اهمیت آب بند بودن مخازن ذخیره آب

در هر واحد صنعتی بر حسب میزان مصرف آب و برای تامین مصرف پیک مقدار ذخیره آب اهمیت دارد.که باتوجه به اهمیت بالای آن باید برای آب بندی این نوع مخازناقدام نمود.

مخازن ذخیره آب: (Water reservoirs)

در هر واحد صنعتی بر حسب میزان مصرف آب و برای تامین مصرف پیک مقدار ذخیره آب اهمیت دارد.که باتوجه به اهمیت بالای آن باید برای آب بندی مخازن اقدام نمود. مثلا در صنایع رنگرزی مصرف آب زیاد می باشد, همچنین احتمال خراب شدن پمپ چاه و یا قطع آب شهر و نظایر آن فاکتوری در تعیین میزان ذخیره آب است. بنابراین مقدار ذخیره آب تعیین کننده نوع مخزن ذخیره می باشد و نیز مقایسه اقتصادی خود فاکتوری در انتخاب نوع مخزن است. مثلا برج آب را برای هر نوع ظرفیتی می توان ساخت ولی اگر یک مقدار بالاتر ساخت آن اقتصادی نمی باشد و مخازن بتنی زمینی ارزانتر تمام می شود, در نتیجه همیشه باید پس از تعیین ظرفیت ذخیره لازم و بررسی مواد فنی یک مقایسه اقتصادی بین انواع مخازن ذخیره بعمل آید تا نوع مناسب از جهت فنی و اقتصادی مشخص شود. انواع مخازن ذخیره عبارتند از:

1- برج آب

2- مخازن زمینی

1- برج آب (ثقلی) (Elevated tank)

برج آب می تواند علاوه بر ذخیره آب یک فشار استاتیک در شبکه ایجاد نماید. حسن برج آب در این است که اگر برق قطع شود تا ساعاتی می تواند آب مصرفی سرویس ها را تا مین نماید،اما باتوجه به این نظر که در صورت آببند نبودن این سازه دچار مشکل های استاتیکی و همچنین مشکلات تأسیساتی خواهد شد.

ارتفاع برج اگر فقط برای مصارف خانگی و بهداشتی باشد می تواند بین 15 تا 20 متر باشد که با توجه به افت فشار شبکه , فشار پشت مصرف کننده های بهداشتی را تامین نماید. ولی اگر برای مصارف صنعتی هم باشد باید ارتفاع برج را بین 25 تا 30 متر در نظر گرفت.

ارتفاع برج از کمر تانک تا کف فونداسیون آن می باشد.

ولی به هر حال فشار لازم در شبکه و افت فشار شبکه تعیین کننده ارتفاع برج می باشد که باید مورد محاسبه قرار گیرند.

البته باید سعی نمود که برج آب را در نقطه ای از زمین که بلندتر از سایر نقاط است نصب کرد تا ارتفاع خود برج را بتوان کمتر در نظر گرفت و ارزانتر تمام شود.

سطح آب در برج در دو نقطه کنترل می گردد یکی حد بالای سطح آب و دیگری حد پایینی سطح آب که این دو سطح توسط یک شناور الکتریکی(Float switch) کنترل می گردد یعنی هر گاه سطح آب به کمتر از حد پایینی برسد پمپ تغذیه برج از شناور برقی فرمان استارت می گیرد و هرگاه سطح آب در برج به حد بالایی رسید شناور برقی به پمپ فرمان قطع می دهد.

برج آب دارای دو لوله می باشد که از سطح زمین و از محور عمودی برج وارد تانک می شود که یکی هم لوله پر کننده و هم لوله مصرف می باشد و دیگری سرریز برج است که در صورتی که شناور الکتریکی کار نکند آب اضافه به حد بالای سطح آب از طریق آن خارج شده و در صورت وجود مخازن زمینی به آنها می ریزد و در صورت نبودن مخازن زمینی به نقطه ای ریخته می شود که اپراتور با ملاحظه آن مطلع می شود که شناور الکتریکی کار نمی کند و نسبت به تعمیر آن اقدام می نماید.

در گذشته برای برج آب سه لوله در نظر میگرفتند که یکی برای پرکننده و دیگری برای مصرف و سومی برای سرریز بوده است که عملا وجود دو لوله جداگانه برای پر کردن و مصرف کردن آب ضرورتی نداشته و کار بیهوده ای است.

با توجه به شکل ها و مقایسه آنها این مطلب روشن می شود.

هرگاه مصرف شروع شود آب از برج به شبکه می رود و هرگاه ذخیره برج کاهش یابد و به حد پایینی برسد شناور الکتریکی به پمپ فرمان استارت می دهد و تا زمانی که مصرف زیاد باشد آب بطور مرتب توسط پمپ به برج می ریزد و از برج به شبکه میرود تا وقتی که مصرف به حدی کاهش یابد که پمپ شروع به پر کردن برج نماید تا آب به حد بالایی برسد, شناور الکتریکی فرمان قطع به پمپ می دهد و سیکل کار دوباره تکرار می گردد.

هرگاه مصرف شروع شود آب از برج به شبکه می رود و هر گاه ذخیره برج کاهش یافته و به حد پایینی رسید شناور الکتریکی به پمپ فرمان استارت می دهد و شبکه مستقیما توسط پمپ تغذیه می گردد بدون آنکه آب وارد برج شود ( چون مقاومت ارتفاع برج بیش از مقاومت شبکه می شود زیرا مصرف کننده ها باز هستند ) و وقتی مصرف به حدی کاهش یابد که پمپ شروع به پر کردن برج نماید تا آب به سطح بالایی برسد, شناور الکتریکی فرمان قطع به پمپ می دهد و سیکل کار دوباره تکرار می گردد.

نتیجه اینکه در حال اول وقتی پمپ کار می کند آب از طریق برج به شبکه می رود بدون آن که برج پر شود و در حالت دوم آب مستقیما از طریق لوله به شبکه می رود و لزومی ندارد که به برج برود, بنابراین وجود دو لوله جداگانه برای پرکردن و خالی کردن برج هیچ ضرورتی ندارد .

2- مخازن زمینی (Reservoir Tank)

مخازن زمینی به دو منظور ساخته می شوند. یکی برای ذخیره آب برای مصارف صنعتی بخصوص برای ساعات پیک و دیگری برای آتش نشای .بطور کلی برای آتش نشانی فقط مخازن زمینی مناسب هستند زیرا برج آب به ظرفیت بسیار زیاد که بتواند جوابگوی مصرف آتش نشانی باشد بسیار گران و غیر اقتصادی میباشد.

همچنین در صنایعی که مصرف آب آنها زیاد است و دارای چاه نامناسب یا انشعاب هستند مخزن زمینی ضروریست.

مخازن زمینی برای ظرفیت های کم مانند آب نرم می تواند فلزی باشد ( تانک های ایستاده فلزی ) ولی برای ظرفیت های زیاد باید از بتن مسلح ساخته شوند. یک مخزن بتنی حتما باید حداقل دارای دو قسمت باشد تا در مواقع اضطراری و یا تمیز کردن کف یکی از آنها بتوان از دیگری استفاده کرد تا در کار تولید خللی وارد نشود . در این مخازن لوله های زیر آب و لوله های مکش پمپ ها باید در نظر گرفته شود, در زیر انواع مخازن بتونی و روش کار با آنها شرح داده شده است:

مخزن بتونی دو خانه زمینی(مخزن بتنی زمینی)

- لوله های مکش پمپ ها باید حداقل in 6 باشند.

- لوله های زیر آب حدود in 4 باشند.

- لوله پر کن بر حسب ظرفیت پمپ چاه یا شناور بین in 2 تا in 4 می باشند.

در هر یک از لوله های مکش پمپ ها از مخازن یک عدد شیر قطع و وصل نصب می گردد ( شیر دروازه ای ) که در حالت عادی هر دو شیر باز هستند و در صورت لزوم هر یک از مخازن را می توان با شیر از مدار خارج کرد.

لوله های تخلیه در گوشه هر مخزن بطوری که هر دو لوله تخلیه در یک نقطه جنب یکدیگر باشند نصب می شود زیرا هر سیستمی که برای خروج آب تخلیه شده در نظر گرفته شود در این حالت ساده تر و کم خرج تر است , طول لوله تخلیه هرگز نباید بیش از یک متر باشد تا در صورت گرفتگی به سادگی باز شوند .

لوله های پر کن که یا از پمپ چاه آب و یا از انشعاب آب شهری به مخازن می آیند باید به بالای هر مخزن به طور جداگانه هدایت شوند تا در صورت نیاز هر یک را بتوان از مدار خارج کرد. روی این مخازن بهتر است با سقف های سبک پوشانده شود تا علاوه بر جلوگیری از ورود برگ و آشغال و گرد و خاک به آن از تابش نور به آب نیز جلوگیری گردد , زیرا تابش نور سبب ایجاد خزه در جداره ها و کف مخازن می گردد که دردسر زیادی تولید می کنند (مثل کرم گذاشتن و کثیف کردن آب و گرفتگی صافی پمپ ها و نظایر آن ها ), البته با کلر زنی و یا استفاده از خزه کش هایی مثل سولفات مس و گاز ازن و نظایر آن می توان از ایجاد خزه جلوگیری کرد . ولی این مواد برای بعضی از پروسس های تولیدی مضر هستند , مثل رنگرزی که وجود این مواد خاصیت رنگ بری دارند و سبب می شوند که مصرف رنگ زیاد شود. همچنین تمام این مواد برای دیگ های بخار مصرف هستند و تشکیل اسید های خورنده می دهند.

بنابراین از هیچ نوع ماده شیمیایی نمی توان برای از بین بردن یا جلوگیری از ایجاد خزه در آب استفاده کرد و سیستم های دیگر نیز پر هزینه هستند.

محل اتاق پمپ خانه که بهتر است چسبیده به مخزن باشد می تواند در هر یک از نقاط مناسب اطراف مخزن قرار بگیرد که البته باید محل لوله های زیر آب و لوله های پر کن در نقطه ای قرار گیرند که در اتاق پمپ نباشند.

مخازن بتونی می توانند بیش از دو خانه باشند ولی ابعاد هر خانه نباید کمتر از 6 متر در 6 متر باشد ,زیرا اقتصادی نیست و لزومی هم ندارد که ابعاد هر مخزن کمتر از این مقدار باشد .

ارتفاع مخزن بتنی روی زمین می تواند حدود 5/2 متر باشد که برای آب بندی راحت مخزن و ایستایی آن حداکثر نیم متر آن می تواند در زیر قرار بگیرد و بقیه آن باید بالای زمین باشد زیرا به پمپ های آب سوار هستند و پمپ ها که در ارتفاع مکش محدودی می توانند کار کنند می توانند در راندمان ماکزیمم بدون ایجاد مشکلی کار کنند . همچنین لوله های تخلیه در این عمق به هر کانالی که آب تخلیه شده را به خارج هدایت کند سوار هستند . در محل تخلیه هر مخزن باید یک چاهک به ابعاد 40سانتیمتر در 40سانتیمتر و عمق 10 سانتیمتر در نظر گرفت تا عمل شستشو و تخلیه مخزنها راحت باشد . کف کانال آبرو تخلیه زیر آب , باید 10 سانتیمتر زیر لوله تخلیه باشد (برای باز و بسته کردن شیر از لوله و ....) . زیر لوله های مکش پمپ نیز باید 10 سانتیمتر بالا تر از کف مخزن باشند تا احتمالا مواد ته نشین شده وارد لوله های مکش نشوند .

لوله های پرکن از دیواره وارد مخزن می شوند و در حد فاصل سقف و دیوار قرار می گیرند.

همیشه محل لوله های پر کن و لوله های زیر آب باید در یک نقطه باشد تا دریچه بازدید که در روی سقف در این نقاط پیش بینی می شود برای مواقع ضروری هم مشرف به لوله های زیر آب و هم به لوله های پر کن باشند.

لوله مکش آب باید در سمت داخل مخزن از دیوار تمام شده 20 سانتیمتر بیرون باشد و در سمت بیرون مخزن باید 50 سانتیمتر بیرون باشد و هر دو سر لوله دنده شوند تا در صورت لزوم بتوان اتصالاتی را به آن متصل نمود , جنس لوله بهتر است گالوانیزه باشد و طول لوله زیر آب در سمت داخل مخزن باندازه ای باشد که سر آن هم سطح دیوار مخزن گردد و در سمت بیرون مخزن 50 سانتیمتر از دیوار مخزن بیرون باشد , جنس این لوله هم بهتر است گالوانیزه باشد و سر لوله در سمت بیرون مخزن دنده شود , بنابراین با توجه به توضیحات فوق دارای لوله برای هر یک قابل محاسبه می باشد.

مخازن بتنی داخل زمینی

این نوع مخازن چندان مناسب نیستند زیرا اولا به پمپ های زمینی سوار نیستند و یا باید پمپ خانه نیز در زیرزمین باشد که در نتیجه دسترسی به پمپ ها و سایر وسایل برای تعمیر و حمل و نقل مشکل است و یا باید در آنها از پمپ شناور که به صورت افقی در کف مخزن نصب می گردد استفاده نمود که دسترسی به این پمپ ها نیز مشکل است و در صورت خراب شدن مدتی کار تولید مختل می گردد و اگر دو پمپ شناور نصب کنیم ( یکی رزرو ) هزینه اولیه تاسیسات بالا میرود.

تخلیه این مخازن را با ثقل نمی توان انجام داد و باید از پمپ کف کش سیار استفاده نمود که این پمپ ها نیز گران می باشند . بطور کلی این سیستم دردسر فراوانی داشته و شستشوی مخزن نیز زحمت زیادی دارد و چون فقط یک مخزن است لذا شستشوی آن فقط در ایام تعطیلات سالیانه کارخانه مقدور خواهد بود ( اگر دو مخزن ساخته شود ناچارا باید در هر یک پمپ شناور جداگانه نصب نمود).

روی این مخازن نیز باید با سقف سبک پوشانده شود.

ظرفیت مخازن زمینی برابر است با مجموع ظرفیت های صنعتی و بهداشتی و مصرف آتش نشانی.

تانک تحت فشار (Pressure tank)

در هر سیستم آبرسانی حداقل در یک نقطه از آن برای انتقال آب و تامین فشار لازم در شبکه از پمپ استفاده می شود, این پمپ یا در چاه و یا در جلوی مخازن زمینی ذخیره آب نصب می گردد. پمپها نباید بطور دایم کار کنند چون اگر مصرف در شبکه کم باشد یا اصولا مصرف نباشد پمپ های سانتریفوژ آب را در خود به گردش در می آورند و پروانه بطور آزاد در محفظه پمپ درون آب گردش می کند, البته پمپ های سانتریفوژ(Contrifugal pump) تفاوت عمده با پمپ های دنده ای (Cearing pump)دارند. به این صورت که اگر شیر خروج سیال از پمپ دنده ای بسته شود چون سیال راه خروج ندارد و به دندانه های چرخ دنده پمپ فشار می آورد دنده های پمپ را می شکند ولی در پمپ های سانتریفوژ اگر شیر خروجی بسته شود پروانه پمپ, سیال را از پشت خود گرفته و از داخل خود خارج می کند و لذا پروانه بطور آزاد در داخل سیال گردش می کند.

بنابراین گردش پروانه در آب دو نکته بوجود می آورد یکی اینکه انرژی الکتریکی بدون آنکه کاری انجام شود مصرف می گردد و دوم اینکه گردش زیاد پروانه در آب سبب تبخیر آب در سطح پروانه و ایجاد پدیده کاویتاسیون(Cavitation) می گردد چون تبخیر آب در سطح پروانه ایجاد یک خلا روی فلز پروانه می کند و این خلا در مرور زمان از سطح فلز جرم برداری می کند و حفره هایی در سطح پروانه ایجاد می شود که بعد از مدتی پروانه خراب شده و پمپ از کار می افتد.

همچنین شبکه تحت یک فشار دینامیکی قرار می گیرد که سبب استهلاک شیرآلات و اتصالات دنده ای شده می شود. در نتیجه با استفاده از برج آب یا تانک تحت فشار که موازی با پمپ نصب می گردند توسط سیستم کنترل سطح آب در مواقعی که مصرف کم یا قطع می شود به پمپ فرمان قطع می دهد و شبکه در شروع مصرف از ذخیره آب در برج و به نوعی در تانک تحت فشار استفاده می کند تا وقتی مصرف زیاد شد و آب ذخیره جوابگو نبود سطح آب در برج یا تانک تحت فشار کاهش یافته و پمپ فرمان روشن می گردد.

تانک تحت فشار روی زمین نصب می شود و نسبت به برج آب بسیارارزانتر در می آید و دسترسی به آن بسیار راحت تر از برج آب می باشد و مشکلات نگهداری برج آب را ندارد, تامیت فشار توسط هوای فشرده می باشد که در بالای تانک قرار می گیرد و با فشار خود آب را تحت فشار قرار می دهد, این فشار باید برابر فشار پمپ (Head) باشد تا شبکه تحت فشار نسبتا ثابتی قرار گیرد و متعادل (Balance) باشد از طرفی چون هوا به مرور زمان در آب حل می شود لذا فشار هوای محبوس بالای تانک, کاهش می یابد و سطح آب به دلیل غلبه فشار پمپ به فشار هوا بالا می آید تا هوا متراکم شده و فشار آن برابر فشار پمپ شود به همین علت سعی می شود که تانک های تحت فشار دارای قطر کم و ارتفاع زیاد باشند تا سطح تماس آب با هوا کمتر باشد ( البته از نظر مقاومت مصالح نیز موضوع مهم است ) باید توجه داشت که هر چه فشار بیشتر باشد حلالیت هوا در آب بیشتر می شود. البته چون بیشتر مواقع تانک های تحت فشار را در محل های مسقف نصب می کنند گاه به دلیل محدودیت ارتفاع مسقف اتاق ,ناچار می شوند از مخازن تحت فشار افقی استفاده کنند که سطح تماس آب و هوا بسیار زیاد می شود. کنترل سطح آب تثبیت فشار هئا در تانک های تحت فشار به دو روش صورت می گیرد:

1- تنظیم دستی سطح هوا و فرمان به پمپ یا پرشرسویچ :

در شروع بهره برداری سطح آب را در نقطه ای در حدود 3/1 ارتفاع تانک از بالای آن انتخاب می کنیم و روی شیشه آب نما علامت می زنیم, سپس پمپ را روشن می کنیم تا سطح آب در تانک به علامت برسد, سپس پمپ را خاموش کرده و شیر هوای فشرده را باز می کنیم تا آنقدر هوا وارد شود تا فشار سنج به فشار مورد نظر برسد سپس شیر هوا را می بندیم , سیستم در این حالت می تواند کار کند و هر گاه فشار به حد بالا رسید پرشرسویچ پمپ را قطع می کند و هرگاه فشار کاهش یافت و به حد پایین رسید پمپ شروع به کار می کند. باید توجه کرد که روی پرشرسویچ دو محل تنظیم وجود دارد که یکی برای تنظیم فشار حد اکثر و یکی برای تنظیم اختلاف فشار مورد نظر است, که در نتیجه فشار ماکزیمم و منیموم را می توان داشت. اختلاف بین فشار حداکثر و فشار حداقل ( اختلاف فشار ) باید به اندازه ای باشد که پمپ با توجه به مصرف در هر ساعت حداکثر 6 بار استارت کند ( برای محافظت الکتروموتور ) که معمولا اختلاف یک اتمسفر این نتیجه را بدست می دهد, بنابراین سطح پایین آب در تانک در حالت فشار حداقل باید مورد توجه قرار گیرد و اگر تانک از آب خالی شد و تمام حجم تانک را هوا گرفت باید سطح آب را در فشار حداکثر به بالاتر برد تا هنگامی که سطح پایینی آب در فشار حداقل در آب نما مشاهده گردد ( روش آزمون و خطا ) و علامتی که برای فشار حداکثر روی آب نما بدست می آید باید به گونه ای ثابت شود که همیشه باقی بماند, معمولا در هر فاصله زمانی مناسب سطح آب باید نسبت به علامت بازبینی گردد تا در صورت بالا رفتن سطح آب نسبت به علامت ( بدلیل حل شدن هوا در آب ) با باز کردن شیر تخلیه مقداری آب را تخلیه نمود تا سطح آن به علامت برسد و سپس با بستن شیر تخلیه و باز کردن شیر هوا آنقدر هوا وارد تانک کرد تا فشار روی فشار سنج به حداکثر مقدار قبلی برسد . در عمل, این فاصله زمانی حدود دو ماه می باشد.

2- تنظیم اتوماتیک سطح هوا و فرمان به پمپ توسط رله کنترل سطح مایعات:

در این حالت سطح بالا و یا پایین آب توسط محاسبه بدست می آید و این سطوح توسط الکترود بالا و الکترود پایین کنترل می شوند و فشار هوای بالای آب همواره توسط پرشر سویچ و شیر مغناطیسی روی لوله هوا ثابت نگهداشته می شود ( چون هوا در آب حل می شود و فشار آن کاهش می یابد ).

اساس کار سیستم کنترل سطح آب بر اندازه گیری مقاومت بین دو الکترود توسط پتانسیو متر می باشد یعنی اگر الکترود بالا در آب باشد مقاومت بین آن دو تفاوت می کند و فرمانی صادر نمی شود, وقتی الکترود پایینی نیز در هوا قرار گرفت مقاومت حاصل بین دو الکترود, فرمان استارت به پمپ می دهد و سیکل کار تکرار می گردد, برایاندازه گیری مقاومت توسط پتانسیومتر نیاز به یک الکترود واسطه (Reference) می باشد که همیشه در آب قرار دارد که در پایین ترین نقطه تانک و مقداری پایین تر از الکترود پایین نصب می شود ( البته این الکترود لازم نیست حتما در آب باشد و می توان را به جدار خرجی تانک نیز نصب نمود )

محاسبه ظرفیت تانک تحت فشار و سطوح آب
مفهوم علایمی که در روابط محاسباتی به کار رفته عبارتند از:

ماکزیمم مصرف بر حسب متر مکعب بر ساعت QM

تعداد استارت پمپ در ساعت (4 الی 6 بار) N

حداقل ارتفاع آب در تانک ( معمولا 0.1 متر ) R

حداقل فشار داخل تانک برحسب bar PL

حداکثر فشار داخل تانک برحسب bar PH

حجم کل تانک بر حسب متر مکعب Vt

حجم حداکثر آب در تانک بر حسب متر مکعب VW

سطح مقطع تانک بر حسب متر مربع S

زمان ذخیره (نسبتی از یک ساعت , معمولا یک ربع ) a

ارتفاع حجم VW بر حسبm HW

ارتفاع حجم حداقل سطح آب بر حسب m HR

حجم حداکثر آب ( VW ) :

)/N (a VW =

مقدار VW نسبتی از Vt ( حجم تانک ) می باشد که داریم:

= CVtVW

در نتیجه حجم کل تانک برابر است با:

C Vt = VW/

که مقدار ضریب C از رابطه زیر بدست می آید :

C = ( 1- R ) (1- PL/PH)

اگر حجم تانک بیش از 5000 لیتر شود باید از دو عدد تانک که با یکدیگر بطور موازی در مدار قرار گیرند و مجموع حجم آنها برابر Vt می شوند استفاده کرد یعنی حجم هر تانک برابر Vt/2 می شود.

ارتفاع الکترود بالایی از کف تانک یا

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

بتون هبلکس چیست؟

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 وبلوک 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 بتون 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

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

تاریخچه ژئوممبرین، کاربرد ها و انواع آن

ژئوممبران: PVC-

ژئوممبران pvc محصول عایق بندی است که با آماده کردن رزین (کلراید پنی دینیل) مواد پرکردنی ماده رنگ زنی به همراه تثبیت کننده ها وقراردادن آنها درمعرض عملیات های لازم درقالب ریزی ها و نیز بر اثر حرارت به صورت یک فرم متجانس تشکیل می شود.

انواع ژئوممبران PVC-

ژئوممبران مضرس دار

ژئوممبران ضد باکتری

ژئوممبران با ژئوتکستایل لمینت شده

ژئوممبران pvc - شکل T

مشخصات ژئوممبران PVC-

1-مقاومت شیمیایی

2-جوش پذیری

3-انعطاف پذیری

4-انبساط وانقباض نسبی زیاد

مقاومت دربرابر اشعه UV5-

موارد کاربرد ورق ژئوممبران: pvc-

1-مخازن آب وتصفیخانه ، حوضچه ها واستخر

2-پشت بام و بالکن

3-تونل های زیر زمینی

4-پارکینگ های اتومبیل زیر زمینی

5-مصرف زیر کاشی

مشخصات ژئوممبران: - مضرس دار

ژئوممبران pvc مضرس دار (signal lair ) ورقی است شامل یک لایه باریک وکمرنگ برای سهولت درتشخیص صدمات که به آسانی در صورت صدمه با دید بصری قابل تشخیص است.

ژئوممبران T- Grip-

- نگه دارنده بتن بر روی ورق ژئوممبران در شیب ها ودیوارها

- در سیستم های فاضلاب

- دور ستون ها ولوله ها

مزایا

در صورت بکارگیری این عایقها جهت پوشش و نفوذ ناپذیر کردن کانال بخشی از مزایای آن بشرح زیر میباشد:

1- سرعت اجرای زیاد و زودتر به بهره برداری رسیدن کانال

2- کاهش عملیات خاکی و افزایش سرعت آب و دبی کانال

3-حذف لایه فیلتر زهکش

4- حذف عملیات تعویض خاک

5- افزایش عمر مفید کانال به چندین برابر عمر کانال بتنی و عدم نیاز به ترمیم و نگهداری

الف- نتایج و بحث

هدف از اجرای پوشش ، جلوگیری از تلفات آب ، فرسایش خاک ، کاهش هزینه های نگهداری کانال و جلوگیری از رشد علفهای هرز می باشد.هزینه های اجرایی هر متر مربعپوشش بتنی و ژئوممبران - بتنی تقریبا" با یکدیگر برابر می باشد بنابراین در شرایط مشابه مزیت استفاده از پوشش ژئوممبران جلوگیری از هدر رفتن آب و یا راندمان بالاتر انتقال می باشد. استفاده ازاین پوششها ضمن اینکه ازاتلاف مایعات محلولهای شیمیائی موجود درکانالها جلوگیری بعمل می آورد بعلت برخورداری ازتائیدیه های زیست محیطی ازآلودگی منابع آب وخاک نیزجلوگیری بعمل می آورد ازسوی دیگر استفاده از HDPE بعنوان جایگزین لاینینگ بتنی ویا رسی ازتخریب کف ودیواره های کانال بعلت خورندگی خاکهای بستر جلوگیری نموده ودوام دهها ساله بدون نیازبه تعمیرات ویا تعویض خاک را درخاکهای نامناسب ازقبیل گچی ، آهکی ، سولفات و000 را تضمین می نماید. برای احداث کانال در حین مواجهه با خاکهای نامناسب دو راه حل وجود دارد :

1-تعویض خاک منطقه و جایگزینی با خاک مناسب

2-استفاده از پوشش های ژئو ممبران – بتنی .شایان توجه میباشد در اجرای این پوشش در صورت رعایت ننمودن موارد زیر نتایج نامطلوب حاصل میشود .

1- عدم اجرای صحیح ژئو ممبران و پوشش بتنی

2- عدم استفاده از محصول مناسب

3- نشست خاک

4- عدم دقت در کارگذاری ژئو ممبران

5-عدم مهار صحیح ژئو ممبران

6-استفاده از بتن مگر در زیر پوشش ژئوممبران

مهمترین بخش در مورد لایه ژئو ممبرین مربوط به درز گیری ها و جوش دادن صفحات ژئوممبرین در محل میباشد . چرا که اگر نشتی در این مکانها رخ دهد طرح کا ر آیی خود را از دست داده و اهداف مورد نظر بر آورده نخواهد شد . روی هم رفته در طرحهای اجرا شده با ژئوممبرین حدود 15% صرفه جویی اقتصادی نسبت به طر ح های دیگر که از ژئو ممبرین استفاده نمی کنند میشود .

ژئوممبران‌ها

خصوصیات لازم یک ژئوممبران برای استفاده در دیوار آب بند به شرح زیر است:

- سختی بالا برای آسانی نصب

- مقاومت بالا در مقابل انواع مواد شیمیایی که شامل حلال‌های آلی نیز می‌باشد

- امکان نصب پروفیل‌های قفل و بست روی لبه صفحات ژئوممبران

- دوام مناسب در حالت مدفون

HDPE برای اکثر موارد بالا انتخاب مناسبی است. این ماده سختی کافی ندارد تا بتوان آن را مثل صفحه فولادی مستقیماً به داخل خاک راند ولی همانگونه که توضیح داده شده راه های زیادی برای نصب آن وجود دارد. وقتی که هزینه و در دسترس بودن آن نیز مد نظر قرار گیرد دیده می‌شود که در این نوع کاربرد انتخاب طبیعی می‌باشد. دلیل دیگر برای انتخاب HDPE قابلیتشکل یافتن آن توسط عملیات اکستروژن است.قفل و بست‌ها شکل‌های پیچیده ای دارند که توسط فرآیند اکستروژن ساخته می‌شوند و سپس به طول مورد نظر بریده شده و به پانل‌های ژئوممبران جوش امتزاجی داده می‌شوند. اکنون به عملکرد HDPE

در حالت مدفون در دراز مدت پرداخته می‌شود. غیر از تنش که ممکن است منجر به ایجاد ترک در مواردی شود عوامل کمی می‌توانند عمر ژئوممبران HDPE را در حالت مدفون کوتاه کنند یکی از آنها قرار گرفتن د رمعرض مواد شیمیای است. تا کنون صدها آزمایش سازگاری طبق استاندارد9090EPA بر روی HDPE با انواع مواد شیمیایی انجام گرفته است که در هیچ یک از این آزمایش‌ها تخریب مشاهده نشده است.

در مورد هیدروکربنها با غلظت زیاد (هیدروکربن‌های کلرینه و آروماتیک نامطلوبترین آنها هستند) کاهش مقاومت حد تسلیم کششی تا 30% می‌تواند رخ دهد. این به خاطر روان شدگی فیزیکی است که HDPE را نرم می‌کند. البته این واکنش قابل برگشت است، یعنی زمانی که اجازه خروج به مواد شیمیایی داده شود، مقاومت اولیه باز می‌گردد.

یکی از مهمترین خصوصیات دیوارهای آب‌بند، نفوذناپذیری در مقابل مواد شیمیایی است. لازم است نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران از نفوذپذیری که معمولاًدر مهندسی ژئوتکنیک به آن اشاره می‌شود متمایز شود. در حالت خاک‌ها و سایر مواد متخلخل، انتقال آب (یا سایر مواد شیمیایی) از حفرات خاک، ترکها یا شکستگیها رخ می‌دهد. در صورتی که در نفوذپذیری شیمیایی، ماده شیمیایی از یک غشا غیر متخلخل در سطح مولکولی عبور خواهد کرد. مولکولهای می‌توانند به طریقی خود را از بین زنجیرهای پلیمری عبور دهند.

HDEP یک ماده پلاستیک نیمه بلوری است که آن را د رمقابل نفوذپذیری شیمیایی مقاوم می‌سازد. باید دانست که هیچ پلیمری نسبت به مواد شیمیایی کاملاً عایق نیست همیشه مقداری تراوش رخ می‌دهد. سوال اساسی این است که آیا مقدار نفوذپذیری قابل قبول است یا خیر.

عوامل زیادی در مقدار نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران تاثیر می‌گذارد. این عوامل شامل تمرکز شیمیایی، دما و ضخامت ورق است. نفوذپذیری دو مولفه عمده دارد که شامل نرخ انتشار (Diffusivity) و انحلال‌پذیری است. نرخ انتشار، نرخ انتقال یک ماده شیمیایی از یک مانع است. انحلال‌پذیری مقدار ماده شیمیایی که یک مانع می‌تواند نگهداری کند. بنابراین نفوذپذیری مربوط به مقدار حجم زاید یک پلمیر و سازگاری ماده شیمیایی با ژئوممبران است. در واقع، نفوذپذیری مرتبط با این است که چه مقدار ماده شیمیایی می‌تواند توسط غشا جذب شود و سرعتی که ماده شیمیایی از مانع عبور می‌کند. بنابرین غلظت، دما و ضخامت ژئوممبران بر مقدار نفوذپذیری تاثیر می‌گذارد.

نکات اجرایی در استفاده از ژئوممبرین ها

1-جهت استفاده از ژئوممبرین ها در سطوح شیبدار و یا قائم و جاهایی که امکان لغزش و جود دارد از نوعی ژئوممبرین استفاده می شود که بر روی سطح ان برجستگی هایی به شکل میخ و جود دارد این میخچه ها در آستر زیر فرو رفتهدو مانع از لغزش لایه ژئوممبرین میزشود.

2-در هنگام نصب ژئوممبرین باید کاملا" توجه داشت که از هر گونه خراش بر سطح آن جلوگیری شود خراش های سطحی به شکل قابل توجهی موجب کاهش مقاومت می شوند.

3-ژئوممبرین بصورت لوله ای و تخته ای ذر بازار عرضه می شود . گاهی برای سطوح وسیع مجبور به چسباندن چند لایه ژئوممبرین می باشیم. برای چسباندن ژئوممبریندر خارج از کارخانه ودر محل کارگاه معمولا" از چسب های مخصوص استفاده می شود. گاهی نیز جهت چسباندن دو لایه ژئوممبرین از ماده حلالی که موجب حل شدن دو لایه مجاور در هم می شود استفاده می گردد.

ژئوممبران

. ژئو ممبرانها اساساً ورقه های نازک و نفوذ ناپذیری هستند که از مواد لاستیکی یا پلاستیکی ساخته میشوند و عمدتآً برای آستر کاری و پوشش تأ سیسات ذخیره مایعات و گازها به کار میروند.ژئوممبرین ها دسته ای از خانواده ژئوسنتیتیک ها هستند که به شکل قابل ملاحظه ای نفوذ ناپذیرند . ماده اصلی تشکیل دهنده ژئوممبرین ها پلیمرهای مصنوعی اند و مهمترین نقش آنها به عنوان ماده ای محافظ در برابر عبور سیالات می باشد.کاربرد وسیع ژئوممبرین ها وابسته به خواص فوق العاده آنها نسبت به وزنشان می باشد.از مشخصات بارز این عایقها می توان به مقاومتهای کششی ، پارگی ، سوراخ شدگی بسیار بالای آنها اشاره نمود.درصد ازدیاد طول این عایقها تا بیش از 7 برابر طول اولیه آنها می باشد. همچنین نفوذ ناپذیری ، انعطاف پذیری توام با مقاومت بالادربرابرپاره شدگی و سوراخ شدگی و تغییرات بالای دمای اطراف ، مقاومت در برا برمواد شیمیایی ، سبک بودن و نصب سریع آنها است. ژئوممبران دارای طبیعت پلیمری هستند و به این دلیل در مقایسه با خاکهای رسی و ژئو تکستایل ها نفوذ ناپذیر تر می باشند ، آزمایشهای عبور خاک آب ، ضریب نفوذ پذیری آنها m/s 15- 10*2.7 نشان داده است .

بعضی از کاربردهای ژئوممبراین در پرو ژه های عمرانی

ژئوممبران‌ها به‌عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کمهزینه و دارای طول عمر زیاد، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این عایقها در کانالها کاربردهای فراوانی دارند خصوصا" در کانالهایی که از خاکهای واگرا ، گچی ، تورمی ، رمبنده و... عبور مینماید و یا با مشکل آبندی روبرو باشند ، استفاده از این عایقها در مقابل liningبتنی میتواند بعنوان گزینه مناسبی مورد نظر قرارگیرد.، انعطاف پذیری بالای این عایقها ، اجرای آسان که پیشرفت نصب ان معادل 5000 m2 در روز ، عدم نیاز به نگهداری و تعمیرات در طول دوره کارکرد و نیز افزایش قابل توجه سرعت حرکت اب و دبی کانال بعلت تفاوت ضریب زبری بتن با HDPE و امکان استفاده از آنها به صورت روباز از جمله دلایل استقبال جهانی از آن در پروژه ها میباشد. که از آن جملهمی‌‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

- از جمله مهمترین کاربردهای ژئوممبراین کاربرد به عنوان آستر و محافظ می باشد که عمدتا" در سطوح داخلی کانال ها ، مخازن و لوله های آبرسانی مورد استفاده قرار می گیرد.مقاومت بالای ژئوممبرین در برابر سایش مانع از سائیدنه شدن سطوح این تاسیسات می شود. همچنین می توان از تاثیرات منفی فاضلاب بر روی سطوح تاسیسات مربوطه با نصب لایه ژئوممبرین بر روی آنها جلوگیری نمود. جهت حفاظت سازه های بتنی ذر بربر حملات شیمیایی خورنده محیط اطراف نیز می توان از ژئوممبرین استفاده نمود

- جهت آبندی جدار تونل ها همواره از ترکیبی از ژئوممبرین و ژئوتکستایل که در واقع تشکیل یک ژئوکمپوزیت را می دهند استفاده می گردد. در این کاربرد یک لایه از ژئو تکستایل را جهت زهکشی آب به سطح تونل می چسبانند و سپس بر روی آن یک لایه ژئوممبرین راجهت جلوگیری از نفوذ آب قرار می دهند و سپس نمای بنای نهایی را اجرا می کنند.

- جهت کنترل خاک هایی که بر اثر رطوبت که براثر رطوبت متورم می شوند از ژئوممبرین با قدرت نفوذ ناپذیری بالا استفاده می شود

- در تاسیساتی که قدرت کنترل مطلوب آب را جهت جلوگیری از اتلاف آن را ندارند نیز از ژئوممبرین به عنوان لایه محافظ در برابر خروج آب استفاده می شود و به شکل قابل توجهی از هدر رفتن آب جلوگیری می شود.

- آب و فاضلاب: از ژئوممبران‌ها جهت ساختلاگون‌ها، کانال‌های آبرسانی، حوضچه‌ها و استخرها و دریاچه‌های مصنوعی استفادهمی‌‌شود. با توجه به اینکه ژئوممبران در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکیبآنها با ژئوتکستایل و یا ژئوگریدها میسر است.

- ایزولاسیون سازه‌های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی: در اینخصوص می‌‌توان به ایزوله دیوارهای متروهای شهری و سازه‌های هیدرولیکی و غیره اشارهنمود.

- سایت دفن زباله شهری و صنعتی و خطرناک: با استفاده از ژئوممبرانمی‌‌توان مخازن کاملاً ایزوله از محیط اطراف، جهت دفن زباله‌های شهری و صنعتی ایجادنمود. ژئوممبران‌ها دارای انواع فراوانی، به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی ومخرب هستند.

- سد سازی و پل سازی ،ساخت سیل بند ها و جلو گیری از فرسایش

- مقاوم سازی بستر رودخانه ها و زهکشی قائم و فیلتراسیون ،اجرا شیبهای خاکی و دیوارهای حائل

- تصفیه خانه ها و حوضچه های مصنوعی ، استخر ها و سازه های زیر زمینی

- دورلوله هایی که به دلایلی باید درون آب باشند وصدها کاربرددیگر درصنعت وکشاورزی وآبیاری وغیره دارد0

همچنین ازژئوممبران برای جداکننده بین موج شکنهای کنار دریاها ازساحل آن استفاده میشود( دربندرامام نیزبه همین دلیل جلوگیری ازنفوذ آب دریا به جاده های کنار ساحل ازژئوممبران استفاده شده است ) زیرا ژئوممبرانها مقاومت بسیارزیادی دربرابرفشاروپارگی دارند بطوری که میتوان درحین اجرای ژئوممبران ، باوسایل سنگین ازجمله بولدوزر روی آن تردد نمود.

1-انعطاف پذیر و غیر قابل نفوذ در برابر آب

2-حفظ خاصیت نفوذ ناپذیری در تمام طول عمر

3-امکان افزایش طول تا 7 برابر طول اولیه

4-مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش خورشید

5-گستره وسیع تحمل دمایی از 40- تا 70+ درجه سانتی گراد

6-عدم شرکت در واکنش های شیمیایی به علت دارا بودن آنتی اکسیدان

7-مقاوم در برابر انواع مواد شیمیایی نظیر اسیدها ،بازها و نمک ها

8-مقاوم در برابر عوامل محیطی و بیولوژیکی نظیر رویش نی ،علف هرز ،جانوران جونده ،باکتری ها و جلبک ها

* یک سوم هزینه بتن

* یک سوم زمان ساخت نسبت به بتن

* نصب هر هزار متر در 48 ساعت

* ده سال گارانتی

* احداث استخرهای ذخیره آب جهت کشاورزی

* پوشش کانالها و نهرهای آبیاری و آبرسانی

* مخازن دفع زبالهای شهری ،صنعتی و بیمارستانی

* پوشش حوضچه های تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی

* پوشش لوله و تونلهای بتنی

* ایزولاسیون منابع زیر زمینی و غیره

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))