شیراز ضخامت کمتری از تریاس وجود دارد حرکات قارهای و حرکات نمکی از تریاس شروع شده است.
   دوره ژوراسیک ـ در دوره ژوراسیک حرکات قارهایی و حرکات نمکی باعث بالا آمدن منطقه فارس شد و در دوره ژوراسیک ضخامت کمتری در ناحیه خلیج فارس رسوب نموده است ولی در مناطق کویت، شمال عربستان در اثر پایین رفتگی بیشترین ضخامت حدود 4000 پا رسوبات ژوراسیک دیده می شود.
  
   دوره کرتاسه ـ در این دوره در اثر حرکات قارهای و حرکات نمکی، نواحی دالان، بوشهر ، کنگان بحرین، قطر و قوار، بالا آمده و کمترین ضخامت دوره کرتاسه در این نواحی دیده می شود و بر عکس در نواحی سروستان، شیراز، دزفول و لرستان در شمال و ناحیه هرمز و عمان (در قسمت جنوب شرقی خلیج فارس) فرونشست پیدا نموده و ضخامت حداکثر کرتاسه بیش از 8000 پا رسوب نموده است. اولین بالا زدگی کوههای گنبد نمکی در کرتاسه ظاهر شده و از دانههای سازند هرمز در سنگهای کرتاسه دیده شده است.
   دوران سوم ـ در دوران سنوزوییک برعکس دروه کرتاسه نواحی دالان، بوشهر، کنگان پایین رفته و رسوبات دوران سوم بیش از 12000پا ضخامت در این نواحی رسوب کرده است. در قسمت جنوبی خلیج فارس (عربستان، قطر و بحرین) و در شمال خلیج فارس نواحی شیراز و سروستان، دزفول و لرستان ضخامت کمتری در دوران سوم رسوب نموده است.
   بطور کلی در تمام دوره ها از پرمین تا اوایل میوسن دریای کم عمق در تمام منطقه خلیج فارس وجود داشته و در اواسط میوسن دریا پسروی نموده و کم کم رسوبات تبخیری نمک و گچ سازند گچساران و سپس رسوبات دریایی کم عمق و قاره ای آغاجاری رسوب نموده اند.

کویرهای ایران

بطور کلی می توان کویرهای ایران را براساس خصوصیات عمومی سطح آنها به 7 گروه طبقه بندی نمود. که در این مقاله سه گروه  از مهمترین آنها را بررسی نموده ایم.  البته این طبقه بندی همیشه کاملا مشخص نیست و گاهی خصوصیات برخی از گروهها با هم همپوشی دارند. بطور کلی انواع A یعنی کویرهای رسی و E یا کویرهای نمک و G یا کویر دریاچه های دایمی کاملا مشخص هستند و می توانند در گوشه های یک مثلث قرار گیرند. از طرف دیگر انواع B و F یعنی کویرهای رسی خیس و دریاچه های موقت در طبقه بندی فوق، در حد واسط بین انواع A و G قرار دارند و نوع C یا کویرهای رسی همراه با نمکزار بین A و E قرار دارد.

نوع D یا کویرهای رسی خیس همراه با نمکزار می تواند در مرکز مثلث قراربگیرد. برای انواع کویرهای اختصاصی، مثل کویرهای همراه با مخروط افکنه دلتایی، کویرهای C خیس همراه با نمکزار ولی بدون صفحات رسی و یک کویر با یک دریاچه دایمی و یک دریاچه فصلی کنار گذارده شده اند. نوع D یا کویرهای رسی خیس همراه با نمکزار می تواند در مرکز مثلث قراربگیرد. برای انواع کویرهای اختصاصی، مثل کویرهای همراه با مخروط افکنه دلتایی، کویرهای C خیس همراه با نمکزار ولی بدون صفحات رسی و یک کویر با یک دریاچه دایمی و یک دریاچه فصلی کنار گذارده شده اند.

الف- گروه A: کویرهای رسی
   به استثنای کویر سبزوار که مخروط افکنه دلتایی نیز دارد، بر روی سطح کویرهای این گروه غیر از صفحات رسی هیچ نوع پوشش دیگری دیده نمی شود.
   تعداد کویرهای متعلق به این گروه 27 عدد است که برابر با 45 درصد تعداد کل کویرها و 14 درصد سطح کل کویرهای ایران می باشد. 39 درصد سطح کل صفحات رسی کویرهای ایران در این گروه قرار گرفته است. سطح صفحات رسی در این کویرها از 35 تا 2103 کیلومتر مربع تغییر می نماید که مورد دوم آن متعلق به کویر سبزوار (6) است.
   این گونه کویرها بیش از همه در شبکه داخلی ایران گسترش دارند چگونگی پیدایش این گونه کویرها شبیه سایر کویرها است. مگر آنکه تکامل آنها بوسیله نمک بیشتر رسوبات و عمق آب زیرزمینی آنها تغییر نماید.
   برای تشکیل یک کویر رسی به چاله بسته ای نیاز است که از نظر هیدرولوژیکی میزان تبخیر آن دیر یا زود زیادتر از میزان هرزابهای وارده به آن خواهد شد. ممکن است این نوع کویرها بستر یک دریاچه قدیمی و یا باطلاق فصلی باشند که سطح آنها بصورت موسمی حاوی قشر نازکی از آب باشد که رسوبات ریز مخروط افکنه آبرفتی را نیز با خود حمل می کند. البته همیشه تمیز بین این دو نوع تکامل، بخصوص وقتی رسوبات آن یکدست نبوده و بطور ضعیفی تفکیک شده باشند آسان نیست. به استثنای کویرهای نیریز و شیراز (59 و 60) که اطراف آنها را نوار سا حلی تکامل یافته ای فرا گرفته است، در اطراف کویرهای ایران چنین آثاری دیده نمی شود. بنابراین می توان تصور نمود که سطح کویرهای داخلی ایران را در دوره های مرطوب گذشته، فقط آب کم عمیقی فراگرفته بوده است. در نتیجه چنین به نظر می رسد که کویرهای رسی بر اثر تجمع لایه های نازک از مواد ریز فصلی رشد نموده اند و وجود لایه های درشت تر در این رسوبات نشان دهنده طغیانهای غیرعادی بر روی این صفحات است. پس از تشکیل، کویرهای رسی ممکن است براثر تغییر شرایط هیدرولوژیکی، بر اثر تغییر شرایط جوی، و یا تغییر شکل چاله، تغییر یابند مثلا تشکیل صفحات باد کرده بر روی آنها و یا توسعه گیاهان فرآتیک بر روی بعضی نقاط آن و بالاخره تشکیل کپه هایی از گیاهان فرآتیک بر اثر بالا آمدن سطح آب زیرزمینی بر روی این صفحات، در حالی که پایین رفتن سطح آب زیرزمینی موجب سخت شدن بیشتر صفحات رسی می گردد. ایجاد حرکات تکتونیک بر روی این صفحات و یا جریان هرز آبهای سطحی بر روی این نوع کویرها (مانند کویر سبزوار "6") می تواند موجب تشکیل بریدگیهایی بر روی سطح آنها بشود. تغییرات دیگر سطحی در بخشهای قبل مورد بحث قرار گرفته است.

ب- گروه B: کویرهای رسی خیس
   کویرهای این گروه دارای صفحات رسی و حوزه خیس هستند. در واقع مواد تشکیل دهنده این کویرها با کویرهای رسی شبیه است، با این تفاوت که سطح قسمتی از آن (حوزه خیس) پایین تر از سطح آب زیرزمینی تابستانه است. تعداد کویرهای این گروه پنج عدد است که 8 درصد سطح این کویرها و یا دو درصد سطح کل کویرهای ایران را شامل می شود. وسعت سطح آنها بین 170 تا 425 کیلومتر مربع در تغییر است که مورد دوم آن به سطح کویر شمال غربی سیرجان تعلق دارد (کویر 58).
   نوار خیس موجود بر روی سه کویر آن (کویرهای سیاه کوه، کویر شمال غربی زرین و کویر میدان گل 9-42-58) در مجاورت مخروط افکنه آبرفتی قرار دارد و در دو مورد کویر دیگر (کویرهای گنوگون و کویر شمال شرقی زرین 41 و 43) نوار خیس حد میانی صفحات رسی قرار گرفته است. کویرهای پنجگانه فوق الذکر قسمتی از سه آبخیز داخلی ایران را که از نظر شرایط جوی مناسبتر از آبخیزهای جنوب شرقی است پوشانده اند .
   در مورد 4 کویر از کویرهای پنجگانه فوق الذکر (9 و 42 و 43 و 58) شواهد موروفولوژیکی نشان می دهد که حوزه خیس آنها در سالهای اخیر وسعت بیشتری یافته اند و در یکی از آنها (9) شواهد لایه بندی نیز نظریه فوق را تایید می نماید. همه این ارقام نشان دهنده آن است که کویرهای رسی خیس از کویرهای رسی و بر اثر بالا آمدن سطح آب زیرزمینی در سالهای اخیر بوجود آمده اند.

 ج- گروه C: کویرهای رسی همراه با نمکزار
   بطوری که از عنوان فوق نیز بر می آید، سطح این کویرها از صفحات رسی و نمکزار پوشیده شده است و کویر میدان لوار (54) از جمله این کویرها است. تعداد این کویرها در مجموع 7 عدد می باشد که 12 درصد تعداد کل کویرها است و سطح آنها برابر با ده درصد سطح کل کویرهای ایران می باشد. وسعت سطح کویرهای این گروه بین 1625 – 115 کیلومتر مربع در تغییر است.
   در کویرهای کف و میدان لودار (14 و 54)، موقعیت نمکزار، حاشیه ای است، در حالی که در پنج کویر دیگر یعنی کویرهای اردستان – شمال شرقی – عقدا – بافق – سیرجان (30 و 44 و 45 و 46 و 56) دارای موقعیتی مرکزی است. به استثنای کویر کف (24) که در حد مرزی ایران و افغانستان قرار گرفته است، سایر کویرهای این گروه در آبخیزهای یزد و اصفهان قرار دارند و همه این کویرها از نظر میزان بارندگی سالیانه و هرز ابهای سطحی نسبت به بیشتر کویرهای سیستم زهکشی داخلی ایران وضع بهتری دارند.
   کویرهای رسی همراه با نمکزار عموما در چاله و آبخیزهایی قرار دارند که دارای سنگهای دوره میوسن و بدون شک تبخیری هستند. همه کویرهای آبخیز یزد، (کویرهای شماره 40 و 44 و 45) نمکزارهایی دارند که در سالهای اخیر اطراف آنها را بطور موضعی نوار سفیدی از نمک تازه فرا گرفته است. تشکیل وسیع این پوشش، بر روی عکسهای هوایی و در بررسی صحرایی کویرهای شماره 40 و 45 نشان می دهد که در سالهای اخیر نمک موجود در صفحات بلندتر که در گذشته به علت بالا بودن سطح آب زیرزمینی و یا طغیان هرز آبهای شور تشکیل شده بوده است، شسته شده و به مناطق پس تر انتقال یافته است. جریان چشمه ها بر روی کویر قدیمی کف (14) و تشکیل حفره های کارستی محدود بر روی نمکزار آن و شور شدن سطح صفحات رسی کویر سیرجان (56)، همه نشان دهنده آن است که سطح آب زیرزمینی در هر دو کویر فوق در سالهای اخیر بالا آمده است.
   تمام این مشاهدات نشان می دهد که در سالهای اخیر در این کویرها، به دنبال یک دوره خشک، میزان هرز آبهای سطحی افزایش یافته و سطح آب زیرزمینی آنها بالا آمده است. چنین به نظر می رسد که کویرهای رسی همراه با نمکزار، حد واسطی بین کویرهای رسی و کویرهای نمک هستند و در درجه اول بوسیله موقعیت سنگهای دوره میوسن کنترل می گردند. سنگهای تبخیری دوره میوسن و قشر نمکی در آبخیز یزد به طرف جنوب کاهش می یابد. در عین حال لازم است یادآور شویم که آب زیرزمینی که در بعضی نقاط سطح کویر (40) را قطع می کند، در کویر شماره 49 در عمق بیست متری قرار گرفته است. بدین جهت اگر نمکی هم در رسوبات کویر (49) وجود می داشت، باید شسته شده باشد.

درباره زمین لغزش

حرکت و جابجایی بخشی از مواد دامنه در امتداد یک سطح گسیختگی مشخص را «لغزش» می‌نامیم. در لغزشهای دامنه‌ای تغییر شکل از نوع «برش ساده» است. لغزش انواع مختلف داشته و در هر نوع مصالحی می‌تواند ایجاد شود. ویژگیهای توده متحرک و شکل سطح گسیختگی معمولا به عنوان عوامل طبقه بندی لغزشها بکار گرفته می‌شوند.
 انواع لغزشهای دامنه‌ای
لغزش انتقالی یا ساده
در لغزش انتقالی، توده‌ای از مواد به روی یک سطح کم و بیش مسطوی به سمت پایین دامنه می‌لغزند. شرایط زمین شناسی و در راس آن وجود ناپیوستگیهای ساختی دارای جهتیابی مناسب، از جمله عوامل ایجاد یک لغزش انتقالی است.

لغزش دایره‌ای یا چرخشی

لغزش دایره‌ای یا چرخشی عمدتا در دامنه‌های خاکی و خرده سنگی طبیعی و مصنوعی و به مقدار کمتر در دامنه‌هایی که از سنگ خرد شده یا ضعیف و هوازده ساخته شده‌اند، دیده می شود. در این حالت گسیختگی در راستای سطوحی منحنی و قاشقی شکل، که حداکثر تنش برشی را تحمل می کنند، صورت می‌گیرد. برای ایجاد یک لغزش دایره‌ای معمولا نیاز به شرایط زمین شناسی ویژه و گسستگیهای ساختی نیست.

لغزش مسطوی در سنگ

این نوع لغزش انواع مختلفی دارد. از آن جمله است لغزش یک یا چند واحد سنگی در امتداد یک یا چند سطح مسطوی، سر خوردن یک قطعه کوچک یا ورقه‌ای از سنگ به روی دامنه، لغزش توده عظیمی از سنگ و سرانجام لغزش گوه‌ای در امتداد فصل مشترک دو صفحه متقاطع.

شرایط مناسب برای لغزش مسطوی

سنگهای لایه‌لایه رسوبی که شیبشان به سمت خارج دامنه و مقدار آن مساوی یا کمتر از شیب دامنه است.

گسل‌ها، درزها و فولیاسیونهایی که سطوح ضعیف ممتدی را ساخته و سطح دامنه را قطع می‌کنند.

درزهای متقاطع که گسیختگیهای گوه‌ای را می‌سازند.

سنگ سخت و درزدار که سر خوردن قطعات سنگ را به همراه دارد.

پوسته پوسته شدن در توده‌های گرانیتی که سرخوردن ورقه‌هایی از سنگ را باعث می‌شود.

لغزش چرخشی در سنگ

در این نوع لغزش توده‌ای قاشقی شکل از سنگ، بر اثر لغزش در امتداد سطحی استوانه‌ای، گسیخته می‌شود. ایجاد ترکهایی در راس بخش ناپایدار و برآمدگیهایی در پاشنه آن نشانه‌های حرکات آغازین‌اند. پس از گسیختگی نیز معمولا پرتگاهی در بالای دامنه و به هم ریختگیهایی در پایین آن متساعد می‌شود. افزایش شیب دامنه، هوازدگی و نیروهای آب نشستی از دلایل اصلی این نوع لغزشند.

لغزش چرخشی در سنگهای سخت یکپارچه دیده نمی‌شود. در مقابل درستیهای دریایی و دیگر سنگهای نرم، همچنین در سنگهای رسوبی لایه‌لایه به شدت درزدار و دارای لایه‌های ضعیف، فراوان ایجاد می شود. شیب طبیعی شیلهای دریایی متورم شونده و به شدت ترکدار، کم و پایدارسازی آنها معمولا مشکل است. این نوع گسیختگیها معمولا پیشرونده و وسیع اند.

لغزش چرخشی در خاک

رایجترین نوع لغزش در خاک، حرکت چرخشی یک یا چند قطعه از آن در امتداد سطوح استوانه‌ای است.

علل اصلی لغزش چرخشی در خاک

نیروهای آب نشستی

افزایش شیب دامنه

ساختهای قبلی باقیمانده در خاک برجا

لغزشهای چرخشی از ویژگیهای رسوبات نسبتا صخیم خاک چسبنده و بدون سطوح ضعیف است. عمق سطح گسیختگی وابسته به شرایط زمین شناسی است. لغزشهای عمیق در زمینهای رسی و لغزشهای کم عمق در واریزه‌ها انجام می‌شود. نشانه‌های اولیه این نوع لغزش، ترکهای کششی در راس و برجستگیهای در قاعده دامنه است.

گسترش جانبی و گسیختگی متوالی

نوعی گسیختگی صفحه‌ای است که سنگ و خاک دیده می‌شود. در اینجا مواد در امتداد یک سطح ضعیف بطور جانبی تحت تنش قرار گرفته و متوالیا بصورت قطعاتی می‌شکنند. علل اصلی این نوع لغزش عبارت است از نیروهای آب نشستی و افزایش شیب و ارتفاع دامنه. این نوع گسیختگی را معمولا نمی‌توان با روشهای ریاضی پیش بینی کرد. زیرا از قبل نمی‌توان محل تشکیل اولین ترک و در نتیجه اولین قطعه را مشخص کرد. با این حال، چون در انواع خاصی از سنگ و خاک ایجاد می‌شود، تشخیص حالات ناپایدار بالقوه امکان پذیر است. گسترش جانبی معمولا به تدریج توسعه یافته و می‌تواند حجم زیادی داشته باشد.

این نوع گسیختگی در دره رودها رایج است و بطور مشخصی در رسهای سخت شکاف‌دار، شیلهای رسی و لایه‌های افقی یا کم شیب،، ممکن است ناگهانی باشد. در خلال گسترش پیشرونده، ترکهای کششی بار شده و پرتگاههایی ایجاد می‌شود. گسیختگی نهایی ممکن است تا سالها اتفاق نیافتد. که حاوی مناطق ضعیف ممتدی هستند، دیده می‌شود. واریزه‌هایی که به روی خاک برجا یا سنگ دارای شیب ملائم قرار گرفته‌اند، متوالیا بصورت گسترش جانبی گسیخته می‌شوند. نشانه این نوع گسیختگی در مراحل آغازین ترکهای کششی است، البته در برخی شرایط مثل بارگذاری ناشی از زمین لرزه

لغزش واریزه

این نوع لغزش به حرکت توده‌ای از خاک، یا خاک و قطعات سنگ که بطور یکجا یا در واحدهای جداگانه در روی یک سطح مسطوی پرشیب می‌لغزند، اطلاق می‌شود. این لغزش اغلب حالت پیشرونده داشته و ممکن است به بهمن یا جریان منتهی شود. علل اصلی لغزش واریزه‌ای عبارتست از افزایش نیروی آب نشستی و شیب دامنه. این نوع لغزش در جاهایی که واریزه‌ها یا خاک برجا به روی سطح شیبدار و نسبتا کم عمق سنگی قرار گرفته باشد، ایجاد می‌شود. آغاز حرکت در این نوع لغزش هم با ترکهای کششی مشخص می‌شود.

آشنایی با علم رسوب شناسی

ریشه لغوی: Sediment logy یا رسوب شناسی نام خود را از واژه لاتین Sediment گرفته است که به معنای رسوب کرده است.
دید کلی:
سنگهای رسوبی، از انباشت ذرات ناشی از خرد شدن انواع سنگهای دیگر بوجود آمده‌اند. این ذرات، معمولا به کمک نیروی گراویته، آب، باد و یا یخ به محل جدید خود منتقل شده و در آنجا به ترتیبی جدید نهشته می‌شوند. برای مثال، امواجی که به ساحل صخره‌ها برخورد می‌کنند، ممکن است که از این طریق، ذرات ریگ و شن دریا کنار دیگری را در همان نزدیکی فراهم آورند. این نهشته‌های ساحلی اگر سخت می‌شدند، سنگی رسوبی تشکیل می‌یافت. یکی از مهمترین خاصه‌های سنگهای رسوبی، لایه بندی رسوبات تشکیل دهنده آنهاست.

تاریخچه و سیر تحولی:

•  تا قبل از سال 1815 میلادی بیشتر مطالعات بر اساس چینه شناسی بود و از شکل هندسی، تعیین ضخامت و ارتباط جانبی رسوبات با یکدیگر استفاده می‌گردید. در سال 1815، ویلیام اسمیت نقشه زمین شناسی انگلستان را تهیه کرد و گسترش و قرار گرفتن توالی سنگهای رسوبی منطقه را با شکل نشان داد.

•  هنری سربی از سال 1859 از میکروسکوپ پلاریزان جهت مطالعه سنگهای رسوبی استفاده کرد و مقاله‌ای در سال 1879 در انجمن زمین شناسان لندن ارائه نمود که در آن اهمیت میکروسکوپ پلاریزان را در مطالعه سنگهای رسوبی بیان داشت، که این خود یکی از مهمترین پیشرفت‌های رسوب شناسی محسوب می‌شود. بر همین اساس هنری سربی به نام "پدر پتروگرافی" لقب گرفت.

•  در سال 1891 برای اولین مرتبه رسوبات عهد حاضر کف دریاها بوسیله کشتی چالنجز به سطح آب آورده شد و مورد مطالعه قرار گرفت. در سال 1919 ونتورت نیز مقاله‌ای در رابطه با اندازه و گردشدگی ذرات درسنگهای آواری ارائه کرد که قدم بسیار بزرگی در تقسیم بندی اندازه ذرات بوده است.

•  گرابو درسال 1904 مقالهای درباره طبقه‌بندی سنگها و بعدها در سال 1913 کتابی تحت عنوان "اصول چینه شناسی" نوشت که تمام مسائل رسوب گذاری تا زمان خود را در آن نیز عنوان نمود که این خود یکی از پیشرفتهای مهم در رسوب شناسی می‌باشد.

•  هنز کلوز در سال 1938 ساختمانهای رسوبی را مورد بررسی قرار داد و از مطالعه آنها میزان انرژی محیط و همچنین جهت حرکت رسوبات از منشا به حوضه رسوب گذاری را تفسیر نمود. در سال 1942، کینگ رخساره‌های مختلف رسوبی را تعبیر و تفسیر نمود بالاخره در سال 1952 گارلز به مطالعه ژئوشیمیایی رسوبات(اختصاصات فیزیک و شیمیایی مانند PH و Eh ) پرداخت. از آن زمان به بعد نیز تحقیقات زیادی در زمینه‌های مختلف رسوب شناسی توسط محققان این رشته در سراسر جهان انجام گردیده و یا در حال انجام است.

تقسیم بندی کلی ذرات رسوبات:

•  ذرات آواری:

ذرات تشکیل دهنده این گروه از تخریب سنگهای موجود در سطح زمین حاصل شده‌اند. این ذرات باید دارای مقاومت مکانیکی و ثبات شیمیایی زیادی در مقابل عمل هوازدگی باشند تا در رسوبات باقی بمانند، زیرا اگر مقاومت آنها کم باشد در منشا یا بعد از رسوبگذاری تجزیه و کانیهای جدید به ویژه "رسی" را به وجود می‌آورند. ذرات آواری خود به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

o  ذرات آواری غیر آلی، مانند: کوارتز و فلدسپات

o  ذرات آواری آلی یا کربندار، مانند: کروژن

•  ذرات جامد شیمیایی و بیوشیمیایی:

این ذرات از تخریب سنگهای قدیمه حاصل شده‌اند و درون حوضه رسوبی بر اثر فعل و انفعالات شیمیایی و بیوشیمیایی تشکیل گردیده‌اند. این گروه خود به دسته های زیر تقسیم می‌شود:

o        خرده‌های اسکلتی

o        دانه‌های غیر اسکلتی کربنات کلسیم

o        کانیهای تبخیری که به طور فیزیکی حمل شده اند

o        گلاکونیت

کاربرد رسوب شناسی:

•  مهمترین کاربرد رسوب شناسی در ارتباط با اکتشاف منابع طبیعی از قبیل نفت و گاز می‌باشد، در گذشته بیشتر کمپانیهای نفتی برای کشف مخازن در جستجوی طاقدیسها بودند، اما با پیشرفت زمان به این نتیجه رسیدند که علاوه بر نفتگیرهای ساختمانی، نفتگیرهای چینه شناسی نیز از اهمیت خاصی برخوردار است.

زیرا در این گونه نفتگیرها سنگهای با تخلخل و نفوذپذیری زیاد به طور جانبی و عمودی به سنگهای با نفوذپذیری کم تبدیل می‌شوند و از حرکت نفت و گاز به طرف بالا جلوگیری می‌کنند.

•  یکی دیگر از کاربردهای مهم رسوب شناسی در رابطه با روش لرزه نگاری، مطالعه طبقات رسوبی در زیر سطح زمین است. بدین وسیله میتوان محیط رسوبی، ارتباط جانبی طبقات و همچنین توالی عمودی رسوبات را تعبیر و تفسیر نمود.

•  از مطالعات رسوب شناسی می‌توان در رابطه با کارهای اکتشافی زغال سنگ استفاده کرد و گسترش وضعیت لایه‌های زغالی را تعبیر و تفسیر نمود.

•  بعضی از کانیهای فلزی مانند سرب و روی بطور محدود در سنگهای رسوبی میزبان، نظیر ریفها یا رسوبات جلبکی فسیل شده، وجود دارند. بنابراین درک رسوب شناسی به اکتشاف سرب و روی در این گونه سنگها کمک فروانی می‌کند.

•  اورانیوم و پلاسرهای مختلف در داخل رسوبات رودخانه‌ای قدیمه تجمع یافته‌اند، بنابراین با استفاده از مطالعات رسوب شناسی می‌توان محیط رسوب گذاری سنگهای رسوبی حاوی اورانیوم و پلاسرها را تعبیر و به اکتشاف این گونه مواد کمک فراوانی نمود.

در رابطه با هیدروژئولوژی، مطالعات رسوب شناسی به شناخت و چگونگی تشکیل سنگهای آبدار در محیطهای رسوبی مختلف کمک زیادی می‌نماید. لذا، بدین وسیله می‌توان به گسترش سنگ آبدار پی برد و از حفاریهای مکرر برای یافتن آب که متحمل مخارج زیادی است، جلوگیری کرد.

 

مقاله کامل اصول زمین شناسی در سد سازی

سدسازی از جمله طرح های مهندسی متمرکز به شمار می‌آید که در ارتباط مستقیم با زمین ساخته می‌شوند. مطالعات زمین ‌شناسی مهندسی در تمامی مراحل اجرای یک طرح سد سازی مؤثر می‌باشند. ناکامی و گسیختگی پیش از یک سوم از سدها در سطح جهان نتیجه ضعف مطالعات زمین‌شناسی مهندسی محل اجرای آنها بوده است که دلیل روشنی بر اهمیت دیدگاههای زمین‌شناسی مهندسی در اجرای موفق طرحهای سدسازی می‌باشد. سدها سازه‌های هیدرولیکی هستند که عمود بر مسیر جریان آب احداث می‌شوند. هدفهای متعددی با احداث یک سد برآورده می‌شوند که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :
- تأمین آب آشامیدنی شهرها، آبیاری دشت های کشاورزی و تأمین آب واحدهای صنعتی.
- مهار سیلابهای فصلی و کاهش خطر تخریبی آنها.
- تولید برق با احداث نیروگاههای آبی در محدوده سدها

هرچند در پروژه‌های سدسازی پایه تمام محاسبات بر تضمین موفقیت اجرای سد قرار دارد اما با وجود این مطلب تعدادی از سدها با مشکلاتی در زمان اجرا و بهره‌برداری مواجه می‌شوند. در ایران نیز عدم موفقیت برخی از سدها کاملاً مشهود است که بارزترین آنها سد لار (واقع در شمال شرق تهران) می‌باشد. هرچند ظرفیت مخزن سد تقریباً یک میلیارد متر مکعب می‌باشد ولی از زمان بهره‌برداری در سال 1359 تاکنون کمتر از 3/1 مخزن پر شده است و روزانه در حدود یک میلیون مترمکعب فرار آب وجود دارد. سدهای دیگر کشور از  جمله سد لتیان، 15 خرداد، مارون، جیرفت و سفید رود نیز با مشکلاتی مواجه هستند که مهمترین آنها فرار آب و یا پر شدن مخزن به وسیله رسوبات می‌باشد.

 عوامل مؤثر در انتخاب ساختگاه سد
موفقیت یک سد در درجه اول به انتخاب صحیح ساختگاه آن بستگی دارد. در انتخاب محل یک سد لازم است که دو شاخص اصلی در نظر گرفته شود،
1- تأمین پایداری بدنه و مخزن
2- آب‌بندی محدوده احداث سد.

عوامل متعددی در انتخاب ساختگاه یک سد مؤثر می‌باشند که مهمترین آنها عبارتند از : شرایط توپوگرافی، ساختارهای زمین‌شناسی و وضعیت حوزه آبریز . تأثیر هر کدام از این عوامل در انتخاب ساخت گاه سد به شرح زیر می‌باشد.

 شرایط توپوگرافی
ناهمواری ‌های سطح زمین و مورفولوژی آن معمولاً توسط نقشه‌های توپوگرافی نشان داده می‌شوند. بهترین موقعیت برای احداث سد معمولاً جایی انتخاب می‌شود که یک دره تنگ به وسیله یک دره باز در سمت بالادست دنبال شود. دره تنگ معرف استقامت بالای سنگ می‌باشد که در مقابل جریان آب رودخانه مقاومت بیشتری را نشان داده و دره باز محل مناسبی جهت مخزن می‌باشد که ظرفیت ذخیره‌سازی آب را بالا می‌برد.

 تأثیر شرایط توپوگرافی در انتخاب ساختگاه سد

 ساختار زمین‌شناسی
ساختار زمین‌شناسی یک محل به وسیله عواملی همچون امتداد و شیب لایه‌ها، ساختمان‌های چین‌خورده، گسلها و درزه‌ها کنترل می‌شود که به شرح زیر مورد بررسی قرار می‌گیرند:

امتداد لایه‌ها
در محل هایی که لایه‌بندی سنگ مشخص باشد بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که محور سد موازی با امتداد لایه‌ها و یا دارای زاویه کمتری با امتداد لایه‌ها باشد.

       
امتداد لایه‌ها در انتخاب ساختگاه سد

علت این انتخاب را می‌توان در موارد زیر توجیه کرد:
الف) در صورتی که محور سد دارای زاویه کمتری با امتداد لایه‌ها باشد امکان دور ماندن از نقاط ضعف بیشتر است.
لازم به ذکر است که نقاط ضعف مورد بحث را می‌توان به شرح زیر بیان داشت.:

- لایه‌های سنگی سست و ضعیف مانند سنگهای شیلی و مارنی

- لایه‌های سنگی دربر گیرنده حفرات و دیگر پدیده‌های کارستی حاصل از انحلال توده سنگ

- لایه‌های سنگی کاملاً خرد شده و یا کاملاً هوا زده شده.

- گسلها و مناطق گسله که عموماً با خردشدگی و شکستگی ‌های زیاد همراه می‌باشد.

ب) در صورتی که محور سد موازی با امتداد لایه‌ها باشد سنگهایی با شرایط و خصوصیات یکسان در محدوده تکیه‌گاهها و پی سد قرار می‌گیرند. بنابراین سنگها رفتار مشابهی در طول محل بار گذاری خواهند داشت و پایداری سد بیشتر خواهد بود. در چنین شرایطی طراحی سد نیز ساده‌تر خواهد بود.

ج) در صورتی که محور سد موازی با امتداد لایه‌ها باشد امکان فرار آب کمتر است. دلیل آن به این صورت است که لایه‌ها در جهت عمود بر مسیر جریان آب قرار داشته و نفوذ پذیری در آن جهت کاهش می‌یابد.

شیب لایه‌ها

به طور کلی بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که جهت شیب لایه‌ها به سمت بالا دست باشد یا به عبارت دیگر جهت شیب لایه‌ها در جهت عکس جریان آب باشد.

تأثیر جهت شیب لایه‌ها در انتخاب ساخت گاه سد

 برای توصیه این انتخاب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

الف- از آنجا که معمولاً تراوش آب در جهت سطوح لایه‌بندی صورت می‌گیرد بنابراین در صورتی که جهت شیب سطوح لایه‌بندی به سمت بالا دست باشد امکان فرار آب کمتر است و محل احداث سد از شرایط آب‌بندی بهتری برخوردار می‌باشد.

ب- پایداری پی و تکیه‌گاههای سد ببیشتر است زیرا که قسمت اعظم بارهای وارده بر سطوح لایه‌بندی به سمت بالادست منتقل می‌شود.

در صورتی که شیب لایه‌ها به سمت پائین دست باشد امکان فرار آب بیشتر و ناپایداری سطوح لایه‌بندی بیشتر خواهد بود و در نهایت پایداری بدنه سد نیز در معرض خطر قرار می‌گیرد.

 
چین خوردگی

نقش ساختمان‌های چین‌خورده در انتخاب محل احداث یک سد را می‌توان با توجه به موارد زیر بیان داشت.

الف- بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که محور سد موازی با محور چین باشد و ساختمان چین‌خورده از نوع طاقدیس باشد.

   تأثیر چین خوردگی در ساختگاه سد

 ب- در صورتی که محور سد عمود بر محور طاقدیس و یا ناودیس باشد لازم است که جهت شیب لایه‌ها در محل احداث سد در نظر گرفته شود. در هر دو حالت جهت شیب لایه‌ها به سمت بالادست است. اگر سنگ‌های تشکیل دهنده اینگونه ساختمانهای چین‌خورده از شرایط خوبی با توجه به استقامت و آب‌بندی برخوردار باشند می‌توانند ساخت گاه مناسبی برای احداث یک سد در نظر گرفته شوند.

محور سد عمود بر محور چین خوردگی

 وضعیت حوزه آبریز:

محل احداث سدها معمولاً در قسمت انتهایی یک حوزه آبریز انتخاب می‌شوند بدین ترتیب حجم بیشتری از آب ذخیره و یا کنترل می‌شود.. در جایی که رودخانه‌ها جریان فصلی دارند و سدهای ساخته شده اغلب از نوع مخزنی، تنظیمی و یا حفاظتی می‌باشند. به عنوان مثال می‌توان به سدهای کرج، جیرفت، ساوه، علویان و درود زن اشاره نمود.

در جایی که رودخانه‌ها جریان دائمی داشته باشند احداث سد در قسمتهای مختلف مسیر رودخانه وجود دارد و سدهای احداث شده اغلب از نوع سدهای نیروگاهی و یا مخزنی هستند به عنوان مثال می‌توان از سدهای کارون 1، کارون 3، کارون 4، سد کرخه، سد استور و سد منجیل نام برد.

عوامل مؤثر در انتخاب نوع سد

سدها با توجه به نوع مصالح مورد استفاده و شکل ساختمان آنها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع سد معمولاً طوری صورت می‌گیرد که بیشترین سازگاری را با محیط اطراف خود به وجود می‌آورد و در این شرایط است که موفقیت سد تضمین می‌گردد.

دره‌ها معمولاً در اثر عملکرد پدیده‌های مختلف زمین‌شناسی شکل می‌گیرند. شکل یک دره می‌تواند در انتخاب نوع سد نقش عمده‌ای داشته باشد در طرحهای مهندسی سد دره‌ها با در نظر گرفتن دو شاخص زیر معرفی می‌شوند:

الف- پهنای دره در محل تاج سد (B)

ب- عمق دره در محل احداث سد (H)

یکی از روش‌های ساده برای طبقه‌بندی دره‌ها، طبقه‌بندی آنها با توجه به روش توماس B/H می‌باشد. دره‌ها از نظر شکل به سه مجموعه زیر تقسیم می‌شوند:

1- دره عمیق Gorge Valley دره‌ای است که در آن B/H کمتر از 3 می‌باشد.

2- دره تنگ Narrow Valley دره‌ای است که در آن B/H بین 3 تا 6 می‌باشد.

3- دره باز Wide Valley دره‌ای است که در آن B/H بیش از 6 می‌باشد.

استقامت زمین

یکی از عوامل مؤثر در استقامت زمین محل اجرای پروژه، خواص مهندسی سنگ‌ها و خاکهای منطقه احداث سد است. ظرفیت باربری یکی از شاخصهایی است که به این عوامل بستگی دارد و می‌توان به وسیله آن استقامت زمین را مورد سنجش قرار داد. جدول زیر الگویی مناسب برای احداث یک سد با در نظر گرفتن ظرفیت باربری مجاز زمین می‌باشد:

با بررسی جدول فوق به تفاوت ظرفیت باربری در مورد انواع سدها آشنا می‌شویم. سدهای خاکی با داشتن سطح قاعده وسیعتر سبب پراکنده شدن بار سد در گستره وسیع‌تری می‌شوند و در نتیجه واحد سطح کمتری خواهیم داشت.

و در مقابل سدهای بتنی قوس مضاعف به صورت بالعکس عمل می‌کنند. بنابراین خواص باربری زمین در انتخاب نوع سد با توجه به شکل ساختمانی آن و کوه انتقال نیرو نقش عمده‌ای پیدا می‌کنند.

علاوه بر موارد مذکور شاخصهای دیگر مهندسی سنگها و خاکها از قبیل مقاومت‌های ترا کمی، برشی و کششی، مدول الاستیسیته، ضریب پواسون و همچنین عوامل مختلفی نظیر میزان هوا زدگی، درصد اشباع شدگی و موارد دیگری که در جداول زیر طبقه‌بندی شده‌اند می‌توانند نقش اساسی در روند اجرای پروژه ایفا کنند.

در پایان می‌توان به موارد دیگری نیز اشاره کرد که نقش مهمی در تصمیم‌گیری‌های اولیه مبنی بر آغاز پروژه ایفا می‌کنند از این قبیل موارد می‌توان به انتخاب نوع سد و موقعیت جغرافیایی آن و نکات دیگری اشاره کرد که از نقطه نظر فراوانی، مصالح مورد بررسی‌های اولیه قرار می‌گیرند که چه بسا همین بررسی‌ها نیز پروژه‌ای را صرفاً به علت مناسب نبودن بازدهی به طور کامل متوقف کند.

برای تفهیم بهتر این موضوع در جدول زیر به یکی از شاخه‌های عوامل یاد شده اشاره شده است. به این صورت که به مقایسه حجم مصالح مصرفی سدهای بتنی قوسی و سدهای خاکی پرداخته شده است.

با ذکر عوامل یاد شده مشاهده می‌شود که حتی اگر جزئی‌ترین موارد در هر کدام از این زیرشاخه‌ها با بی‌تفاوتی و یا کمرنگ جلوه دادن آن مواجه شود چه بسا خسارات فراوانی را در پروژه‌های گوناگون باید متحمل شویم. با طبقه‌بندی این عوامل می‌توان آنها را به صورت کلی به چند بخش تقسیم کرد تا یک نمای کلی از عوامل مؤثر در مطالعات زمین‌شناسی ساخت. سد در ذهن ایجاد شود.

- محوریت بررسی‌های زمین‌شناسی در آغاز پروژه

- نقش زمین‌شناسی مهندسی در انتخاب ساخت گاه و نوع سد

- مطالعات مناسب در طراحی پرده آب‌بند و انتخاب روش صحیح جهت مهار تراوش آب در محدوده سد

- ارزیابی پایداری دامنه‌ها در محدوده سد و مخزن سد با استفاده از ویژگی‌های زمین‌شناسی

همچنین در پایان پیشنهاد می‌شود که با توجه به تجارب به دست آمده در پرداخت هزینه‌های هنگفت و روشن‌شدن اهمیت مطالعات زمین‌شناسی قبل از اجرای پروژه‌ها به این مسئله بهای بیشتری داده شود. تا حداقل، شرایط اولیه برای اجرای یک پروژه که همانا ایجاد امنیت اقتصادی در اجرای آن می‌باشد به صورت نسبی تأمین شود.

مبانی زمین شناسی مهندسی

ریشه لغوی
زمین شناسی مهندسی از دو کلمه Engineering به معنی مهندسی و Geology به معنی زمین شناسی گرفته شده است.
دید کلی
زمین شناسی مهندسی ضمن بررسی تاثیر «محیط زمین شناسی» بر سازه‌های مهندسی یا زمین شناسی مهندسی، راه‌حلهای مناسبی جهت کاهش یا برطرف نمودن خطرات احتمالی ارائه می‌دهد. باید توجه داشت که محیط زمین شناسی اطراف یک سازه به دو صورت با آن در ارتباط است. یکی توسط مصالح زمین شناسی، یعنی سنگ، خاک و آب، دیگری فرآیندها و مخاطرات زمین شناسی مثل سیل، زمین لرزه، حرکات دامنه‌ای و مانند آن. برخی از مولفین زمین شناسی مهندسی را سهوا به جای «ژئوتکنیک» به کار می‌برند. بطور کلی زمین شناسی مهندسی به توسط روشهای اکتشافی متنوع تاثیر محیط زمین شناسی اطراف را بر سازه مهندسی یا پروژه عمرانی تعیین می کند. همچنین نقش احداث سازه را در تحریک و تغییر رفتار زمین مشخص می سازد.

تاریخچه و سیر تحولی
 از قرنها پیش معماران و سازندگان بناها بر این نکته معترف بودند که برای جلوگیری از نشست، کج شدن یا فرو ریختن ساختمانشان محتاج آگاهی از شرایط زمین هستند. البته ساختمانهای قدیمی همواره با توجه به تجربیات سازنده بنا و اغلب به روش آزمون و خطا احداث می‌شد. در سال 1776 و زمانی که «کولن» برای اولین بار تئوریهای مربوط به فشار زمین را ارائه داد، استفاده از روشهای تحلیلی در بررسی زمین آغاز شد.

بررسی‌های کولن بر روی دیواره‌های حائل نشان داد که وقتی دیوار حائلی کج می‌شود، گوه‌ای از خاک ناپایدار در پشت آن ایجاد می‌گردد که یک طرف آن، دیوار و سمت دیگر آن یک سطح گسیختگی است. کولن فشار اولیه وارده به دیوار را به وزن گوه و مقاومت برشی در امتداد سطح برش، که برحسب اصطکاک داخلی بیان نمود، مربوط کرد. در سال 1871 «اتو مور» فرضیه‌ای عمودی برای مقاومت مصالح زمین شناسی در برابر گسیختگی ارائه داد.


• سالها گذشت تا آنکه «ترزاقی» مکانیک خاک را به صورت شاخه‌ای از مهندسی عمران مطرح نمود. دانش مکانیک خاک با اولین کنفرانس بین المللی در مورد مکانیک خاک و مهندسی پی که در سال 1936 میلادی در دانشگاه هاروارد آمریکا برگزار شد، در سطح جهانی تثبیت گردید.

• از سالهای دور مهندسان و زمین شناسان مفاهیم مربوط به رفتار مکانیکی سنگها را در معدن‌کاری و صنعت نفت به کار می‌گرفتند، ولی این رشته تا اوایل دهه 60 میلادی مخصوصا تا سال 1996 که اولین کنفرانس بین المللی مکانیک سنگ در شهر لیسبون پرتغال برگزار شد، هنوز به طور رسمی به عنوان شاخه‌ای از دانش مهندسی به حساب نمی‌آمد.

• واژه «ژئوتکنیک» اولین بار در سال 1948 میلادی توسط انستیتوی مهندسان ساختمان بریتانیا به کار گرفته شد و به تدریج مفهوم آن غنای بیشتری یافت، تا اینکه در سال 1974 «مهندسی ژئوتکنیک» به عنوان رشته‌ای خاص توسط انجمن مهندسان ساختمان ایالات متحده امریکا نیز به رسمیت شناخته شد. امروزه واژه ژئوتکنیک به مفهوم مجموعه‌ای مشتمل بر سه دانش مکانیک خاک، مکانیک سنگ و زمین شناسی مهندسی به کار گرفته می‌شود.


مفاهیم کلیدی زمین شناسی مهندسی
زمین و سازه‌های مهندسی :
سازه‌های مهندسی صرف نظر از آن که ما آن را مجموعا «محیط شناسی» می‌نامیم، تاثیر می‌پذیرند. شاید بتوان عناصر تشکیل دهنده محیط زمین شناسی را به نحو زیر به چهار جز مختلف تقسیم کرد:

• «فرآیندهای زمین شناسی»، چون فرسایش، رسوب گذاری، زمین لرزه و آتشفشان
• «ساختمانهای زمین شناسی»، چون لایه بندی، گسلها، کوه یا دره یک رود
• «مواد زمین شناسی»، چون سنگ و خاک و آب و هوا
• «زمان»، که همه چیز در ارتباط با آن در تغییر دائم است.

مواد و مصالح زمین شناسی از دیدگاه مهندسی
مواد جامد و طبیعی تشکیل دهنده، بخشهای خارجی زمین را به دو گروه اصلی سنگ و خاک تقسیم می‌کنند.


• سنگ :
از نقطه نظر زمین شناسی، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته‌اند، درست شده است.

• خاک :
خاک توده‌ای از ذرات یا دانه‌های منفصل یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگ بطور بر جا تشکیل شده است درجه سخت و سنگ شدگی خاک ناچیز تا صفر بوده و در بسیاری موارد حاوی مواد آلی است و گیاهان می‌توانند بر روی آن رشد کنند.

• ژئودینامیک :
یکی از وظایف مهم زمین شناسی مهندسی تشخیص احتمال وقوع فرآیندهای ژئودینامیکی، مثل سیل و زمین لرزه، که شاید بتوان آنها را «بلایای زمین شناسی» نیز نامید، قادرند ضمن ایجاد تلفات جانی، خسارات جبران ناپذیری نیز به سازه مهندسی وارد آورند. مهندسانی که در پروژه‌های عمرانی و ساختمانی فعالیت دارند، باید از شرایط طبیعی که منجر به بروز این مشکلات می‌شود، آگاهی داشته باشند، تا به این وسیله بتوانند احتمال رخداد هر یک از آنها را در محدوده سازه مورد نظر برآورد نمایند.


نقش زمین شناسی مهندسی و مسئولیت‌های حرفه‌ای
زمین شناسی مهندسی واقعیت‌های علمی مشاهده شده یا اندازه گیری شده را که سرشت فیزیکی یگانه پوسته زمین را توصیف می‌کند به صورت اطلاعات زمین شناسی در می‌آورد و این اطلاعات را بر تشخیص مرز محدودیت‌های مهم فیزیکی که می‌تواند در طراحی، ساخت و نگهداری هر پروژه مهندسی موثر باشد به دانسته‌های مهندسی تبدیل می‌کند. زمین شناسی مهندسی با ایفای این نقش ویژگیهای زمین شناختی محل اجرای پروژه را که در صورت داشتن شرایط نامطلوب سبب افزایش هزینه و در صورت داشتن شرایط مطلوب سبب کاهش هزینه خواهند شد، مشخص می‌کند. بدین ترتیب زمین شناسی مهندسی را می‌توان صاحب حرفه‌ای دو سویه نگر در نظر گرفت که از یک سو فرآیندهای زمین شناسی را در نظر دارد و از طرفی محصولات مهندسی مورد نظر اوست. بطورکلی مسئولیت‌های حرفه‌ای او را بصورت زیر می‌توان خلاصه کرد:

• توصیف محیط زمین شناختی مربوط به پروژه مهندسی
• توصیف مواد زمین، توزیع آنها، و ویژگیهای فیزیکی- شیمیایی آنها
• استنتاج پیشینه رویدادهای موثر در زمین مواد
• پیش بینی رویدادهای آتی و شرایطی که می‌تواند ایجاد شود.
• توصیه مواد معرف برای نمونه برداری و آزمون
• توصیه نحوه‌های کار و عمل با مواد و فرآیندهای گوناگون زمین، توصیه یا ارائه معیارهای طراحی استخراج بخصوص در مورد زاویه شیبهای برش در موادی که آزمون مهندسی آنها نامناسب بوده است، یا در جاهایی که عناصر زمین شناسی عامل کنترل پایداری هستند.
• وارسی حین کار ساختمانی برای تحقیق شرایط.

کانی شناسی گابرو (زمین شناسی)

کوارتز گابرو و کوارتزیت سنگهای اطلاق می شود که به عنوان کانی فرعی تا 10 درصد کوارتز دارند. پلاژیوکلاز این سنگها معمولاٌ لابرادوریت یا بیتونیت است ولی آنورتیت نیز زیاد دیده می‌شود. در گابرو بطور کلی آنهایی که دارای الیوین است دارای پلاژیوکلازهای بازیکتری نیز می‌باشد و آنهایی که دارای پیروکسن‌های منوکلینیک است پلاژیوکلاز آنها اسیدی تر است و بالاخره سدیک‌ترین پلاژیوکلازها با نوریت‌ها و هیپریت‌ها دیده می‌شود.

این پلاژیوکلازها که خیلی کمتر زونه هستند معمولا دارای ماکل آلبیت و همچنین ماکل آلبیت و کارلسبارد تواما در آنها دیده می‌شود. ما کل پرکلیین نیز در این پلاژیوکلازها ظاهر می‌شود.

کانیهای فرومنیزین گابروها

پیروکسن‌های گابروی معمولی اوژیت و دیو پسیدیک می باشد. انکلوزیونهای ایلمنیت و سایر اکسیدهای آهن در پیروکسن‌ها ممکن است تولید ساخت شالیدن بنماید. در نوریت‌ها و هیپریت‌های هیپرتین مهمترین کانی تیره رنگ می‌باشد و ممکن است دارای پلئوکروشیم باشد، انستاتیت نیز گاهی دیده می‌شود. الیوین این سنگها معمولا از نوع متوسط است ولی در بعضی گابروها که دارای آهن زیاد می‌باشند از نوع فایالیت می‌باشد.

سنگ های الیوین گابرو و تروکتولیت کمیاب تر از گابروهای پیروکسن‌دار است و به همین ترتیب الیوین نوریت‌ها از نوریت‌هاییگر کمیاب‌تر است. گابروهایی که دارای هورنبلند بصورت کافی اولیه باشد فقط در نواحی محدودی یافت می‌شود ولییه که در نتیجه جانشینی پیروکسن‌ها بوجود آمده باشد زیاد دیده می‌شود. رنگ هونبلندهای اولیه قهوه‌ای در گاهی سبز رنگ است در صورتی که رنگ هورنبلندهای ثانویه سبز یا سبز روشن می‌باشد. د هورنبلند ثانو

کانیهای فرعی

بیوتیت به عنوان کانی فرعی در بعضی انواع گابروها دیده می‌شود و در برخ نوریت‌ها و گابروها به حدی زیاد است که می‌توان آن را جزء کانیهای عادی سنگ دانست. کوارتز نیز ممکن است به مقدار خیلی کم در این سنگها ظاهر شود(مخصوصاٌ در نوریت‌ها و هورنبلند گابروها) . در برخی گابروها که به نام کوارتز گابرو نامیده می‌شود ، کوارتز مقدارش به حدی است که می‌توان به آن کانی شاخص اطلاق کرد.
مهمترین کانیهای فرعی این سنگها عبارتند از: آپاتیت ، منیتیت ، ایلمنت و اسپنیل و به مقدار کمتری پیریت ، پیروتین ، گروناها ، اسفن و اثری از فلدسپاتوئیدها نیز در انواع قلیایی این سنگها دیده می‌شود.
کرومیت به عنوان کانی فرعی در انواع تروکتولیت‌هادیده می‌شود. بعضی از نوریت‌ها دارای سیلیملنیت ، آندالوزیت ، کوردیریت و گرونا است که بیشتر ممکن است از سنگهای همبر سنگ اضافه شده باشد.

دگرسانی گابروها

پلاژیوکلازها دگرسان شده تبدیل به آلبیت و زوئیزیت و یا سایر کانیهای دسته اپیدوت می‌شود. پیروکسن‌ها که ممکن است آمفیبول جانشین آنها شده باشد دگرسان شده به کلریت ، تالک و سرپانتین تبدیل می‌شوند. الیوین در اثر دگرسانی به سرپانتین و مانیتیت تبدیل می‌گردد.

ساخت و بافت گابروها

گابروها معمولا دارای بافت دانه‌ای با دانه‌های متوسط تا درشت و نیم شکل‌دار هستند. بافت پگماتیتی خیلی به ندرت در این سنگها دیده می‌شود. بافت پورفیری کمیاب است ولی بافت گنیسی و نوار ممکن است دیده شود. هم پلاژیوکلازها و هم الیوین‌های این سنگها ممکن است کم و بیش بصورت موازی باهم قرار گرفته باشند. یکی دیگر از بافت‌های معمولیین سنگها بافت افی تیک است که در آن تعدادی بلور نسبتا ریز پلاژیوکلاز در داخل بلور درشت پیروکسن دیده می شود و معرف تبلور همزمان این دو کانی در سنگ است.
در این سنگها بافت اربیکولار نیز گاهی دیده شده است. در برخی از توده‌های نفوذی گابرو بافت و درشتی دانه‌ها و ترکیب سنگ ممکن است از یک نقطه به نقطه دیگر تغییر فاحشی داشته باشد. در گابروها معمولا آلبیت منیتیت شکل‌دار و پیروکسن و الیوین و پلاژیوکلازها نیمه شکل‌دار می‌باشد و اگر کوارتز وارتوز وجود داشته باشد فضای باقیمانده بین سایر دانه‌ها را پر می‌کند. ساخت کرونا یا تاجی یا نوارهای حاصله در نتیجه فعل و انفعال شیمیایی ماگمایی باقی مانده رویین دسته از سنگها بخصوص دور الیوینها و منیتیت‌ها و پیروکسن‌ها مخصوصا وقتی در همبری پلاژیوکلازها قرار گرفته باشد خیلی زیاد دیده می‌شود. ا بلور در ا

محل تشکیل گابروها

گابرو ونوریت معمولا در حاشیه باتولیتها و بصورت توده‌های نفوذی که در اولین مراحل باتولیت‌های مرکب بوجود می‌آید و همچنین بصورت توده‌های نفوذی مستقل که ممکن است مطبق نیز باشد. همچنین ممکن است به صورت طبقاتی در بین توده‌های مطبق پریدوتیتی دیده شوند.
تروکتولیت‌ها همراه با پریدوتیت‌ها ظاهر می‌شوند. انورتوزیت‌ها نیز ممکن است بصورت توده‌های نفوذی بزرگ که اکثرا در پرکامبرین تشکیل شده است و پلاژیوکلاز آنها لابرادوریت یا آندزین است. و یا بصورت توده‌هایی در لوپولیت‌های پریدوتیتییوکلاز آنها از نوع بیتونیت است و به صورت توده‌های محدودی که در اثر عمل سگوگالیون در سنگهای گابرویی بوجود می‌آیند. که پلاژ

 کاربرد

گابرو هم به عنوان سنگ لاشه (در جاده سازی، ساخت تونل و پل سازی) و هم به عنوان سنگ تزئینی و نما در فضاهایی و بیرونی ساختمانها کاربرد دارد. در اکثر کشورهای جهان این نوع سنگ در صورت آلتره نبودن یکی از بهترین انواع سنگ ساختمانی محسوب می شود. درون

سنگ شناسی (معرفی سنگ ها و کانی ها)

سنگ از نظر زمین‌شناسان به ماده‌ى سازنده‌ى پوسته‌ و بخش جامد سست‌ کره‌ى زمین گفته مى‌شود. سنگ‌ها از یک یا چند کانى درست شده‌اند و از نظر چگونگى پدید آمدن در سه گروه سنگ‌هاى آذرین، سنگ‌هاى رسوبى و سنگ‌هاى دگرگونى جاى مى‌گیرند. سنگ‌هاى آذرین از سرد شدن گدازه‌ى آتش‌فشان‌ها به وجود مى‌آیند. سنگ‌هاى رسوبى پیامد فرسایش سنگ‌ها و انباشته شدن رسوب‌ها در دریاها هستند. هنگامى که سنگى در فشار و گرماى زیاد قرار گیرد، سنگ دگرگونى پدید مى‌آید.

سنگ‌ها و کانى‌ها

کره‌ى زمین از نظر ویژگى‌هاى فیزیکى ساختار لایه‌اى دارد. بخش مرکزى آن جامد است، بیش‌تر از آهن و نیکل درست شده و هسته‌ى درونى نامیده مى‌شود. پیرامون هسته‌ى درونى را لایه‌ى مایعى از آهن و نیکل فراگرفته که هسته‌ى بیرونى نام دارد. پیرامون هسته‌ى بیرونى را لایه‌اى به نام گوشته در بر مى‌گیرد که خود از لایه‌ا‌ى جامد و سخت به نام گوشته‌ى زیرین و لایه‌اى نرم‌تر و خمیرى به نام سست‌کره درست شده است. پیرامون گوشته را لایه‌ى نازک و جامدى به نام پوسته فراگرفته که بیش‌تر از سیلیس، اکسیژن و آلومینیوم درست شده است. زمین‌شناسان به مواد طبیعى و بى ‌جان سازنده‌ى پوسته سنگ مى‌گویند و بیرونى‌ترین لایه‌ى زمین را سنگ‌کره مى‌نامند.

سنگ‌ها از یک یا چند کانى درست شده‌اند. کانى به موادى بى‌جان، جامد و بلورى گفته مى شود که ترکیب شیمیایى به نسبت ثابتى دارند. بیش از 3 هزار گونه کانى در طبیعت یافت شده است که نزدیک 20 تا 25 گونه از آن‌ها در ساختمان بسیارى از سنگ‌ها وجود دارند. بیش‌تر سنگ‌ها از چند کانى درست شده‌اند، مانند گرانیت که بخش زیادى از آن از سه کانى کوارتز، فلدسپات و بیوتیت است. هر گروه از سنگ‌ها نیز داراى کانى‌هاى مشخصى هستند که در گروه سنگ‌هاى دیگر وجود ندارند یا بسیار اندک هستند. براى نمونه، کانى هالیت فقط در سنگ‌هاى رسوبى دیده مى ‌شود و در سنگ‌هاى آذرین یا دگرگونى دیده نمى ‌شود. کانى ولاستونیت نیز فقط در سنگ‌هاى دگرگونى یافت مى شود. با این همه، برخى از کانى ‌ها، مانند کوارتز، ممکن است در هر گونه سنگى وجود داشته باشند.

سنگ‌ها و کانى‌هاى آن‌ها

سنگ‌هاى آذرین
ارتوز، پرتیت، میکروکلین، پلاژیوکلاز، کوارتز، نفلین، لوسیت، هورنبلند، اوژیت، بیوتیت، مسکوویت، الیوین

سنگ‌هاى رسوبى
کانى‌هاى رسى، کلسیت، دولومیت، کوارتز، هالیت، سیلوین، ژیپس، انیدریت، گلوکونیت، اکسیدها (به‌ویژه آهن)، کربنات‌هاى دیگر

سنگ‌هاى دگرگونى
استرولیت، کیانیت، آندالوزیت، سیلیمانیت، گرونا، ولاستونیت، ترومولیت، کلریت، گرافیت، تالک

سنگ‌هاى آذرین

هرچه بیش‌تر به ژرفاى زمین برویم، دما بالاتر مى ‌رود و در ژرفاى زیاد به اندازه‌ى مى‌رسد که براى ذوب‌ شدن سنگ‌ها کافى است. با این همه، مواد درونى زمین به حالت مذاب نیستند و فشار زیادى که از لایه‌هاى بالایى بر لایه‌هاى زیرین وارد مى‌شود، از ذوب شدن سنگ‌ها جلوگیرى مى‌کند. اما در جاهایى از ژرفاى زمین که به دلیلى(براى نمونه، در پى جایه‌جایى ورقه‌هاى سنگ کره) از فشار کاسته مى‌شود یا سنگ‌هاى سطحى زمین به زیر سطح فرو مى‌روند، سنگ‌ها ذوب مى‌شوند. هر جایى که سنگ‌ها ذوب شوند، ماده‌ى مذاب، که ماگما نام دارد، به سوى بالا راه پیدا مى‌‌کند و آرام آرام دماى آن کاهش مى‌یابد و سنگ‌هاى آذرین را پدید مى‌آورد.

ماگما ممکن است به بخش‌هاى بالایى پوسته نفوذ کند یا از راه شکاف‌ها و سوراخ‌ها به سطح پوسته راه یابد. ماگمایى که از سطح پوسته بیرون نمى‌زند به آهستگى و طى سال‌ها سرد مى‌شود و سنگ‌هاى آذرین درونى را مى‌سازد. به ماگمایى که از دهانه‌ى آتش‌فشان بیرون مى‌آید و به سطح زمین مى‌رسد، گدازه مى‌گویند. همه‌ى حجم گدازه‌اى که به سطح زمین مى‌آید، به حالت مذاب نیست و قطعه‌هاى ذوب نشده‌ى سنگ و کانى‌هاى بلورى را نیز در خود دارد. گدازه طى چند روز سرد مى‌شود و سنگ‌هاى آذرین بیرونى را مى‌سازد.

بررسى ترکیب شیمیایى سنگ‌هاى آذرین و گدازه‌ى آتش‌فشان‌هاى فعال نشان داده است که ماگما یک ترکیب سیلیکاتى با اندکى اکسیدهاى فلزى ، بخار آب و مواد گازى است. سنگ‌هاى آذرین را بر پایه‌ى درصد این مواد در سه گروه گرانیتى(اسیدى)، بازالتى(بازى) و آندزیتى(میانه) جاى مى‌دهند. سنگ‌هاى آذرینى مانند ریولیت و داسیت را که محتواى سیلیس آن‌ها بالاست، یعنى بیش از 63 درصد 2 SiO دارند، از گروه سنگ‌هاى آذرین اسیدى به شمار مى‌آورند. سنگ‌هاى آذرینى مانند آندزیت که بین 52 تا 63 درصد 2 SiO دارند، از سنگ‌هاى آذرین میانه و سنگ‌هایى مانند بازالت و گابرو را که محتواى سیلیسى کم‌ترى دارند، از سنگ‌هاى آذرین بازى هستند. برخى از سنگ‌هاى آذرین، مانند پریدوتیت، را که محتواى سیلیسى آن‌ها بسیار پایین است، فرابازى مى ‌دانند.

بافت سنگ‌هاى آذرین

زمین‌شناسان در بررسى‌هاى صحرایى، که ابزارهاى پیچیده‌ى آزمایشگاهى در دسترس نیست، از اندازه و آرایش بلورهاى سنگ، که بافت سنگ نام دارد، براى توصیف سنگ‌ها بهره مى‌گیرند. اصطلاح بافت سنگ هنگام بررسى سنگ زیر میکروسکوپ نیز به کار مى ‌رود. بافت سنگ آذرین علاوه بر این که آن را از سنگ‌ها دیگر جدا مى‌کند، ما را از درونى بودن یا بیرونى بودن آن و حتى ژرفایى که سنگ در آن‌جا از ماگما پدید آمده است، آگاه مى‌سازد.

1. بافت نهان‌بلورین. بلورها را نمى‌توان با چشم غیرمسلح دید. اگر بلورها به اندازه‌اى کوچک باشند که فقط با میکروسکوپ‌ پولاریزان دیده شوند، اصطلاح میکروکریستالین و اگر فقط با میکروسکوپ الکترونى یا پرتوهاى ایکس شناسایى شوند، اصطلاح کریپتوکریستالین را به کار مى‌برند.

2. بافت آشکاربلورین. بلورها درشت و از 2 تا 5 میلى ‌متر هستند. این بافت زمانى پدید مى‌آید که ماگما به آهستگى درون زمین سرد شود.

3. بافت پگماتیتی. گونه‌اى از بافت آشکاربلورین است که اندازه‌ى بلورهاى آن بزرگ‌تر از 5 سانتى‌متر و حتى چند متر است.

4. بافت پرفیری. گونه‌اى از بافت آشکاربلورین است که داراى بلورهاى درشت در زمینه‌اى از بلورهاى ریز است. این بافت نتیجه‌ى سرد شدن آهسته زیر سطح زمین و آمدن ناگهانى ماگما به سطح زمین است که نخست با پدیدآمدن بلورهاى درشت و سپس با بلورهاى ریز همراهى مى‌شود.

5. بافت سوراخ‌دار. در پى سرد شدن تند گدازه‌اى که گاز فراوان در خود دارد، بر سطح زمین پدید مى‌آید. سنگ‌پا نمونه‌اى از این بافت است.

6. بافت شیشیه‌ای. در برخى فوران‌هاى آتش‌فشانى، گدازه به درون آب ریخته مى‌شود و بسیار تند سرد مى‌شود. این گونه سنگ‌ها بلور ندارند و بافتى مانند شیشه دارند.

7. بافت آذرآواری. هنگامى که گدازه به صورت ذره‌هاى خاکستر به هوا پرتاب مى‌شود و آن ذره‌ها به صورت لایه‌اى ته‌نشین مى‌شوند، سنگ‌هایى را مى‌سازند که ذره‌هاى سازنده‌ى آن‌ها آذرین، ولى ته‌نشینى آن‌ها شبیه سنگ‌هاى رسوبى است.

8. بافت آگلومرا. اگر اندازه‌ى ذره‌هاى پرتابى از دهانه‌ى آتش‌فشان بزرگ باشد، پس از ته‌نشین شدن به یکدیگر جوش مى‌خورند و سنگ یکپارچه‌اى را مى‌سازند که آگلومرا نامیده مى‌شود.

خانواده‌هاى سنگ‌هاى آذرین

سنگ‌هاى آذرین را بر پایه‌ى بافت، درصد سیلیس، رنگ، چگالى، ترکیب شیمیایى و در نظر داشتن ویژگى‌هاى دیگر، طبقه‌بندى مى‌کنند.

1. خانواده‌ى گرانیت- ریولیت. گرانیت از شناخته‌شده‌ترین سنگ‌هاى آذرین درونى است که فراوانى و زیبایى آن پس از صیقل یافتن، باعث شده است که در معمارى مورد توجه باشد. نام این سنگ از واژه‌ى لاتین گرانوم به معناى دانه‌ى گندم گرفته شده است، زیرا بیش‌تر کانى‌هاى آن به اندازه‌ى دانه‌ى گندم است. بافت‌ آن از نوع آشکاربلورین است و بیش‌تر از فلدسپات پتاسیم‌دار، پلاژیوکلاز سدیم‌دار و کوارتز درست شده است. کانى‌هاى بیوتیت، آمفیبول، هورنبلند و گاهى میکاى سفید نیز در ساختمان آن دیده مى‌شود.گرانیت‌ها به رنگ‌هاى سفید، خاکسترى و صورتى دیده مى‌شوند که برخاسته از نوع فلدسپات آن‌هاست.

ریولیت از نظر نوع کانى‌ها با گرانیت تفاوت زیادى ندارد و در واقع گرانیتى است که بیرون از پوسته‌ى زمین پدید مى‌آید. ریولیت‌ها رنگ روشنى دارند و چون جهت‌یافتگى ماده‌ى مذاب را به آسانى مى‌توان در آن‌ها شناسایى کرد، به این نام خوانده مى‌شوند( ریولیت به معناى جریان یافته است.) در این خانواده سنگ‌هایى با بافت شیشه‌اى نیز وجود دارد که ابسیدین شناخته‌شده‌ترین آن‌هاست. این سنگ تیره‌رنگ است و تیرگى آن به این علت است که هیچ گونه بلورى در آن وجود ندارد. به سنگ‌هاى بیرونى با بافت سوراخ‌دار این خانواده، پونس، پامیس یا سنگ‌پا مى ‌گویند. توجه داشته باشید که سنگ‌پا ممکن است در خانواده‌هاى دیگر نیز وجود داشته باشد.

2. خانواده‌ى گرانودیوریت- داسیت. گرانودیوریت یکى از فراوان‌ترین سنگ‌هاى آذرین درونى است که از نظر کانى ‌شناسى، در میانه‌ى سنگ‌هاى گرانیتى و دیوریتى جاى مى‌گیرد. زیرا درصد کوارتز آن اندکى از گرانیت کم‌تر ولى از دیوریت اندکى بیش‌تر است. داسیت همانند بیرونى گرانودیوریت است. این سنگ در ایران فراوان است و بیش‌تر به رنگ روشن دیده مى شود.

3. خانواده‌ى دیوریت- آندزیت. دیوریت‌ها سنگ‌هایى هستند که بیش‌تر از فلدسپات‌ پلاژیوکلاز سرشار از کلسیم درست شده‌اند. این سنگ‌ها اغلب کوارتز ندارند، اما گاهى اندکى کوارتز و فلدسپات پتاسیم‌دار نیز در ساختمان آن‌ها دیده مى‌شود.کانى‌هاى تیره‌رنگ دیوریت‌ها اغلب آمفیبول، پیروکسن و بیوتیت است. آندزیت همانند بیرونى دیوریت است که به رنگ خاکسترى تیره دیده مى‌شود به صورت سنگ‌پا و آذرآوارى نیز وجود دارد.

4. خانواده‌ى گابرو- بازالت. گابروها سنگ‌هاى تیره با چگالى به نسبت بالا هستند که بیش‌تر از پیروکسن و پلاژیوکلاز کلسیم‌دار درست شده‌اند. البته، ممکن است اندکى الیوین نیز در آن‌ها دیده شود. بازالت همانند بیرونى گابرو است. بازالت و گابرو 75 درصد سنگ‌هاى آذرین پوسته‌ى زمین را مى‌سازند. بازالت سوراخ‌دار را اسکورى مى‌گویند که شبیه سنگ‌پاست. بازالت شیشه‌اى نیز وجود دارد که به آن‌ها تاکى‌لیت مى‌گویند. در پیرامون آتش‌فشان خاموش دماوند، به‌ویژه در کناره‌ى جاده‌ى هراز، مى‌توان گونه‌هاى اسکورى، پرفیرى و آگلومراى بازالتى را پیدا کرد.

5. خانواده‌ى پریدوتیت. پریدوتیت سنگى بسیار بازى است که بیش‌تر از کانى‌هاى آهن و منیزیم‌دار درست شده است.پریدوتیت‌ها چگالى بالایى دارند و رنگ آن‌ها تیره است. الیوین فراوان‌ترین کانى پریدوتیت‌هاست، اما ممکن است اندکى پیروکسن و حتى آمفیبول نیز در آن‌ها دیده شود. پریدوتیت‌ها سرشار از الیوین را دونیت گویند و پریدوتیت‌هاى سرشار از پیروکسن را پیروکسنیت مى‌نامند. در صورتى که هم الیوین و هم پیروکسن را داشته باشند، لرزولیت خوانده مى‌شوند. لمبورژیت، که بسیار کمیاب است و از بلورهاى ریز اوژیت(نوعى پیروکسن) و الیوین آهن‌دار درست شده است، همانند بیرونى پریدوتیت‌هاست و به رنگ قرمز قهوه‌اى دیده مى ‌شود. کیمبرلیت را نیز همانند بیرونى آن‌ها مى‌دانند که سرشار از الیوین است و بلورهاى ریز و اندکى گرونا(کانى دگرگونى) و الماس دارد.

سنگ‌هاى رسوبى

چهره‌ى زمین همواره در حال دگرگونى است و عامل‌هایى مانند نیروى گرانش، آب‌هاى جارى، موج‌هاى دریا، باد، یخچال‌ها و حتى انسان، همراه با کنش‌هاى شیمیایى موادى مانند آب، اکسیژن، دى‌اکسید کربن، اسیدها و مواد دیگر، باعث از هم‌پاشى ساختمان سنگ‌ها و خرد شدن آن‌ها مى ‌شوند. خرده‌سنگ‌ها همراه با مواد محلول به جاهاى پستى مانند دریاها، دریاچه‌ها، کنار رودخانه‌ها، غارها و جاهاى دیگر مى‌روند و در آن‌جا ته‌نشین مى‌شوند. مواد ته‌نشین شده، که رسوب نامیده مى‌شوند، در اثرعامل‌هاى گوناگونى، مانند فشار و گرما، به هم پیوسته مى شوند و سنگ‌هاى سخت و یکپارچه‌اى را مى‌سازند که به آن‌ها سنگ‌هاى رسوبى مى‌گویند.

سنگ‌هاى رسوبى به علت لایه‌لایه بودن و نیز داشتن برجاى ‌مانده‌هایى از جانداران گذشته، به زمین‌شناسان کمک مى‌کنند تاریخ گذشته‌ى زمین را بازسازى کنند. سنگ‌هاى رسوبى در مقایسه با سنگ‌هاى آذرین و دگرگونى بخش کم‌ترى از پوسته‌ى زمین را مى ‌سازند، اما چون در سطح زمین ساخته مى ‌شوند، بخش زیادى از سطح قاره‌ها را پوشانده‌اند. این سنگ‌ها جاى انباشته شدن و جابه‌جایى آب‌هاى زیرزمینى هستند و به دلیل اندوخته‌هاى زغال‌سنگ، نفت و گاز، نمک، کانى‌هاى آهن‌دار و دیگر کانى‌هایى که در صنعت ارزش دارند، بسیار مورد توجه هستند.

رسوب‌گذارى

هنگامى که انرژى یک رود زیاد است، بستر خود و هر چه را که در راه آن است، خراب مى‌کند و خرده‌ها را به خود جابه‌جا مى‌کند. هنگامى که از انرژى رود کاسته مى‌شود، براى نمونه هنگامى که شیب بستر کاهش مى‌یابد یا حجم آب کاهش مى‌یابد، توان جابه‌جایى مواد همراه خود را از دست مى دهد و ته‌نشینى آن مواد آغاز مى شود. آن مواد رسوبى ممکن است ذره‌هاى حاصل از خرد شدن سنگ‌هاى آذرین، دگرگونى و حتى رسوبى باشند. به این گونه رسوب‌ها رسوب‌هاى آوارى مى‌گویند.کوارتز، فلدسپات، کانى‌هاى سنگین و سپس میکاها و کانى‌هاى رسى ، از ذره‌هاى رسوب‌هاى آوارى هستند.

برخى از رسوب‌ها پیامد فرایندهاى شیمیایى و زیست‌شیمیایى هستند. رسوب‌هاى آهکى درون غارها و رسوب‌هاى ژیپس و نمک خوراکى، از نمونه‌هاى فراوان فرسایش شیمیایى هستند. پوسته‌ى آهکى برخى از جانداران دریایى پس از مرگ در کف دریا ته‌نشین مى‌شود و بخشى از سنگ‌هاى رسوبى مى شود. این پوشش‌ها حاوى کانى‌هایى از کربنات‌هاى کلسیم، منیزیم، سیلیسیم و گاهى فسفات‌ها، سولفیدها و اکسیدهاى آهن هستند. برخى از سنگ‌هاى رسوبى حاصل از آن‌ها در معمارى ارزش بسیار دارند.

فعالیت‌هاى آتش‌فشان‌هاى دریایى و قاره‌اى باعث پرتاپ شدن ذره‌هاى گوناگونى به صورت خاکستر، غبار، تکه‌هاى کوچک و بزرگ و ماده‌ى مذاب به پیرامون آتش‌فشان مى‌شود. این ذره‌ها روى‌هم انباشته مى‌شوند و در پى فرایند فرسایش فیزیکى و شیمیایى به جاهاى رسوب‌گذارى برده مى‌شوند این گونه رسوب‌ها را که خاستگاه آتش‌فشانى دارند، رسوب‌هاى آذرآوارى گویند. از برخورد شهاب‌سنگ‌ها و گذر دنباله‌دارها از نزدیکى زمین نیز اندکى مواد رسوبى با خاستگاه فرازمینى به محیط‌هاى رسوبى وارد مى‌شود. حجم این رسوب در زمانى که جو زمین رقیق بوده، قابل توجه بوده است.

رسوب‌ها در شرایط معینى در دریاها و خشکى‌ها ته‌نشین مى‌شوند. این شرایط در جاهاى گوناگونى فراهم مى‌شوند که از آن‌ها با نام محیط رسوبى یاد مى‌کنند. این محیط‌ها عبارتند از:

1. مخروط افکنه. در دامنه‌ى کوه‌ها و جاى برخورد کوه با دشت به وجود مى‌آید. مواد سازنده‌ى آن قلوه‌سنگ، ریگ و گاهى ذره‌هاى رس است. ذره‌هاى رسوبى آن جورشودگى و گردشدگى ضعیفى دارند. لایه‌هاى سازنده‌ى آن نیز متقاطع و نامنظم روى هم قرار گرفته‌اند.

2. دشت سیلابی. در زمین‌هاى به نسبت هموار پیرامون رودها به وجود مى‌آید. در زمان سیل و طغیان، رودخانه تا آن جا گسترش مى‌یابد. ماسه‌هایى با جورشدگى به نسبت خوب همراه با توده‌هایى از گل و لاى و رس در آن دیده مى‌شوند. فسیل‌هاى نرم‌تنان آب شیرین و شاخ و برگ درختان نیز درون آن‌ها یافت مى‌شود. گاهى داراى لایه‌هاى متقاطع هستند.

3. دلتا. در جاى برخورد رود با دریا یا دریاچه به وجود مى‌آید. ماسه‌هایى با جورشدگى وگردشدگى خوب، با لایه‌هاى موازى و در بیش‌تر جاها متقاطع، در آن‌ها دیده مى ‌شود. فسیل نرم‌تنان آب شور و شاخ و برگ گیاهان نیز درون آن‌ها دیده مى‌شود.

4.تلماسه‌ى ساحلی. در کناره‌ى دریاهایى که رطوبت کمى دارند به وجود مى ‌آید. ذره‌هایى با جورشدگى و گردشدگى خوب و لایه‌هاى متقاطع، در آن‌ها دیده مى‌شود.

5. محیط کولابی. رسوب‌گذارى در دریاچه‌هایى که در اقلیم خشک بیابانى به وجود آمده‌اند، بیش‌تر از رسوب‌گذارى شیمیایى است. نمک‌هاى گوناگونى مانند ژیپس، انیدریت، نمک خوراکى، همراه با رسوب‌هاى سیلتى تیره رنگ که گاهى از مواد آلى سرشار است، در آن‌ها ته‌نشین مى‌شود.

6. محیط ساحلی. جایى است که هنگام جزر از آب بیرون مى‌ماند و هنگام مد زیر آب مى‌رود. رسوب‌هاى آن درشت و ریز هستند و از قطعه‌سنگ‌هاى بزرگ تا گل نرم در میان آن‌ها دیده مى‌شود. برجاى ‌مانده‌هاى صدف نرم‌تنان و اسکلت آهکى مرجان‌ها نیز درون آن‌ها یافت مى‌شود.

7. فلات قاره. جایى است که از سطح آب به هنگام جزر آغاز مى‌شود و تا ژرفاى 200 متر ادامه مى‌یابد. رسوب‌هاى این محیط از نظر ویژگى و پراکنش گوناگونى زیادى دارند، زیرا شدت موج‌ها و جریان‌هاى دریایى و ورودى رودها در این جا متفاوت است. در این‌جا ماسه فراوان است. در دهانه‌ى رود لاى و رس نیز فراوان است. رسوب‌هاى آهکى نیز به فراوانى دیده مى‌شود. هم‌چنین صخره‌هاى مرجانى در آن‌جا به وجود مى‌آید.

8. محیط عمیق. از ژرفاى 200 متر به پایین دریا گفته مى‌شود. داراى دو نوع رسوب اصلى است: رسوب‌هاى بسیار دانه‌ریزى که از قاره‌ها آمده‌اند، اما به دلیل سبکى در جاهاى کم‌عمق رسوب نکرده‌اند. این مواد را گل‌هاى دریایى مى‌گویند که رنگ‌ آن‌ها ممکن است سبز، آبى ، قرمز یا زرد باشد. نوع دیگر رسوب‌هاى این محیط از دسته‌ى رسوب‌هاى آلى و بیش‌تر از برجاى‌ مانده‌هاى اسکلت جانداران ریز دریایى، یعنى پلانکتون‌ها، است که پوشش آهکى یا سیلیسى دارند.

دیاژنز: سنگ‌زایى

پس از انباشته شدن رسوب‌ها در محیط‌هاى رسوبى ممکن‌ است فرایندهاى فیزیکى و شیمیایى گوناگونى در آن‌ها رخ دهد که به سنگ‌شدن آن‌ها بینجامد. به مجموعه‌ى فرایندهاى فیزکى و شیمیایى که پس از رسوب‌گذارى و طى روند سنگ‌شدن رخ مى‌دهد، دیاژنز یا سنگ‌زایى مى‌گویند. عامل‌ها و فرایندهاى زیر در روند سنگ‌زایى دخالت دارند:

1.گرما. هر چه از سطح زمین به پایین برویم، گرما افزایش مى ‌یابد. افزایش گرما بر سرعت واکنش‌هاى شیمیایى مى ‌افزاید و بیرون رفتن آب و خشک شدن رسوب‌ها را ممکن مى‌سازد.

2. فشار. وزن رسوب‌هاى بالایى فشارى پدید مى‌آورد که مهم‌ترین عمل فیزیکى در سخت‌شدن رسوب‌هاست. فشار روى رسوب‌هاى لاى و رس بیش‌تر اثر مى‌گذارد. فشار در بیرون رفتن آب و خشک‌شدن رسوب‌ها نیز اثر دارد.

3. از دست دادن آب. گرما و فشار برآمده از وزن لایه‌هاى بالایى باعث خشک شدن رسوب مى شود، اما از دست دادن آب در دماى معمولى روى سطح زمین نیز رخ مى‌دهد.

4. سیمانى شدن. آب‌هاى زیرزمینى هنگام جابه‌جا شدن از بین سوراخ‌ها و شکاف‌هاى میان رسوب‌ها، مواد محلول در خود را به صورت سیمان بین ذره‌هاى رسوبى جا مى‌گذارند که باعث به هم ‌پیوستن آن‌ها مى‌شود. گاهى سیمان از خود رسوب‌ها فراهم مى‌شود.

5. بلورى شدن دوباره. در این فرایند یک کانى به حالت پایدارترى درمى‌آید. براى نمونه، صدف جانداران دریایى به صورت آراگونیت است، اما پس از مرگ جاندار به صورت کلسیت در مى‌آید که پایدارتر است. در این فرایند تغییرى در ترکیب شیمیایى کانى رخ نمى‌دهد، اما بلورى‌شدن دوباره باعث پر شدن سوراخ‌ها و شکاف‌هاى خالى مى‌شود.

6. واکنش‌هاى زیست‌شیمایی. در ژرفاى 75 مترى، هر گرم لجن کف دریا نزدیک 63 میلیون باکترى در خود دارد. این باکترى‌ها در پدید آمدن نفت، زغال‌سنگ و کانى‌هایى چون دولومیت پیریت نقش دارند. براى نمونه، باکترى‌هاى ناهوازى اکسیژن مورد نیاز خود را از ترکیب‌هاى سخت نشده‌اى مانند 4 FeSO به دست مى‌آورند و مواد سختى مانند FeS را برجاى مى‌گذارند.

7. زمان. به تنهایى در سنگ‌شدن رسوب‌ها نقش ندارد، اما نقش عامل‌هاى دیگر طى زمان پر رنگ مى‌شود. براى نمونه، رسوب‌هاى نرم گل‌ سفید اگر چند لحظه در فشار 6000 اتمسفر بمانند، تغییر چندانى پیدا نمى‌کنند، اما اگر براى 17 سال در همین فشار بمانند، سنگ آهک سختى مى‌شوند.

بافت سنگ‌هاى رسوبى

از بافت سنگ‌هاى رسوبى مى‌توان چیزهایى درباره‌ى سرگذشت سنگ رسوبى، از جمله راهى که طى کرده است و چگونگى محیط رسوب‌گذارى، برداشت کرد. سه نوع بافت اصلى را در سنگ‌هاى رسوبى مى ‌توان شناسایى کرد: بافت آوارى و دو بافت ناآوارى که بلورین و اسکلتى نامیده مى‌شوند.

1. بافت آواری. از ذره‌هاى ریز و درشت درست شده است. در این بافت علاوه بر اندازه‌ى ذره‌ها، میزان یک اندازه بودن ذره‌ها، که به آن جورشدگى مى‌گویند، نیز مورد توجه است. از میزان جورشدگى مى‌توان اطلاعاتى پیرامون فرایند رسوب‌گذارى و محیط رسوب‌گذارى به دست آورد. براى نمونه، رسوب‌هاى بادى داراى جورشدگى خوب و رسوب‌هاى یخچالى داراى جورشدگى اندک هستند. میزان گردشدگى ذره‌ها نیز مهم است که به سختى و جنس ذره‌ها، میزان برخوردهاییکه ذره‌ها با هم داشته‌اند، درازى راهى که طى شده و انرژى جابه‌جا کننده، بستگى دارد.

2. بافت بلورین. این بافت را در سنگ‌هاى رسوبى شیمیایى مى‌توان دید. طى فرایند سنگ‌زایى، مواد محلول در آب به طور مستقیم بلورى مى‌شوند یا در پى بلورى‌شدن دوباره، شبکه‌ى به هم‌پیوسته‌اى از بلورهاى از پیش موجود، پدید مى‌آید. بلورها ممکن است با چشم دیده شوند(درشت‌بلور) یا براى دیدن آن‌ها به میکروسکوپ نیاز باشد(ریز‌بلور). اگر بلورهاى سنگ از دو اندازه‌ى متفاوت باشند، اصطلاح پورفیروبلاستیک را براى آن بافت به کار مى‌برند.

3. بافت اسکلتی. این بافت از گردهم‌آمدن بخش‌هاى سخت بدن بى‌مهرگان دریایى و پوشش‌هاى سیلیسى یا آهکى پلانکتون‌ها به وجود مى‌آید. صدف‌ها و پوشش‌هاى سخت پس از مرگ جانداران روى هم انباشته مى‌شوند و گاهى سیمانى آن‌ها را به هم پیوند مى‌دهد. بافت سنگ به دست آمده شبیه بافت آوارى است، اما ذره‌هاى سازنده‌ى آن بخش‌هاى سخت جاندارن است.

خانواده‌هاى سنگ‌هاى رسوبى

سنگ‌هاى رسوبى را در دو گروه سنگ‌هاى آوارى(ناشى از فرسایش فیزیکى) و ناآوارى(ناشى از فرسایش شیمیایى و زیست‌شیمیایى) جاى مى‌دهند. سنگ‌هاى آوارى را بر پایه‌ى اندازه‌ى ذره‌ها در چهار خانواده‌ى بزرگ‌تر از ماسه، به اندازه‌ى ماسه، به اندازه‌ى لاى و کوچک‌تر از لاى طبقه‌بندى مى‌کنند.

1. بزرگ‌تر از ماسه: ذره‌هاى آن از 2 میلى‌متر بزرگ‌تر است.

الف) کنگلومرا، که ذره‌هاى آن کم و بیش گرد شده است و در میان سیمانى از سیلیس، آهک یا رس جاى گرفته‌اند.

ب) برش که ذره‌هاى آن گوشه‌دار است و جورشدگى خوبى ندارند و در پى فعالیت‌هاى ورقه‌هاى قاره‌اى، فعالیت‌هاى آتش‌فشانى یا رسوب‌گذارى در یخچال‌ها پدید مى‌آیند.

2. به اندازه‌ى ماسه: ذره‌هاى آن بین 06/0 تا 2 میلى‌متر است.

الف) ماسه‌سنگ‌هاى کوارتزى، که بیش از 90 درصد ذره‌هاى آن از کوارتز است.

ب) آرکوز، که 25 درصد ذره‌هاى آن از فلدسپات‌ها و بیش از 50 درصد آن از کوارتز است.

ج) گریواک، که بخش زیادى از آن از کوارتز و فلدسپات‌هاست، اما کانى‌هاى تیره‌اى مانند میکا، هورنبلند و پیروکسن نیز در آن دیده مى‌شود.

3. به اندازه‌ى لای: ذره‌هاى آن بین 06/0 تا 002/0 میلى‌متر است.

الف) لاى ‌سنگ، از ذره‌هاى کوارتز درست مى‌شودکه سیمانى از جنس سیلیس، آهک یا حتى رس آن‌ها را به هم پیوند مى‌دهد. به این سنگ‌ها سنگ سیلتى یا فورش‌سنگ نیز مى‌گویند و اگر نیمى از ذره‌هاى آن‌ها از رس باشد، به آن‌ها گل‌سنگ نیز گفته مى‌شود.

ب) لس، در پى سخت شدن رسوب‌هاى بادى به وجود مى‌آید. لس‌ها به طور معمول زردرنگ هستند و ذره‌هاى آن‌ها بیش‌تر از کوارتز، فلدسپات، کلسیت، میکا، کانى‌ها آهن‌دار و کانى‌هاى رسى است.

4. کوچک‌تر از لای: ذره‌هاى آن از 002/0 میلى‌متر کوچک‌تر است.

الف) سنگ‌هاى رسى، بیش از نیمى از ذره‌هاى آن‌ها از ذره‌هایى به اندازه‌ى لاى کوچک‌تر است. کانى‌هاى رسى (سیلیکات‌هاى آبدار)، کوارتز، فلدسپات و میکا به فراوانى در آن‌ها دیده مى‌شود.

ب) مارن، گونه‌اى سنگ رسى است که میزان کربنات کلسیم آن بین 25 تا 50 درصد است. اغلب مارن‌ها به رنگ خاکسترى دیده مى‌شوند، در خود فسیل دارند و با اسیدکلریدریک مى‌جوشند.

ج) شیل، به گروهى از سنگ‌هاى رسى یا حتى لاى‌سنگ‌ها گفته مى‌شود که در پى فشارهاى کوه‌زایى، کم و بیش حالت ورقه‌اى از خود نشان مى‌دهند. شیل‌ها در خود فسیل دارند و از برخى از آن‌ها، که شیل نفتى نامیده مى‌شوند، پس از تقطیر نفت به دست مى‌آید.

سنگ‌هاى ناآوارى را نیز در چهار خانواده‌ى سنگ‌هاى آهکى، سنگ‌هاى سیلیسى، سنگ‌هاى اشباعى و زغال‌سنگ‌ها جاى مى‌دهند.

1. سنگ‌هاى آهکی: بیش از نیمى از ترکیب آن‌ها را کربنات کلسیم مى‌سازد.

الف) سنگ‌ آهک معمولى، بیش از 90 درصد آن از کربنات کلسیم است. به رنگ شیرى تا کرم دیده مى‌شود. هنگام شکستن داراى لبه‌هاى تیز مى‌شود.

ب) چاک(گل سفید)، سنگ آهک نرم و سفیدى است که بیش‌تر از اسکلت جانداران میکروسکوپى درست شده است.

ج) کوکینا، به طور کامل از صدف جاندران دریایى درست شده است.

د) تراورتن، سنگ آهک به نسبت خالصى است که در خشکى‌ها دیده مى‌شود و از رسوب‌گذارى آب چشمه‌هاى حاوى کربنات کلسیم درست مى‌شود.

ه) دولومیت، سنگ آهکى است که اندکى منیزیم دارد. در مقایسه با سنگ آهک معمولى تیره‌تر است و اسیدکلریدریک رقیق بر آن بى ‌اثر است.

2. سنگ‌هاى سیلیسی: بیش از نیمى از ترکیب آن‌ها را سیلیس شیمیایى یا زیستى مى‌سازد.

الف) چرت، نوعى سنگ سیلیسى با دانه‌هاى ریز که فلینت(سنگ آتش‌زنه)، ژاسب(چت قرمز) و سنگ محک(چرت سیاه) از نمونه‌هاى شاخص آن است.

ب) دیاتومیت، بیش از نیمى از ترکیب آن را پوسته‌ى جانداران تک‌سلولى به نام دیاتومه مى‌سازند.

ج) تریپولى، یا سنگ سمباده که بیش‌تر از کلسدونى درست شده و از هوازدگى دیگر سنگ‌هاى سیلیسى به وجود مى‌آید.

3. سنگ‌هاى اشباعی: از ته‌نشینى یون‌ها در محیط‌هاى رسوبى پدید مى‌آیند.

الف) سنگ نمک، از کانى هالیت درست شده و اگر ناخالصى‌هایى از اکسیدهاى آهن یا رس داشته باشد، به رنگ زرد تا قرمز در مى‌آید.

ب) سنگ گچ، از سولفات کلسیم درست شده و به دو صورت بى‌آب(انیدریت) و آب‌دار(ژیپس) یافت مى ‌شود.

4. زغال‌سنگ‌ها: از پیکره‌ى گیاهان که در لابه‌لاى رسوب‌ها جاى گرفته‌اند، درست مى‌شوند.

الف) تورب، بین 45 تا 60 درصد کربن دارد و آن را زغال‌سنگ نارس مى‌دانند.

ب) لیگنیت، بین 60 تا 70 درصد کربن دارد و به رنگ قهوه‌اى تیره است.

ج) زغال‌سنگ معمولى، بین 70 تا 90 درصد کربن دارد و به رنگ سیاه براق است.

د) آنتراسیت، بین 90 تا 95 درصد کربن دارد. براق و سیاه‌رنگ است، اما دست را سیاه نمى‌کند.

ه) گرافیت، کربن 100 درصد خالص است که به صورت ورقه‌هاى نازک روى هم جاى گرفته‌اند.

سنگ‌هاى دگرگونى

برخى سنگ‌ها در پى فشار و گرماى زیاد، بى‌آن‌که ذوب شوند، دگرگونى‌هاى فیزیکى و شیمیایى پیدا مى‌کنند و سنگ‌هاى دیگرى به نام سنگ‌هاى دگرگونى را پدید مى‌آورند. سنگ دگرگونى ممکن است نسبت به سنگ مادر، شکل، اندازه، نوع کانى‌ها و در نتیجه بافت و ترکیب شیمیایى بسیار تازه‌اى داشته باشد. هر چه گرما و فشارى که به سنگ‌ها وارد مى شود، کم‌تر باشد، دگرگونى آن‌ها کم‌تر است که از آن به دگرگونى ضعیف یاد مى‌شود. به وجود آمدن گرافیت و برخى زغال‌سنگ‌ها از این گونه است. اما هر چه گرما و فشارى که به سنگ وارد مى ‌شود، بیش‌تر باشد، دگرگونى‌ها نیز بیش‌تر خواهد بود که از آن به دگرگونى شدید یاد مى‌شود. به وجود آمدن الماس نمونه‌ى از دگرگونى بسیار شدید است.

علاوه بر فشار و گرما، برخى سیال‌ها نیز در فرایند دگرگونى دخالت دارند. بررسى‌ها نشان داده است که همه‌ى سنگ‌ها به طور میانگین 5/3 درصد دى ‌اکسیدکربن و 5/5 درصد آب دارند. طى دگرگونى، آب و دى‌اکسید کربن سیال فعالى را به وجود مى‌آورند که البته نقش آب پر رنگ‌تر است. بررسى‌ها نشان داه است که فشار و گرماى زیاد در بسیارى از سنگ‌ها هیچ گونه دگرگونى به وجود نمى‌آورند، اما اگر به سنگى که در فشار و گرماى زیاد است، اندکى آب افزوده شود، برخى کانى‌ها با تندى بیش‌تر رشد مى‌کنند و حتى کانى‌هاى جدیدى در سنگ به وجود مى‌آید. چرا که آب به جدا شدن برخى یون‌ها از کانى‌ها و جابه‌جا شدن آن‌ها در سنگ کمک مى‌کند.

سنگ‌هاى دگرگونى به روش‌هاى زیر پدید مى‌آیند:

1. دگرگونى مجاورتی. گاهى سنگ مادر در کنار توده‌ى آذرین قرار مى‌گیرد. در این صورت، در جاى برخورد آن با توده‌ى داغ، بلورى‌شدن دوباره و دگرگونى شدید رخ مى‌دهد. اما با زیاد شدن فاصله از توده‌ى آذرین از شدت دگرگونى کاسته مى‌شود.

2. دگرگونى جنبشی. این نوع دگرگونى در پى فشار جهت‌دار و گرماى فراهم شده از انرژى مکانیکى هنگام شکستن سنگ‌ها رخ مى‌دهد. در جاى گسل‌ها، که شرایط این دگرگونى را دارند، سنگ دانه ریز و سیاه‌رنگى به نام میلونیت پدید مى‌آید.

3. دگرگونى دفنی. این نوع دگرگونى در پى انباشته شدن پیوسته‌ى رسوب‌ها در کف محیط‌هاى رسوبى به وجود مى‌آید. لایه‌هاى زیرین در پى فشار وزن رسوب‌ها فشرده مى شوند و سنگ‌هاى رسوبى را پدید مى‌آورند. اما لایه‌هاى بسیار پایین‌تر، در پى فشار و گرماى زیاد رفته‌رفته دگرگون مى‌شوند.

4. دگرگونى گرمابی. در این دگرگونى آب بسیار داغ نقش مهمى دارد. این آب ممکن است از ماگما یا آب‌ها زیرزمینى باشد. در این دگرگونى گاهى موادى به سنگ مادر افزوده یا از آن برداشت مى شود.

5. دگرگونى برخوردی. در پى برخورد سنگ‌هاى آسمانى بزرگ بر سطح زمین رخ مى‌دهد. این نوع دگرگونى در زمین کمیاب است، اما در سطح ماه و مریخ به فراوانى رخ مى‌دهد.

6. دگرگونى ناحیه‌ای. این نوع دگرگونى نتیجه‌ى همه‌ى عامل‌هایى است که در دگرگونى سنگ‌ها از آن‌ها نام بردیم. بیش‌تر سنگ‌هاى دگرگونى نیز به همین روش به وجود مى‌آیند. این نوع دگرگونى اغلب در فرورانش ورقه‌هاى سنگ‌کره رخ مى‌دهد. در ایران در راستاى رشته کوه زاگرس از سنندج تا حاجى‌آباد(شمال بندر عباس)این نوع دگرگونى دیده مى ‌شود و بخش زیادى از سنگ‌هاى دگرگونى که در کارهاى ساختمانى کاربرد دارند، از معدن‌هاى همین ناحیه به دست مى‌آید.

بافت سنگ‌هاى دگرگونى

سنگ‌هاى دگرگونى به دلیل فشار همه‌سویه‌اى که به آن‌ها وارد مى‌شود، بسیار متراکم هستند و حجم فضاهاى خالى در آن‌ها بسیار پایین است. دگرگونى جنبشى بیش از همه باعث بر هم ‌خوردن بافت اولیه‌ى سنگ مى‌شود. طى دگرگونى کانى‌هاى دانه‌ریز با هم یکى مى‌شوند و کانى‌هاى دانه‌درشت‌ترى به وجود مى‌آورند. گاهى نیز، به‌ویژه در دگرگونى جنبشى، دانه‌ها شکسته مى‌شوند و دانه‌هاى ریزترى به وجود مى‌آید. با بلورى شدن دوباره و رشد دانه‌ها، دیواره‌ى بین دو کانى کنارهم، حالت دندانه‌اى و مضرس به خود مى‌گیرد. این بافت را مضرسى یا درهم و گاهى دانه‌قندى مى‌گویند. فشار جهت‌دار عمودى نیز باعث جهت‌یافتگى کانى ‌ها به صورتى مى‌شود که سنگ نماى لایه‌اى یا نوارى پیدا مى‌کند که از آن به فولیاسیون یاد مى‌شود.

خانواده‌هاى سنگ‌هاى دگرگونى

سنگ‌هاى دگرگونى را بر پایه‌ى جهت‌یافتگى در دو گروه داراى جهت‌یافتگى و بدون جهت‌یافتگى جاى مى‌دهند.

1. سنگ‌هایى که کانى‌ها آن‌ها جهت‌یافتگى دارند: این سنگ‌ها مانند سنگ‌هاى رسوبى نماى لایه‌اى دارند.

الف) اسلیت، در پى دگرگون شدن ضعیف شیل‌ها پدید مى‌آید. کانى‌هاى رسى،کوارتز، مسکوویت و کلریت از کانى‌هاى اصلى آن هستند.

ب) فیلیت، در پى دگرگون شدن ضعیف شیل‌هایى پدید مى‌آید که کانى‌ها ورقه‌اى بزرگ‌ترى دارند. این سنگ با داشتن سطح براق از اسلیت بازشناخته مى‌شود.

ج) شیست، از دگرگون شدن شدید شیل‌ها پدید مى‌آید. بیش از نیمى از کانى‌هاى آن را کانى‌هاى ورقه‌اى مانند مسکوویت و بیوتیت تشکیل مى‌دهند. دوگونه از شیست‌ها، تالک‌شیست و کلریت‌شیست، از دگرگونى سنگ‌هاى بازالتى پدید مى‌آیند.

د) گنایس، فراوان‌ترین سنگ دگرگونى است. سنگ مادر آن ممکن است گرانیت، ریولیت، سنگ‌هایى با دگرگونى ضعیف و سنگ‌هاى رسوبى، مانند آرکوز، باشد. کانى‌هاى اصلى گنایس‌ها از کوارتز، فلدسپات سدیم‌دار و فلدسپات پتاسیم‌دار است. بیش‌تر آن‌ها نوارهاى یک‌درمیانى از رنگ سفید یا صورتى و لایه‌هاى تیره دارند. گنایسى که بیش‌تر از کانى‌ها تیره درست شده باشد، آمفیبولیت نام دارد.

2. سنگ‌هایى که کانى‌هاى آن‌ها جهت‌یافتگى ندارند: این سنگ‌ها مانند سنگ‌هاى آذرین نماى توده‌اى دارند.

الف) مرمر، از دگرگونى سنگ‌هاى آهکى و دولومیت پدید مى‌آید. اگر خالص باشد به رنگ سفید برفى و اگر داراى کانى‌هایى مانند میکا، گرونا، ولاستونیت و کلریت باشد، به رنگ‌هاى سبز، صورتى، خاکسترى و حتى سیاه دیده مى‌شود.

ب) کوارتزیت، در پى دگرگونى نه چندان شدید ماسه‌سنگ کوارتزى پدید مى‌آید. کوارتزیت خالص سفیدرنگ است اما اکسیدهاى آهن آن را صورتى یا قرمز مى‌کنند.

ج) هورنفلس، از دگرگونى مجاورتى سنگ‌هاى رسى پدید مى‌آید. بافت مضرس و رنگ تیره‌اى دارد.

چرخه‌ى سنگ

طى زمان دراز و در پى واکنش‌هاى شیمیایى، فیزیکى و زیستى، هر سه گروه سنگ‌ها مى‌توانند به هم تبدیل شوند. سنگ‌هاى آذرین از سرد شدن ماده‌ى مذاب به وجود مى‌آیند. اگر فریاند سرد شدن ماده‌ى مذاب زیر پوسته‌ى زمین رخ دهد، سنگ‌هاى آذریت درونى پدید مى‌آیند. سنگ‌ها آذرین بیرونى از سرد شدن گدازه نزدیک یا روى سطح زمین به وجود مى‌آیند. زمین شناسان بر این باورند که سنگ‌هاى آغازین زمین همه از نوع آذرین بوده‌اند، چرا که زمین در آغاز توده‌اى از ماده‌ى مذاب بوده است.

سنگ‌هاى آذرین در برخورد با هوا و آب دچار هوازدگى و فرسایش مى‌شوند و به صورت ذره‌هاى کوچک‌ترى مى‌شکنند و خرد مى‌شوند. آن ذره‌ها در پى نیروى گرانش، آب‌هاى جارى، یخچال‌ها، موج‌ دریا و باد جابه‌جا مى‌شوند و به محیط‌هاى رسوب‌گذارى، به‌ویژه دریاها و دریاچه‌ها، مى‌روند. طى این جابه‌جایى نیز بیش از پیش خرد مى‌شوند. رسوب‌ها در محیط‌هاى رسوب‌گذارى به صورت لایه‌هاى موازى و افقى روى هم انباشته مى‌شوند و طى فرایند سنگ‌زایى، سخت مى‌شوند و سنگ‌هاى رسوبى را پدید مى‌آورند.

اگر سنگ‌هاى رسوبى در ژرفاى زیادى جاى گرفته باشند، در پى فشار وزن لایه‌هاى بالایى یا فشار فراهم شده از جابه‌جایى ورقه‌هاى زمین و گرماى درون زمین، آرام‌آرام دگرگون مى‌شوند و سنگ‌هاى دگرگونى را مى‌سازند. سنگ‌هاى دگرگونى نیز اگر گرماى بیش‌ترى ببینند، ذوب مى‌شوند و ماگما مى‌سازند. از سرد شدن ماگما نیز بار دیگر سنگ آذرین پدید مى‌آید.

این چرخه‌ى سنگ، که از آغاز پدید آمدن زمین همواره ادامه داشته است، بیش از 200 سال پیش از سوى جیمز هاتن پیشنهاد شد. او با گردآورى یافته‌هاى زمین‌شناسان پیش از خود به این نتیجه دست یافت. این چرخه با افزایش آگاهى دانشمندان از فرآیند زمین‌ساخت ورقه‌اى بیش از پیش روشن‌تر شد. این چرخه میان‌برهایى نیز دارد. براى نمونه گاهى سنگ آذرین بى آن که هوازده شود و سنگ رسوبى پدید آورد، در پى گرما و فشار به سنگ دگرگونى تبدیل مى‌شود. جاى برخورد ورقه‌هاى قاره‌اى نمونه‌اى از جاهایى است که این فرآیند در آن رخ مى‌ دهد.

درباره بتن سبک هوادار

در راستای پیشرفتهای صورت گرفته در جهان، مهندسان بخش مسکن تحقیقات جدی و مستمری انجام داده و می دهند تا بتوانند مسکن با عمر مفید زیاد (چند قرن)، استحکام بالا در مقابل بلایای طبیعی (زلزله، آتش سوزی و ...)، همچنین با توجه به پایان رسیدن عصرانرژی ارزان، حداقل انرژی در ساختمان مصرف گردد و دارای هزینه کمتری نسبت به سایر مصالح رایج باشد که این ایده ها با شناسایی بتن سبک هوادار (foam concrete) تحقق یافت. هم اکنون بتن معمولی غالبا با دانسیته 2400kg/m3 تولید می گردد که با توجه به وزنش مشکلات فراوانی ازجمله اجرای سخت و باخاصیت جذب آب بسیار بالا دائما تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان را در معرض تخریب قرار می دهد و معایب دیگر، خوشبختانه در حال حاضر با افزودن هوا به مخلوط ماسه و سیمان، وزن آن تا اندازه قابل توجهی کاهش می یابد، (400 الی 1800 کیلو گرم بر متر مکعب) و بتن سبک هوادار با خصوصیات بارزی تولید می گردد.

 تولید بتن سبک با نوعی مواد افزودنی (فوم هوازی پروتئینی) جهت متخلخل نمودن خمیر ماسه و سیمان توسط شرکت NEOPOR  SYSTEM در کشور آلمان با روش بهبود دائم طی مراحل تعاملی مهندسی انجام گرفته است. 
بتن سبک در گذشته و در حال حاضر در کشورمان تولید می شود که به بتن سبک صنعتی (پوکه صنعتی، معدنی و ...) و بتن سبک که هر کدام به نوبه خود ضررهایی برای محیط زیست دارا می باشند ولی در کشورهای توسعه یافته این نوع بتن  سبک هوادار داده است.
شرکت NEOPOR SYSTEM در حال حاضر با بیش از 25 سال سابقه اجرایی در 30 کشور جهان مورد تایید موسسه استاندارد (( دین  آلمان)) می باشد .

خصوصیات فنی:
بتن سبک هوادار را می توان در دو سطح دانسیته ای تولید کرد :
الف - وزن مخصوص (400 الی 900 کیلو گرم بر متر مکعب) برای ساخت بلوکهای ساختمانی غیرباربر و همچنین بلوکهای تزئینی و پانلها. 
ب - وزن مخصوص (1000 الی 1800 کیلو گرم بر متر مکعب) برای قطعات باربر و مسلح.
بتن سبک هوادار در هر دو سطح دارای خصوصیات مشترکی می باشند که شماری از آنها بشرح زیر می باشد :
1-عایق رطوبت
2-عایق گرما وسرما
3- عایق صوت
4-مقاومت بیشتر در مقابل حریق
5-نسبت مقاومت فشاری مناسب به وزن
6-کاهش بار مرده در ساختمان
7- مقاوم در مقابل نفوذ آب
8-خاصیت خوب جذب و دفع آب
9-راحتی در عمل بریدن و میخ کوبی
10-انقباض مطلوب در حین خشک شدن
11- مقاوم در برابر یخ زدگی
12-جلوگیری از استهلاک سیستم سرمایش و گرمایش  گازی معروفند جای خود را به بتن سب

  مزایا:
بتن سبک هوادار دارای مزایای زیادی می باشد که برخی از آنها به شرح زیر می باشد.

1-صرفه جویی در هزینه های ترانسپورت قطعات پیش ساخته (تولید صنعتی)
2-صرفه جویی در حمل مصالح (وزن ماسه و میله گرد)
3-عمر مفید بیشتر قالب فلزی (ضریب تکرار بیشتر قالب در سیستم بتن سبک)
4-حذف دستمزدهای بنایی (گچ و خاک و حداقل سفید کاری)
5-حذف هزینه های مصالح (خاک و گچ)
6-حذف دستمزدهای اجرای نماکاری (سیمانکاری)
7-حذف هزینه های مصالح نماکاری (سیمان و ماسه)
8-حذف هزینه های مربوط به ترانسپورت پرت مصالح به خارج از کارگاه
9-صرفه جویی در هزینه های مصرف انرژی (نفت، گاز، برق، ...) بدلیل تبادل حرارتی و برودتی بهتر دیوار بتن سبک
10-سرعت در اجرا به دلیل سیال بودن بتن سبک، عمل بتن ریزی به مراتب سریعتر از بتن معمولی انجام می شود و در این سیستم عمل ویبره حذف می گردد.
11-صرفه جویی در مصرف میله گرد، در اینجا باید رقم 30% را در هزینه های مربوط به وزن میله گرد منظور نموده (دیوارهای باربر و پی ها)
12-سهولت عملیات کنده کاری و هزینه های مربوط در مقایسه با دیوار آجری
13-سرعت در بازگشت سرمایه و پرداخت کمتر بهره بانکی در مقایسه با سیستم های ساخت و ساز سنتی و مشابه آن با بتن سبک 
سبک سازی ساختمان (پی، دیوار، سقف)، افزایش قابل توجه عمر مفید ساختمان (بیش از صد سال)

موارد استفاده
1-ایزولاسیون پشت بام
این بتن می تواند بعنوان یک عایق حرارتی برای پشت بامها مورد استفاده قرارگیرد.

2-ایزولاسیون کف ساختمان 
این بتن می تواند بعنوان یک عایق رطوبتی و حرارتی برای کفها مورد استفاده قرار گیرد، بطوریکههر 5 سانتی متر بتن سبک هوادار معادل یک لایه قیر اندود عمل می کند .

3-ساختمان سازی
ساختمانهای پیش ساخته و قالب درجا بعنوان پارتیشن بندی در انواع سازه (انواع بلوکهای ساختمانی)

4-ژئوتکنیک
این بتن با توجه به سیال بودنش داخل تمامی حفره ها نفوذ کرده و تمام روزنه ها را پر می کند و در مقابل براحتی می توان از آن حفره برداری نمود.

5-محوطه سازی (با قطعات پیش ساخته یا بتن درجا)
این بتن با توجه به خصوصیاتش از جمله مقاومت در برابر یخ زدگی و عدم جذب رطوبت بسیار پوشش مناسبی برای سطح جاده ها و فرودگاهها و پیاده روها می باشد.

6- حصار کشی
از این بتن می توان هر قطعه ای (هر اندازه و هر شکل) برای دیوار محوطه تهیه و نصب نمود .

7-بلوکهای تزئینی و متفرقه
از این بتن می توان هر نوع قطعه بتنی را تهیه نمود، بر این اساس از آن می توان برای ساخت گلدان، نیمکت پارک، سنگ فرش پیاده رو،،
آبراه باران و ... استفاده نمود.

8- مجسمه سازی
بخاطر سیال بودن بتن و در  نهایت سبک بودن آن می توان هر نوع مجسمه ای را تولید کرد.

 تمام موارد بالا را میتوان همراه با سلیقه های مختلف بصورت رنگی تولید نمود.

مقاله کامل بتن ریزی در هوای گرم

مقدمه و کلیات :

بتن ریزی در شرایط هوای گرم می تواند به بروز مشکلاتی در بتن تازه و سخت شده کمک نماید و معمولا" به پائین آمدن کیفیت بتن سخت شده منجر می شود. معمولا" در چنین شرایطی باید بتن ریزی متوقف گردد و در صورت نیاز به انجام عملیات بتن ریزی باید تدابیر خاصی اندیشیده شود تا خسارت های وارده به حداقل برسد و یا ایجاد گردد. تعریف و شناخت شرایط هوای گرم ، اثر خسارت بار این شرایط ، اثر عوامل تشدید کننده این خسارت ها ، راه حلهای فرار از حصول این شرایط ، توجه به نوع مصالح مصرفی از جمله مواردی است که در این نوشته از نظر می گذرد.
وجود شرایط هوای گرم در مناطقی از کشور ما بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان و وجود شرایط خاصی مانند ایجاد خوردگی در میلگردهای بتن این شرایط را برای ما پر اهمیت می نماید و باید بدان توجه خاصی مبذول داشت. سعی می شود نکات مد نظر آئین نامه بتن ایران به همراه توضیحات ضروری قید شود تا در عمل بتوان از آنها استفاده نمود.
• تعریف هوای گرم :
هوای گرم با ترکیبی از دمای زیاد هوا ، رطوبت نسبی کم ، دمای بالای بتن و سرعت وزش باد حاصل می گردد. وجود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر شدید آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد. حتی می توان گفت دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این شرایط کمک زیادی نماید.
معمولا" وقتی دمای بتن از  0C 32   در هنگام بتن ریزی و یا تا زمان گیرش تجاوز نماید شرایط هوای گرم حاصل می شود.
بروز شرایط ایجاد تبخیر با شدتی بیش از   kg/m2  1 در هر ساعت از سطح بتن قطعا" مشکل زا
می باشد. حتی توصیه می گردد شدت تبخیر از سطح بتن کمتر از kg/m2  5/0 در هر ساعت باشد تا خسارت هائی به بتن وارد نشود و کار بتن ریزی بهتر انجام گردد.

• اثر خسارت بار شرایط هوای گرم :
این اثرات را می توان به دو بخش بتن تازه و سخت شده تقسیم نمود. مسلما" برای داشتن بتن سخت شده مناسب باید از مرحله بتن تازه به سلامت عبور کنیم لذا از این نظر کیفیت بتن تازه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد.
اثرات نا مطلوب هوای گرم بر بتن تازه خمیری عبارتست از :
الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط
ب ) افزایش آهنگ افت اسلامپ و تمایل دست اندرکاران به افزودن آب به بتن در کارگاه بدلیل افزایش تبخیر و افزایش سرعت آبگیری سیمان و از دست دادن خواص خمیری در زمان کوتاه تر
ج ) افزایش زمان آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش به نحوی که بر عملیات ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح و نگهداری و عمل آوری بتن اثر منفی می گذارد و امکان ایجاد درز سرد را افزایش می دهد. این امر پیوستگی را در بتن ریزی مختل می کند که نیاز به آن جزو اصول بتن ریزی صحیح است.
د ) افزایش امکان ترک خوردگی خمیری بتن تازه بدلیل تبخیر زیاد و جمع شدگی بیش از حد در اثر تبخیر
هـ ) افزایش بروز مشکل در کنترل مقدار حباب هوای بتن حبابدار در بتن تازه به نحوی که عملا" حباب های هوا بزرگ شده و با می ترکند و تأثیر ثبت آنها در بتن سخت شده از بین می رود.
• اثرات نامطلوب شرایط هوای گرم بر بتن سخت شده عبارتند از :
الف ) کاهش مقاومت بتن بدلیل مصرف بیشتر آب در میان مدت و دراز مدت
ب ) کاهش مقاومت بتن بدلیل دمای بالای آن در هنگام بتن ریزی و پس از آن در میان مدت و دراز مدت علیرغم افزایش مقاومت زود هنگام بتن ( بویژه در روزهای اول – 1 تا 7 روز )
ج ) افزایش تمایل به جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ایجاد ترکهای حرارتی
د ) کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب در حین بهره برداری مانند یخ زدن و
آب شدگی مکرر ، سایش و فرسایش تری و خشکی مکرر بتن ، حمله سولفاتها و حمله یون کلر محیط بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن در اثر ایجاد کریستالهای درشت و کاهش مقاومت الکتریکی بتن که نقش مهمی در افزایش نفوذپذیری در برابر یون کلر و سایر عوامل مزاحم شیمیائی دارد. هم چنین کاهش دوام به دلیل ترک خوردگی
هـ ) ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درزهای سرد
و ) کاهش یکنواختی سطح بتن و نا زیبائی سطح بتن نمایان بویژه در مجاورت قالب ، تغییر رنگ بتن بدلیل تفاوت در آهنگ آبگیری ، منظره بدلیل درز سرد.
• عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم :
برخی عوامل می توانند در هوای گرم خسارتها را تشدید نمایند. هرچند این عوامل مستقیما" در ایجاد شرایط هوای گرم بی تأثیر است اما در این شرایط می تواند باعث بحرانی تر شدن اثرات زیانبار گردد. این عوامل عبارتند از :
الف ) مصرف سیمانهائی با ریزی زیاد که موجب افزایش سرعت آبگیری سیمان و ایجاد گرمازائی بیشتر در زمان کوتاه می گردد.
ب ) مصرف سیمانهای زودگیر ( مقاومت اولیه زیاد ) مانند نوع 3 و حتی استفاده از سیمانهای
نوع 1 بویژه با وجود افزودنیهای تسریع کننده ( زودگیر کننده ) که میتواند زمان گرایش را کوتاه نماید و سرعت آبگیری و گرمازائی را بیشتر کند.
ج ) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد. بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نا مناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم.
د ) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد.
هـ ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی
منجر شود.
و ) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ ( شوت ، شوت سقوطی یا ترمی )
ز ) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی ، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما
می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد.
ح ) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط.
ط ) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی
ی ) استفاده از سیمانهای انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد. در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد.
مسلما" باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلما" در کاهش خسارات نقش خواهد داشت. اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد.

• عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم :
همانگونه که گفته شد مصرف اجزاء بتن با دمای زیاد می تواند بتن با دمای بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد.
همچنین بروز شرایط خاصی در محیط اطراف بتن ریزی می تواند به تبخیر شدید منجر گردد که خسارت زا می باشد.
در زیر به هر کدام از این موارد می پردازیم و نحوه پیش بینی چنین شرایطی را مطرح می نمائیم :
الف )شدت تبخیر از واحد سطح :
میزان تبخیر از سطح بتن تابع عوامل مختلفی است که از جمله می توان به دمای هوا ، دمای بتن ، رطوبت نسبی هوا ، سرعت وزش باد ، تابش آفتاب و حتی رنگ بتن و فشار هوا ( ارتفاع از سطح دریا ) اشاره نمود. در چارت ( شکل 1 ) فقط از چهار عامل اول بدلیل اهمیت و سهولت بکارگیری آنها بصورت کمی بهره برده شده است و میتوان شدت تبخیر از واحد سطح بتن را بدست آورد.
ب ) دمای تعادل بتن ساخته شده :
قبل از خسارت بتن میتوان دمای آنرا با محاسبه حدس زد. مسلما" در مراحل انتقال و ریختن بتن بعلت تبادل با محیط مجاور ، دمای بتن ممکن است تغییر نماید. بدین منظور باید برای ساخت بتن دمای کمتر از 0C 30  را در نظر گرفت تا در یک حمل معقول و منطقی با زمان کمتر از
نیم ساعت ، دمای بتن از  0C  32 تجاوز ننماید. مسلما" اگر وسیله حمل پمپ و لوله یا تسمه نقاله و یا تراک میکسر در حال چرخش
باشد باید دمای ساخت را بمراتب کمتر از  0C 28 و تا حدود کمتر از    در نظر گرفت. دمای تعادل ساخت بتن بلافاصله پس از اختلاط را می توان از رابطه زیر بدست آورد.
در رابطه  TC ، TG ، TS ، TP ، TW به ترتیب دمای سیمان ، سنگدانه درشت ، سنگدانه ریز ، پوزولان و دمای آب مصرفی در اختلاط بتن می باشد. ( بر حسب درجه سیلیسوس )
هم چنین  WWT ,WWS,WWG,WW, WP , WS , WG , WC  به ترتیب جرم سیمان ، شن ، ماسه ، پوزولان ، آب مصرفی در ساخت بتن ، آب موجود در شن ، آب موجود در ماسه و آب کل موجود در بتن می باشد ( بر حسب کیلوگرم ) بدیهی است آب کل بتن برابر با مجموع آب مصرفی در ساخت بتن و آب موجود در سنگدانه می باشد و یخ احتمالی مصرفی را نیز شامل می شود. اگر از یخ نیز برای کاهش دما استفاده شود در صورت کسر رابطه فوق جمله W i (0.5ti-80)  اضافه خواهد شد.
لازم به ذکر است ضرائب  0.22  در رابطه فوق ظرفیت گرمائی سیمان ، سنگدانه و پوزولان بر حسب Kcal/kg می باشد و یکسان در نظر گرفته شده است در حالیکه واقعا" این ظرفیت های گرمائی در سیمانهای مختلف و سنگدانه های موجود و پوزولانهای مصرفی یکسان و مساوی 0.22    نمی باشد. بویژه در سنگدانه ها و پوزولانها ممکنست ابن ظرفیت گرمائی از 0.19 تا 0.24 تغییر نماید و حتی از این محدوده نیز بیرون باشد. ظرفیت گرمائی آب و رطوبت موجود در سنگدانه Kcal/kg 1 فرض شده است. i W  جرم یخ مصرفی ، i T  دمای یخ مصرفی ، 0.5 ظرفیت گرمائی یخ و 80 برابر گرمای نهان ذوب یخ بر حسب Kcal/kg می باشد.
مثال 1 : طرح اختلاط زیر برای بتن سازی به میزان m3 1 داده شده است. با توجه به اطلاعات موجود دمای تعادل ساخت بتن را محاسبه کنید. سیمان 400 کیلو ، شن خشک 1000 کیلو ،
آب کل 220 کیلو ، دمای سیمان 0C 35 ، دمای شن 0C 40 و رطوبت آن 6/0 درصد ، دمای ماسه 0C 30 و رطوبت آن 5/4 درصد ، دمای آب  0C 25 می باشد.
مثال 2 : اگر بخواهیم دمای بتن به 28 برسد آب باید تا چند درجه خنک شود.
مثال 3 : اگر بخواهیم با آب 0C 25 و یخ 0C 4- به این دما دست یابیم ، چند کیلو یخ لازم است ؟
مثال 4 : اگر بدون خنک کردن آب یا مصرف یخ بخواهیم به این دما برسیم دمای شن باید به چند درجه سیلیوس برسد ؟
• اثرات هوای گرم بر خواص بتن :
همانطور که قبلا" اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است. در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود.
الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط :
 بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکنست تا 25 کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا" هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 لیتر آب نیاز دارد. وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را افزایش می دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود.
ب ) آهنگ افت اسلامپ :
مسلما" در شرایط هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد. میتوان گفت تقریبا" به ازاء 0C 40 افزایش دما ( 10 تا 0C 50 ) افت اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهیم بود ( هر 0C 10 حدود 2 سانت ). مسلما" آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا" برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.
ج ) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش :
در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟  تا 3 ساعت تغییر کند. با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از 0C 30 و دمای محیط بیش از 0C 35 این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد. مسلما" این امر مشکلات اجرائی را افزایش می دهد. در حمل محدودیت زمانی بوجود
می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم. پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت
می شود. در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد. درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد.
د ) ترک خوردگی خمیر بتن تازه :
این نوع ترک خوردگی معمولا" در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد. بدیهی است اگر بتن در محیط گرم و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد. در رطوبت های بیش از 80 درصد عملا" مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت.  

وقتی تبخیر از kg/m2/hr 1 تجاوز نماید، وضعیت حاد و بحرانی است و عملا" باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود. وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن، مصرف سیمانهای دیرگیر، مصرف بیش از حد کندگیر کننده، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم. مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود. از جمله این مواد می توان از میکروسیلیس نام برد. از بین بردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد.

هـ ) اثرات نامطلوب بر مقاومت :

مسلما" بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم خواهد داشت. بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند. اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود.
گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد. در شرایط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است. دلیل این امر استفاده از بتن گرم در قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند.  با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.
برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود.


• راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم :
قاعدتا" این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد :
الف) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب
ب) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن ( پیشگیری از گرم شدن )
ج ) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن ( کاهش دمای بتن )
د ) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن
هـ) نکات مربوط به ریختن، تراکم و پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر
در ادامه به هرکدام از راه حلهای اجرائی به اختصار می پردازیم.


• انتخاب مصالح مناسب :
الف ) سنگدانه :
هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند. ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه ها چنین محدودیتی دیده نمی شود.
سنگدانه ها باید در برابر قلیائیها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند. همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد.

ب ) سیمان :
بهتر است از سیمانهای ریز و زودگیر استفاده نشود و سیمانهای با گرمازائی کم و حاوی مواد پوزولانی ( بعنوان جایگزین ) بکار روند. سیمانهای آمیخته از این نظر مناسب اند. بهتر است مقدار سیمان زیاد نباشد. محدود کردن عیار سیمان به حدود 400 کیلوگرم می تواند یک توصیه تلقی گردد. عیار سیمان زیاد می تواند عامل ترک خوردگی بتن خمیری باشد.

ج ) افزودنی ها :
در شرایط هوای گرم اغلب افزودنیهای روان کننده و یا کندگیر کننده استفاده می شود. ممکن است افزودنی روان کننده کندگیر کننده نیز بکار بریم. افزودنیهائی که بتوانند اسلامپ را بمدتی قابل توجه حفظ نمایند، در این شرایط طرفدار دارد.
معمولا" حبابزاها بعلت مشکل کنترل مقدار حباب در شرایط هوای گرم توصیه نمی شود. مگر اینکه شرایط مناسبی برای مصرف آنها فراهم گردد.


• روشهای پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار
هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود.
به هرحال بهتر است دمای سیمان از 0C 60 تجاوز نکند ( آبا حد مجاز را 0C 75 ذکر کرده است ) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجهشان بهتر است دمائی کمتر از 0C 40 را داشته باشند. آب نیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود. لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود. مخازن فلزی هوائی بدون عایق بندی ابدا" توصیه نمیشود. از مصرف سیمانهای گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگه داشت تا خنک گردد.
سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد. در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد. عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد.
سنگدانه ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت. سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد. ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد.


• خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک ( کاهش دمای بتن ) :
استفاده از بتن ها دمای کم یکی از راه حلهای اساسی برای بتن ریزی مطلوب است. رساندن دمای بتن به زیر 0C 30 میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمنا" میزان تبخیر از سطح بتن را کاهش دهد. باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است. برای ایجاد بتن خنک، غالبا" اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم. بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد. اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملا" بکار نمی رود.
اجزاء بتن شامل : آب ، سیمان ، سنگدانه می تواند خنک شود. آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود. سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود ( بویژه در هوای خشک ) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود.
یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد. بهر حال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفا" بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد.
خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود. اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد. استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد.


• تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی :
در زمان حمل، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است. بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد. هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد.
استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حلهای مناسب می باشد. بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما ، لازم است لوله پمپ خنک گردد. می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گهگاه روی آن آب پاشید.
تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند.
تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد. استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می شود.


• نکات مربوط به ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر
برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن ، سرعت باد را کم نمود. بویژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد ، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می شود و همچنین محیط خنک می گردد. استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز ( در صورت امکان ) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می گردد و ضمنا" از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود.
می توان از دستگاههای مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد. این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست.
قالب و میلگردها باید قبلا" خنک شود و آبا حداکثر دمای 0C 50 را برای آنها پیش بینی کرده است. با آب پاشی بر روی قالب ( بویژه فلزی ) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود ( با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر ) برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود. مسلما" در این حالت اصولا" ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد.
تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود.
برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند.
استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید. مثلا" باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند.
تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود ( قبل از گیرش ). این امر ترکها را کم می کند. استفاده از ماله برای بهم آوردن ترکها توصیه می گردد. ( ماله کش با تأخیر و مجدد ) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود. لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلا" مطرح شد لازم است در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد. استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود. در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود. بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد.
پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولا" باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد.

بهینه سازی بتن با ویبراسیون

فرکانس ویبراتور، کلیدی است که ما را قادر می نماید بتن تازه را به بتنی یکپارچه تبدیل نمائیم. در صورتیکه فرکانس ویبراتور خیلی کم باشد، ویبراتور به درستی نمی تواند بتن را یکدست و یکپارچه نماید و چنانچه فرکانس ویبراتور خیلی زیاد باشد، به علت ازدیاد هوای داخل بتن، مقاومت آن در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای انجماد و ذوب شدن قابل ملاحظه ای پیدا می کند. اپراتورها و کارگران نیز تحت تأثیر فرکانس ویبراتور قرار می گیرند، چرا که کاهش فرکانس، مدت زمانی که اپراتور بایستی ویبراتور را در بتن تازه به منظور دست یابی به بتنی یکپارچه و یکدست قرار دهد، افزایش می یابد. به دلایل فوق الذکر، تصمیم بر آن شد که یک بازنگری دقیق در ارزیابی فرکانس ویبراتور در عملکرد قالبهای خود ویبره، ویبراتورهای دستی و ویبراتورهای نصب شده بر روی قالبهای رونده مخصوص ساخت پیاده روها و کف خیابانهای بتنی (Slip Form Pavers) صورت پذیرد.

چرا ما به دنبال فرکانسهای بالاتر هستیم؟
مقـدار انـرژی مورد نیـازی که بایستی بـه منظـور یکپـارچه سازی بتن بـه کار گرفته شود. بـرأی کسی که بـه صورت دستی اقدام بـه متـراکم سازی بتن تـازه نموده، معلوم و مشخص می باشد. نیرو و عملکرد ویبراتورها به مراتب از سایـر وسایل دستی متراکم سازی بتن، مؤثـر می باشد. زیـرا در مدت زمان کوتـاهتری بـه کمک ویبراتورها، انرژی بیشتری به بتن منتقل می شود. مقدار انرژی منتقل شده به وسیله ویبراتور، با توان سوم فرکانس ویبراتور (f3) نسبت مستقیم دارد. در صورتی که تمام پارامترهای مربوط به ویبراتور و بتن را ثابت نگه داریم، با افزایش فرکانس ویبراتور از 6000 لرزه در دقیقه (vpm ) به، مقدار انرژی انتقالی به بتن در مدت زمان معین، دو برابر خواهد شد. مقدار انرژی خروجی از vpm 7500 به vpm 9500 نیز دو برابر می گردد

یک انتخاب صحیح در فرکانس بالاتر ویبراتور، می تواند به یکپارچه سازی هرچه مؤثرتر بتن و کاهش مدت زمان ویبره بیانجامد و البته انتخاب نادرست نیز، نتایج معکوس را به دنبال خواهدداشت؛ به تعبیر دیگری، انتخاب نادرست فرکانس پایین ویبراتور، منجر به یکپارچه سازی ناقص و معین بتن شده و یا مدت زمان بیشتری را برأی ویبره نمودن طلب می کند. در صورتی که ولتاژ وروردی کم باشد، نیروی خروجی نیز کم خواهد بود و این به معنای تراکم ناقص و نامناسب بتن می باشد. کاهش فرکانس از vpm 8000 به vpm 6500 (حدود 20 درصد کاهش) انرژی خروجی را نصف می نماید. این کاهش انرژی خروجی ویبراتور را می توان با افزایش مدت زمان ویبره به دو برابر مدت زمان اولیه و کم کردن فواصل جاگذاری شلنگ ویبره در بتن جبران نمود. در حال حاضر ویبراتورهایی که با فرکانس حدود vpm 17000 در دسترس می باشند که امکان یکپارچه سازی هرچه سریعتر و بهتر بتن را در مدت زمان معین فراهم می آورند. فرکانس ویبراتور بر اساس لرزش آن در هوا تعیین می گردد؛ اما فرکانس که هنگام ادخال ویبره در بتن و در تماس با بتن اندازه گیری می گردد، معیار سنجش می باشد و این فرکانس به طور قابل ملاحظه ای از فرکانس اندازه گیری شده در هوا کمتر بوده و مقدار این افت به مشخصات مخلوط بتنی و حجم آن بستگی دارد. کاهش 20 درصدی فرکانس ویبره از هوا به داخل بتن دور از انتظار و غیر معمول نبوده و به روشنی افت فرکانس ویبراتور در هنگام ادخال ویبره به بتن به وسیله اپراتور ملموس و شنیدنی است. آیا مرز و محدودیتی برأی ویبره های با فرکانس زیاد وجود دارد؟ ویبراتورهای فرکانس بالا، به طور مؤثری می توانند هوا را از بتن خارج نمایند و این موضوع به تراکم هرچه بهتر بتن می انجامد، لیکن ممکن است به کاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای متوالی انجماد و ذوب نیز بیانجامد. ویبراتورها به دو طریق هوا را از بتن خارج می نمایند؛ و اندازه حبابهای هوا و حجم هوای خارج شونده از بتن تازه به پارامترهایی از جمله فرکانس ویبراتور وابسته می باشد. در وهله اول، ویبره با فرکانس مناسب، منجر به روانی بتن پلاستیک شده اجازه حرکت حبابهای هوا در کلیه اندازه ها را به سمت سطح بتن فراهم می سازد. از آنجائیکه حبابهای بزرگتر سریعتر از حبابهای کوچکتر خود را به سطح بتن می رسانند، لذا حجم بزرگتری از هوای محبوس در همان مدت کوتاه اولیه ویبره، از بتن خارج می گردد. در مرحله دوم، ویبراتور در بتن تازه، متناوباً بتن محصور را فشرده و غیرفشرده (Compress & Decompress) نموده و کلیهحبابهای هوا نیز بر اثر فرکانس و لرزش ویبراتور منقبض و منبسط می شوند. لازم به ذکراست بر اثر پدیده های فوق الذکر ساختارهای ترد و لاستیک مانند حبابهای هوا دچار گسیختگی و انفجار می شوند. این گسیختگی در صورتی اتفاق می افتد که فرکانس نیروهای انقباضی و انبساطی وارده بر حبابها، با فرکانس طبیعی آنها (حبابها) برابر شده و پدیده رزونانسی (تشدید) به وقوع بپیوندد. جای توجه دارد که حبابهای بزرگتر، فرکانس طبیعی پایین تری داشته، از این حبابهای مذکور تردتر و شکننده تر بوده و در طی فرآیند ویبراسیون دچار از هم پاشیدگی می شوند. فرکانس روزنانسی حبابها در آب با اندازه آنها نسبت معکوس دارد. بر اساس تجربیات سالیان متمادی با ویبراتورهای به فرکانس vpm 3000 تا vpm 6000، انتظار می رود در این محدوده فرکانسی تنها حبابهای بزرگتر و مبحوس (Entrapped) از بتن خارج شده و حبابهای کوچکتر بدون تحریک شدید، سالم در بتن باقی بماند. با بالا رفتن فرکانس ویبراتورها، عملکرد آنها در خارج کردن حبابهای کوچکتر از بتن نیز به مراتب بهتر و مؤثرتر می گردد.

فرکانس بالاتر در ویبراتورها، منجر به کاهش مقدار هوای موجود در بتن و همچنین کاهش مقاومت بتن در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای انجماد و ذوب می گردد. اندازه حبابهای هوا درارتباط با مقاومت بتن در برابر سیکلهای انجماد و ذوب به همان اندازه از اهمیت برخوردار است که مقدار هوای موجود در بتن مهم می باشد. بنابراین در صورت ابقاء حبابهای کوچک در بتن، کاهش در حجم هوای موجود در بتن لزوماً منجر به کاهش دوام بتن نمی گردد.

چنانچه تراکم بتن بدون هوا مدنظر بوده و حفاظت در برابر سیکلهای انجماد و ذوب حائز اهمیت نباشد، خارج نمودن کلیه حبابهای هوا در تمام اندازه ها از بتن منجر به افزایش مقاومت بتن سخت شده و بالا رفتن دانسیته آن می گردد، اما در صورتی که تراکم بتن هوادار مد نظر باشد، فقدان حباب هوا، خصوصاً حبابهای کوچکتر در بتن، مقاومت در برابر سیکلهای انجماد و ذوب را شدیداً کاهش می دهد.

فرکانس بهینه ویبراتورها پس از بحث های صورت گرفته در قسمتهای قبل، حال جای این سؤال است که فرکانس بهینه ویبراتور به منظور تراکم سازی حداکثر بتن و رسیدن به بیشترین مقاومت در برابر خرابیهای ناشی از سیکلهای انجماد و ذوب چه مقدار است؟ پاسخ سؤال مذکور منوط به موارد مندرج در ذیل می باشد: نخست، این سؤال از جانب چه کسی مطرح گریده است؟ دوم، تجهیزات ویبره بتن دارای چه مشخصاتی است و ترکیب مخلوط بتنی چگونه است؟ سوم، مشخصات فنی بتن را چه کسی تهیه نموده است؟ برخی، در جدول مشخصات فنی، فرکانس را به vpm 5000 تا vpm 8000 محدود نموده اند، برخی دیگر نیز فرکانس را به vpm 8000 تا vpm 10000 منحصر کرده اند. اما آنچه که بایستی در صورت عدم وجود فرکانس معین در مشخصات فنی در نظر داشت این است که انرژی خروجی در فرکانس vpm 10000 دو برابر انرژی خروجی در vpm 8000 بوده و نیروی خروجی در vpm 8000 چهار برابر نیروی خروجی در vpm 5000 می باشد. مقادیر فوق الذکر مشروط به ثابت بودن کلیه پارامترها و فاکتورها به غیر از فرکانس (متغیر مستقل) ویبراتور است.

پر واضح است که مخلوط های مختلف بتنی، عکس العملها و بازتابهای متفاوتی در برابر ویبراسیون از خود نشان می دهند، نسبتهای اختلاط و دانه بندی سنگدانه های مصرفی در بتن، بیشترین تأثیر را در مقایسه با خمیر سیمان و یا مقدار آب بر روی ویبراسیون بتن و فرکانس مورد نیاز دارند. پایداری حبابهای هوا نیز خودشان به فاکتورهایی از قبیل شیمی سیمان و آب، نوعمخلوط و میزان آب و سیمان مصرفی در ساختار بتن، دانه بندی سنگدانه ها و دمای بتنوابسته هستند؛ مخلوط های بتنی با حبایهای ریز (Fine 0 air – void) در مقایسه با مخلوط های بتنی با حبابهای درشت (Coarse – air – void) به فرکانسهای بالاتری جهت ویبراسیون احتیاج دارند. نوع، اندازه، وزن دامنه نوسان و مدت زمان ویبره یک دستگاه ویبراتور همگی در تعیین فرکانس بهینه برأی مخلوط بتنی در یک سایت خاص به همراه ماشین آلات ویژه مصرفی در آن سایت، تأثیرگذار می باشند. اما آنچه که حائز اهمیت است، این است که نتیجه بحث یک پاسخ عمومی و یا یک فرکانس معین نمی باشد، بلکه احتیاج واقعی این است که یک مخلوط معین بتنی در مقابل تجهیزات خاص به کار گرفته شده در ارتباط با آن، چه عکس العملی نشان داده و یا به عبارت دیگر با چگونه ترکیبی از تجهیزات و مواد می توان به مقاومت، دانسیته و دوام مورد نیاز بتن دست یافت.

در حال حاضر، اطلاعات مربوط به تأثیرات فرکانس ویبراتور بر روی عملکرد بتن تا حدودی پراکنده می باشد. بیشترین این آمارها و داده ها، نتیجه حل مسائل و مشکلات کارگاههای مختلف بوده است؛ لیکن از هم اکنون، توجه خاصی به ثبت و درج مشخصات آماری فرکانس ویبراتورها و جمع آوری اطلاعات مربوط به اینگونه تجهیزات معطوف گردیده است. در ضمن همه ما می توانیم با گوش دادن به صدای ویبراتور در پروژه های کوچک و بزرگ، احساسی از عملکرد آنرا تجربه کرده و با بکارگیری مجدد این تجربیات اطلاعات مورد نیاز درباره ویبراتورها و بتنها را ارزیابی و تجزیه و تحلیل نمائیم.

گوشهای خود را به کار اندازید! محدود فرکانسی vpm 6000 تا vpm 15000 که در مورد ویبراتورها مورد بحث قرار می گیرد، در حوزه شنوایی انسان می باشد؛ بنابراین به راحتی می توان از حس شنوایی آدمی به عنوان ابزاری برأی تشخیص فرکانس ویبراتور و همچنین افت فرکانس دستگاه ورود شلنگ ویبراتور به درون بتن و نیز آمیز دادن افزایش فرکانس ویبراتور درمواقع روان شدن بتن پلاستیک بهره جهت قالبهای مخصوص بتن اغلب صدای (Tone) ویبراتور را تشدید می نمایند، لذا با داشتن تجربه کارگاهی کسی می توان صدای صحیح ناشی از عملکرد درست ویبراتور را تشخیص دادن بخصوص هنگامیکه در کارگاه صدایی غیر از صدای ویبراتور شنیده نشده و آهنگ ویبراتور با صدای ماشین آلات دیگر مخدوش نگردد.

دستگاه کالیبره و کوک گیتار، و میله ای ساده و ارزان قیمت به منظور تخمین فرکانس ویبراتور پیشنهاد می گردد. این وسیله به قیمت 6 دلار، از شش سیم با محدوده فرکانس vpm 4900 تاتشکیل شده است که اتفاقاً محدوده فرکانس مورد نیاز در مورد ویبراتورها را نیز پوشش می دهد. سیم A با فرکانسی برابر vpm 6600، فرکانس معمول ادخال شلنگ ویبراتور در بتن بوده و در چنین فرکانس پائینی، مشکلات بسیار محدودی گزارش گردیده است. با سیمهای D و G می توان از vpm 8800 تا vpm 11800 را تجربه نمود. این محدوده، منطقه انتقالی از ویبراتورهای فرکانس پائین به ویبراتورهای فرکانس بالاست، و با سیم B نیز می توان به فرکانس vpm 14800 دست یافت. چنین فرکانسی (vpm 14800) مربوط به عملکرد ویبراتورهای فرکانس بالا در هوا می باشد. (یک مثال کاملاً آشکار مربوط به انتقال فرکانسی از B به G مربوط است به فروبردن شلنگ ویبراتور با فرکانس هوایی vpm 14800 به فرکانس درون بتنی vpm 11800 که عملاً 20% افت فرکانسی را نشان می دهد). سیم E نیز فرکانس vpm 20000/1 تداعی می سازد که شبیه صدای آژیر حمله هوایی است. چنانچه در کارگاه ویبراتوری این صدا شنیده شد، بهتر است شلوغ کاری را کنار گذاشته و با خاموش کردن ویبراتور، به فکر پوشاندن سطح بتن باشید.

بتن ریزی در هوای سرد

اثر یخ زدگی بر بتن تازه
بتن در دماهای بسیار پایین مقاومت بسیار کمی کسب می کند تا وقتی میزان اشباع بودن بتن در اثر عمل آبگیری به اندازه کافی کاهش نیافته باشد ، لازم است که بتن تازه در برابر آثار ویرانگر یخ زدگی محافظت شود بتنی که حتی یک بار در سنین اولیه یخ زده باشد در مقایسه با بتنی که یخ نزده باشد در برابر شرایط جوی از مقاومت کمتری برخوردار است و نیز آب بند نخواهد بود. استعداد آسیب پذیری بتنی که در برابر یخ زدن محافظت نشده است خیلی بیشتر از بتنی است که در برابر یخ زدن محافظت گشته و در ضمن از مقاومت فشاری کمتری هم برخوردار است.
حال هرگاه اقدامات احتیاطی لازم به کار بسته شود می توان بتن ریزی را در سرتاسر ماه های زمستان با اطمینان خاطر انجام داد و با بکار بستن این تمهیدات هیچ کارگاهی تعطیل نخواهد شد.
بر اساس استاندارد بین المللی ACI۶۰۳ در کارهای بتنی هوای سرد به هوایی اطلاق می شود که بیش از سه روز متوالی شرایط زیر را داشته باشد.

• بتن ریزی در شرایط دمای بالاتر از ۵+ درجه سانتیگراد:

در این شرایط مهمترین مسئله آمادگی برای زمانی است که جبهه یخبندان محیط کارگاه را فرا می گیرد.در این حالت اگر گیرش خمیر سیمان صورت نگرفته باشد موجب یخ زدگی رطوبت داخلی بتن ، افزایش حجم آب و نهایتا انبساط حجمی بتن و ترک خوردگی آن می گردد.در زمانی که این احتمال وجود داشته باشد که چندین ساعت پس از بتن ریزی جبهه یخبندان فرا رسد باید از مواد ضد یخ که ترجیحا دارای ترکیبات زود گیر کننده هستند استفاده نمود.

استفاده از مواد زود گیر موجب تسریع در گیرش خمیر سیمان و مقاومت در برابر افزایش حجم یخ می گردد.
نباید فراموش کرد که همواره دمای بتن ریحته شده با استفاده از امکانات متفاوت گرمایشی باید در نقطه ای بالای ۵+ درجه سانتیگراد حفظ گردد تا واکنش شیمیایی سیمان و آب ادامه یابد و مقاومت لازمه حاصل گردد.

● بتن ریزی در شرایط دمای زیر ۵+ دزجه سانتیگراد:

موکدا توصیه می گردد در دمای کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد نباید بتن ریزی کرد مگر اینکه در تمام شرایط درجه حرارت بتن همواره بالاتر از ۵+ حفظ گردد.
توجه داشته باشید که با بتن ریزی در چنین شرایطی عمل هیدراسیون بسیار کند صورت می گیرد بطوریکه پس از یخ زدن آب در صفر درجه ، این واکنش متوقف می گردد بنابراین در زمان باز کردن قالب مشاهده می کنیم که بتن به راحتی خورد می شود به علت اینکه خمیر سیمان تشکیل نشده است.
باید کاملا توجه داشت که استفاده از ضد یخ تنها از یخ زدن رطوبت درونی بتن جلوگیری می کند.اگر بتن ریخته شده پس از عملیات بتن ریزی به حال خود رها شود ، رطوبت درون آن یخ نمی زند اما چون دمای آن کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد است واکنش شیمیایی سیمان و آب بسیار کند می شود و به همین خاطر بتن ضایع می گردد و دارای مقاومت خیلی کمی خواهد شد.
پس در زمستان در هر شرایطی باید پس از بتن ریزی نیبت به عمل آوری بتن مبادرت ورزید نکته مهم دیگر اینکه چون هوای سرد نسبت به هوای گرم دارای رطوبت کمتری است بتن های ریخته شده در شرایط محیطی سرد به ، عمل آوری و مراقبت بیشتری نیازمند است.

● ویژگی های یک ضد یخ مناسب برای بتن:

ضد یخی برای بتن مناسب می باشد که علاوه بر کاهش نقطه انجماد آب اضافی داخل بتن به عنوان یک تسزیع کننده در گیرش و رشد مقاومت سنین اولیه بتن عمل نماید.حال باید توجه نمود در پروژه هایی که در زمان بهره برداری امکان خوردگی وجود دارد و یا بتن هایی که پیش تنیده هستند و یا در آنها از آلومینیوم و گالوانیزه استفاده شده است و یا بتن هایی که در تماس با آب یا خاک سولفاته هستند و یا بتن هایی که سنگدانه های آنها مستعد واکنش قلیایی هستند به هیچ وحه از ضد یخ های کلر دار استفاده نکنید. بلکه از ضد یخ هایی استفاده نمایید که بر پایه دیگر مواد (نیترات) ساخته شده باشد.

● توصیه های مهم:

حال برای اینکه بتوانیم در زمستان بتن ریزی مناسب و مطمئنی داشته باشیم بهتر است که نکات زیر را رعایت کنیم:

امید است با توجه و رعایت نکات ذکر شده هیچ گاه پروژه ای بر اثر سرما و یخ زدگی در زمستان تعطیل نگردد.
۱)میانگین دمای هوای شبانه روز کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد باشد.(منظور از میانگین دمای هوای شبانه روز ، میانگین حداقل و حداکثر دما در طول ۲۴ ساعت می باشد.)
۲)در نیمی از ساعات شبانه روز دمای هوا از۱۰+ درجه سانتیگراد بالاتر نرود.

۱) استفاده از سیمان با مقاومت زودرس
۲) استفاده از ضد یخ مناسب
۳) سطوح قالب ها و آرماتور ها را از یخ و برف بزدایید و در صورت لزوم آنها را گرم نمایید تا حداقل دمای ۲+ درجه سانتیگراد را داشته باشد.
۴) در درجه حرارت ۵+ و بالاتر پس از استفاده از مواد ضد یخ ، بتن را کاملا با استفاده از پوشاننده های مناسب (برزنت،نایلن،...) بپوشانید و محیط را گرم نگهدارید تا در شب هنگامی که هوای گرم فرا می رسد بتن دچار ترک خوردگی نشود.
۵) در شرایط دمایی زیر ۵+ با گرم کردن سنگدانه ها ، قالبها و آب(به ترتیب) دمای بتن را در حین کار بالای ۵+ درجه نگهداشته و سپس بتن را با پوشش مناسب گرم نگهدارید.
۶) مصالح مصرفی جهت ساخت بتن را در معزض وزش باد و هوای سرد قرار ندهید.

فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن

فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته می شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روان سازهای بتن مصرف کنند و براساس استاندارد 2930 ایران ساخته می شوند. گفتنی است این مواد ممکن است توسط تولید کنندگان بتن آماده و قطعات پیش ساخته بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند. باید اشاره کرد این محصولات در کاهش آب بسیار موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین 20%-18% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید و در مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر 40% نیز ممکن شده است.

همچنین خاصیت روان کنندگی زیاد این مواد سبب می شود بتنی با اسلامپ زیاد، روان و خود تراز شونده حاصل گردد . کارآیی این بتن نسبت به بتن معمولی بسیار شگرف و قابل تمایز است. بطوریکه بتن با حداقل عملیات و ویبره کردن یا حتی به خودی خود ، در حالیکه مصرف آب آن به حداقل رسیده در قالب جای می گیرد .
شایان ذکر است از ترکیب خواص فوق روان کنندگی و کاهش دهندگی شدید آب بتن مزایای زیر حاصل می گردد :
مقاومت اولیه زیاد امکان تسریع در عملیات بازکردن قالبها و باعث استفاده مقرون به صرفه تر از قالبها می شود، مقاومت اولیه و نهایی زیاد برای بتن پر مقاومت و مقرون به صرفه، افزایش کار آیی باعث کاهش هزینه های استهلاک و سختی کار می گردد و افزایش اسلامپ ،امکان تولید بتنی خود تراز شونده را بوجود می آورد، مقاومت نهایی بالاتر به مهندسین محاسب قدرت انعطاف بیشتری را در ارائه یک طرح بهینه اقتصادی ارائه می دهد .
خاصیت فوق العاده روان کنندگی باعث تسهیل در پمپ نمودن و کاهش نیاز به ویبره کردن بتن می گردد .

نسبت آب به سیمان کاهش یافته ، دوام و تراکم بیشتر بتن را با کاهش نفوذپذیری بتن باعث می شود.

جلوه دادن به روکش های بتنی

روکش بتن Quikrete یک مخلوط خاص از سیمان پرتلند و شن و یک پلیمر معتدل ساز و رنگهای افزودنی است که برای کاهش میزان خسارات مواد تعمیری و بازسازی کردن ظریف و بی عیب و نقص نما به کار می رود. روکش بتن یک پوشش با دوام و مقاوم که بمنظور مقاوم سازی پیاده رو ها و برخی خیابان ها در مقابل عبور و مرور عابرین پیاده و وسائط نقلیه طراحی شده است و راهی مقرون به صرفه برای تعویض بتن های سنگی فرسوده و قدیمی می باشد. هر فردی می تواند به تنهایی از این بتن استفاده کند و در موارد پروژه های عظیم شهری هم می بایست برای این کار با پیمانکاران قرارداد منعقد کرد. موارد استفاده از این بتن ها در راههای اختصاصی و مدخل های ورودی، دالان ها و گذرگاه های سرپوشیده، پیاده روها، حیاط خلوت و گلخانه ها از این روکش بتن می توان در موارد جزئی و تعمیرات و یا در موراد کلان مانند تک لبه هاو جدول های کناره خیابان ها و یا ساخت پله ها استفاده کرد.

زمان خشک شدن
روکش کردن با این نوع بتن می بایست 6 ساعت قبل از عبور عابرین پیاده و 24 ساعت قبل از عبور و مرور وسائط نقلیه موتوری پایان پذیرد. در آب و هوای سرد زمان بیشتری برای این کار لازم است. از نفوذ آب و بارش باران بر روی روکش تا 6 ساعت پس از پایان کار جلوگیری کنید. تنها هنگام بارندگی های ناگهانی روی آن را بپوشانید و در غیر این صورت هیچ نیازی به پوشاندن روی روکش وجود ندارد.

در صورت نا مساعد بودن وضعیت آب و هوایی

هوای سرد: در دمای پایین تر از 50 درجه فارنهایت(10 درجه سانتیگراد) این کار را انجام ندهید. در آب و هوای نیمه سرد و یا خنک از آب نسبتا گرم با دمای 120 درجه فارنهایت(50 درجه سانتیگراد) برای تسریع روند کار استفاده کنید.

هوای گرم: هنگامی که هوا گرم است در محل های سایه دار و در ساعات خنک روز کار کرده و در مخلوط از آب سرد استفاده کنید.

لایه های ضخیم: برای ایجاد لایه های ضخیم بعد از اولین غلتک بر روی روکش، از لایه های نازک روکش بتن و یا از لایه های از پیش ساخته شده استفاده کنید.

--در لایه های سطحی از تخته ها و ابزار سیمان کاری استفاده کنید.

ابزار و مواد لازم
بتن Quikrete
شستشوگر با فشار آب بالا
ماله فولادی
غلتک صنعتی
دریل و پاروچه برای مخلوط کردن
سطل برای مخلوط کردن مواد
چکش
اسکنه
دستکش
عینک
جارو

آماده کردن سطوح: بتن های قدیمی باید با دقت تمیز شوند تا از چسبیدن روکش بتن Quikrete به سطح قدیمی مطمئن شویم. برای این کار می بایست از شستشوگری با فشار آب بالا استفاده کرد تا بتن ها کاملا تمیز شوند.

تعویض: بخش پیشنهاد شده کار برای مکان هایی که بیشتر از 5/13 متر مربع مساحت دارند، می باشد. کنترل محل های اتصال و میزان فراخی اتصال معمولا برای تعیین محدوده کاری می تواند لازم می باشد. همچنین محافظت کامل از آنها باید صورت گیرد. از مکنده هوا و یا مجرای آب برای جلوگیری از ریختن روکش بتن در مفصل ها و درزها استفاده کنید. محل هایی را که با روکش بتن پوشانده نشده است را بپوشانید.

تعمیر زیرسازی سطوح: ضخامت لایه های بتن که به کار برده می شود بستگی به میزان تراشیدن محل دارد. برای روکاری مجدد از مخلوط 7 پیمانه بتن و 1 پیمانه آب استفاده کنید. پس از آن اجازه دهید لایه ای که به عنوان روکاری و برای تعمیر استفاده شده کاملا سفت شود و سپس لایه جدید سطح را اضافه کنید.

مخلوط کردن: در یک سطل 5 گالنی(19 لیتری) مواد را با استفاده از دریل5/0 اینچی(12میلیمتری) و یک پاروچه مخلوط کنید و برای جلوه بیشتر روکش بتن می توانید به آن رنگ و یا پوشش ساروج و یا ملاط رنگی و آب اضافه کنید و از راهنمایی های درج شده بر روی بطری پیروی کنید.

کاربرد محصول بر روی سطوح قدیمی و کهنه: سطح مورد نظر را خیس کنید سپس آبهایی که در محل جمع شده را از روی سطح بزدایید. سپس مواد را بر روی سطح بپاشید و با غلتک آن را صاف کنید. از غلتک برای ساییدن اجسام بر روی سطح مورد نظر استفاده کنید. با استفاده از یک برس نازک زائده ها را از گوشه ها و لبه ها پاک کنید و به مدت 5 دقیقه روی سطح را جارو کنید. برای حصول نتیجه مطلوب، جارو را بصورت یکنواخت و پی در پی در تمام سطوح به طور عرضی بکشید.

بافت ظاهری روکش: با استفاده از غلتک می توانید سطح روی روکش را کاملا صاف و مسطح کنید. این کار را می توانید با استفاده از ماله و یا تی هم انجام دهید که البته کیفیت سطح با استفاده از علتک مطلوب تر خواهد بود.
طول مدت انجام کار: طول مدت انجار کار با استفاده از بتن Quikrete حدود 20 دقیقه است که در این حالت می بایست دمای هوا 73 درجه فارنهایت و یا 23 درجه سانتیگراد باشد. در دماهای بالاتر این زمان کاهش پیدا می کند.

کاربردهای بتن الیافی

بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها، عرشه پلها، کف سازی فرودگاهها، پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است. در پل سازی مهمترین کاربرد آن در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند.

دالهای روی بستر
در مورد دالهاى روى بستر، نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی که دال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاثیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد، مشخص شده است که این نوع دال، با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح، عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن، پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملاحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد، اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف، مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند.

دالهای سازه ای سقفها

براى دالهای کوچک، براساس نظریه خط سیلان، یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از آزمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است. ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر، به شدت نهى شده است.

عرشه پلها

استفاده از نمکهای یخ زدا موجب انهدام عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد.

تیرها

خمش در تیرها

در این زمینه، هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده، فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند، معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک (10×10×35 سانتیمتری) و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند . اما در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات، طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید، قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات، روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .

اتصالات تیر- ستون

مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی، حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت، نرمی و جذب انرژی اتصال است .

ملاحظات مربوط به خستگی خمشی

تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد.

برش در تیرها

داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :

الف - الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند.

ب - مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند.

ج - مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد.

با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است.

اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است.

Vcf=2/3Ft(d/a)0.25

Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می آید.

( d/a ) نسبت عمق مؤثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد.

برش در دالها

مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به آرماتور در دالهای بتنی مسلح، مقاومت برشی آنها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد.

شاتکریت

شاتکریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل، پوشش دادن، پایداری سنگریزه ها، تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد، فقط مشخصات بهبود یافته فشاری، برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند.

فرسایش در اثر کاویتاسیون

بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی، حوضچه های آرامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون، با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است.

کاربردهای دیگر

بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها، حفاظت خاکریزها، پی ماشین آلات، پوشش آدم روها، سدها، پوشش نهرها، تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر، موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد.

استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران

بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد، لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد.

مورد اول :

لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود، که این خود در کیفیت بتن، بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم.

مورد دوم :

نظر به اینکه باید از پدیده «گلوله شدن» در بتن الیافی جلوگیری به عمل آید، لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم آید. لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان، توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانند الیاف پلی پروپیلن) و فولادی، به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند، میتواند راه گشا باشد.

استفاده از خرده شیشه در بتن

مقدار زیادی از شیشه های مصرف شده دوباره بازیافت می شوند و قسمتی نیز برای مصارف گوناگون از جمله سنگدانه های بتن به کار می روند .مقدار زیادی از این مواد شرط لازم برای بازیافت را فراهم نمی کنند و این مواد برای دفن فرستاده می شوند. فضای مورد استفاده برای دفن قابل توجه است و این فضا می تواند برای مصارف دیگری به کار برده شود. شیشه یک قلیایی غیر پایدار است که در محیط بتن میتواند باعث بوجود آمدن مشکلات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی (ASR) شود. این ویژگی به عنوان یک مزیت در خرد کردن پودر شیشه و استفاده از آن به عنوان یک ماده پوزولانی در بتن استفاده شده است. رفتار دانه های بزرگ شیشه را در واکنش قلیایی در آزمایشگاه نمی توان با رفتار واقعی پودر شیشه در طبیعت برابر دانست. تجربه مزایای واکنش پوزولانی شیشه را در بتن مشخص کرده است. می توان در بعضی از مخلوطهای بتن تا %30 وزن سیمان پودر شیشه اضافه کرد و به مقاومت مناسبی دست یافت.

مقدمه
شیشه در انواع مختلفی تولید می شود (بسته بندی ، شیشه صاف ، حباب لامپها ، لامپ تلویزیونها و ...). اما همه این وسایل عمر مشخصی دارند و نیاز به استفاده دوباره و بازیافت آنها به منظور جلوگیری از مشکلات زیست محیطی که ناشی از ذوب آنها و یا دفن ایجاد می شود احساس می شود.

بازیافت شیشه های مصرف شده بصورت تجاری به محلهای مخصوص طراحی شده برای بازیافت یا دفن و یا جمع آوری کربنات و سپس حمل آنها به محلهای دپو می روند. بزرگترین هدف قوانین زیست محیطی تا خد امکان کم کردن ضایعات شیشه و بردن آنها به محلهای دفن و تجزیه شیمیایی آنها به طور اقتصادی است. شیشه یک ماده منحصر به فرد است که می تواند بارها و بارها بدون تغییر در خواصش بازیافت شود. به عبارت دیگر یک بطری می تواند ذوب شده و دوباره به بطری تبدیل شود بدون اینکه تغییر زیادی در خواصش ایجاد شود.

بیشتر شیشه های تولیدی بصورت بطری هستند و مقدار زیادی از شیشه های جمع آوری شده دوباره برای تولید بطری به کار می روند. اثر این پروسه به شیوه جمع آوری و مرتب کردن شیشه ها با رنگهای مختلف وابسته است. اگر رنگهای مختلف شیشه قابل جدا کردن باشند می توان از آنها جهت تولید شیشه با رنگهای مشابه استفاده کرد. ولی وقتی که شیشه با رنگهای متفاوت با هم مخلوط شدند، برای تولید بطری نامناسب می شوند و باید آنها را در مصارف دیگری به کار برد و یا دفن کرد. آقای ریندل (Rindl) به چند مورد از استفاده های غیر بطری شیشه اشاره می کند که شامل : سنگدانه روسازی راه ،پوشش آسفالت ، سنگدانه بتن ، مصارف ساختمانی ( کاشی شیشه ای ، پانلهای دیوار و ...) ، فایبر گلاس ،شیشه های هنری ،کودهای شیمیایی ،محوطه سازی ،سیمان هیدرولیکی و بسیاری دیگر. استفاده از بتن در سنگدانه های بتن در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد. نگرانی بزرگی که در استفاده از شیشه در بتن وجود دارد واکنش شیمیایی مابین ذرات سیلیس اشباع شیشه و قلیاییهای مخلوط بتن است که به واکنش سیلیسی – قلیایی(Alkali Silica Reaction ASR) معروف است. این واکنش می تواند برای پایداری بتن بسیار خطرناک باشد. به همین منظور باید پیشگیری مناسبی در جهت کمتر کردن اثر این واکنش انجام شود. پیشگیری مناسب می تواند با استفاده از یک ماده پوزولانی مناسب مانند :خاکستر هوایی ،سرباره کوره آهن گدازی و یا میکرو سیلیس (Silica Fume SF) با نسبت مناسب در مخلوط بتن انجام گیرد. حساسیت شیشه به مواد قلیایی این حدس را بوجود می آورد که شیشه درشت و فیبر شیشه می تواند اثر واکنش ASR را کم و یا محو کند. اگرچه این تصور نیز وجود دارد که پودر شیشه می تواند خواص پوزولانی (مانند مواد ذکر شده در بالا) از خود نشان دهد و از اثرات و انجام واکنش ASR توسط دانه های شیشه جلوگیری کند.

برای مثال پودر شیشه آهکی سیلیکاتی رد شده از الک 100# در جهت کاهش ASR است. همچنین مرکز زمین پاک واشنگتن بیان می کند که دانه های ریز (پودر) می توانند بتن را بوسیله آزمایش ASR تضعیف کنند. همچنین کارهای انجام شده توسط آقای Samtur بر روی این موضوع بیان می کند که پودر شیشه رد شده از الک 200# می تواند مانند یک ماده پوزولانی و در جهت کاهش اثر واکنش سنگدانه ها (ASR) عمل کند. همچنین آقای Pattengil نیز به همین نتایج دست یافت. ذرات شیشه باعث انبساط زیادی می شوند. اگرچه ذرات کوچکتر از mm 0.25 در آزمایشگاه باعث هیچ گونه انبساطی در بتن نگردیدند.مشخص شد که ذرات شیشه حدود mm 1.2 باعث بیشترین انبساط ملات در بین دانه های با اندازه mm 4.75 تا mm 0.15 می شوند.همچنین این نتیجه حاصل شد که بیشترین انبساط وقتی حاصل می شود که 100% ذرات شیشه بصورت سنگدانه باشند و اگر شیشه های سبز بیش از 1% اکسید کرم داشته باشند اثر مثبتی بر واکنش ASR دارند. mm1.5

پودر شیشه بر کم کردن اثر واکنش ASR در آزمایش تسریع شده ملات مانند اثر خاکستر بادی و میکروسیلیس و سرباره موثر است. این نشان می دهد که پودر شیشه می تواند انبساط ناشی از ASR را در سنگدانه های حساس و شیشه های دانه ای متوقف کند. از مطالب بالا نتیجه گیری می شود که شیشه می تواند به سه صورت در بتن استفاده شود: درشت دانه ریز دانه پودر شیشه درشت دانه و ریز دانه می توانند باعث واکنش ASR در بتن شوند. اما پودر شیشه می تواند اثر ASR آنها را کاهش دهد. در بعد تجاری بسیار به صرفه است که پودر شیشه به جای سیمان مصرف شود تا اینکه شیشه به عنوان سنگدانه در بتن مصرف شود. پودر پودر شیشه یک ماده با ارزش است که از شیشه هایی که برای بازیافت مناسب نیستند به دست می آید. در قسمتهای بعدی اطلاعاتی در مورد استفاده از شیشه در بتن در سه حالت ذکر شده ارائه می گردد. کارهای آزمایشگاهی سه مورد از کاربردهای شیشه در بتن در برنامه تحقیق ARRB مشخص شده است. اینها شامل : شیشه های درشت دانه شیشه های ریزدانه و پودر شیشه است. حدود ذرات برای هر شاخه در زیر ذکر شده است. شیشه درشت دانه mm 12-4.75 CGA شیشه ریز دانه mm4.7-0.15 FGA پودر شیشه کوچکتر از mm0.01 GLP ترکیب شیمیایی تولیدات یک تیپ شیشه مشابه هستند. 

شیشه های درشت دانه و ریز دانه جهت جایگزینی حدود اندازه های مشابه سنگدانه های طبیعی به کار می روند. پودر شیشه به عنوان یک ماده پوزولانی مورد مطالعه قرار می گیرد(مانند کاربرد خاکستر هوایی و میکروسیلیس). مواد طبیعی استفاده شده در این کار شامل ماسه طبیعی بتن ویکتوریا و سنگ شکسته طبیعی بازالتی بود. یکسری سنگدانه فعال خاکستری از NSW برای تشخیص اثر پودر شیشه بر توقف انبساط AAR (Alkali Aggregate Reaction) مصرف شد.

3- سنگدانه های درشت و ریز شیشه در بتن تاثیر خصوصیات فیزیکی سنگدانه های شیشه ای مانند اندازه آنها در مخلوط بتن مشخص است. شیشه بنابر طبیعت اشباع از سیلیس و شکل بی ریخت ملکولی آن به حمله شیمیایی مخیط قلیایی که در بتن هیدراته شده ایجاد می شود حساس است. این حمله شیمیایی می تواند تولید تغییر شکلهای وسیعی بر ژل AAR بتن داشته باشد که توسعه پیدا می کند و اگر پیشگیریهای مناسب در فرمولاسیون طرح اختلاط لحاظ نشود باعث ترک خوردن زودرس بتن می شود. طبیعت واکنش شیشه در کاربرد آن در بتن بسیار اهمیت دارد. برای مثال بعضی از سنگدانه های طبیعی می توانند وقتی که به مقدار کمی در بتن استفاده می شوند باعث انبساط بیش از اندازه بتن شوند و بعضی دیگر به صورت 100% در بتن استفاده می شوند. واکنش سنگدانه ها بوسیله آزمایش تسریع شده استوانه ملات (AMBT) مشخص می شود (ASTM C1260). نتایج آزمایش AMBT نشان می دهد که مخلوط با شیشه بیشتر در ملات انبساط بیشتری نیز داشته است. شرط برای این آزمایش این است که انبساط کمتر از 0.1% در عمر 21 روزه نشان دهنده سنگدانه غیر فعال و بیش از 0.1% در عمر 10 روزه نشان دهنده سنگدانه فعال است. انبساط کمتر از 0.1% در 10 روز ولی بیش از 0.1% در 21 روز نشان دهنده سنگدانه با واکنش آهسته است. بر اساس این شرط استفاده از بیش از 30% شیشه در بتن ممکن نیست اثرات زیانباری داشته باشد. (مخصوصا اگر قلیاییهای بتن کمتر از kg3 Na2O در یک متر مکعب باشد). بتنهای با قلیایی بیشترممکن است انبساطهای بیشتری را بوجود بیاورند.  نتیجه نشان می دهد که اندازه های شیشه زیر mm0.3 اختمال کمی برای انبساط خطرناک دارند ولی اندازه های بزرگتر ازممکن است باعث انبساطهای قابل ملاخظه ای شوند. بنابراین اندازه انبساط وابسته به میزان شیشه موجود، اندازه ذرات و میزان قلیاییهای مخلوط است.این نتایج نشان می دهد که شیشه می تواند ژلAAR تولید کند و اگر اندازه ذرات به اندازه کافی کوچک شود می تواند به عنوان یک ماده پوزولانی عمل کند. mm0.6
مشخص شده است که فعالیت سنگدانه ها و انبساط حاصله می تواند با بکار بردن میزان مناسب از مواد با خاصیت سیمانی شدن مانند میکرو سیلیس و خاکستر هوایی کنترل شود. همچنین پودر شیشه ریز می تواند بصورت مشابه عمل کند. با توجه به کاربرد سنگدانه های ریز و درشت که مورد بررسی قرار گرفتند مخلوطهای آزمایشی با توجه به میزان سنگدانه های ریز و درشت مناسب در مخلوط بتن گسترش یافته اند. آزمایشات به سمت تولید بتن با حدود Mpa32 تحمل پیش رفتند. مخلوط محتوی Kg/m3255 سیمان و Kg/m3 85 خاکستر هوایی بود. میزان شن و ماسه به ترتیب Kg/m3 1080 و Kg/m3780 مناسب به نظر می رسید.
بعد از تعدادی سعی و خطا فرمولی رضایتبخش به سمت ویژگیهای مناسب بتن تازه جهت این مخلوط پیدا شد که به صورت زیر است: این موضوع از مقاومت بتنها آشکار است که این مخلوطها به راحتی به مقاومت Mpa32 رسیده و ختی از آن عبور می کنند( در حالی که از مقدار زیادی شیشه بازیافتی استفاده شده است). برای مصارف غیر سازه ای که مقاومت کمتری مورد نیاز است از همین مخلوط بدون کاهش دهنده (روان کننده) آب می توان استفاده کرد.  با توجه به وجود 25% خاکستر هوایی در مخلوط ،بتن از واکنش ASR نیز محفوظ است. جمع شدگی ناشی از خشک شدن این مخلوطها خوب و زیر مرز 0.075% که توسط استاندارد استرالیا معین شده ، بود.  با توجه به مطالب بالا به این نتیجه می رسیم که مقدرا حتی بیش از 50% از هر کدام از درشت دانه یا ریز دانه می توانند در مخلوط بتن سازه ای یا غیرسازه ای مصرف شوند. اگرچه دیگر پارامترهای مهندسی این مخلوط ها نیاز به تحقیق و بررسی بیشتری دارند.

4- اثرات پودر شیشه بر مقاومت ملات تقسیم اندازه ذرات پودر شیشه (GLP) بصورت زیر است: اندازه ذرات کوچکتر از 5 میکرون 5-10 میکرون 10-15 میکرون بزرگتر از 15 میکرون درصد 39 49 4.4 7.6 سطح مخصوص پودر شیشه m2/Kg 800بود که تقریبا دو برابر بیشتر سیمانهای موجود است. در مورد جایگزینی سیمان ممکن است کاهش مقاومت 28 روزه پیش بیاید که یک اثر کوتاه مدت است و خواص پوزولانی را آشکار می کند. همچنین خاکستر هوایی نیز وقتی که با میزان مشابه سیمان جایگزین می شود اثری مشابه تولید می کند. مقاومتهای طولانی تر با میکرو سیلیس مورد مطالعه قرار گرفتند. این سری از نمونه ها تشکیل شده بود از : نمونه کنترلی که ریزدانه فعال خاکستری داشت، نمونه با 10% میکروسیلیس ، با 20% پودر شیشه ، با 30% پودر شیشه که با سیمان مساوی جایگزین شده بودندو در یک نمونه نیز 30% پودر شیشه جایگزین سنگدانه ها شده بود. سه نتیجه نشان می دهد که جایگزینی 10% بخار سیلیس مقاومت بیشتری از جایگزینی GLP دارد. ولی همچنین نشان می دهد نمونه ملاتی که حاوی GLP باشد برای مدت طولانی تری رشد مقاومت خواهد داشت (به خاطر واکنش پوزولانی). باید توجه شود که وقتی 30% ماسه با پودر شیشه جایگزین می شود مقاومت 90 روزه برابر مقاومت مخلوط حاوی میکروسیلیس است. برای بررسی اثر مثبت جایگزینی پودر شیشه به جای سنگدانه ها دو آزمایش اضافی بر روی مکعبهای ملات انجام شد (270 روز عمل آوری شده).
در یک سری از نمونه ها 20% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در سری بعدی به علاوه 20% سیمان 10% از سنگدانه ها نیز جایگزین شدند. این جایگزینی به صرفه است (احتمالا به خاطر بهبود دانه بندی و واکنش پوزولانی). همچنین باید توجه شود که مقاومت مخلوط با 20% شیشه به جای سیمان و 10% به جای سنگدانه ها به مقاومت مخلوط محتوی میکرو سیلیس رسیده و از آن تجاوز می کند. ظاهرا اثرات سود آور مقایسه شده میکرو سیلیس بر مقاومت نسبت به پودر شیشه بصورتی زیاد در این آزمایش افزایش یافته اند. زیرا مخلوط با میکروسیلیس حاوی 90% سیمان است ولی مخلوطهای با پودر شیشه حاوی 80 و 70% سیمان هستند. برای مقایسه مبتنی بر میزان سیمان مساوی ، آزمایش مقاومت ملات بر روی دو سری از نمونه ها که حاوی شیشه دانه بندی شده به جای ریزدانه (80% شیشه و 20% ماسه طبیعی) که 30% از سیمان نیز با مواد دیگر جایگزین شده بود انجام شد. در یک نمونه 30% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در دیگری با مخلوطی از 10% میکروسیلیس و 20% سنگ بازالتی غیر پوزولانی نرم و ساییده شده. در این روش میزان سیمان هردو نمونه مساوی است. نتایج مقاومت برای هر دونمونه تقریبا یکسان است. باید به این نکته توجه شود که مقاومتهای نشان داده شده به علت تفاوت کلی در سنگدانه های ملات اساسا قابل مقایسه نیستند.

5- اثر پودر شیشه بر انبساط ملات دانه های در حد ماسه شیشه می توانند باعث واکنش قلیایی سنگدانه ها بصورت خطرناکی باشند ( مخصوصا در میزان بالای شیشه در آزمایش تسریع شده ملات). بنابر این 6 سری نمونه های ملات محتوی 80% دانه های شیشه فعال ساخته شد. نمونه کنترلی که حاوی سنگدانه و سیمان معمولی بود، و در 5 نمونه دیگر سیمان با 5% و 10% میکروسیلیس و 10 و20 و 30% پودر شیشه جایگزین شده بودند.
این ترکیبات (هردو حالت GLPو میکروسیلیس) در کاهش انبساط واکنش AAR موثر هستند به شرط اینکه به اندازه مناسب مصرف شوند (10%میکروسیلیس و <20%GLP). این نتایج نشان می دهد که نقش 20 و 30% GLP در توقف واکنش AAR بیشتر از 10% میکروسیلیس است. با وجود مقدار زیاد کربنات سدیم در شیشه (حدود13%) این نکته مهم است که خود دانه های پودر شیشه باعث انبساط طولانی مدت ملات نشوند و یا باعث تحریک سنگدانه های فعال مخلوط نباشند. آزمایش طولانی مدت استوانه ملات در 38 درجه سانتیگراد و 100% اشباع با سنگدانه های فعال و غیر فعال و با میزان جایگزینی مساوی سیمان (مانند آنچه در بالا گفته شد) انجام شد. انبساط کمتر از 0.1% در یک سال نشان دهنده ترکیب بی ضرر است. وقتی سنگدانه ها غیر فعالند خود GLP باعث انبساط مخلوط نمی شود. اما وقتی سنگدانه ها فعال هستند وجود 30%GLP باعث تحریک واکنش سنگدانه های خیلی حساس هم نمی شود. همچنین وقتی که سیمان جایگزین نشود و 30% GLP به جای سنگدانه استفاده شود باعث انبساط خطرناک استوانه ملات نمی شود. اطلاعات نشان می دهد که GLP می تواند بدون ترس از اثرات زیانبار آن استفاده شود.

6 -پودر شیشه در بتن اثر پودر شیشه بر انبساط بتن مشخص شد. یکسری سنگدانه خیلی فعال در منشور بتن (بر اساس ASTM C1293) استفاده شد.انبساط خطرناک در این آزمایش 0.03% تا 0.04% در یک سال است. 40% GLP که پتانسیل رها سازی قلیایی بیشتری از 30%GLP دارد می تواند تا 80% از انبساط ناشی از سنگدانه های فعال جلوگیری کند. برای سنگدانه های کمتر فعال نیز انبساط متوقف می شود. این امر نشان دهنده اثر مثبت GLP در بهبود دوام بتن است. وقتی که نسبتهای متفاوتی از GLP با سنگدانه های غیر فعال در بتن با قلیایی بالاتر (Na2O/m3 5.8) استفاده می شوند خود شیشه نیز باعث انبساط خطرناکی در مخلوط نمی شود. نتیجه آخر اینکه GLP اثر زیان آوری بر مخلوط بتن ندارد.
اثر پودر شیشه بر خزش و مقاومت بتن به تعداد نمونه ها ولی با قلیایی کمتر برای تعیین خزش خشک شدن بتن با مقادیر مختلف GLP و میکروسیلیس استفاده شد. اطلاعات طولانی مدت نشان می دهد که خزش خشک شدگی مخلوطهای متفاوت زیاد نیست و به راختی استانداردهای AS3600 را برآورده می کند.(کمتر از 0.075% در 56 روز).

به نظر می رسد که اگرچه مخلوط های محتوی GLP مقاومت اولیه کمتری دارند (با توجه به سیمان کمتر) ولی به رشد مقاومت خود در محیط نمناک ادامه می دهند و به مقاومت نمونه کنترلی نزدیک می شوند. همچنین وقتی که GLP با ماسه جایگزین می شود مقاومت بصورت چشمگیری از نمونه کنترلی بیشتر است. رشد ممتد مقاومت به وضوح اثر مثبت واکنش پوزولانی را در بتن نمایان می سازد.

7-بافت میکروسکوپی ملات محتوی پودر شیشه نمونه های ملات محتوی GLP که 270 روز در محیط نمناک بودند بوسیله میکروسکوپ الکترونی اسکن شدند. این نمونه های ملات نشان دهنده خصوصیات بتنهای با عمر مشابه نیز بودند. در هر دو مورد شکست سطح نمونه ملات حاکی از بافت میکروسکوپی متراکم بود.

8- نتیجه اطلاعات موجود در این مقاله نشان می دهد که پتانسیل زیادی در بازیافت شیشه و مصرف آن در حالتهای پودر ،ریزدانه و درشت دانه وجود دارد. این نتیجه نهایی می تواند حاصل شود که می توان با جایگزینی شیشه با مواد گرانقیمت ری مانند میکروسیلیس یا خاکسترهوایی و یا حتی سیمان در هزینه ها صرفه جویی کرد.

GLP
مصرف پودر شیشه در بتن می تواند از انبساط ASR در حضور سنگدانه های فعال جلوگیری کند. همچنین بهبود مقاومت پودر شیشه در ملات و بتن چشمگیر است. آزمایشات بافت میکروسکوپی نشان دهنده این است که پودر شیشه می تواند یک مخلوط متراکم تر تولید کند و خصوصیات دوام بتن را بهبود ببخشد. این نتیجه که 30% پودر شیشه می تواند به جای سیمان یا سنگدانه در بتن (بدون نگرانی از اثرات زیانبار طولانی مدت) جایگزین شود حاصل شد. بیشتر از 50% از هر دو (پودر شیشه یا سنگدانه شیشه ای) می تواند در بتن با رده مقاومت Mpa 32 باعث بهبود قابل قبول مقاومت بتن شود.

مبانی بتن

بتن اساسا از دو قسمت دانه ­های سنگی (Aggregates) و خمیر سیمان (Concrete) تشکیل شده است. خمیر سیمان که در واقع مخلوطی از سیمان پرتلند و آب می­باشد.
   - در اثر واکنش شیمیایی سیمان و آب روند سخت شدن ادامه یافته و در نتیجه دانه ­ها (ماسه و شن) را بصورت تودﮤ سنگ مانندی به یکدیگر می­چسباند.
   - دانه ­ها به دو گروه ریزدانه که تا ¼ اینچ (6میلیمتر) و درشت دانه که روی الک شماره 16 (1.18 میلیمتر) تقسیم می­شوند.
   - خمیر سیمان عموما حدود 25 تا 40% کل حجم بتن را تشکیل می­دهد که حجم مطلق سیمان بین 7 تا 15% و حجم آب از 14 تا 21% است. مقدار هوای در بتن تا حدود 8% حجم بتن را تشکیل می­دهد این اندازه به درشت ترین دانه بستگی دارد.

   - برای مصالح و شرایط عمل آوردن (Curing) معین، کیفیت بتن سخت شده به مقدار آب در مقابل با مقدار سیمان بستگی دارد.

   مزایای کاهش مقدار آب

1.    افزایش مقاومت فشاری و مقاومت خمشی

2.    افزایش قابلیت آب بندی (Water Tightness)

3.    کاهش جذب آب (Absorption)

4.    افزایش مقاومت نسبت به عوامل جوی

5.    پیوستگی بهتر بین لایه های متوالی

6.    چسبندگی بهتر میان میلگرد و بتن

7.    کاهش تغییرات حجمی در اثر تر و خشک شدن

انواع سیمان پرتلند

-         نوع 1 : برای استفاده عمومی ومناسب برای همه کارها.

-         نوع 2 : زمانی که احتیاطات علیه حمله سولفات ها مهم باشد.

-         نوع 3 : با مقاومت زودرس که مقاومت های بالا را در مدت کوتاهی می دهد.

-         نوع 4 : با حرارت هیدراسیون کم در جائی که میزان و حرارت تولید شده باید حداقل باشد.

-         نوع 5 : در بتن هائی که در معرض شدید سولفاتها قرار دارند. (ضد سولفات)

-         سیمان حباب زا (نوع A1، A2، A3) در برابر یخ زدن و آب شدن و همچنین پیوسته شدگی حاصل از اثرات مواد شیمیائی برای از بین بردن یخ جاده ها مقاومت بهبود یافته ای دارند.

سیمان پرتلند سفید تفاوت بنیادی آن در رنگ می باشد.

    اختلاط

   ترتیب 5 مادﮤ متشکله بتن در مخلوط کن نقش مهمی را در یکنواختی بتن خواهد داشت.

کنترل ترک

دو عامل اصلی برای ترک در بتن عبارتند از :

1.    تنش بر اثر بارهای وارده (Control joints)

2.    تنش بر اثر آب رفتگی در حین خشک شدن یا تغییرات دما (Restraint)

شیوه جلوگیری

1.    درزهای کنترل مؤثرترین شیوه جلوگیری از ترک های غیر قابل رؤیت به شمار می آیند (Isolation Joints)

2.    درزهای جداکننده دال را از قسمتهای دیگر سازه جدا می کنند و اجازه حرکت افقی و عمودی را در دال می دهد (Footings)

3.    درزهای اجرائی جائی که کار بتن ریزی روزانه پایان می یابد، ایجاد می شوند و مناطقی را که در دفعات مختلف بتن ریزی می شوند از یکدیگر جدا می سازند.

مواد افزودنی بتن (Admixtures)

1.    مواد افزودنی حباب زا (Air-entraining  )

2.    مواد افزودنی کاهنده آب (Water Reducing)

3.    مواد افزودنی کندگیرکننده (Retarding)

4.    مواد افزودنی تسریع کننده (Accelerating)

5.    پوزولانها

6.    مواد کارائی ساز شامل روان سازهای اعلا (Super Plasticizers)

7.    مواد متفرقه مانند مواد پیوند ساز، ضد رطوبت، کاهنده نفوظ پذیری، دوغاب ساز و گاز ساز

بتن ریزی و پرداخت

-         تدارکات پیش از بتن ریزی

شامل متراکم کردن، درست شکل دادن، مرطوب نمودن سطح زمین، بستن قالبها، قرار دادن آرماتورها و سایر اقلام کار گذاشته شده بطور محکم در محلهای خود.

قالبها باید بطور دقیق قرار داده شوند و خود یا آستر آنها با مصالحی ساخته شده باشد که سرانجام نمای مطلوبی را به سطح  بتن سخت شده ارائه کنند. قالبهای چوبی باید قبل از بتن ریزی مرطوب شوند در غیر اینصورت آب بتن را جذب کرده و متورم می شود در استفاده از قالبهای چوبی باید از بکار بردن میخهای خیلی بزرگ یا به تعداد خیلی زیاد اجتناب ورزید تا برداشتن قالبها آسان شود و آسیب پذیری کاهش یابد و برای سهولت در برداشتن قالبها باید آنها را با یک ماده رها ساز مانند روغن یا لاک آغشته کرد.

هنگامی که بتن ریخته می شود،میلگردهای فولادی باید تمیز بوده وعاری از زنگ  یا لایه اکسیده باشد. میلگردهای فولادی و سایر اقلام کار گذاشته که آغشته به ملات باشند، نیازی به .پاک کردن ندارند به شرطی که عملیات بتن ریزی در عرض چند ساعت پایان پذیرد.

ریختن بتن

بتن باید بطور پیوسته تا حد امکان در نزدیکی محل نهای خود ریخته شود.در اجرا دالها ، بتن ریزی باید در امتداد پیرامون انتهای دال آغاز شو د و هر پیمانه روی بتن ریخته شده قبلی تخلیه شود. عموما بتن در لایه­های افقی با ضخامت یکنواخت  ریخته شود وهر لایه باید قبل از ریختن لایه بعدی بطور کامل تراکم یابد. میزان بتن ریزی باید به اندازه کافی سریع بوده تا هنگام ریختن لایه جدید روی لایه قبلی ،آن لایه در حالت خمیری باشد . این امر باعث جلوگیری از خطوط جریان، درزها و سطوح سفحات ضعیف می شود که هنگام ریختن بتن تازه روی بتن سخت شده روی می­دهد.

   پیمانه های نخستین در هر مرحله بتن ریزی در دیواره ها و تیرهای اصلی باید در دو انتهای عضو ریخته شوند و سپس بتن ریزی های بعدی به سوی قسمت مرکزی پیش روند. در تمام حالات باید از جمع شدن آب در انتهاها، در گوشه ها جلوگیری شود.

-ارتفاع سقوط آزاد بتن نیازی به محدود شدن ندارد مگر اینکه جدائی درشت دانه ها رخ دهد که در آن صورت بتن از طریق بازشوهای پهلوئی موسوم به پنجره، که در اطراف قالبهای بلند و باریک وجود دارند، ریخته می شوند. در خارج بازشوها باید از یک مخزن قیفی شکل جمع شونده استفاده شود تا بتن امکان یابد آرام تر از کنا بازشو جریان یافته و تمایل به جدائی دانه ها کاهش یابد.

قبل از اینکه سطح بتن سخت شود بتن ریزی باید دوباره از سر گرفته شود تا بدینوسیله از ایجاد اتصال سرد جلوگیری به عمل آید.

متراکم کردن بتن

متراکم کردن عبارتست از نزدیک ساختن ذرات جامد در بتن تازه به گونه ای که ریختن آن در قالبها و دور اقلام کار گذاشته شده و آرماتورها انجام گیرد و نیز محفظه های سنگی و هوای محبوس که بصورت حفره های هوائی اتفاقی یا تصادفی در بتن موجود است از بین برود.

تراکم بوسیله دست یا توسط روشهای مکانیکی صورت می گیرد. روش انتخاب شده بستگی به روانی مخلوط و شرایط بتن ریزی مانند، پیچیدگی قالب بندی و مقدار آرماتورها دارد. مخلوط های خمیری و روان را می توان بطور دستی با کوبیدن بتن با یک میله فولادی یا یک وسیله فولادی دیگر متراکم ساخت.

تراکم مکانیکی مناسب، بتن ریزی مخلوطهای سفت با نسبتهای آب به سیمان پایین و بتن های خوب حاوی درشت دانه های زیاد را امکان پذیر می سازد.

برداشتن قالبها( باز کردن آنها)

قالبها را تا مادامی که بتن به اندازه کافی مقاومت پیدا نکرده تا بتواند به طور رضایت بخشی تنشهای ناشی از بار مرده و نیز هر گونه بار اجرایی(construction load) وارده را تحمل کند،نباید برداشته شود.بتن باید به اندازه کافی سخت شده باشد به نحوی که وقتی دقت معقولی در باز کردن قالبها انجام شود هیجگونه آسیبی به به سطوح نرسد. به طور کلی برداشتن قالبهای مقاطع نسبتا ضخیم را می توان 12 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی برداشت. در اغلب شرایط، برای زمان برداشتن قالبها بهتر است که متکی به مقاومتی از بتن بوده که بوسیله آزمایش تعیین می شود.

میله نوک تیز یا سایر ابزار فلزی را نباید جهت شل کردن قالبها میان بتن و قالب به زور گذاشته شود. اگر لازم باشد جدا کردن قالب از بتن با استفاده از گوه (wedge) انجام گیرد، فقط باید با گوه های چوبی بکار روند.

برداشتن قالبها باید از قسمتهای ساده آغاز شده وسپس به سوی قسمتهای پیش آمده پیشروی شود.این امر فشار وارد به گوشه های پیش آمده را کاهش می دهد.

لکه گیری، پاک کردن، و پرداختن سطوح قالب گیری شده

پس از برداشتن قالبها تمام برجستگیها،خطوط نشت، و پیش آمدگیهای کوچک باید به وسیله قلم زنی (chipping ( از بین برده شود.سطح بتن سپس باید سابیده یا مالیده شود. هر گونه باید پر شود. سطوح کرمو باید مرمت شده و تمام لکه ها باید پاک شوند . با دقت در عملیات اجرای قالب بندی و بتن ریزی، تمامی این عملیات به حداقل می رسد.

بتن کرمو و دیگر بتن های معیوب باید کنده شوند تا مصالح خوب و سالم پدید آید.

اگر بتن معیوبی مجاور محل لکه گیری شده باقی بماند، ممکن است رطوبت به درون خلل و فرج راه یابد و به مرور زمان عوامل جوی موجب کنده شدن بتن مرمت شده شود. لبه ها باید به طور  مستقیم و عمود بر سطح، بریده یا قلم زنی شوند، یا مقدار کمی تو بریدگی داده شوند تا زبانکی را در کنار جای لکه گیری شده فراهم سازد.

پیش از اعمال بتن لکه گیری، بتن اطراف باید برای چندین ساعت خیس نگه داشته شود. تمام سطوحی که بتن جدید به آنها پیوند داده می شوند، باید بوسیله برس دوغاب زده شوند.

تکه های کم عمق را با ملات سفت مشابه آنچه کهدر بتن بکار می رود ،می توان پر کرد.لکه گیری باید لایه به لایه انجام شود. به گونه ای که ضخامت هر لایه بیشتر از 13 میلی متر نبوده و نیز هر لایه به صورت مجزا  پرداخت شود تا پیوند آن به لایه بعدی بهتر صورت گیرد. لایه نهایی را با استفاده از تخته ماله به نحوی پرداخت کرد که با بتن اطراف خود همگون باشد.

عمل آوردن تکه های لکه گیری شده

پس از لکه گیری، عمل آوردن باید تا جایی که ممکن است زودتر آغاز شودتا از خشک شدن زود هنگام جلوگیری شود . کرباس تر،ماسه خیس، نایلون را میتوان به کار برد.

عمل آوردن و حفاظت

عمل آوردن بتن تاثیر قوی روی خواص بتن سخت شده مانند دوام، مقاومت، آب بندی، مقاومت سایشی، ثبات حجمیو مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن دارد.

تمامی سازه های بتنی تازه ریخته شده، باید از خشک شدن سریع، از تغییرات شدید دما، و از آسیبهای ناشی از کارهای ساختمانی و عبور و مرور بعدی محفوظ بمانند.

عمل آوردن تا حد امکان باید بلافاصله پس از پایان کار بتنی آغاز شود.

عمل آوردن به دلایل زیر ضروری است :

نگهداری بتن تحت دمای ثابت و جلوگیری از افت رطوبت برای مدت زمانی که برای هیدراسیون مطلوب سیمان و نیز برای کسب مقاومت بتن لازم است. 

کاربرد پوششهای صنعتی در نفوذناپذیری بتن

در کنار روشهای متداول برای جلوگیری از نفوذپذیری و خوردگی بتن و آب بندنمودن آن چون استفاده از سیمانهای پوزولان طبیعی و مصنوعی، میکرو سیلیس، حفاظت کاتدی، پوشش آرماتور ها با رزین اپوکسی،  استفاده از ورقهای محافظ آلیاژی، آرماتورهای آلیاژی و کامپوزیت و ورقه های،  کاربرد  ژئوسنتتیک ها استفاده از پوشش بتنی محافظ و بتن پلیمری، یکی از روشهای مقرون به صرفه و مؤثر استفاده از پوششهای صنعتی است، در این نوشتار به بررسی تأثیر برخی از پوششها در کاهش نفوذ برخی از یونهای مضر چون کلر و سولفات می پردازیم.

مقدمه :

بتن در محیط های خورنده حاوی یون کلر و سولفات به مرور زمان خورده شده و خلل وفرج در آن زیاد می گردد و تصور عمومی بر این است که به دلیل مقاومت بالای آن نیازی به پوشش محافظ ندارد ولی بایستی اذعان داشت که بتن با خواص قلیایی ذاتی در محیط اسیدی به شدت آسیب می بیند و بتن به دلیل شکننده بودن تحت تنشها و ضربات مکانیکی در طی مدت زمان ترک خورده و خرد می شود و زنگ زدگی و خوردگی آرماتورهای بتن در شرایط خورنده محیط به سطوح بتن گسترش می یابد و در میان روشهای فوق الذکر، استفاده  از پوششهای صنعتی کار آمد می باشد همواره در ذهن یک مهندس سازه سوالاتی چون
- پوشش صنعتی مناسب بایستی چه مشخصاتی داشته باشد ؟
- چه نکاتی را در هنگام انتخاب یک پوشش باید مد نظر داشت ؟
- چه باید کرد نا پوشش انتخاب شده خواص عالی خود را در طول سالیان حفظ کند ؟
مطرح است.

• عوامل مؤثر در آسیب بتن مسلح در محیط های خورنده :

1- استفاده نادرست از سازه ( بارگذاری بیش از حد، ضربه، خستگی )

2- سایش و فرسایش ( کف ها، زیرسازی ها، موج گیری ها )

3- اثرات محیطی ( حرارت، رطوبت، کربناسیون )

4- مواد اولیه ناسازگار ( مصالح سنگی قابل انقباض، ساختار مرکب )

5- شسته شدن ( حل شدن با جاری خنثی یا قلیایی )

6- حمله مواد شیمیایی ( سولفات ها، اسیدها، اسیدهای آلی،... )

7- واکنش قلیایی سنگدانه

8- خوردگی فولاد

2- آشنایی با خرابی های شیمیایی ناشی از عوامل محیطی :

2-1- خرابی  سولفاتی

سولفاتهای محلول چون سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم در اغلب نقاط دنیا به طور طبیعی در آب و خاک وجود دارند. معمولاً خاکها یا آبهایی که دارای چنین سولفات هایی هستند، قلیایی نامیده می شوند. کلیه این سولفاتها برای بتن مضرند.

2-1-1 مکانیزم حمله سولفات ها

سولفات ها ترکیبات مختلف سیمان هیدراته شده را مورد حمله قرار می دهند. سولفات های سدیم و پتاسیم با هــــیدروکسید کلسیم و هــیدروآلومینات کلسیم ترکیب مــی شونـد.

فــعل و انــفعال ســولفات ســــدیم با هیدروکسید کلسیم

وفعل و انفعال سولفات سدیم با هیدروآلومنیات کلسیم

محصولات واکنشهای فوق عبارتند از:

1- گچ که موجب سستی سطح بتن و مقاومت آن شده، به میزان 125 درصد حجم مواد جامد را افزایش می دهد

2- سولفوآلومینات کلسیم که بنام اترینگایت خوانده می شود وباعث افزایش قابل ملاحظه در حجم بتن و در نتیجه ترک و ریزش آن می گردد. میزان افزایش  حجم مواد بر اثراین ترکیب به 225 درصد می رسد.

سولفات کلسیم فقط با هیدروآلومینات کلسیم واکنش انجام می دهد که در اثر این واکنش دو شکل مختلف هیدروسولفوآلومینات کلسیم تشکیل می شود:
منوسولفات با مقدارکم
سولفوآلومینات کلسیم یا اترینگایت به مقدار زیاد

2-2- خرابی کلروی

علاوه بر تأثیر کربناسیون، مهمترین عامل زنگ زدگی و خوردگی آرماتور در بتن، وجود یون کلرید در آن است که ممکن است از مصالح آلوده یا مواد افزونی آغشته به کلر یا در اثر نفوذ منابع خارجی مثل  محیط دریا وارد بتن گردد. یونهای کلرید تنها درآب وجود دارند از این رو نفوذ کلرید مشروط به حضور آب در سیستم منفذی بتن می باشد. مکانیسم ورود یون کلرید به داخل بتن یا از طریق سیستم مکنده موئینگی است که آب آلـوده به کلـر وارد بتـن میشود، یـا ازطریق نفوذ ساده یونها ( انتشار) در آب راکد، وارد منافذ بتن می گردد. حالت اول مختص بتن های خشک می باشد وآب وسیله ای است که یون ها را در داخل بـتن حمل می کند. درحالت دوم ( انتشار) مختص بتن اشباع شده یا نزدیک به اشباع است ( بتن مغروق) دربتنی که درچرخه متناوب تر وخشک قرار می گیرد هر دو مکانیسم اجرا می شود وبنابراین تحت چنین شرایطی سرعت افزا یش یافته نفوذ یون کلرید وجود دارد.

2-2-1 مکانیزم خرابی کلروی

معمولاً خاصیت قلیایی بالای سیمان پرتلند (PH در حدود 13) منجر به ایجاد لایه محافظ نازک از اکسید فریک Fe2O3 بر روی سطح فولاد می گردد و آن را روئین و درمقابل خوردگی بیشتر محافظت می نماید. اگرچه خوردگی کلاً متوقف نمی گردد، ولـی آهنگ آن بسیار نـاچیز بوده و درحـد قـابل قبول می باشد، تا زمانیکه این لایه روئین کننده فولاد بر روی سطح آن باقی بماند، بتن محیطی ایده آل برای حفاظت فولاد در مقابل خوردگی می باشد. ترکیباتی چون دی اکسیدکربن و یون کلر می توانند باعث تخریب و از بین رقتن این قشر محافظ گردند و میلگردها را در مقابل عوامل تخریبی بدون محافظ بگذارند.

تمام کلریدها در بتن بصورت آزاد نیستند و بخشی از یونها با محصولات هیدراتاسیون سیمان پیوند فیزیکی و شیمیایی برقرار می کنند. بنابراین یونهای کلـــــرید در بـــتن به سه حالت پیوند فیزیکی، شیمیایی و آزاد یافت می شوند محصول هیدرتاسیون و پیوند شیمیایی یون کلر، تمک فریدل می باشد.

2-3 مکانیزم خوردگی فولاد

خوردگی فولاد (میلگردها) در بتن یک فرآیند الکتروشیمیایی است.

واکنش آندیک                     

واکنش کاتدیک                

در صورتی که  Fe(OH)3 محصول اصلی زنگ زدگی میلگرد باشد حجم آن 4 برابر آهن خورده نشده است و در نتیجه انبساط آن فشار زیادی به اطراف بتن  وارد می کند که باعث ترک خوردگی پوشش بتنی اطراف آرماتور می شود و آرماتور بدون محافظ در معرض عوامل محیطی قرار می گیرد. ادامه خوردگی باعث کاهش تدریجی سطح میلگرد می گردد و در صورتی که تعمیرات انجام نشود تخریب و شکستگی ممکن است بطور کامل روی دهد که در این حالت عمر مفید نمونه به اتمام رسیده است.

انجام فرایند خوردگی مشروط به حضور آب واکسیژن می باشد. از این رو انتظار می رود بتنی که کاملا در آب مغروق است به دلیل کمبود اکسیژن و یا بتنی که در فضای کاملا خشک (احتمالا دررطوبت زیر 40 درصد) قرار دارد، خوردگی وجود نداشته باشد.

2-2-2 عوامل موثر در سرعت نفوذ یون کلر

1- تخلخل پوشش بتنی (ساختار منافذ)

2- نوع سیمان و مقدار سیمان (اثر شیمیایی بتن)

3- شرایط محیطی

4- ضخامت پوشش روی آرماتور

5- کربناتی شدن بتن

6- وجود ترک در بتن به علت انقباض و یا مقاومت کم در مقابل یخ زدگی

7- استفاده از تسریع کننده های کلروی با درصد بالا در بتن، غلظت یون کلر در اطراف آرماتور را افزایش می دهد.

2-4 کربناسیون

هوای معمولی دارای03/0  درصد گاز دی اکسید کربن co2 است که در صورت نفوذ co2 به داخل بتن، بین هیدروکسید موجود در بتن و co2 واکنش شیمیایی انجام می گردد و کربناتها تشکیل می شوند.

2-4-1 عوامل موثر در میزان کربناسیون

1- شرایط محیطی

2- تخلخل پوشش بتن

3- مقدار سیمان و تاثیر سیمانهای پوزولانی

3- عوامل داخلی مؤثر  بر خرابی های بتن

3-1 نفوذ پذیری بتن

3-1-1 عوامل مؤثر در نفوذ پذیری بتن
1- نسبت آب به سیمان
2- تخلخل بتن
3- درجه هیدراتاسیون
4- خواص سیمان
5- اثر دما : با افزایش دما میزان نفوذ پذیری افزایش می یابد.

3-2 واکنش قلیایی سنگدانه ها

برای واکنش قلیایی سنگدانه ها باید
1- اجزای فعال و واکنش زا در سنگدانه باشد.

2- قلیایی کافی  (K2O، Na2O) در بتن وجود داشته باشد. 3- رطوبت کافی

مکانیزم واکنش قلیایی - کربناتی

مکانیزم واکنش قلیایی- سیلیسی

3-3 فساد مصالح ( وجود بیش از حد املاح در مصالح تشکیل دهنده بتن)

3-4 آب مصرفی

3-5 کیفیت و نوع سنگدانه

4-  عوامل خارجی مؤثر  بر خرابیهای بتن (عوامل فیزیکی و مکانیکی)

4-1 سایش، فرسایش و خلأزایی(کاویتاسیون)

مقاومت سایشی بتن رابطه مستقیمی با مقاومت فشاری و نسبت معکوس با نسبت آب به سیمان دارد همچنین این مقاومت به دانه بندی و جنس سنگدانه ها بستگی دارد آب انداختگی و تشکیل دوغاب سخت سده در منجر به ایجادسطح شکننده و ضعیف در مقابل سایش دربتن می گردد که با تأخیر در عملیات پرداخت و ماله کشی بتن و ایجاد خلأ یا مکش در بتن می توان مقاومت سایشی بتن را افزایش داد .کاویتاسیون بر اقر تغییر ناگهانی در سرعت، جهت آب و افت فشار منجر به حفره بر اثر پدیده خلأزایی می گردد به عبارت دیگر هر زمان که فشار در نقطه ای از مایع به دلیل بی نظمی در سطح جریان به حد فشار بخار کم شود، حبابهایی در مایع جاری تشکیل می گردد، این حبابها با مایع به سمت پایین دست جریان حرکت کرده و به هنگام ورود به منطقه ای پر فضار با ضربه می ترکند، ترکهای مکرر حبابها در نزدیکی سطح بتن سبب کنده شدن و ایجاد چاله هایی در آن خواهد شد.

4-2 تاثیر هوای سرد و یخ زدگی

4-3 خرابی ناشی از نمکها و شوره زدگی : بلورهای نمک در نزدیکی سطح بتن ایجاد می گردد رشد بلورها مانند یخ زدگی منجر به تنشهای انبساطی شده و پوسته های خمیر سیمان و سنگدانه های ریز از بتن جدا می شودسولفات منیزیم در مقایسه با سایر نمکها خطرناکتر بوده و منجر به بلوری سدن نمک در سطح بتن و گاهی اوقات به داخل بتن از طریق منافذ موئینه نفوذ کرده و حجم زیادی را تخریب می کند

با توضیحات فوق الذکر با اعمال یک پوشش با دوام و مناسب می توان جلوی خرابهیای داخلی و خارجی بتن را گرفت از طرفی مکانیزم خرابی سولفاتی، کلروی، کربناتی را کنترل کرد.

5-اهمیت آماده سازی سطح :

تقریباً 95 درصد اهمیت یک پوشش به کیفیت زیرسازی سطح و 5 درصد باقیمانده به نوع پوشش وروش کاربرد آن مربوط می شود .

5-1 دلایل آماده سازی سطح :

1-    اطمینان از چسبندگی مناسب رنگ به سطح
2- افزایش چسبندگی به علت افزایش سطح  و اقزایش گروههای فعال سطح درواحد سانتیمتر مربع
3- اطمینان از اینکه واکنش بین رنگ و سطح در اثر حضور یونهای فعال نظیر کلریدها وسولفاتها شکسته و تخریب نشود که با توجه به خورتده بودن محیط توجه بیشتری می طلبد

در کاربرد پوششها 3 انتخاب بسیار مهم وجود دارد

1-    انتخاب نوع روش زیر سازی 2- انتخاب نوع آستری 3- انتخاب نوع پوشش یا رویه رنگ

5-2 روشهای آماده سازی سطح

 روشهای مکانیکی : نظیر فشار بخار مایع ( بخار آب تحت فشار) و ساینده های تحت فشار(سند بلاست)، هوای متراکم، فشار مستقیم و ثقل، سایش با ورقه های سمباده  کاغذی وفلزی و ابزارهای دستی چون برس سیمی، کاردک کم عرض قلم چکش  چلقئ چکش لبه تیز  در این تحقیق با فرض ناهمواریهای سطح بتن تا حد امکان اصلاح شده است.

ابزارهای الکتریکی (ضربه ای- چرخشی) پاشیدن آب تحت فشار (واترجت) و استفاده از سود برای واکنش با سولفات و کلرید سطحی و تشکیل نمک و شستشو با آب

مکانیسم پاشیدن ساینده ها

1-جریان هوای متراکم

2-نیروی چرخ دوار ( نیروی گریز از مرکز)

عوامل تعیین کننده در میزان فشار

•1-    انرژی ذرات ساینده پرتاب شده

•2-    زاویه برخورد ساینده با سطح کار

•3-    سختی سطح کار

•4-    سختی ساینده

مکانیسم فشار مستقیم

درصنعت 3 سیستم ابزار مختلف وجود دارد

•1-    سیستم معمولی پاشیدن ساینده خشک

•2-    سیستم پاشیدن در خلاً

•3-    سیستم پاشیدن ساینده مرطوب

عوامل مؤثر در انتخاب ساینده مناسب

1-اندازه 2-شکل 3-ترکیب شیمیایی 4-PH  5-درصد رطوبات موجود 6- درصد روغن موجود 7- رنگ 8- ثبات وزن در اثر حرارت 9- وزن مخصوص 10- قابلیت تهیه 11-قیمت 12- سختی

ساینده ها به 2 دسته 1- معدنی (طبیعی) 2- سربار فلز تقسیم می کنیم. تقسیم بندی ساینده ها براساس درصد بلور سیکا انجتم می گردد که از طیف سنجی مادون قرمز بدست می آید .

•2-    روشهای شیمیایی : حلال شویی، اسید شویی، قلیا شویی ( مثل هیدروکسید سدیم)، شستشو با محلولهای الکترولیتی، استفاده از رنگ برها و ترکیبات تشکیل دهنده کمپلکس آلی فلزات روشهای حلال شویی : مالیدن حلال از طریق پارچه یا برس - اسپری - غوطه وری سطح کار قابل حمل در حوضچه یا تانک حلال - روغن زدایی با بخار حلال

اسیدشویی از طریق اسیدسولفوریک،کلریدریک، نیتریک،فلوئوریدریک و فسفریک

در 3 مرحله انجام می شود 1- آماده سازی قبل از اسید شویی 2- شستشو با اسید 3- شستشوی سطح تمیز شده پس از اسید شویی

رنگبرها به 2 دسته 1- آلی (مثل متیل کلراید) 2 - معدنی تقسیم می شوند.

در فرمولاسیون رنگبرها 1- مواد فعال کننده سطحی جهت کاهش سطحی مایع 2-الکل ها جهت نفوذ در لایه رنگ و تورم و جداسازی آن از سطح 3-اسیدگلونات ویا نمکهای آن جهت جدا شدن رنگ از سطح (آب، الکلهاو گلیکول اتر) وجود دارد.

3-   تمیزکاری انرژیک          

1-     با استفاده از انرژی حرارتی شعله 2- استفاده از امواج ماورا صوت 3-استفاده از لامپ 4- استفاده ازاشعه لیزر 5-استفاده ازپلاسمای گاز گرم 6-استفاده از جت اسفنجی

6-استفاده از آستری پس از تمیز کاری سطح

1- واش پرایمر 2-فسفاته کردن شامل فسفات روی و فسفات آهن 3-کروماته کردن

خواص آستریهای کارگاهی

•-        ایجاد چسبنگی خوب در سطح فلز
•-        مقاومت لازم و کافی در مقابل خوردگی قلز
•-        زمان خشک شدن کوتاه
•-        مقاومت در مقابل ضربه و ترک خوردگی
•-        مقاومت در برابر سایش
•-        قابلیت پرکنندگی حفره ها
•-        چسبندگی به پوشش بعدی

7-بخشهای مختلف تشکیل دهنده یک پوشش:

1-رزینها

2- رنگدانه و پرکننده
- واقعی
- حفاظتی نظیر پودر روی و فسفات) (Zinc Rich
- با اثر خاص

3- مواد افزودنی واصلاح کننده
- رقیق کننده ها
- نرم کننده ها
- شتاب دهنده ها
- بهبود دهنده های سطحی شامل رقیق کننده،نرم کننده، شتاب دهنده و بهبود دهنده سطحی و . . .

4- بتونه ( ماستیک)

5- حلال

مایعات شیمیایی فراری هستند که برای رقیق کردن رزین به آن افزوده می شود و در انتخاب حلال مناسب بایستی به 1- قدرت حلالیت 2- سرعت تبخیر 3- نقطه جوش 4- نقطه اشتعال و قابلیت شعله وری 5- سمیت آن  توجه داشت.

طبقه بندی حلالها 1- ترپنها 2- هیدروکربنها (نفتیک مثل وایت اسپریت، آلیفاتیک و آروماتیک مثل تولوئن و ترکیات آن نظیر تولوئن دی ایزو سیانات TDI، تری نیترو تولوئن TNT، زایلن و منومر استایرن (وینیل بنزن) )3- حلالهای اکسیژندار ( الکلها ( هیدروکسیل) مثل متانول، اتانول، بوتانول، گلیکولها و گلیسرولها و . . .، اترها،کتونها مثل استون، استرها) 4- نیتروپارافین ها 5- حلالهای کلر دار : خواص آنها عبارت است از1- وزن مخصوص بالا 2- قابلیت اشتعال کم 3- بوی خاص 4- خواص بیهوش کننده و سمیت زیاد 5- قدرت حلالیت زیاد

6- هاردنر(سخت کننده)

برای اصلاح برخی از خواص رزین از هاردنر استفاده می شود به عنوان مثل برای رزین اپوکسی از پلی آمین، پلی آمید، استر، وینیل و کولتار ( از مشتقات قطران)

8-انواع رزین

- طبیعی : به صورت خام در طبیعت یافت می شود صمغ وشیره درختان، رزینهای فسیلی می باشد یکی از آنها رزین کولتار است که از قطران بدست می آید وبرای اصلاح و بهبود مقاومت و نفوذ ناپذیری رزین اپوکسی و پلی اورتان بکار میرود.

- مصنوعی (سنتزی)

الف- آلکیدی : از پلی ال، پلی اسید و اسید چرب (روغن) تشکیل شده

پلی ال الکل با بیش از دو هیدروکسیل(مثل گلیسرین) و پلی اسید، اسید آلی با دو یا چند عامل کربوکسیل یا انیدرید ( مثل انیدرید فتالیک) تشکیل شده است

روغنها به 3 دسته 1- خشک شونده (مثل روغن برزک و ماهی) 2- نیمه خشک شونده (مثل سویا و تال) 3- غیر خشک شونده (مثل نارگیل، کرچک و  پنبه دانه)تقسیم بندی می شوند

- کلرو کائوچو : کائوچو در طبیعت نئوپرن یا ایزوپرن با فرمول کلی پلیمری با زنجیره فنر مانند که خاصیت ارتجاعی دارد

ب-  اپوکسی نوعی رزین ترموست ( گرما سخت) می باشد. و ازمشتقات پلی آمین می باشد.

بیس فنول A : از واکنش فنول و استون بدست می آید .

بیس فنول F : از واکنش تراکمی فنول یا کروزل با فرمالدئید بدست می آید

اپوکسی نووالاک : با افزایش زنجیره بیس فنول F  تشکیل می شود

اپوکسی آلیفاتیک : از پلی ال های خطی ( آلیفاتیک) به واسطه با ویسکوزیته پایین به عنوان رقیق کننده فعال برای سیستم اپوکسی بدون حلال کاربرد دارد

اپوکسی سیکلو آلیفاتیک و هتروسیکلیک

فنوکسی : در زنجیره خود بجای 2 گروه اپوکسی انتهایی فنول دارد.

واکنش با عوامل شیمیایی و ایجاد تغییرات در رزین اپوکسی

واکنش با انیدرید پلی کربوکسیلیک اسید، اسید چرب وپلی فنول 

ایجاد شبکه 3 بعدی و عرضی  (Cross Link)  با آمین ها ازطریق اضافه کردن هاردنر (سخت کننده) پلی آمین به رزین،کتیمین (واکنش یک کتون با پلی آمین)، رزول و آمینوپلاست، پلی ایزو سیانات و پلی سیلوکسان و کاتالیزور ( آنیونی یا کاتیونی)

 نسبت اختلاط رزین و هاردنر در اپوکسی 2 جزئی براساس عدد پاپوکسی وآمین اکی والان تعیین می شود که برای داشتن پیوند مناسب رعایت نسبت اختلاط براساس دستورالعمل کارخانه های سازنده حاپز اهمیت است نسبت اختلاط در Pot life ( گیرش اولیه ) پس از 5 دقیقه واکنش گرمازا (شبیه به واکنش سیمان با آب  در بتن) حالت ژل و فیلم سخت ایجاد می گردد، تأثیر دارد

کاربرد پوششهای اپوکسی

- پرایمر بتن اپوکسی
- بتونه اپوکسی (درزگیر) - ترکهای مویین بتن را پر می کند
- ملات و گروت اپوکسی
- رنگ اپوکسی با حلال
- رنگ اپوکسی بدون حلال
- ورنی اپوکسی
- چسب اپوکسی
- روکشهای اپوکسی

- پوششهای منعطف اپوکسی :
- مقاومت در برابر نفوذ آب
- مقاومت در برابر یخ زدگی
- چسبندگی خوب به سطح بتن
- انعطاف پذیری عالی
- پوششهای ضد لغزندگی اپوکسی : روی سطح آن سیلیس ریخته می شود.
پوشش اپوکسی با الیاف شیشه

پ- پلی اورتان

اجزا تشکیل دهنده : جز اول ایزو سیانات ها مثل تولوئن دی ایزو سیانات (TDI)، دی فنیل متان دی ایزو سیانات (MDI)، هگزا متیل دی ایزو سیانات  (HDI) جز دوم ترکیبات دارای گروه عاملی  OH جز سوم حلالها

طبقه بندی : پلی اورتان اصلاح شده با روغن (آلکید اورتان)

پلی اورتان هایی که با رطوبت هوا خشک می شوند،پلی اورتانهای کوره ای

پلی اورتان دو جزئی با کاتالیزور و پلی اورتان دو جزئی با پلی ال

ت- اتیل سیلیکات

روش1- تولید بچ به بچ 2- تولید پیوسته

ث- سیلیکونی

خواص :  مقاومت حراتی بسیار عالی، مقاومت خوب در برابر شوکهای حرارتی، بسیار خوب در برابر عوامل خورنده محیط، کاهش میزان مصزف حلال در رنگ، خشک شدن سریع،کاربرد آسان، مقاومت بسیار خوب در برابر نورخورشید و رطوبت محیط، هماهنگی از نظر سختی و انعطاف رزین با سطح

ج- وینیلی

کوپلیمر وینیل کلراید و وینیل ایزو بوتیل اتر، پلی وینیل استات، پلی وینیل بوتیرال

چ- اکریلیک

اکریلیک ترموپلاست، اکریلیک ترموست، اکریل آمید، اکریلیک امولسیونی

ح- پلی استر

پلی استر اشباع، پلی استر غیر اشباع

- آمینو

اوره فرم آلدئید، ملامین فرمالدئید

خ -نیترو سلولز

برای نصب کاشی ضد اسید از رزین پلی استر، رنگدانه فلزی کبالت، پرکننده میکروسیلیس برای نفوذناپذیری پوشش ایروزیل  به عنوان ماستیک یا بتونه، هاردنر پروکسی و درنهایت کاشی ضد اسید (Anti Acid Tile) استفاده شده است.

برخی از پوششهای صنعتی کاربردی عبارتند از
پوشش اکریلیکی، پوشش آلکیدی، پوشش قیری، پوششهای اپوکسی شامل کولتار، پوشش اصلاح شده با پلی آمید و پلی آمین، پوشش وینیل و استر اپوکسی، پوشش پلی استر، پوشش پلی اورتان، پوشش سیلیکون، پوشش وینیل و...

زیرسازی سطحی که قرار بود پوشش گردد با فرز به حد کاقی هموار گردید وپس از مالیدن پوشش با رولر و ترکیب و تختلاط رزین با حلال پوشش را در 2 و 3 لایه روی سطح کشیده و بایستی به زمان اجرا و Pot Life توجه گردد. در نهایت  به بررسی عملکرد پوشش با آزمایشات شیمیایی می پردازیم.

خصوصیات پوشش کولتار اپوکسی
1- چسبندگی عالی به سطح
2- مقاومت عالی در برابر آب
3- مقاومت سایشی
4- سختی و نفوذ پذیری بالا

موارد مصرف :  به عنوان لایه محافظ در برابر نفوذ آب، رطوبت در زیر خاک و آب دریا استفاده می شود. از قطران در آن استفاده شده و سطح را کاملاً عایق و مانع از نفوذ عوامل خورنده می گردد. 

1-     لوله ها و مخازن مدفون در خاک
2-     سازه ها و اسکلتهای صنعتی و غوطه ور در آب
3-     کارخانجات پتروشیمی و ایستگاههای تصفیه آب
4-     ایستگاههای تصفیه فاضلاب و پوشش داخلی لوله های بتنی مسیر فاضلاب
5-     پوشش داخلی مخزن تعادل کشتی

خصوصیات پرایمر دو جزیی پوشش اپوکسی پلی آمید

2-مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی و آب
3- ایجاد فیلمی با انعطاف پذیری خوب
4- مقاومت سایش بالا
5- خشک شدن سریع و تحمل ضربه عالی 1- چسبندگی عالی به سطح

 موارد مصرف : در مناطقی که شرایط خوردگی درآها بسیار شدید نمی باشد به عنوان لایه میانی بر روی پرایمرهاس ضد خوردگی قوی استفاده می شود.

1-پالایشگاه ها و نیروگاه ها
2- سکوها و تأشیشات حفاری
3- تجهیزات و تأسیسات فلزی در مناطق صنعتی و دریایی در بالای خط آبخور

خصوصیات پوشش پلی اورتان  بدون حلال با انعطاف پذیری بالا

این پوشش دو جزیی (Two Components) متشکل از پلی ایزوسیانات 2 و پلی ال3 می باشد.دارای پرایمر (آستری) بی رنگ بوده و دارای 2 لایه Top Coat زیتونی رنگ می باشد ضخامت لایه پوشش 3000 تا 5000 میکرون می باشد.

 مقاوم در برابر اسیدها، آب دریا و آب مقطر

1-     مقاوم در برابر پرتوهای رادیو اکتیو
2-     مقاومت سایش و مقاومت مکانیکی بالا
3-     جسبندگی عالی به سطوح
4-     مقاوم در برابر شوکهای حرارتی
5-     قابلیت ترمیم آسان

موارد مصرف : به عنوان پوشش محافظ خوردگی در دامنه وسیعی از بسترها با جنس متفاوت استفاده می شود

1-تأسیسات نیروگاههای حرارتی

2- لوله و خطوط انتقال (داخل و خارج )

3- تانکها و مخازن فلزی

4- تانکها و مخازن بتنی ( داخل و خارج)

5- قابل استفاده در محیطهای غوطه ور در گاز

6- قابل استفاده در محیطهای غوطه ور در آب

7- پلهای شنی و فلزی

8- استخرهای شنا و ذخیره آب

9- ژاکتها و تجهیزات مورد استفاده در محیطهای دریایی

10-  پوششهای سطوح در تماس با مواد غذایی (داخل و خارج)

11-کفپوش سازه های فلزی و بتنی

12-درزگیرها و پوششهای مقاوم در برابر ضربه و سایش

13- پشت بامها و شیروانی ها و بالکن ها و . . .

خصوصیات لایه رویه اپوکسی بدون حلال
1-مقاومت بسیار عالی در برابر آب
2- سختی بالا
3- چسبندگی عالی به سطح
4- مقاومت مکانیکی بالا
5- مقاومت سایشی بالا

موارد مصرف : ازاین پوشش به عنوان لایه رویه برای تجهیزات به دور از تابش مستقیم خورشید (UV)

1-مخازن آب آشامیدنی  2- مخازن نگهداری روغنها و چربیها 3- محیطهای در تماس با مواد شیمیایی

1- بلوک نمونه یا شاهد ( بدون پوشش)
2 -کلیه پوششها
3-پوشش پلی اورتان (3000-5000 میکرون ضخامت)
4-پوشش کولتار اپوکسی بدون حلال  (400-800 میکرون ضخامت)
5- پوشش کولتار اپوکسی با حلال (400-800 میکرون ضخامت) 
6- پوشش اپوکسی پلی آمین (دارای پرایمر کرم رنگ و دو لایه نهایی با فام آبی)

نتیجه گیری :

با توجه به تنوع پوششهای مختلف و تبلیغات کارخانجات سازنده لزوم آشنایی با پوششهای اصلی، نحوه اجرا و ترکیب آنها ضروری به نظر می رسد و توجه به محیط اجرا، قیمت، دوام، سرعت و سهولت اجرا، زمان گیرش، کارایی، مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر تأثیر اشعه ماورای خورشید و طول موجهای مختلف در انتخاب پوشش مورد نظر مؤثر است.

بررسی رفتار الیاف و تاثیر آن در کنترل ترک هاى بتن

بتن از سه عنصر اصلى شن و ماسه و سیمان تشکیل شده است که در آن شن و ماسه توسط سیمان به یکدیگر چسبانده می شوند.این ماده ساختمانی داراى مزایا و معایبی است که کاربرد ان را در مواردى لازم و مفید و در موارد دیگر غیر ممکن یا مضر می سازد. از جمله معایب بتن مقاومت کششی بسیار ناچیز آن می باشد که این رفتار ترد و شکننده موجب شکست ناگهانی و فروریختن سازه های بتنی در هنگام زلزله می گردد. مشکل ترد بودن بتن را مى توان با مسلح کردن آن توسط آرماتور هاى فولادى در جهت نیروهای کششى برطرف نمود. اما در موارد متعددی جهت این نیرو های کششی به طور دقیق معلوم نمی باشد. از طرفى در بتن تازه به دلیل جمع شدگی ابعاد بتن تغییر پیدا کرده و ترک هایی به وجود می آیند که نتایج این ترک ها در بتن سبب افزایش نفوذپذیرى، از بین رفتن سطح بتن، خوردگی آرماتورها و کاهش خواص مکانیکی می باشد.

یکی از راه حل های مناسب براى مقابله با این مشکلات استفاده از مقادیر کم الیاف به منظور کنترل رشد ترک وافزایش مقاومت کششى بتن می باشد. کاربرد الیاف بطور فراگیر از اوایل سال1960در کشور هاى صنعتی پیشرفته آغاز شده ودر طی این 4 دهه جنس و شکل الیاف و نحوه ساخت بتن الیافی بهبود یافته و کاربرد ان نیز فزونی یافته است.شاهد تاریخی این فناورى کاربرد کاهگل در ساختمان ها می باشد.در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعى جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در کاهگل شده است. الیاف به کار رفته در بتن به جنس های مختلفی نظیر شیشه ، فولاد، کربن، پلی پروپیلن، کولار و غیره تولید می شوند که در این میان الیاف فولادی دارای مزایایی نسبت به سایر انواع می باشد که از جمله این موارد :

1- دارای مدول الاستیسیته و کرنش شکست بالابوده که با توجه به قابلیت شکل گیری مناسب و مقاومت کششی بالا از مناسبترین و اقتصادی ترین نوع الیاف به حساب می آید.

2- بالاترین افزایش را در مقاومت و شکل پذیری بتن ایجاد می کنند.

3- به اشکال ظاهری گوناگون جهت بهبود رفتار بتن قابل ساخت هستند. 

4 - اختلاط آنها با دیگر مواد بتن بسهولت انجام پذیر است.

 متن موجود نتایج ارزیابی رفتار الیاف به منظور کنترل ترک هاى ناشى از جمع شدگى در بتن استاندارد و خودتراکم می باشد. اگر بتن از جمع شدن بازداشته شود ، تنشهای کششی ایجاد شده در آن باعث ترک خوردگی مقطع می شوند. در بتن استاندارد با نسبت آب به سیمان بالاتر از 45% جمع شدگى ناشى از خشک شدن به عنوان مهمترین دلیل ایجاد ترک در سنین اولیه توصیف شده است .در بتن خود تراکم در سنین اولیه به دلیل چسبندگی بالاى مواد ریز موجود, جمع شدگی و خزش بیشترى نسبت به بتن استاندارد مشاهده مى شود ولی در مرحله سخت شدن تاخیرى در شروع جمع شدگی بتن خود تراکم به وجود می آیدکه به دلیل پایین بودن سرعت تبخیر از سطح خارجی اعضاء بتنى می باشد. جمع شدگى ناشى از خشک شدن از همان ابتدا یعنى زمان هاى اولیه بتن ریزى و حتی قبل از افزایش ظرفیت مکانیکى بتن آغاز مى شود که بستگی به :خواص بتن (طرح اختلاط، طریقه ى بتن ریزى و روش های عمل آورى) شکل و چگونگی اعضاء بتنى و شرایط محیطى (دما، رطوبت مربوطه، سرعت باد) دارد. چون جمع شدگى به دلیل کمبود آب درون بتن به سطح اعضاء تحمیل مى شود,کرنش در این قسمت از اعضاء ایجادشده و ترک هائى با منشاء drying shrinkage از نواحى سطحی که در تماس با محیط هستند آغاز مى شود,در نتیجه اعضاء با سطح خارجى بالا (مانند دال ها و پانل هاى پیش ساخته) در تماس با یکک ها می بینند و این امر با عبور هوا از روى نمونه هاى تازه تشدید مى یابد اما از نتایج آزمایش ها مشاهده می شود که با استفاده از مقادیر مناسب الیاف جمع شدگى و به تبع آن ترک ها به میزان قابل توجهی کاهش مى یابند. براى کنترل ترک هاى بتن تحت اثر جمع شدگی دو روش متفاوت پیشنهاد می شود:
1-اندازه گیرى کاهش جمع شدگى با توجه به حدود آب از دست رفته از سطح در معرض هوا(بدون پوشش)اعضاء
2-توسط اتصال اجزا بتن که می تواند رشد ترک ها را کنترل کرده و از انتشار خرابى در اعضا در سنین اولیه جلوگیری کند. محیط مهاجم بیشترین آسیب را در اثر به وجود آمدن تر

اولین روش بررسى نحوه ى عمل آورى بتن و آب نگهدارى و یا افزودنی هاى تقلیل دهنده ى جمع شدگى بوده که هدف این روش کاهش تنش کششی روی بتن است. دومین روش استفاده از افزودنی ها و الیافى هستند که با بتن تازه ترکیب مى شوند و ظرفیت مکانیکى مخلوط را در سنین کم تعیین کرده در نتیجه از رشد و انتشار ترک ها جلو گیرى مى کنند به این معنا که با حضور الیاف تعداد بیشتری ترک ایجاد شده و این امر باعث انتقال تنشهای کششی از میان ترکها و کاهش تمرکز تنش می شود. حرکت ترک ها در هر دو نوع بتن استاندارد و خود تراکم جهت مشخصى نداشته و عمود بر هم از طرفى به طرف دیگر عبور می کنند ولی در کل می توان3 حالت فشاری و کششی و برشی را برای حرکت ترک ها در نظر گرفت.

 همچنین با ورود الیاف به بتن مستقل از مواد تشکیل دهنده 2 نوع وضعیت اصلى موازى و عمود بین ترک و الیاف مشاهده می شود که در صورت عبورالیاف عمود بر لبه هاى ترک با پل زدن الیاف بین ترک ها یکپارچگی بتن تا تغییر شکلهای زیاد حفظ شده و مقاومت خمشی و کششی به دلیل خاصیت دوزندگی الیاف بالا می رود . بنا به دلایل ذکر شده استفاده از آرماتورها از دید گاه میکروسکوپى در کنترل ترک ها مفید واقع نشده و حتی در صورت بروز ترک با پدیده خوردگی مواجه می شوند و بتن کاملا از بین می رود.

درصورتیکه با توزیع اتفاقی الیاف در فواصل بسیار کوچکتر از فاصله بین آرماتورها، اندازه ترک ها کوچکتر شده و باعث کاهش نفوذپذیری و پایداری بتن در محیط های مهاجم می شود. در حالت کلى توزیع اتفاقی الیاف در فواصل بسیار کوچکتر از فاصله بین آرماتورها باعث پخش و کوچکترشدن اندازه ترک ها شده و پس از ترک خوردن ، مقاومت کششى و خمشى به دلیل خاصیت دوزندگی الیاف بالا رفته و یکپارچگی بتن تا تغییر شکلهاى زیاد حفظ می شود.
الیاف را میتوان قبل,بعد یا در حین میکس به مخلوط بتن اضافه کرد ولی براى آسانى پخش باید به صورت خشک وارد مخلوط شود. البته باید توجه داشت در فرآیند ساخت بتن الیافی باید از ایجاد پدیده گلوله ای شدن (Balling) که به دلیل استفاده از مقادیر زیاد و نادرست الیاف رخ مى دهد جلوگیری بعمل آید زیرا در این صورت پدیده انسداد در بتن صورت گرفته و اثر الیاف عملا از بین خواهد رفت.
به دلیل اینکه مقدار الیاف مورد استفاده در بتن برای جلوگیری از پدیده (Balling) بسیار کم مى باشد (تقریبا 0.1%)، مقاومت فشارى به اندازه زیادی افزایش پیدا نمى کند زیرا الیاف نیروى مکانیکى ماکروسکوپى نبوده و تنهایک نیروى کمکى محلى به حساب آورده مى شوند. براى مقایسه هزینه ساخت بتن الیافی با با بتن مسلح به آرماتور می باید مزایاى بتن الیافی از جمله مقاومت ضربه اى بسیار بالاتر، جمع شدگی و عرض ترک کمتر، دوام بیشتر و کاهش هزینه های مربوط به تعمیر ، حفظ و نگهداری، کنترل شکستهای موضعی، ایجاد ترک و گسترش ترک، عمر مفید بیشتر، کنترل نفوذپذیرى بیشتر و بویژه زمان اجراى بسیار کمتر را (در مقایسه با بتن مسلح به میلگرد) در نظر داشت. 

آزمایش های مربوط به بتن الیاف پلیمری چگونگی ساخت آن

یکی دیگر از الیاف های که در بتن مسلح استفاده می شود بتن الیافی پلیمری می باشد یکی از مزایای الیاف پلیمری مرکب نسبت به مواد فلزی پدیده خستگی می باشد که در گذشته درصنایع هوایی استفاده می شد و رفتار خوبی را در مقابل خستگی از خود نشان داده اند فولاد معمولاًدر اثر گسترش ترک به طور ناگهانی گسیخته میشود ولی مواد مرکب پلیمری در اثر پارگی الیاف و یا ماتریس در سطح تماس الیاف بسیار کند گسیخته می شود. پراکندگی قابل ملاحظه موجود در نتایج آزمایشها روی مواد مرکب پلیمری باعث شده که در عمل تنش طراحی کمتری برای این مواد در نظر گرفته شود. طبق نظر دوهوفر (۱۹۷۳)، رفتار خستگی رزینها مختلف با توجه به تفاوت شیمیایی زیاد فرقی نمی کند ولی اپوکسی ها عملکرد خستگی بهتری دارند.

طبق نظر هالاوی (۱۹۹۳) مکانیزم تخریب مواد پلیمری مرکب عبارت است از:
۱-ترک برداشتن ماتریس
۲-لایه لایه شدن مواد
۳-پارگی الیاف
۴-از بین رفتن چسبندگی بین ماتریس والیاف

طبق نظریه کرسیس(۱۹۸۹):ورقها با الیاف یک جهته به دلیل اینکه تمام بار درجهت نیرو به الیاف وارد میشودمقاومت خستگی خوبی دارند ورقه ورقه شدن الیاف مرکب به علت تنشهای بین صفحه ای میباشد معمولاً از انتهای آزاد وتکیه گاه شروع می شود وبه طرف داخل ورق گسترش می یابد.

یک مکانیزم مهم خرابی جدای بین الیاف و رزین در سال ۱۹۷۳ دو هیو فز مشاهده کرد:

Gfrp باعث جداشدگی  میشود ولی در GFrp تازه تا۷۰درصد مانع جدا شدگی می شود. استاتیکی ۳۰درصد مقاومت

ترمیم وتقویت سازه های بتن مسلح با استفاده از روش الیاف پلیمری مرکب در بتن مسلح (اف ار پی):

درحقیقت پوشش کاملی از ورقهای نا زک فولاد والیاف پلیمری مرکب است که می توان آن را برای تقویت تیرها وستون ها ودال هاو...استفاده نمود. مقاوم سازی با الیاف فولادی از طریق چسباندن به وسیله چسب رزین واپوکسی در تیرها وستون ها انجام میگیرد در ترمیم تیرها و ستون ها به روش (اف ار پی ) با الیف پلیمری مرکب باید موارد زیر را در نظر داشت:

1-شرایط به کار گیری و سختی کار
2-ابعاد لایه تقویت درهندسه و وزن بنا
3-دوره زمانی اجرای طرح تقویت 4-هزینه اجرای طرح

انواع الیاف فولادی مرکب در ساختمان شامل زیر میباشد:
1-الیاف شیشه
2-الیاف کربن
3-الیاف آرامید 

در الیاف مرکب فولادی می توان از چند نوع الیاف استفاده کرد که به ان هیبرید (Hybrid) گویند.

1- الیاف شیشه ای: رایج ترین وپر مصرف ترین نوع الیاف مورد استفاده در سقف کامپوزیت است. بر حسب نوع ترکیب مواد به کار رفته به انواع گوناگون تقسیم میشوند. مزایای این الیاف قیمت پایین واستحکام کششی بالا ومقاومت شیمیای بالاو خواص عایقی بالا میباشد معایب آنها عبارتست از مدول کششی پایین و وزن مخصوص نسبتاً بالا وحساسیت در برش وهمچنین با دما ورطوبت نیز استحکام کاهش می یابد.

2- کربن: دانسیسته آن ۲۲.۷ کیلو نیوتن برمتر مکعب می باشد وشکل مختلف ان بلوری می باشد وضخامت ان نازکتر از موی انسان می باشد و دارای قطر ۶-۱۰میکرو متر می باشد.

مزایایی اصلی آن:
استحکام بالای خستگی-مقاومت در برابر خوردگی- ضریب انبساط حرارتی پایین

معایب:
قیمت بالا -کرنش در شکست-هادی الکتریکی

3- الیاف آرامید:

پلیمر های آرامید دارای خصوصیاتی چون نقطه ذوب بالا و پایداری حرارتی عالی ومقاومت در برابر شعله وغیر قابل حل بودن در بسیاری از حلال های آلی شناخته شده اند دانسیسته ان بین ۱۲-۱۴.۶ کیلو نیوتن بر متر مکعب می باشد دارای  خواصی چون مقاوت در برابر ضربه عدم حساسیت به شکاف خواص الکتریک- خود خاموش کنی از خصوصیات آن می باشد. به دو صورت نام تجاری کولار۲۹-کولار۴۹ به بازار عرضه می گردد.

مقاله کامل درمورد بتن ریزی در هوای گرم ایران

مقدمه:
یکی از عوامل تخریب بتن در فلات مرکزی ایران بتن ریزی در هوای گرم می باشد. در محیطهای گرم دمای بتن زیاد بوده و این مسوله موجب تبخیر سریع آب ، گیرش زود رس و کاهش کارایی بتن می شود.
برای رسیدن به بتن مناسب و با مشخصات مکانیکی مورد نیاز باید شرایط ویژه ای رعایت شود.
اقلیم شناسی:
طبق طبقه بندی اقلیمی بخش بزرگی از ایران دارای اقلیم گرم می باشد در فلات مرکزی اقلیم گرم و خشک و در سواحل و جزایر جنوبی اقلیم گرم و مرطوب وجود دارد . در اقلیم گرم و خشک تبخیر بیشتر از بارندگی و اختلاف دمای شبانه روز به 25 درجه سلسیوس می رسد. متوسط دما در روزهای تابستانی حدود 45 و در زمستان حدود 30 درجه سلسیوس است. رطوب نسبی بسیار کم و به ندرت از 50 درجه افزایش می یابد و عموما در حدود 10_20 درجه می باشد تغییرات دما در شبانه روز منجر به وزش باد های گرم و عموما با گردباد و سرعت زیاد می شود. شرایط مزبور برای کارهای بتنی مناسب نمی شود و مقاومت و پایائی (دوام) به طور محسوسی کاهش می یابد و برای دسترسی به بتن بادوام زیاد تهمیدات ویژه ای را باید به کار برد.

خرابیهای بتن:

بتن سالهاست که به عنوان مصالح پایا و بادوام ، ارزان و مقاوم(در حد قابل قبول) به عنوان مصالح سازه ای،ملات،کف سازی،و پرکننده در ساختمانها و ابنیه مختلف به کار گرفته شده است. ولی متاسفانه اگر به طور مناسب، تهیه و عمل آوری نشود در محیط های گرم و خورنده طول عمر مفید آن به طور محسوسی کاهش می یابد. قبل از وارد شدن به مشکلات بتن ریزی در هوای گرم مکانیزم های خرابی بتن را به طور کلی  مورد بحث قرار می دهیم.

خرابیهای بتن به طور کلی یا به صورت شیمیائی و یا به صورت فیزیکی می باشند. در ضمن خرابی خطاهای اجرائی را نیز باید به این مجموعه اضافه کرد که عمدتا نقش تسریع در کاهش پایائی خواهند داشت. خلاصه انواع خرابی بتن در زیر ارائه شده است :

            خرابی بتن:

1)      شیمیائی:

•       حمله سولفات ها

•       حمله کلرورها و خوردگی فولاد

•       کربناتی شدن

•       واکنش قلیاوی سنگدانه ها

2)      فیزیکی:

•       یخ زدگی و ذوب متوالی

•       فرسایش و سایش

•       خلاء زایی (کاویتاسیون)

•       نفوذ نمک ها در بتن

•       حریق

•       ضربه

•       شرایط محیطی

•       حمله باکتریها

3)      خطاهای اجرائی:

•       دانه بندی یکنواخت و نامناسب

•       خاک دار بودن شن و ماسه

•       انبار کردن نامناسب مصالح بتن (شن و ماسه،سیمان،آب،مواد افزودنی)

•       به کار گیری نوع و مقدار نامناسبسیمان

•       تراکم نامناسب

•       عمل آوری نامناسب

•       به کار گیری آب بیش از حد مورد نیاز در مخلوط بتن

وجود اقلیم گرم به طور مستقیم و غیر مستقیم تمام عوامل خرابیهای شیمائی و فیزکی بتن را به جز یخ زدگی و ذوب متوالی تشدید می کند. بنابراین و در اینچنین اقلیمی باید شرایط ویژه ای را به کار برد و حتی الامکان خطاهای اجراوی را نیز به حداقل کاهش داد.

تاثیر محیط گرم روی بتن:

هم بتن تازه و هم بتن سخت شده در محیطهای اقلیمی گرم و در درجه حرارت زیاد بخشی از عملکرد مطلوب و پایائی خود را از دست می دهند. نیاز به آب بیشتر ، گیرش سریع و کاهش اسلامپ و کارائی، افزایش امکان ترک خوردگی خمیری ، تبخیر سریع آب سطحی بتن و تغییر در مشخصات مکانیکی این بخش و نیاز به عمل آوری سریع  از مشکلات بتن تازه در اقلیم گرم است. این مشکلات با افزایش نفوذ پذیری که خود منجر به کاهش مقاومت ذاتی بتن در مقابله با خرابیهای دیگر می شود از تاثیرات محیط گرم روی بتن سخت شده می باشد . علت تغییرات در بتن سخت شده به طور عمده ناشی از اجبار به مصرف آب بیشتر در طرح اختلاط است.

بزرگترین مشکل اقلیم گرم روی بتن، گیرش سریع و کاهش کارائی بتن تازه می باشد که برای جبران آن تولید کنندگان آب مصرفی طرح اختلاط افزایش می دهند. با افزایش آب مصرفی مقاومت کاهش و نفوذ پذیری افزایش می یابد و در صورتیکه عوامل مخرب دیگر مثل یونهای مضرر هم در محیط وجود داشته باشد و به سرعت عمر مفید و پایائی بتن کاهش خواهد یافت و در مناطق گرم و خشک و تبخیر سریع آب از سطح آزاد بتن فرایند آبگیری ( (Hydration سیمان متوقف شده و منجر به ترکهای جمع شدگی خمیری (Plastic shrinkage cracks) خواهد شد.

در محیطهای گرم و مرطوب به علت نفوذ رطوبت در بتن سخت شده خرابی های بتن افزایش می یابد البته به جز ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی. به هر حال در محیط های گرم و خشک نیز امکان رطوبت در پاره ای از کاربردها به طور محسوس وجود دارد مثل سازه های آبی بتنی ، پی ها که در خاک مدفون هستند و به احتمال کاربرد زمینهای اطراف آب و رطوبت به خاک تزریق خواهد شد.

مشکلات بتن ریزی در مناطق گرمسیر به صورت خلاصه عبارتند از :

_ نیاز به آب بیشتر در طرح اختلاط

_افزایش سرعت گیرش سیمان

_کاهش اسلامپ و کارآئی بتن تازه به علت گیرش زود رس

_ایجاد ترکهای جمع شدگی خمیری

_مقاومت فشاری نهائی کمتر (گرچه مقاومت فشاری اولیه افزایش می یابد)

_افزایش نفوذ پذیری و کاهش محسوس پایائی بتن

_ظاهر نامطلوب سطح بتن

_کاهش زمان اجرائی جهت حم و ریختن بتن و ویبره زدن (در پاره ای از موارد این زمان به 20 دقیقه کاهش می یابد)

تمهیدات بتن ریزی در مناطق گرمسیری :

در صورتیکه دمای بتن در لحظه بتن ریزی از 32 درجه بیشتر باشد باید بتن ریزی رامتوقف کرد یا شرایط ویژه ای را جهت کنترل دمای بتن به کار برد. به هر حال در ردزهای گرم سال در مناطق گرمسیر موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد.

_دمای سیمان در هنگام اختلاط باید کمتر  از 50 درجه باشد نگهداری سیمان در محلهای سایه و خنک و با استفاده از سیلو مناسب با رنگ آمیزی مناسب می تواند در پائین نگهداشتن دمای سیمان به کار رود.

_میزان مصرف سیمان نباید از 350 کیلوگرم بر متر مکعب کمتر باشد تا بتوان کاراوی و مقاومت لازم را به دست آورد در ضمن نباید از 450 کیلوگرم بر متر مکعب بتن بیشتر باشد چون گرمای آزاد شده ناشی از فعل و انفعالات سیمان منجر به دمای زیاد بتن تازه خواهد شد.

_به کار گیری سیمان کند گیر (در حد تیپ دو)به کار گیری سیمان پوزولانی به خصوص استفاده از میکروسیلیس یا به کارگیری مواد افزودنی که موجب کاهش دمای گیرش شود توصیه می شود.

_شن و ماسه باید در محل خنک و سایه (زیر سایه بان) نگهداری شوند . در صورت لزوم سنگدانه ها با آبپاشی خنک شوند.

_به کارگیری دانه های گرد گوشه (رودخانه ای) به علت ایجاد کارائی بیشتر مناسب تر است.

_دانه بندی شن و ماسه باید حتما در محدوده استاندارد باشد و اگر در حد میانی استاندارد باشد که منجر به تولید بتن متراکم شود بهتر است.

_به کار گیری شن درشت منجر به نفوذ پذیری بیشتر می شود بنابراین به کارگیری شن ریزتر در طرح اختلاط توصیه می شود.

_حتی المکان باید آب خنک استفاده شود به کارگیری عایق حرارتی برای لوله ها و مخازن آب توصیه می شود. در صورت ناتوانی در کنترل بتن می توان از خرده یخ برای خنک کردن آب استفاده نمود.

_به هیچ وجه نباید برای کنترل سلامپ و کارائی از آب بیشتر از حد تعیین شده در طرح اختلاط استفاده نمود.

میلگرد در شرایط محیطی فوق العاده شدید باید باید گالوانیزه با آغشته به اپوکسی باشند(در مناطق گرم و خشک به کارگیری این روشها ضروری نمی باشند)

_به کارگیری پوشش بتنی در اطراف میلگرد ها جهت تامین پایائی ضروری می باشد باید از به کارگیری مقاطع نازک بتنی با درصد زیاد میلگرد خودداری شود.

_به کار گیری قالب چوبی به علت کوچکی ضریب انتقال حرارت نسب به قالب های فلزی مرجع است.

_قالب ها باید حتما آب بندی باشند تا شیره و آب از دسترس بتن خارج نشود.

_بتن ریزی در ساعات خنک و سایه روز انجام شود.

_حتما از تبخیر آب سطحی بتن جلوگیری به خصوص در مقابل وزش باد و تشعشعخورشید با بکارگیری روکشهائی روی سطحی جلوگیری کرد.

_تراکم بتن حتی الامکان باید به صورت کامل انجام شود تا پایائی بتن را بتوان تضمین نمود.

_عمل آوری بتن باید به طور کامل و در اولین فرصت ممکن انجام شود و به نحوی که آب سطحی بتن از دست نرود. روشهای عمل آوری عبارتند از:                   

·         جاری نمودن آب مناسب روی بتن (توجه به تبادل حرارتی و از دست رفتن حرارت بتن لازم است)

·         آب پاشی به طور مدوام و با آب مناسب البته توصیه می شود به خصوص دفعات اولیه آب دارای حرارت نزدیک بتن تازه باشد تا امکان تباد حرارتی از بین ببرد.حتی اگر قرار است آبّ روی سطح بتن گرفته شود باید چند ساعت اولیه با آب گرم روی سطح بتن آب پاشی نمود و سپس اقدام به این کار کرد.

·         به کارگیری روکش مرطوب نظیر گونی، نمد، حصیر،کاه،ماسه تمیز و خاک اره.

·         به کار گیری روکش غیر قابل نفوذ شامل کاغذ نفوذناپذیر،نایلون.

حداقل زمان عمل آوری در مناطق گرمسیری 7 روز می باشد ولی برای سیمانهای تیپ 2و 5 و سیمانهای پوزولانی 14 روز است.

_به کار گیری گوشه های پخ شده در قطعات جهت جلوگیری از تبخیر سریع از این نواحی.

نتیجه گیری:

فلات مرکزی ایران کویری بوده و دارای اقلیم گرم و خشک می باشد. شرایط آب و هوای اقلیم مزبور جهت بتن ریزی و عمل آوری مناسب نمی باشد. طراحان و مجریان می توانند با به کار گیری مشخصات و روشهای اجرائی مناسب بتن با مقاومت فشاری ،پایائی و کارائی خواسته شده تولید نمایند. افزایش آب به بتن جهت افزایش کارائی نتیجه نامطلوب دارد. تامین رطوبت و جلوگیری از وزش باد از روی سطح بتن در دوره عمل آوری ضروری می باشد و به طور وسیعی از ترک خوردگی جمع شدگی جلوگیری می کند طبق آیین نامه آبا به کارگیری بتن تازه با دمای بیشتر از 32 درجه سلیسوس ممنوع است و باید در شرایط هوای گرم با خنک کردن آب و سنگدانه ها از دمای بتن کاست و سپس استفاده نمود.

نقدی بر آیین نامه بتن ایران

مقدمه
نگارش آیین نامه های مختلف در هر کشوری نشان دهنده ی پیشرفت و بالندگی ان کشور و رشد و توسعه ی علمی می باشد.
در ایران نیز از دهه 70 اقدام به ویرایش آیین نامه ها و مقررات ملی شده که نتیجه ی ان تحریر مقررات بیست گانه ی ساختمان وآیین نامه ی زلزله ایران و نیز آیین نامه ی بتن ایران ( آبا) می باشد. که ما در این مقاله به نکات ضعف و قوت آیین نامه ی بتن ایران خواهیم پرداخت.

کلیات آبا
کلا آیین نامه ی بتن ایران در دو فصل مجزا نوشته شده که در ویرایش های پیشین کتاب در دو جلد ارائه می شده اما اکنون کتاب در قالب یک جلد مشتمل بر دو فصل ارائه می شود که فصل اول کتاب مربوط به ضوابط و مقررات لازمه در بتن و فصل دوم ان در مورد فرمولها و روشهای طراحی صحبت میکند.کلا آبا تحت واحد های نیوتن و میلیمتر نوشته شده و مقاومتهای تنشی را در واحد مگاپاسکال بیان میکند که این موضوع جای بحث دارد که در ادامه مقاله به این مورد خواهیم پرداخت.

ایرادات آبا

 به آیین نامه ی بتن ایران چهار ایراد بزرگ و مهم می توان وارد کرد ولی پیش از آن بهتر است کمی در مورد یکی از آیین نامه های بزرگ دنیا اشاره نموده و آبا را با آنها مقایسه کنیم.

 درموسسه ی بتن آمریکا آیین نامه ای به نام  ACI منتشر ساخته که حاصل بیش از 70 سال مطالعه و تحقیق می باشد و هنوز هم در پویایی آن کوشش می کنند و این آیین نامه کارایی خود را در طول سالیان دراز به اثبات رسانیده است.

1 : انتخاب واحد ملی
هر آیین نامه ای در هر کشوری مستلزم انتخاب واحد ملی ان کشور می باشد به عنوان مثال آیین نامه ی بریتانیا در واحد اینچ و پوند نوشته شده است چرا که واحد ملی بریتانیا پوند، اینچ، یارد و گالن (در حجم) می باشد.
اما در ایران واحد ملی ( منظور از واحد ملی واحد هایی است که عموم مردم به طور روزمره از آنها استفاده می کنند)  کیلوگرم و نیز سانتی متر است که  کاربرد سانتیمتر عمومیت بیشتری نسبت به میلیمتر دارد. مثلا در کارگاههای ساختمانی همواره با سانتیمتر اندازه گیری میشود !
و نیز مفهوم کیلوگرم بهتر از نیوتن قابل درک است اما می بینیم برخلاف تمام گفته ها از نیوتن و میلی متر استفاده شده است!
 

2 : پاسکال واحد فشار  نه تنش! 
در آبا از واحد مگاپاسکال به عنوان مقاومت تنش بتن یا خاک استفاده شده، گویا نویسندگان آبا اطلاع ندارند که پاسکال واحد فشار است و فشار با تنش فرق دارد. (پاسکال نام دانشمندی است که در زمینه ی فشار مایعات تحقیقات زیادی کرده و به احترام او واحد فشار را پاسکال انتخاب نموده اند)

برای روشن شدن تفاوت بین فشار و تنش بهتر است که تعریف هرکدام راذکر نماییم...

تعریف فشار: فشار عبارت است از نسبت نیرو بر سطح وارده یا همان تقسیم نیرو بر مساحت می باشد.

تعریف تنش: تنش عبارت است از نسبت دیفرانسیل مقدار نیرو بر دیفرانسیل مقدار مساحت سطح!

با توجه به دو تعریف فوق میتوان دریافت که توزیع فشار در سطح جسم همواره یکنواخت است اما توزیع تنش در سطح جسم یکنواخت نیست به کار بردن اشتباهی واحدها خطایی است که در مقاطع مدرسه ای و اکثرا از دانش آموزان دوره ی دبیرستان سرمی زند واز اینکه هیئت تحریریه آیین نامه ی ملی ایران مرتکب چنین اشتباهی شوند جای بسیار تعجب دارد!!!
 

3 : تغییر ظاهری فرمولها و از بین رفتن نموگرامها
اگر با دقت به فرمولهای ارائه شده ی آبا نگاه کنیم خواهیم فهمید که این فرمولها هیچ تفاوتی با فرمولهای ارائه شده توسط آیین نامه ی ACI ندارد .
و کلا آبا کپی برداری کلمه به کلمه از آن آیین نامه می باشد و تنها در ضرایب اطمینان و ظاهر فرمولها تفاوت دیده می شود.
تفاوت فرمولهای آبا در ظاهر آن است و علت آن اعمال ضرایب تبدیل واحد میباشد. لذا اگردر آبا از واحدهای ملی ایران استفاده می شده حتی فرمولها نیز مشابه آیین نامه ی ACI می شدند. البته ما انتظار نداریم که هیأت چند نفری تحریری آبا در سازمان مطالعه و تحقیق مسکن و شهر  سازی  فرمولهای جدیدی برای بتن پیشنهاد دهند. اما با این کار خود باعث شدند که تمام جدولها و نمودارها که برای تسهیل در محاسبات در aci ارائه شده بود(مثلا نمودارهای اندرکنش ستونها) از بین برود و نیز آیین نامه ی آباهیچگونه نمودار و یا روش برای تسریع و تسهیل محاسبات ارائه نکرده و مهندسین مجبور هستند که فرمولهای درجه سه تیر یا ستون را به طرق ریاضی حل کنند که این کار مستلزم زمان زیاد میباشد.
البته یکی از اساتید دانشگاه اقدام به تبدیل نمودارهای   ACI به واحد آبا کرده است. اما تا زمانی که آبا آن نمودارها را تأیید نکند نمی توان اعتباری برای آنها قائل شد و قطعا نمودارهای یاد شده دارای ایراداتی نیز می باشد.و نمیتوان به آن اعتماد کرد.
 

4 : عدم ساپورت جهانی از آبا
همان گونه که می دانید آبا از طرف هیچ کدام از نرم افزارهای نوشته شده حمایت نمی شود زیرا این آیین نامه از اعتبار جهانی لازمه نیز برخوردار نیست و از طرف دیگر همه ی مهندسین در طرحهای خود بایستی از آبا استفاده کنند خوب به علت عدم وجود نرم افزار ها و نیز عدم وجود نموگرامها به هیچ عنوان نمی توان از آبا استفاده کرد و این موضوع یک دردسر بزرگ برای مهندسین طراح می باشد.
 

نواقص آبا
علاوه بر ایرادات فوق آبا از نواقصی نیز برخوردار است مثلا آبا در مورد طرح اختلاط بتن صحبتی نکرده و فقط طرح اختلاط بتن را به تجربه ی کارگران در کارهای کوچک و آزمون و خطا در آزمایشگاه برای پروژه های بزرگ در نظر گرفته است.

اما می دانیم که آیین نامه ی ACI در مورد طرح اختلاط صحبت زیادی کرده و جدولهایی نیز معرفی نموده....
آبا اصلا در مورد بتن غیرمسلح و سازه های بتنی پیش و پس تنیده صحبتی نکرده اما در آیین نامه ی ACI به همه ی موارد اشاره شده است.
 

نکات قوت آیین نامه ی آبا
پس از کلی نقد، آبا نکات قوتی نیز دارد و آن در  ضرایب اطمینان است که آبا در ضرایب اطمینان دست بالا عمل کرده و جانب احتیاط را خوب رعایت نموده است.

نتیجه گیری
ما نتیجه گیری کلی را بر عهده ی خوانندگان عزیز میگذاریم و امیدواریم که زمانی یک آیین نامه ی کاملا بومی و ملی نوشته شود  که این کار زمان زیادی می طلبد ...

بتن سبک و اثر میکروسیلیس در افزایش مقاومت آن

مقدمه :
تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که مسئولیت ساخت پایه برج دریایی «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال 1824 میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید. مردم کشور ما نیز از سال 1312 با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد. با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در کشورمان پیدا کرد.
یکی از روشهای ساختمان سازی که امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است. بعد از انقلاب اسلامی به علت کمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در کشور ، کاربرد بتن بسیار رشد نمود. علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امکان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشکله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند که توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد.

یکی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد. اگر بتوانیم تیغه های جدا کننده و پانل ها را از بتن سبک بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی کاهش می یابد. ولی کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است. استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن سبک سبب شده است که مقاومت بتن سبک بالا رود و این محدودیت کاهش یابد. در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن، بیشتر درباره بتن سبک و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میکروسیلس، خواص مکانیکی و همچنین موارد کاربرد آن بحث می شود.

1- سیمان

- سیمان تولید شده در کشور ما با سیمان تولید شده در کشورهای صنعتی متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسی شود.

- طبقه بندی سیمانها شناسایی شود.

-  عدم تنوع در کیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد.

-  عدم استفاده از سیمان با کیفیت بالا از عوامل اولیه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد.

2- شن و ماسه

- معیارها و آئین نامه های تولید کلان شن و ماسه بررسی شود.

- تولید کلان  شن و ماسه در کشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود.

-  معایب شن و ماسه تولیدی در کشور در حد کلان بدلایل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می دهد.

الف : وجود گرد و غبار

ب : عدم شستشو

ج : دانه بندی ناصحیح

د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شکسته.

- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و یا 3 از عوامل ثانوی عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد.

افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندرکاران صنعت تولید بتن می باشد.

ساختار بتن :
- بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار رکن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب

- در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزﺀ ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید.

- توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد.

-  فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یکپارچه بهم بچسباند.

-  استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی است.

-  برای ایجاد کار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر کردن کامل زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگرد های مسلح کننده را بگیرد.

-  جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است.

ویژگیهای آب مصرفی بتن :

- آب های مناسب برای ساختن بتن

1- آب باران

2- آب چاه

3- آب برکه

5- آب رودخانه در صورتی که به پسابهای  شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره …

بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد.

- آبهای نا مناسب برای ساختن بتن

1- آبهای دارای کلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود )

2- آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند.

3- وجود باقیمانده نباتات در آب.

4- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود )

5- آب باتلاقها و مردابها

6- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو

7- آبهای گازدار مانند2 co و…

8- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند.

نکته : 1- آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست.

نکته : 2- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد.

نکته : 3- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممکن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود.

نکته : 4- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی یارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد.

تمایز بتن از نظر چگالی :

الف : بتن معمولی : چگالی بتن معمولی در دامنه باریک 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زیرا اکثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندکی دارند ( ادامه این مبحث از بحث ما خارج است )

ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیکی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آکتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای که مورد بحث ما نمی باشد که چگالی آن معمولا بیشتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.

ج : بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینکه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی کمتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم در متر مکعب می باشد. بدلیل اینکه دارای چگالی کمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبک تقریبا بین 300 و 1850 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یکی از امتیازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینکه قالبها فشار کمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می کنند و همچنین در کاهش جابجایی کل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد.

روش های کلی تولید بتن سبک :

- روش اول : از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم بجای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی 6/2 می باشد استفاده می کنند.

-  روش دوم : بتن سبک تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد که این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد که بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند.

- روش سوم : در این روش تولید ، سنگدانه ها ی ریز از مخلوط بتن حذف می شوند. بطوریکه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود. این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند.

نکته : کاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه  و جود منافذ یا در مصالح یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت موجب کاهش مقاومت بتن می شود.

طبقه بندی بتن های سبک بر حسب نوع کاربرد آنها :

- بتن سبک باربر ساختمان

-  بتن مصرفی در دیوارهای غیرباربر

-  بتن عایق حرارتی

نکته 1- طبقه بندی بتن سبک بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد.

مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبک ---- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از    شده پس از 28 روز نباید کمتر از Mpa 17 باشد. و وزن مخصوص آن نباید از 1850 کیلوگرم بر متر مکعب تجاوز نماید که معمولا بین 1400 او 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است.

نکته : 2- بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از 800 کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین 7/0 و Mpa 7 می باشد.

انواع سبک دانه هایی که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده می شود :

الف -  سبک دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند.

نکته :1- این نوع سبک دانه ها معمولا بدلیل اینکه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان  زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود.

نکته : 2- از انواعی پوکه معدنی سنگی که ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص 700 تا 1400 کیلو گرم بر متر مکعب تولید می شود که خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است. سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است.

ب -  سبک دانه های مصنوعی : این سبک دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند.

- گروه اول : که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیکولیت بدست می آیند.

- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید.

- گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبکدانه های کلینکری) می باشند.

- گروه چهارم : مخلوطی از خاک رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبدیل به سبک دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است.

الزامات سبکدانه ها بتن سازه ای :

الزامات سبکدانه ها در آیین نامه های ASTM C330-89 ( مشخصات سبکدانه ها برای بتن سازه ای در آمریکا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبکدانه ها برای قطعات بنایی و بتن سازه ای در بریتانیا ) داده شده اند. در استاندارد بریتانیایی مشخصات واحدهای بنایی نیز مورد بحث قرار گرفته است. این آیین نامه ها محدودیتهایی برای افت حرارتی ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنین در BS برای مقدار سولفات  1% 3 so  (به صورت جرمی ) را مشخص نموده اند.

ذکر این نکات برای فهم بهتر مفید است :

1- آیین نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هوای سرد شده ، که منبسط نشده است را در بر می گیرد.

2- سبکدانه های به کار رفته در بتن سازه ای ، صرفنظر از منشأ آنها تولیداتی مصنوعی می باشند و در نتیجه معمولا یکنواخت تر از سبکدانه طبیعی می باشند. بنابراین سبکدانه را می توان برای تولید بتن سازه ای با کیفیت ثابت مورد استفاده قرار داد.

نکته : سبکدانه ها دارای خصوصیت ویژه ای هستند که سنگدانه های معمولی فاقد آن می باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهای  مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل دارای اهمیت ویژه ای می باشند.این ویژگی عبارتست از توانایی سبکدانه ها در جذب مقادیر زیاد آب و همچنین امکان نفوذ مقداری از خمیر تازه سیمان به درون منافذ باز ( سطحی ) ذرات سبکدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتیجه این جذب آب توسط سبکدانه ، وزن مخصوص آنها زیادتر از وزن مخصوص ذراتی می شود که در گرمچال خشک شده اند.

روش افزایش مقاومت بتن سبک :

کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبک با مقاومت زیاد روشهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است.

نکته : عامل موثر و مشترک در کلیه این پژوهشها مصرف میکروسیلیس در بتن می باشد.

 تحقیقات مشترک V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبک و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبکدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبک تابعی از مقاومت سبکدانه ها و ملات است که این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید.

fc = fm (vm)+fa (1-vm)

fc = مقاومت بتن    fa = مقاومت سبکدانه

fm = مقاومت ملات  vm = حجم نسبی ملات

بدین ترتیب مشاهده می شود که می توان با افزایش مقاومت سبکدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبک را افزایش داد.

مدیریت حفاظت بتن (بر اساس تحقیقات میدانی در هرمزگان)

علیرغم اینکه مدت نسبتا زیادی از پیدایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ‏‏، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماده را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است. با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است. در سازه های بتنی این پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه، پاسخ منفی را بدست می دهد.
مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است.

فسادپذیری سازه های بتنی که کاهش دوام سازه یی رع به همراه دارد ، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی، سد میناب، خط انتقال آب میناب – بندر عباس و ده ها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است.

شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که مکرراً از آن استفاده خواهد شد.

امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان؛ خوردگی بتن؛ ابداع شده است . در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را به همراه دارد، به دست نمی دهد.
ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتنی بر اثر واکنش های شیمیایی- الکتروشیمیایی، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتاً فرایند تخریب بتن را به همراه دارد. در این مقطع ترمیم بتن مطلقاً امکان پذیر نبوده و یا انجام آن با هزینه های گزافی همراه است.

شباهت این فرآیند در بتن با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( Concrete Cancer ) را مطرح نموده است. اما از آنجا که فرآیند تخریب بتنهای غیر مسلح به گونه دیگری است، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتنهای مسلح و غیر مسلح را به همراه دارد مناسب تر یافته ایم.

مدیریت حفاظت بتن
مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی و اجرائی در حد جزئیات است که طرح،  اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر می گیرد .

کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت، داشت و برداشت تعریف جامعی را در امر کشاورزی ارائه نموده اند. چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی کشور داشته باشیم از به هدر رفتن میلیاردها ریال سرمایه های ملی جلوگیری کرده ایم.

اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن
می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد :
الف – تأمین سرمایه

ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

ج- شناخت عوامل فساد بتن

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

د- تحقیقات:

( تحقیقات خود شامل دو جزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود.

ر- طرح اختلاط بتن

ل- تولید، اجرا و عمل آوری

ن- نگهداری

مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنشهای منفی درون سازه های بتنی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان نوعاً آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی، خاکی و ........ تعمیم داد.

الف – تأمین سرمایه :
تأمین سرمایه کافی به منظور انجام دقیق امر طراحی و اجرا و بهره برداری از سازه در اولویت قرار دارد. عدم امکان تأمین بخشی از سرمایه یعنی عدم تحقق بخشی از اهداف پروژه.

ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص
تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر را پوشش می دهند مطرح است و عدم تأمین و یا حذف بخشی از آن سلامت سازه ای را زیر سؤال خواهد برد.

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
شناخت مصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استانداردهای خاص خود را دارند و با در نظر گرفتن این استانداردها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری آن در امر احداث سازه های بتنی اقدام نمود. نادیده گرفتن و قصور در اجرای استانداردها و دستورالعمل های فنی یعنی به خطر انداختن استحکام، دوام و بقای سازه ای.

ج- شناخت عوامل فساد بتن
شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از :

1- نمکها ؛ 2- اسیدها ؛ 3- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ 4- پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد ؛ 5- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ 6- بار اضافی ؛ 7- آب و رطوبت ؛ 8- فرآیند یخبندان ؛ 9- خوردگی میکروبی ( SRB ) ؛ 10- باکتری های اکسید کننده گوگرد .

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است ( نمونه حاضر آن سازه های بتنی گوناگون در سطح تهران بزرگ ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتنی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گازهای مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد.

بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد. به طوری که یک عامل نفوذی بعمق20 میلی متر می تواند تا میزان 35 نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی 30 سال کاهش دهد .

نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارس که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارس سازه بتنی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد.

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد
آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مختلف و از جمله آئین نامه بتن ایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودن آن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است. تحقیق در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف  نگردیده است.

( تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا 17 کیسه بر روی هم، ( استاندارد 7 کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای آب شیرین کن با خاصیت قلیایی بسیار بالا، استفاده از بتن خشک، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجائی بندر عباس بوده اند. تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دور را نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نامرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد.

د- تحقیقات :
چون عمدتاً تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و مضافاً این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای 34-33 درجه شرایطی استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند. تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورت دارد که این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد. بدیهی است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن انجام گیرد.

ر – طرح اختلاط بتن
طرح صحیح صورت مسأله بر اساس شناخت دقیق اقلیم، مکان، مصالح و نوع سازه، امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد. طرح اختلاط بتن به مانند هر گونه طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفاده عمومی طرح اختلاط واحد بتن اکیداً اجتناب شود . اختلاط بتن بایستی با درصد و طیف مناسبی از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطره انداختن سازه بتنی، محسوب می شود.

ل – تولید، اجرا و عمل آوری
اجرا و عمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح اختلاط بتن بوده و اجرای صحیح و دقیق آن امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را بدست می دهد که به علت فشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن سد نموده و استحکام و دوام سازه ای را تضمین می نماید.

ن- نگهداری
نگهداری سازه های بتنی از مهمترین بحثهای مدیریت حفاظت بتن می باشد که بکارگیری آن در تمامی دوران بهره برداری توصیه گشته و امروزه در تمامی کشورهای پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است .

نتیجه گیری :
با توجه به پهناوری کشور و شرایط مختلف اقلیمی و محیطی، تهیه و تنظیم آئین نامه های منطقه ای بتن و فولاد امری ضروری است و بهره برداری بی دردسر از سازه ها ایجاب می کند که به امر طراحی، اجرا و بهره برداری سازه ای توجه ویژه ای مبذول شود، از این رو در جهت تکمیل طرح مدیریت حفاظت بتن طرحی را تحت عنوان شناسنامه سازه ای تهیه و ارائه نموده ایم که امیدواریم پس از کسب نظر اساتید، دانشمندان و صاحبنظران به عنوان امری واجب و ضروری در راه حفظ و نگهداری سرمایه های ملی و کلیه سازه ها ( اعم از بتنی، خاکی، فلزی و ... ) مورد استفاده قرار گیرد.

بتن هبلکس (AAC)

بتن سبک یا بتن متخلخل در سال 1924 میلادی توسط یک آرشیتکت سوئدی اختراع گردید . هم اکنون در اروپا بتن سبک تحت نامهای (  Ytong) و یا ( Hebelex ) عرضه می شود . ساخت این محصول با استفاده از تکنولوژی پیشرفته از طریق اختلاط و پخت مواد اولیه : ماسه سیلیسی، آهک ، سیمان ، پودر آلومینیوم و آب انجام می گیرد .
عمده خواص بتن سبک ( هبلکس ) عبارتست از :
• وزن مخصوص : هر متر مکعب حدود 600 کیلوگرم .
• مقاومت فشاری : 30 تا 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با امکان افزایش آن بر حساب نیاز مصرف کننده .
کار کردن با بتن سبک ( هبلکس ) بسیار آسان است، مثلاً به راحتی می توان آن را ارّه نموده یا میخ در آن کوبید و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آب را در آن به وجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می باشد.

با توجه به آیین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله ، بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان می باشد و بلوک های بتن سبک ( هبلکس ) تأمین کننده این مزیت فنّی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود 600 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می باشد ، به عبارت دیگر یک عدد بلوک 20×25×60 هبلکس مطابق با 46 عدد آجر است، در حالیکه وزن آن برابر وزن 10 عدد آجر بوده و یک کارگر به راحتی می تواند آنرا حمل نماید و سریعاً نیز نصب می گردد .

در ضمن ملات مصرفی برابر 25% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز دز ملات نیاز دارد. به عنوان مثال چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده از بلوک های هبلکس 15 کیلوگرم سیمان مصرف می کند.

همچنین بارگیری و حمل بلوک های هبلکس که در قالب های 15/3 متر مکعبی بسته بندی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و اقتصادی تر انجام میگیرد. یک تریلی 9 پالت بزرگ برابر 35/28 متر مکعب را حمل می نماید.

هبلکس = عایق گرما، سرما، صدا و مقاوم در برابر زلزله و ...

هبلکس = صرفه جویی در آهن یا آرماتور، زمان اجرا، ملات مصرفی، دستمزد و ...

هبلکس = چسبندگی قابل توجه با ملات سیمان و ماسه و گچ و خاک به موجب گواهی وزارت مسکن و شهر سازی .

مزایای فنّی :
سبکی وزن ، عایق در برابر حرارت، عایق دز برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجر های معمولی و آجر های سفال می باشد.

مزایای اجرائی :
با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک های هبلکس در همه ضخامت ها، سرعت اجرای هبلکس نسبت به سایر مصالح به 3 برابر بالغ می گردد.

مزایای اقتصادی :
پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج دارد و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوار ها که موجب کاهش ابعاد سازه می شود، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.

به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و هبلکس اقلام زیر نیز ارقام توجه ای را تشکیل می دهند :

سرعت زیاد آجر چینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تأسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از هبلکس موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می شود. همچنین ضایعات هبلکس کلّا به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می ماند.

دستورات العمل اجرایی :

  1 ) کادر اجرایی : 
       کارکردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد با توجّه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر نیز نسبت به آجر سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد .

  2 ) ملات مورد نیاز :
       همان ماسه و سیمان می باشد و با توجه اینکه بلوک های هبلکس یک نوع بتن سبک می باشد و هم گونی کاملی با ملات ماسه سیمان دارد می توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود، در مواردی که تیغه بندی های مورد اجرا با آب و رطوبت سر کاری نداشته باشند ( مثل دیوار اتاق خواب، کار، ...) می توان از ملات گچ و خاک ( به لحاظ صرفه جویی اقتصادی ) نیز استفاده نمود.

  3 ) جذب آب :
      با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوک های هبلکس، نم و رطوبت توسط این بلوک ها منتقل نمی شود . در عین این که این بلوک ها نم و رطوبت را نسبت به مصالح مشابه جذب می کند، لذا در زمان استفاده از این بلوک باید نکات زیر را رعایت نمود :

      اولاً : قبل از اجرا بلوک ها باید کاملاً  خیس نمود.

      ثانیاً : ملات مصرفی را نیز باید با رقّت بیشتری تهیه نمود.

      ثالثاً : بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.

  4 ) اندود گچ و خاک :
با توجّه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح در صورت اجرای صحیح دیوار ها به اندودی بیش از  1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهد بود ( یعنی در هر طرف نیم الی یک سانتیمتر ) .

  5 ) از نظر نصب تأسیسات و روکار :
       مانند سایر مصالح می باشد .

مقابله با خوردگی بتن

مسأله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف جهان است. این مسأله حتی در کشورهای پیشرفته همچون آمریکا، کانادا، ژاپن و بعضی کشورهای اروپایی هزینه های زیادی را برای تعمیر آنها به دنبال داشته است. به عنوان مثال درگزارش های بررسی پل ها در امریکا حدود 140،000 پل مسأله داشته اند. این مسأله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدیدتر بوده و سازه های بتنی زیادی در زمانی نه چندان طولانی دچار خوردگی و خرابی گشته اند. بررسی ها در این مناطق نشان می دهد که اگر مصالح مناسب انتخاب گردد، بتن با مشخصات فنی ویژه این مناطق طرح گردد، در اجرای بتن از افراد کاردان استفاده شود و سرانجام اگر عمل آوری کافی ومناسب اعمال شود، بسیاری از مسائل بتن بر طرف خواهد گشت. به هرحال برای پیشگیری در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و به کار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسأله بوده است.

استفاده از آرماتورهای ضدزنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیکی frp یکی از این روش ها است که به علت گرانی آن هنوز کاملا توسعه نیافته است. به علاوه عملکرد دراز مدت این مواد باید پس از تحقیقات روشن گردد.

از روش های دیگر کاربرد حفاظت کاتدیک در بتن می باشد با استفاده از جریان معکوس با آند قربانی شونده می توان محافظت خوبی برای آرماتورها ایجاد نمود. این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پرخرج است ولی روش مطمئنی می باشد.

برای محافظت آمارتور در مقابل خوردگی، چند سالی است که از آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود. تاریخچه مصرف این آرماتورها بویژه در محیط های خورنده نشان می دهد که در بعضی موارد این روش موفق و در پاره ای نا موفق بوده است. به هرحال اگر پوشش سالم بکار گرفته شود با این روش می توان حدود 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.

استفاده از ممانعت کننده ها و بازدارنده های خوردگی بتن نیز به دو دهه اخیر برمی گردد. مصرف بعضی از این مواد همچون نیترات کلسیم و نیترات سدیم جنبه تجارتی یافته است. به هر حال عملکرد این مواد در تاخیر انداختن خوردگی در تحقیقات آزمایشگاهی و نیز در محیط های واقعی مناسب بوده است. بازدارنده های دیگری از نوع آندی و کاتدی مورد آزمایش قرار گرفته اند ولی دلیل گرانی زیاد هنوز کاربرد صنعتی پیدا نکرده اند.

برای محافظت بیشتر آرماتور و کم کردن نفوذپذیری پوشش های مختلف سطحی نیز روی بتن آزمایش و به کار گرفته شده است. این پوشش ها که اغلب پایه سیمانی و یا رزینی دارند با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند. عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی داشته و نیاز به تجدید پوشش بوده است. روی هم رفته پوشش های با پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم نشان می دهند.

با پیشرفت روزافزون انقلاب تکنولوژیک به ویژه در تولید بتن های خاص برای مناطق و شرایط خاص می توان از این بتن ها در ساخت وسازهای آینده استفاده نمود. دانش استفاده صحیح از مصالح، اجرای مناسب و عمل آوری کافی می تواند به دوام بتن ها در مناطق خاص بیفزاید. تحقیفات گسترده و دامنه داری برای بررسی دوام بتن های خاص در شرایط ویژه و در دراز مدت بایستی برنامه ریزی و به صورت جهانی به اجرا گذاشته شود.

شرح کامل مسائل اجرایی بتن سبکدانه سازه ای

بسیاری از اصول اجرائی حاکم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــکدانه سازه ای کماکان از اهمیت برخوردار است. مسلما" در بتن های غیر سازه و سبکدانه بسیاری از نکات مورد نظر نمیتواند با اهمیت تلقی شود و عدم رعایت برخی قواعد تا آنجا که به وزن مخصوص بتن ریخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهمیت تلقـــی نمیشـــود. اصل پیوستگی و تدوام در بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد ) ، اصل عدم گیرش یا نزدیکی به گیرش در بتن قبل از ریختن و تراکم ، اصل عدم جدا شدگی مواد (ناهمگنی ) بتن، اصل رعایت دمای مناسب بتن ریزی، اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر، اصل رعایت تراکم صحیح، اصل رعایت پرداخت صحیح سطح بتن، اصل انتخاب صحیح اسلامپ با توجه به وضعیت قطعه و وسایل تراکمی موجود، اصل رعایت و بکارگیری نسبت ها و مقادیر صحیح مصالح و پرهیز از مصرف مواد نا مناسب، و در نهایت اصل عمل آوری صحیح و قالب برداری به موقع و با دقت همواره در این نوع بتن ریزیها مانند بتن های معمولی از اهمیت برخوردار می باشد.

استفاده از مواد مناسب و نسبت های صحیح :
بکار گیری مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه، رعایت مصرف سیمان تازه و غیر فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول کاملا" مهم می باشد. توزین یا پیمانه کردن دقیق و صحیح مصالح مصرفی طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهمیت برخوردار است. بهتر است مصالح سنگی مصرفی به ویژه سبکدانه در شرایطی قرار گیرد که نوسانات رطوبتی اندکی داشته باشد . برای مثال خوبست بدانیم لیکاهای موجود در ایران میتواند تا بیش از 30 درصد آب را در خود جذب و نگهداری کند . بنابراین بین سنگدانه کاملا" خشک و کاملا" اشباع تفاوت فاحشی وجود دارد و میتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سیمان و در نتیجه به مقاومت و دوام بتن سبکدانه سازه ای اثر چشمگیری باقی گذارد . بهر حال اگر بدانیم مثلا" سنگدانه های ما حدود 5 درصد رطوبت دارد میتوانیم مقدار آب مصرفی را تنظیم نمائیم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست یابیم.
باید دانست مشکل بزرگ تولید بتن سبکدانه همین تغییر رطوبت است و لذا کنترل نسبت آب به سیمان در این بتن ها مشکل می باشد و حتی مانند بتن های معمولی نیز نمیتوان با کنترل اسلامپ به نتیجه مورد نظر رسید.

انتخاب اسلامپ صحیح :
مانند بتن های معمول انتخاب اسلامپ میتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگی، آب انداختن، رسیدن به تراکم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه، طرز قرارگیری، وضعیت درهمی میلگردها، وسایل تراکمی موجود قابل تأمین این انتخاب کاملا" معنا دار و با اهمیت است . به دلیل سبکی سنگدانه ها بویژه سبکدانه های درشت احتمال جدا شدگی در بتن شل افزایش می یابد. لذا اسلامپ های بیش از ده سانتی متر ابدا" مطلوب نیست مگر اینکه بتن پر عیاری داشته باشیم، همچنین با وجود موادی مانند میکرو سیلیس ممکنست این جدا شدگی به حداقل برسد.
بنا براین اگر قرار باشد بتن سبکدانه پمپی با اسلامپ 10 تا 15 سانتی متر را داشته باشیم عیار سیمان باید از حدود 400 کیلو در متر مکعب فراتر رود. در حالیکه اگر اسلامپ کمتر باشد حداقل عیار سیمان در ACI برابرkg/m3 335 مطرح شده است . در حالات عادی اسلامپ های 5 تا 8 سانتی متر برای بتن سبکدانه غیر پمپی و اسلامپ 7 تا 10 سانتی متر برای بتن سبکدانه پمپی مطلوب تلقی میشود بدون اینکه این اعداد جنبه آئین نامه ای داشته باشد.
تغییرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبکدانه بسیار جدی است. در بتن های معمولی نیز این پدیده به چشم میخورد بویژه وقتی سنگدانه های درشت خیلی خشک باشند ممکن است حتی در طول 15 دقیقه پس از ساخت شاهد افت جدی در اسلامپ باشیم . در بتن سبکدانه این امر به شدت وجود دارد. فرض کنید اگر در طول 15 تا 30 دقیقه جذب آب سبکدانه 5 تا 10 درصد فرض شود و فقط سبکدانه درشت به میزان 300 کیلو داشته باشیم 15 تا 30 کیلو آب را جذب می کند که کاهش اسلامپ 6 تا 15 سانتی متر را میتوان شاهد بود. اگر قرار باشد طول مدت حمل و ریختن و تراکم زیاد باشد کاملا" دچار مشکل میشویم. همچنین در بتن های پمپی، این کاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است . بنا براین سعی میشود که چنین پروژه هائی حتی الامکان از 24 ساعت قبل از ساخت بتن، سبکدانه ها را خیس کرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه ای را جذب نماید و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زیادی نباشیم . این خیس کردن ممکن است حتی از سه روز قبل شروع شود ادامه یابد. خیس کردن سنگدانه ممکن است با آب پاشی تحت فشار و بصورت بارانی باشد و یا از سیستم خلاء برای نفوذ سریعتر آب به داخل سبکدانه استفاده شود که در ایران روش ساده اول معمولتر و عملی تر می باشد. ریختن آب و سبکدانه در مخلوط کن و اضافه کردن سیمان و غیره پس از مدتی تأخیر میتواند به افت اسلامپ کمتر منجر شود.
میزان جذب آب سبکدانه ها علاوه بر زمان تابع میزان آب موجود در آن ( رطوبت اولیه ) نیز می باشد که پیش بینی جذب آب را در مدت معین دشوار می کند مگراینکه قبلا" آزمایشهائی را با رطوبت اولیه موجود انجام داده باشیم.
اسلامپ های کمتر از 5 سانتی متری نیز کار تراکم را با مشکل مواجه می سازد و فضای خالی زیادی را در بتن بهمراه دارد .
بسیاری از تحقیقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن های سبکدانه که با سبکدانه خشک ساخته شده اند بهتر از وقتی است که از سبکدانه قبلا" خیس شده یا اشباع شده استفاده گشته است.

اصل رعایت دمای مناسب :
حداقل و حداکثر دمای مجاز و مطلوب در أئین نامه ها مشخص شده است. رعایت این امر برای بتن سبک سازه ای و با دوام بشدت ضروری است و از این نظر تفاوتی با بتن معمولی وجود ندارد.
حداقل دمای مجاز 5+ درجه سانتی گراد و حداقل دمای مطلوب 10+ درجه سانتی گراد است . حداکثر دمای مجاز معمولا" 32-30 درجه سانتی گراد تا هنگام گیرش می باشد و بهتر است از این حد فاصله معقولی را داشته باشیم . در هوای سرد و گرم که بتن با دمای مناسب تولید می شود نباید در حین اجرا آنقدر تأخیر و معطلی بوجود آورد که با تبادل گرمائی، دمای مطلوب از دست برود.

اصل همگنی ( عدم جداشدگی ) :
اصول جداشدگی و عوامل مؤثر بر آن برای بتن سبکدانه همچون بتن معمولی است، اما برای بتن سبکدانه یک عامل دیگر یعنی اختلاف در چگالی ذرات و خمیر سیمان یا ملات میتواند به جداشدگی منجر گردد. عوامل جداشدگی میتوانند داخلی باشند که صرفا" استعداد جداشدگی را بوجود می آورند و یا عامل خارجی باشند که مربوط به اجرا هستند و استعداد را شکوفا می کنند . از عوامل داخلی بالا رفتن حداکثر اندازه سبکدانه می باشد که معمولا" باعث جداشدگی میگردد و بهتر است حداکثر اندازه سبکدانه برای بتن سازه ای به 20 میلی متر محدود شود و توصیه می گردد تا از حداکثر اندازه 15 – 12ر میلی متر استفاده شود. جالب است بدانیم معمولا" با افزایش حداکثر اندازه، چگالی حجمی خشک ذرات سبکدانه درشت کاهش می یابد و از این نظر نیز امکان جداشدگی را قوت می بخشد.
بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود. کاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد. اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ) ذرات سبکدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد. بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد. درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا" امکان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میکروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث کاهش استعداد جداشدگی بتن سبکدانه گردد، همچنین بکارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را کاهش دهد ضمن اینکه روانی و کارآئی مورد نظر تأمین میگردد.
از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب، ریختن غلط، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب، برخورد بتن با قالب و میلگردها، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا" به جداشدگی منجر میشود. بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود. باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبکدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است.

اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر :
در طول حمل و ریختن و تراکم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای )، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمکها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد. به هرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبکدانه سازه ای وجود ندارد.

اصل عدم کارکردن با بتن در مرحله گیرش :
اگر عملیات بتن ریزی با بتنی که در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت کاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است که اگر آن را مرتبا" بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ کشته میشود که بشدت کم مقاومت و کم دوام است، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا" خود را نمی گیرد و صرفا" خشک می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی که در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراکم کرد . از این نظر بین بتن سبکدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد.
مسلما" در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی )، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنک، کار در هنگام خنکی هوا یا شب، سیمانهای کندگیر کننده استفاده نمود .

اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها ) :
اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت، لایه زیرین قبل از ریختن و تراکم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب کارگاه، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراکم بتن، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و کاهش سطح بتن ریزی و یا کاهش ضخامت لایه ها امکان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند.

تراکم صحیح بتن سبکدانه :
از آنجا که بتن های سبکدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند، تراکم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشکلات جدی را بوجود می آورد. به محض اینکه احساس می نمائیم که شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراکم را قطع کرد. لرزش، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.
به هر حال باید کاملا" هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام کافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبکدانه :
آب انداختن بتن همواره مشکل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبکدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبکدانه ها، آب انداختن میتواند به کمترین مقدار برسد اما اگر سبکدانه ها قبل از اختلاط کاملا" اشباع شده باشد امکان آب انداختن بیشتر می گردد . کم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی، فقدان مواد ریزدانه، عدم وجود حباب هوا در بتن، درشتی بافت دانه بندی، افزایش حداکثر اندازه سبکدانه، گرد گوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه، بالا بودن اسلامپ، زیادی نسبت آب به سیمان و ... میتواند موجب افزایش آب انداختن شود.
وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی کنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ) از سطح پاک نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیکی صاف کنیم.
عدم رعایت این نکات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و کاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد.

عمل آوری بتن سبکدانه :
هر چند عمل آوری رطوبتی و حرارتی بتن سبکدانه با بتن معمولی تفاوت چندانی ندارد اما اعتقاد بر این است که سبکدانه ها بعلت پوکی و تخلخل و جذب آب میتوانند در صورت فقدان عمل آوری رطوبتی از ناحیه اجرا کنندگان، بخشی از آب خود را در اختیار خمیر سیمان قرار دهند و توقف شدیدی در هیدراسیون سیمان رخ ندهد. این امر را عمل آوری داخلی بتن سبکدانه می گویند.

کنترل کیفی بتن سبکدانه :
کنترل کیفی بتن سبکدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . کنترل روانی، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین کنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ، میز آلمانی ( روانی ) و درجه تراکم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبکدانه متراکم معمولا" کنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف 2 تا 3 درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هوای بتن را برای بتن سبکدانه نمیتوان بکمک روش فشاری بدست آورد و حتما" باید از روش حجمی بهره گرفت. برای بتن سبکدانه سخت شده، وزن مخصوص، مقاومت فشاری، کششی خمشی و نفوذپذیری، جذب آب، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل کنترل است.
وزن مخصوص بتن سخت شده سبکدانه بصورت اشباع و خشک اندازه گیری میشود و گاه بجای خشک کردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مکعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .
برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و کامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممکنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه کننده باشد. مثلا" اگر جذب آب بتن سبکدانه را بصورت درصد وزنی گزارش کنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد.

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ) :
اگر سنگدانه های درشت تک اندازه را با سیمان و آب مخلوط کنیم و در قالب بدون تراکم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید که از وزن مخصوص کمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود. اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود 1600 تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبکدانه درشت استفاده نمائیم ممکنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 کمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ). بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبک یا نیمه سبک تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبکدانه دانست.
مسلما" اگر سنگدانه تک اندازه بکار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید 20-10 میلی متر باشد و 5 درصد ذرات درشتر و 10 درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تک اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از 5 میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولکی و کشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شکسته برای تولید این بتن ارجح است.
ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود که در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا" تا حد امکان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر کردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود 1 میلی متر بر روی سنگدانه ها کاملا" مناسب است.
اگر سنگدانه معمولی بکار رود معمولا" مقدار شن اشباع تک اندازه بین 1400 تا 1750 کیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود 550 تا 700 لیتر در هر متر مکعب است. وزن سیمان مصرفی بین 75 تا 150 کیلو در متر مکعب یا بیشتر است که حجم آن حدود 25 تا 50 لیتر می باشد . معمولا" نسبت آب به سیمان مصرفی 4/0 تا 5/0 می باشد که افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود که موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با کاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشکل می شویم . نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور که از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوکی ) بین 25 تا 40 درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود 15 تا 25 درصد است . طبیعتا" با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند.
طرح اختلاط این بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرایط ساخت بتن می باشد . بتن فاقد ریزدانه معمولا" بدون تراکم تولید می شود و اگر مرتعش یا متراکم شود بسیار جزئی خواهد بود زیرا خمیر سیمان میل به پر کردن فضای خالی بین سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگی سنگدانه به یکدیگر به حداقل خواهد رسید.
معمولا" انجام آزمایش کارآئی یا اسلامپ برای این نوع بتن موردی نخواهد داشت. از آنجاکه سنگدانه تک اندازه مصرف می شود جداشدگی از نوع جدائی ریز و درشت سنگدانه معنائی ندارد و می توان آن را از ارتفاع قابل ملاحظه ریخت.
بعلت محدودیت دامنه نسبت آب به سیمان و وجود فضای خالی قابل توجه در این نوع بتن، مقاومت فشاری این نوع بتن اغلب در حدود 5 تا 15 مگا پاسکال می باشد و طبیعتا" یک بتن سبک سازه ای تلقی نمی گردد و بصورت مسلح مصرف نمی شود . برخی اوقات سعی می کنند میلگردها را با یک لایه ضد خوردگی ( پوشش مناسب ) آغشته کنند و سپس در بتن فاقد ریزدانه بکار برند . اگر از سبکدانه برای ساخت این بتن استفاده شود، مقاومت فشاری آن 2 تا 8 مگا پاسکال می باشد.
جمع شدگی بتن های فاقد ریزدانه بمراتب کمتر از بتن معمولی است زیرا مقدار سنگدانه در مقایسه با خمیر سیمان زیاد است و یقه قابل توجه بوجود می آورد . بتن فاقد ریزدانه سریعا" خشک می شود زیرا خمیر سیمان در مجاورت هوای موجود و فضای خالی است و علی القاعده در ابتدا از جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشد و عمل آوری آن از اهمیت برخوردار است . قابلیت انتقال حرارتی آن بمراتب از بتن معمولی با سنگدانه مشابه کمتر است ( حدود تا ) که با افزایش رطوبت و اشباع بودن این بتن، این قابلیت انتقال حرارت افزایش می یابد.
مدول الاستیسیته این بتن ها بین 5 تا Gpa20 است ( برای مقاومت های 2 تا 15مگا پاسکال ). نسبت مقاومت خمشی به فشاری حدود 30 درصد است که از نسبت مقاومت خمشی به فشاری بتن های معمولی بیشتر می باشد. ضریب انبساط حرارتی این نوع بتن در حدود تا بتن معمولی است. نفوذپذیری زیاد از مزایا و شاید معایب این نوع بتن است.  اما نکته مهم آنست که موئینگی در این نوع بتن کم تا ناچیز می باشد. اگر اشباع از آب نباشد در برابر یخبندان مقاوم است. بعنوان یک نفوذپذیر زهکش و تثبیت شده و همچنین یک مسیر درناژ و مقاوم بسیار مفید است. بازی کردن لایه های قلوه سنگ و شن درشت و متوسط یا ریز بعنوان زهکش یا بلوکاژ و فیلتر از مشکلات اجرائی محسوب می شود بویژه اگر بخواهد باربر باشد یکی از معدود راههای حل مشکل، استفاده از بتن فاقد ریزدانه است و در این حالت مسئله سبکی زیاد مهم نیست.
این نوع بتن مانند بسیاری از بتن های سبک می تواند جاذب صوت باشد ( نه عایق صوت ) و برای این منظور نباید سطح این بتن با اندودی پوشانده شود .
اندودکردن این بتن بسیار خوب و ساده انجام می شود. استفاده از این بتن برای روسازی و پیاده رو سازی اطراف درختان و یا پارکینگ ها بسیار مفید است ( بدلیل نفوذپذیری ). در دیوارهای باربر با طبقات کم می توان از این نوع بتن استفاده نمود . برای ایجاد نفوذپذیری بعنوان لایه اساس یا زیر اساس میتواند بطور مؤثر عمل نماید. همچنین بعنوان یک لایه بتن مگر نفوذپذیر مناسب است در زیر دال کف یا شالوده منابع آب بتنی نیز از این بتن می توان استفاده نمود.

طرح اختلاط بتن سبکدانه ( سازه ای و غیر سازه ای )
در طرح اختلاط هر نوع بتن ابتدا باید خواسته ها را بررسی و فهرست نمود که در مورد بتن سبک نیز این خواسته ها عبارتند از : مقاومت فشاری در سن مورد نظر، وزن مخصوص بتن تازه و خشک، دوام بتن در شرایط محیطی یا سولفاتی، اسلامپ و کارآئی بتن، مقدار حباب هوای لازم با توجه به حداکثر اندازه وشرایط محیطی، و احتمالا" موارد دیگری همچون مدول الاستیسیته یا خواص فیزیکی مکانیکی دیگر مثل قابلیت انتقال حرارت و غیره، در کنار این موارد ممکنست محدوده دانه بندی مطلوب ( بویژه در روشهای اروپائی ) از جمله محدودیت ها و خواسته ها باشد.
- در کنار این خواسته ها، داده هائی نیز بر اساس اطلاعات موجود از سیمان، سنگدانه و ... در دست است و یا باید در آزمایشگاه بدست آید از جمله اینها می توان به موارد زیر اشاره نمود :
نوع سیمان، حداقل و حداکثر مجاز مصرف سیمان، حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان، نوع مواد افزودنی مورد نظر و مشخصات آن، نوع سنگدانه درشت و ریزدانه، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها، چگالی و جذب آب سبکدانه ها و سنگدانه های معمولی، رژیم و روند جذب آب سبکدانه، وزن مخصوص توده ای سنگدانه درشت متراکم با میله ( در طرح امریکائی )، دانه بندی سنگدانه ها و حداکثر اندازه آنها، ویژگیهای مکانیکی و دوام سنگدانه ها، مدول ریزی سنگدانه ها و ریزدانه ها ( بویژه در روش امریکائی )، چگالی ذرات سیمان و افزودنیها : گاه لازمست دانه بندی یا مدول ریزی سبکدانه ها معادل سازی شود یعنی با توجه به اختلاف در چگالی ذرات، دانه بندی وزنی به دانه بندی و مدول ریزی حجمی تبدیل گردد که در این حالت لازمست برای چگالی ذرات هر بخش اندازه ای را تعیین کنیم.

روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروری در هر روش :
معمولا" در هر نوع روش طرح اختلاط لازمست حدود مقدار آب آزاد با توجه به کارآئی، حداکثر اندازه سنگدانه و شکل آن فرض گردد و بدست آید. نسبت آب به سیمان از جداول راهنما یا تجربیات گذشته و شخصی فرض می گردد. پس مقدار سیمان در این صورت مشخص می گردد . هر چند گاه در طرح اختلاط بتن سبک ابتدا عیار سیمان فرض شده و با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان یا کارآئی، مقدار آب مشخص می شود.
اختلاف عمده روش ها در تعیین مقدار سنگدانه ها خواهد بود و بویژه در طرح مخلوط بتن سبکدانه یا نیمه سبکدانه، اختلافات موجود روشها برای بتن معمولی، بیشتر می گردد.
در روشهای اروپائی ( آلمانی و اتحادیه بتن اروپا ) با توجه به محدوده مطلوب دانه بندی حجمی، سهم سنگدانه های ریز و درشت ( خواه هر دو سبکدانه یا یکی از آنها سبکدانه باشد ) بدست می آید، سپس چگالی متوسط سنگدانه ها تعیین شده و در فرمول حجم مطلق قرار می گیرد و مقدار کل سنگدانه بدست می آید.
اگر افزودنی داشته باشیم حجم افزودنی از تقسیم وزن به چگالی آن بدست می آید و در رابطه قرار داده می شود.
پس از تعیین با توجه به سهم هر سنگدانه، وزن آن مشخص می گردد و با توجه به ظرفیت جذب آب هر نوع سنگدانه می توان وزن خشک هر کدام و آب کل را تعیین کرد. وزن مخصوص بتن تازه نیز از جمع اوزان اجزاء بتن بدست می آید ( بصورت محاسباتی ) در عمل پس از ساخت مخلوط آزمون با توجه به نتیجه محاسبات و اطلاعات حاصله مانند اسلامپ، کارآئی و مقاومت و وزن مخصوص بتن میتوان اصلاحات لازم را در محاسبات به انجام رسانید و طرح اختلاط را نهائی کرد. امریکائی ها نیز در ACI 211.1 و ACI 211.2 و ACI 213 R سه روش را برای طرح اختلاط بتن سشبکدانه و یا نیمه سبکدانه توصیه نموده اند :


آنچه در اینجا اهمیت دارد آنست که در هنگام گیرش نسبت آب به سیمان واقعی چقدر است و با دانستن اینکه آبهای موجود در بتن، در سنگدانه یا خمیر سیمان است به این نتیجه رسید که آب آزاد واقعی چیست و چقدر می باشد. مسلما" کارآئی و اسلامپ را آب آزاد مربوط به زمانهای کوتاهتر مثل 15 دقیقه یا 30 دقیقه تعیین می کنند . این امر مستلزم آنست که رژیم جذب آب سبکدانه را بدانیم و در هر حالت چگالی سبکدانه را محاسبه کنیم.


در روش حجمی از یک مخلوط آزمون با مقادیر تخمینی استفاده می شود ( آب، سیمان، سنگدانه ریز و درشت ).  پس از ساخت مخلوط آزمون و انجام آزمایشهای لازم مانند : اسلامپ، درصد هوا و وزن مخصوص بتن تازه و مشاهده قابلیت تراکم، ماله خوری و کارآئی، خصوصیات دیگر نیز می تواند در زمانهای بعد بدست آید ( مثل مقاومت و ..... ). اما پس از ساخت بتن و اندازه گیری وزن مخصوص بتن تازه، با توجه به وزن مصالح مورد استفاده در ساخت بتن، حجم بتن حاصله تعیین می شود . حجم محاسباتی بتن نیز قبلا" مشخص شده است و لذا و اصلاح در مخلوط برای یکی شدن این ها صورت می گیرد . مسلما" باید اهداف مقاومتی و دوام نیز تأمین گردد . در اینجا نیز مشکل چگالی ذرات و جذب آب وجود دارد که معمولا" رطوبت و چگالی موجود مد نظر قرار می گیرد . لازم به ذکر است که این روش برای بتن های نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه کاربرد دارد. همچنین در این روش از حجم سنگدانه ها بصورت شل استفاده می گردد.


این روش صرفا" برای سبکدانه درشت و ریز دانه معمولی کاربرد دارد یعنی صرفا" برای بتن نیمه سبکدانه مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش از فاکتور چگالی بجاب چگالی ذرات سبکدانه استفاده می شود . فاکتور چگالی تعریف خاصی است که فقط در ACI 211.2 ( در ضمیمه A ) آمده است و با تعریف چگالی تفاوت دارد . S فاکتور چگالی بصورت زیر می باشد. C وزن سبکدانه ( خشک یا مرطوب ) و B وزن پیکنومتر پر از آب و A وزن پیکنومتر پر از آب و سبکدانه می باشد.
بنابراین در این تعریف وضعیت رطوبتی مشخص نیست و میتواند از حالت خشک تا کاملا" اشباع انجام شود اما باید وضعیت رطوبتی در هر مورد گزارش شود یعنی بگوئیم فاکتور چگالی برای سبکدانه ای با رطوبت معین برابر S می باشد . با توجه به روند معمولی طرح اختلاط امریکائی، مقدار آب آزاد، نسبت آب به سیمان، مقدار سیمان، وزن سبکدانه درشت خشک و مرطوب بدست می آید که در این رابطه مدول زیری ماسه و حداکثر اندازه سنگدانه ها و کارآئی مورد نیاز کاربرد دارد. جذب آب سبکدانه می تواند طبق دستورهای استاندارد موجود و یا ضمیمه B مربوط به ACI 211.2 مشخص شود که بر این اساس آب کل بدست می آید. در این روش نیز باتوجه به وزن یک متر مکعب بتن مقدار ماسه بدست می آید و بتن مورد نظر با اصلاحات رطوبتی ساخته شده و حک و اصلاح لازم بر روی مقادیر بدست آمده صورت می گیرد تا بتن مطلوب حاصل شود.

کاربردهای بتن سبک
همانطور که می دانیم بتن سبک می تواند به صورت های مختلفی طبقه بندی شود، مثلا" سازه ای و غیر سازه ای . از این نوع طبقه بندی می توان کاربردها را حدس زد . اما گاه از طبقه بندی دیگری استفاده می نمائیم مثل بتن سبکدانه، بتن اسفنجی و بتن فاقد ریز دانه . در این نوع طبقه بندی ظاهرا" نمی توان کاربردها را حدس زد.
• ساخت قطعاتی است که صرفا" جنبه پر کننده دارند. در نوع سازه ای نیز دو نوع بتن داریم : مسلح و غیر مسلح . مثلا" اجزاء سازه ای غیر مسلح مثل بلوکهای ساختمانی را باید از این جمله موارد دانست. بتن سبکدانه ای سازه ای مسلح کاربردهائی شبیه بتن معمولی مسلح دارد و حتی ممکن است پیش تنیده هم باشد. جالب است بدانیم بتن های سبکدانه سازه ای مسلح در ابتدا عمدتا" در ساخت کشتی های تجاری و جنگی در جنگ جهانی اول از سال 1918 تا 1922 بکار رفته است. کشتی Atlantus به وزن 3000 تن در سال 1918 و کشتی Selmaبه وزن 7500 تن و طول 132متر در سال 1919 به آب افتادند. همچنین در جنگ جهانی دوم ( تا اواسط جنگ) بدلیل محدودیت هائی در تولید ورق فولادی ( مانند جنگ جهانی اول ) کشتی ها و بارج های زیادی ساخته شدند که در همه آنها از بتن سبکدانه ( و معمولا" سبکدانه رسی منبسط شده ) استفاده شده بود. 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریائی تا پایان جنگ جهانی دوم در امریکا ساخته شد که ظرفیت آنها از 3 تا 000/ 140 تن بود.
جالب است بدانیم تا این اواخر یک کشتی بنام Peralta که در جنگ جهانی اول ساخته شده بود، شناور بود و آزمایشهای ارزشمندی نیز بر روی آن انجام شده است که نشان دوام عالی بتن آن از نظر خوردگی میلگردها و کربناسیون می باشد.
مخازن شناور آب و مواد نفتی از جمله موارد استفاده بتن سبکدانه ای مسلح در طول دوران جنگ جهانی اول و دوم بوده است که ظاهرا" بعدها نیز بر خلاف ساخت کشتی ها، تولید و ساخت آنها ادامه یافته است اما بدلیل اقتصادی در زمان صلح بواسطه وفور ورق فولادی، تولید کشتی مقرون به صرفه نمی باشد.
در سالهای 1950 و 1960 پل ها و ساختمانهای زیادی با بتن سبکدانه مسلح سازه ای در دنیا ساخته شد . بطور مثال در ایالات متحده و کانادا بیش از 150 پل و ساختمان از این نوع مورد بهره برداری قرار گرفت . بطور مثال ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز امریکا، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از ساختمانهائی هستند که در دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده اند .
ساختمان 42 طبقه در شیکاگو، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک ( 1960 )، فرودگاه Dulles واشنگتن در 1962، کلیسائی در نروژ در 1965، پلی در وایسبادن آلمان در 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در 1968 از جمله این موارد هستند . در هلند، انگلستان، ایتالیا و اسکاتلند در دهه 70 و 80 میلادی پلهائی از نوع ساخته شده اند .
مخازن عظیم گاز طبیعی، اسکله شناور، مخزن نفت در زیر آب و ساختمانهای فرا ساحلی مانند سکوهای استخراج نفت و گاز با بتن سبکدانه مسلح سازه ای ساخته شده اند که اغلب بصورت نیمه سبکدانه و گاه تمام سبکدانه بوده اند . سکوی بزرگ پرش اسکی، جایگاه تماشاچی در برخی استادیومها و همچنین سقف این استادیومها گاه از بتن سبکدانه ساخته شده است.
بزرگترین بنای بتن سبکدانه، یک ساختمان اداری 52 طبقه در تکزاس با ارتفاع 215 متر می باشد. در هلند در سالهای 60 تا 73 میلادی 15 پل با دهانه بزرگ با بتن سبکدانه ساخته شده است. در سالهای دهه 70 میلادی ساخت بتن های سبکدانه پر مقاومت آغاز شد و در دهه 80 بدلیل نیاز برخی شرکتهای نفتی در امریکا، نروژ و مکزیک، ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی با بتن سبکدانه پر مقاومت آغاز شد که در اواخر دهه 80 و اوائل دهه 90 به بهره برداری رسید و نتایج آن منتشر شده است.


• بتن اسفنجی معمولا" بع دو نوع گازی و کفی تقسیم میشود. این نوع بتن ها را بتن پوک و متخلخل نیز می نامند و در برخی منابع بتن Cellular نام دارد. اغلب بتن های گازی و کفی غیر سازه ای هستند اما برخی بتن های گازی از قابلیت سازه ای شدن و حتی مسلح شدن برخوردار می باشند.

1. روش حجم مطلق : در این روش عملا" پس از تعیین آب آزاد، سیمان، سنگدانه درشت خشک و اشباع، ازفرمول حجم مطلق استفاده نموده و وزن ماسه اشباع با سطح خشک بدست می آید. این روش برای بتن معمولی، نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه قابل اجراست . مشکل عمده در این حالت تعیین مقدار چگالی اشباع با سطح خشک سبکدانه ها و ظرفیت جذب آب آنهاست. علاوه بر آن عملا" یک اشکال مفهومی نیز در این حالت وجود دارد و آن اینکه آیا اصولا" در هنگام ریختن و گیرش بتن، سبکدانه ها به مرحله اشباع با سطح خشک رسیده اند که بتوان از چگالی اشباع با سطح خشک آنها برای تعیین حجم اشغال آنها در بتن استفاده نمود . از آنجا که تفاوت حالت واقعی با فرضی گاه خیلی زیاد است. استفاده از این روش بویژه اگر قرار باشد وزن اشباع با سطح خشک و چگال مربوط در فرمول حجم مطلق بکار رود محل تأمل است مگر اینکه از یک چگالی یا وزن دیگر با توجه به جذب آب واقعی در این حالت استفاده نمود که روش بسیار دقیقی حاصل می گردد. امروزه سعی شده است با این روش به طرح اختلاط مناسب دست یافت . مثلا" در روش های اروپائی که این مشکل وجود دارد سعی می شود از جذب آب و چگالی نیم ساعته، 1 ساعته یا 2 ساعته و حتی 4 ساعته استفاده گردد.
2. روش حجمی  Volumetric 3. روش وزنی یا فاکتور چگالی ( Weight Method or Specificgravity factor Method ) : بتن های اسفنجی عمدتا" پر کننده هستند. ساخت برخی پانل های جداکننده، ایجاد کف سازی و شیب بندی، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنج غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن گازی است . نوعی بتن گازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتنی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن کفی و گازی یا سبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است .( FIP fib ) برخی پروژه های مهم ساخته شده با بتن سبکدانه را منتشر نموده است که کاربرد آن را نجومی نشان می دهد.