
کتاب عملکرد بتن و اعضای بتنی بعد از قرار گیری در معرض دماهای بالا
بتن یکی از مهمترین مواد در صنعت ساخت و ساز به حساب میآید. امروزه بتن به طور گستردهای در ساخت بسیاری از ساختمانهای مسکونی و اداری ساختمانهای صنعتی سازههای بلندمرتبه پلها سازه های هیدرولیکی و… به کار گرفته میشود ایمنی این سازه ها چه در زمان ساخت و چه در زمان سرویسدهی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است و آتشسوزی از مهمترین رخدادهایی است که میتواند ایمنی آنها را تهدید کند.
به طور کلی ساختمانهای بتنی در معرض دمای محیط (عمدتاً کمتر از ۶۰ درجه سانتیگراد قرار داشته و ضوابط طراحی و ایمنی آنها طبق آیین نامههای متداول موجود صورت میگیرد هر چند برخی سازههای خاص از جمله دودکشها رآکتورهای هستهای کارخانههای شیمیایی و … به طور دائمی در معرض دماهای بالاتری قرار دارند.
علاوه بر این هر سازهای در طول عمر مفید خود ممکن است در معرض دماهای بالا ناشی از آتش سوزی قرار گیرد سازههای بتنی به علت طبیعت غیر قابل اشتعال و هدایت گرمایی پایین خود به عنوان یک سازه مقاوم در برابر آتش سوزی شناخته میشوند. با این حال از دست رفتن بخشی از خصوصیات مکانیکی مقاومتهای ،فشاری کششی و خمشی مدول الاستیسیته، شکل پذیری و فیزیکی جرم) و (چگالی و نیز تغییر خصوصیات ظاهری بتن ترک خوردگی و پوسته شدن سطح بتن زمانی که سازه در معرض دماهای بالا قرار میگیرد اجتناب ناپذیر است.
تنزل خصوصیات بتن در دماهای بالا امری طبیعی است و در اکثر بتنهای متداول مشاهده میشود به طوری که پس از خنک شدن بتن قرار گرفته در معرض حرارت و رسیدن آن به دمای محیط خصوصیات مکانیکی بتن به مقادیر اولیه خود باز نمیگردد. خصوصیات پسماند بتن به عوامل مختلفی از جمله حداکثر دمای در معرض مدت زمان قرارگیری در معرض دمای بالا طرح اختلاط بتن ….. بستگی دارد و میتواند از موردی به مورد دیگر متفاوت باشد؛ بنابراین ارزیابی دقیق خصوصیات پسماند بتن و اعضای بتنی پس از تجربه آتش سوزی به منظور ارائه راهکارهای مناسب و عملی برای مقاوم سازی آنها ضروری است.
اگرچه تاکنون تحقیقات زیادی به منظور شناخت مکانیسم پیچیده زوال حرارتی بتن صورت گرفته است اما مراجع جامعی که خصوصیات مکانیکی پسماند و ارزیابیهای پس حرارتی بتن را مورد بررسی قرار داده باشد به ندرت در دسترس است. خلا وجود این مراجع انگیزهای برای نگارش کتاب، حاضر به منظور پوشش دادن حوزههای ذکر شده بود که با جمع آوری نتایج حاصل از تحقیقات گذشته پیرامون رفتار انواع بتن بعد از قرارگیری در دماهای بالا تصنیف کتاب حاضر میسر گردید به امید آنکه مورد استفاده جامعه فنی و مهندسی و دانشگاهی قرار گیرد. مؤلف کتاب در این حوزه مقالات متعددی را در مجلات معتبر داخلی و خارجی به چاپ رسانده و بخش عمده این کتاب خلاصهای از مقالات ایشان است. در این کتاب رفتار پس حرارتی انواع بتنها به صورت تفصیلی مورد بررسی قرار گرفته است.
کتاب حاضر در ۶ فصل تدوین و تنظیم گردیده است. در فصل اول، مقدماتی در مورد فیزیک ،آتش عوامل مؤثر بر توسعه آتش سوزی انواع منحنیهای آتش مقایسه رفتار حرارتی بتن با انواع مصالح ساختمانی متداول و همچنین سناریوهای محتمل حرارتی مورد بحث و بررسی قرار میگیرد فصل دوم با مروری بر خصوصیات بتن معمولی و توانمند در حرارتهای بالا به بحث و بررسی ویژگیهای مکانیکی و فیزیکی آنها میپردازد مقاومت فشاری، نسبت پواسون مدول الاستسیته و روابط تنش بتن معمولی و بتن توانمند در این فصل مورد ارزیابی قرار میگیرد.
در فصل سوم تأثیر جایگزینی ضایعات پلیمری با سنگدانههای طبیعی بتن در معرض حرارت های بالا مورد ارزیابی قرار میگیرد در این فصل به بررسی مقاومت فشاری و کششی شکافت مدول الاستیسیته و روابط تنش کرنش بتن حاوی ضایعات پلیمری بعد از قرارگیری در معرض دماهای بالا پرداخته میشود.
در فصل چهارم به بررسی کاربرد مصالح جدید به عنوان جایگزین ریزدانه و درشت دانه بتن حرارت دیده پرداخته میشود و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی بتنهای حاوی ضایعات و مواد پوزولانی بعد از قرارگیری در معرض حرارتهای بالا مورد مطالعه قرار میگیرد.
فصل پنجم به بررسی مفاهیم مرتبط با رفتار سازهای در حرارت های بالا میپردازد. ارزیابی عملکرد پس حرارتی اعضای بتنی در این فصل گنجانده شده است. مقاومت فشاری رفتار خمشی مقاومت چسبندگی و سختی اعضای بتنی حاوی ترکیبهای مختلفی از مواد جایگزین ریزدانه و درشتدانه در حرارت بالا و تأثیر پارامترهایی چون الیاف فولادی و قطر میلگرد بر رفتار پس حرارتی بتن مورد بحث قرار میگیرد.
در پایان در فصل ششم رفتار مقاطع مرکب لولههای فولادی پر شده با بتن در حرارت بالا بررسی میگردد توضیحاتی از خصوصیات مصالح بتن و فولاد) و سطح تماس بین لوله فولادی و بتن محصور شده در این فصل ارائه میشود و روابط بارکرنش ستون مرکب بتنی مورد بحث و بررسی قرار میگیرد.
لازم به ذکر است که در انتهای هر فصل به منظور تشریح کاربردی مطالب و فهم بیشتر دانشجویان مثالهای متعددی ارائه و حل شده است. نویسنده کتاب بر این باور است که شناخت رفتار پس از حرارت انواع بتنها و اعضای سازهای از اهمیت بسیار بالایی برخوردار بوده و باید کتب حاوی مطالب فوق به جامعه مهندسی کشور عرضه گردیده و به موازات آن در دانشگاهها نیز تدریس شود.