ساختمان و راه سازی

راه‌سازی، عملیات آماده‌سازی جاده‌ای روی زمین با عرضی مشخص است، به‌طوری‌که روندگان یا وسایل نقلیه بتوانند با گذر از آن، از نقطه‌ای به نقطهٔ دیگر برسند.

عملیات اصلی راه‌سازی عبارت‌اند از ساخت اساس، زیراساس و روسازی. جدول‌کاری و نصب علائم راهنمایی و رانندگی هم در ساخت بسیاری از راه‌ها اجرا می‌شود. راه‌سازی، روسازی راه و مهندسی ترابری از جمله تخصص‌های مهم یک مهندس عمران، شناخت طرح و محاسبهٔ زیرسازی و روسازی راه‌هاست. بدین منظور، درس‌های یادشده برای فراگیری مطلبی نظیر طراحی و اجرای راه‌ها شامل مسیریابی، عملیات خاکی، مشخصه‌ها و طرح هندسی راه‌ها در مسیرهای افقی و قائم، مشخصه‌های فنی انواع مصالح راه و لایه‌های مختلف روسازی آن، همچنین روش‌های طرح و اجرای روسازی‌های شنی و آسفالتی و نیز شبکهٔ هاب حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی و برنامه‌ریزی‌ها و مدیریت‌های حمل و نقل ارائه می‌شوند.

در درس پروژهٔ راه‌سازی که پس از درس‌های راه‌سازی و مهندسی ترابری ارائه می‌شود، کاربرد اصول راه‌سازی در طرح کامل یک راه، از ابتدا تا انتها به همراه رسم نقشه‌ها و محاسبه‌های مربوط مورد توجه قرار می‌گیرد. راه‌سازی یکی از دروس مهم رشتهٔ مهنسی عمران است.

با توجه به روش‌های نوین به جای روش‌های سنتی در صنعت ساختمان و تعامل رشته‌های عمران و پلیمر با یکدیگر می‌توان به پیشرفت‌های زیادی در صنایع راه و ساختمان دست یافت.
به گزارش اینپیا به نقل از باشگاه خبرنگاران جوان، مسعود جمشیدی عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران و دبیر کنفرانس در اولین کنفرانس ملی پلیمر در صنایع راه و ساختمان که امروز در تالار امام خمینی دانشگاه علم و صنعت ایران برگزار شد در خصوص محورهای کنفرانس گفت: نقش پلیمر در بتن و محصولات سیمانی، کامپوزیت‌های پلیمری، فناوری نانو در پلیمرهای ساختمانی، فناوری‌های نوین پلیمری در صنایع راه و ساختمان، استاندارد مقررات ملی و بین‌المللی ساختمانی، رنگ و مواد افزودنی، بررسی رفتار پلیمرهای ساختمانی، محیط زیست و توسعه پایدار در صنایع راه و ساختمان، عایق‌های حرارتی پلیمری و صرفه‌جویی در مصرف انرژی محورهای کنفرانس پلیمر است.

وی در خصوص اهداف کنفرانس بیان کرد: تبیین و تقویت جایگاه پلیمر در صنعت ساختمان تبیین جایگاه پلیمر در مقررات ملی ساختمان، تقویت دو رشته بزرگ عمران و پلیمر در سطوح صنعتی و آکادمیک پایه‌گذاری یک علم بین رشته‌ای و کاربردی، آزمایشگاه مرجع مصالح ساختمانی پلیمری و جهت‌دهی به تحقیقات آکادمیک برای رفع نیازهای واقعی صنعت از جمله اهداف این کنفرانس به شمار می‌آید.

کاربردهای پلیمر در صنعت ساختمان و راه سازی

• عایق‌های حرارتی
• عایق‌های رطوبتی
• درزگیرها
• سقف کاذب
• نمای بیرونی و داخلی ساختمان
• لوله‌کشی ساختمان با لوله‌های پلیمری
• چسب
• رنگ و پوشش
• بتن و کامپوزیت‌های سیمانی
• لوله‌های پلیمری جهت انتقال آب و فاضلاب
• قطعات پلاستیکی و لاستیکی
• ژنوسینتیک‌‌ها
• قیر و آسفالت

انواع پلیمر ها در ایجاد موارد فوق از قرار زیر میباشد:

۲-۱- گرمانرم­ها

۲-۱-۱- پلی­ اتیلن (PE)

این بسپار یکی از شناخته­ شده ­ترین گرمانرم ­ها بوده و کاربردهای متنوعی در صنعت ساختمان دارد. از نظر خواص مکانیکی دارای مقاومت ضربه­ای خوبی است و از نظر دوام، پایداری شیمیایی خوبی در محدوده دمایی زیاد دارد. هم­چنین، انبساط حرارتی زیادی دارد و خواص دی­الکتریک آن بسیار مناسب است. کاربردهای پلی­ اتیلن شامل تهیه پوشش­ برای بتن در زمان عمل ­آوری آن، ساخت روکش برای محافظت از مواد و ماشین ­آلات در برابر رطوبت، تولید فراورده­ های قالب­گیری شده مانند مخازن آب و تهیه اقلام رانشگری (اکسترود) شده از جمله لوله ­های آب سرد می­باشد.

۲-۱-۲- پلی ­وینیل کلرید (PVC)

فراورده­ های آن تنوع زیادی دارند. مانند سایر بسپارها برای کاربردهای خاص به افزودنی ­هایی نیاز دارد که عمده­ی آن­ها پایدارکننده ­های حرارتی، نرم­کننده ­ها و روان­سازها هستند. پایداری در برابر سایش، مقاومت مکانیکی خوب، سبکی و دوام از مزایای کلیدی استفاده از PVC در کاربردهای ساختمانی است. به ­دلیل پایداری در برابر شعله برای کاربردهایی مانند درب و پنجره و پوشش ­های داخلی عمدتا مشکلی ندارد.

در صورت دارا بودن افزودنی ­های مناسب، در برابر هوازدگی، پوسیدگی، خوردگی و ضربه پایدار است. از این رو در کاربردهای طولانی مدت برای مصارف بیرونی استفاده می­شود که نمونه آن لوله­هایی با عمر مفید بیش از ۴۰ سال است.

در مقایسه با مصالح دیگری که در ساختمان مصرف می­شوند باعث آلودگی محیط­ زیست نمی­شود. هم­چنین عایق برق مناسبی است و به عنوان ماده ­ای عالی در کاربردهای برقی نظیر روکش کابل­ ها مصرف می­شود.

تولید فراورده ­های PVC نیاز به انرژی کمی دارد، در نتیجه در مقایسه با سایر مصالح مشابه هزینه کمتری دارد. ترکیبات آن را می­توان در انواع سخت و نرم و نیز به شکل اسفنج در ساختمان به ­کار برد. PVC سخت در ساخت پروفیل ­های درب و پنجره، صفحات (پانل ­ها) و ورق­های سبک برای سقف، کاربرد دارد.

نوع رانشگری شده برای ساخت لوله­های آب سرد، لوله ­های انتقال آب باران، کانال­های تهویه و کاشی دیوار به­کار می­رود. اسفنج­های سخت PVC به صورت هسته­ی صفحات ساندویچی، بلوک­ها و عایق­های حرارتی و صوتی به­کار می­روند.

PVC نرم به­ شکل فیلم یا ورق و به صورت رانشگری یا قالب­گیری شده استفاده می­شود. عمده مصرف آن در تولید پوشش دیوارها، ورق­های بام_­پوش و کف­پوش است.

۲-۱-۳- پلی ­استایرن (PS)

پلی­استایرن، گرمانرمی است که قابل انطباق با شرایط کاری ویژه می­باشد و در نیم قرن گذشته از نظر تجاری به عنوان بسپار مهمی شناخته شده است. در فرایند تولید به دمای نسبتا کمی نیاز دارد و ماده ارزان قیمتی است.

ورق­های ساخته شده از آمیخته­ ی پلی ­استایرن با کائوچوهای مصنوعی دارای مقاومت بسیار زیادی در برابر ضربه می­باشد. در دمای زیاد مقاومت کمی دارد، اما جمع­شدگی آن اندک است.

پلی­ استایرن جذب آب کم و خواص دی­الکتریکی خوبی دارد. عمده مصارف آن در صنایع ساختمانی، ساخت ورق و فراورده­ های قالب­گیری شده و پوشش سامانه­های جداکننده است. اسفنج پلی ­استایرن به ­طور گسترده­ای برای کاربردهای عایق حرارتی یا بلوک پرکننده در سامانه ­های مختلف ساختمانی استفاده می­شود. هم­چنین از این محصول می­توان برای تراز کردن سطوح استفاده کرد.

۲-۱-۴- پلی ­پروپیلن (PP)

جزء فراورده ­های نسبتا جدید گرمانرم ­ها بوده و کاربردهای وسیعی در صنعت ساختمان پیدا کرده است. صرف نظر از پلاستیک ­های اسفنجی، این بسپار سبک­ترین گرمانرمی است که به­صورت تجاری در دسترس است.

در مقایسه با پلی­ اتیلن و پلی ­استایرن، خواص مکانیکی بهتری دارد، اما نسبت به PVC و آکریلیک­ها ضعیف­تر است. سختی سطح آن عالی است و مقاومت کششی بیشتری از پلی­اتیلن پرچگالی (HDPE) دارد. به­دلیل مقاومت حرارتی مناسب، قابلیت کاربرد در دماهای زیاد را دارد.

پلی ­پروپیلن مقاومت بسیار خوبی در مقابل انواع مواد شیمیایی دارد و خواص دی­الکتریک آن نیز مناسب است. فراورده ­های آن به شکل ­های مختلفی مانند لوله، ورق و فیلم یا به­صورت قالب­گیری شده موجود است. این بسپار جایگزین بسیار خوبی برای آزبست در تولید سیمان­ های آزبستی و فراورده­های ذیربط است.

۲-۱-۵- آکریلونیتریل بوتادی­ان استایرن (ABS)

این پلاستیک می­تواند به­ عنوان آلیاژ پلاستیک­ها و کائوچوهای مصنوعی محسوب شود که به نسبت­های مختلف با یکدیگر مخلوط می­شوند. ABS می­تواند نسبت­های مختلف کائوچو را داشته باشد، بنابراین گستره­ی وسیعی از خواص را شامل می­شود.

اما عمدتا سختی، مقاومت ضربه­ای و مقاومت کششی زیادی دارد. از عمده خصوصیات بازر این بسپار، مقاومت در برابر خراش، سفتی و سختی و راحتی قالب­گیری است. هم­چنین معمولا برای افزایش استحکام با الیاف شیشه تقویت می­گردند.

این نوع پلاستیک­ها دارای مقاومت گرمایی و پایداری ابعادی خوبی هستند. به­علاوه، پایداری مطلوبی در برابر لکه­زایی و پیرش (Aging) دارند، اما در برابر هوازدگی پایداری کمی دارند. جذب آب آن­ها کم است و در مقایسه با اغلب گرمانرم­های مهندسی از پایداری شیمیایی مطلوبی برخورداراند.

آکریلونیتریل بوتادی­ان استایرنابتدا به­صورت ورق تولید شده و سپس برای قالب­گیری جهت تولید انواع قطعات به­کار می­رود. این نوع بسپار در ساخت بدنه­ی لوازم خانگی، درب­های کشویی، قاب پنجره و ساخت قایق­های کوچک به­کار می­رود.

۲-۱-۶- آکریلیک

آکریلیک­ها، گستره­ای از مواد گرمانرم را شامل می­شوند که از استرهای اسید آکریلیک و اسید متیل آکریلیک تهیه شده­اند. شکل طبیعی آن به­صورت بلورهای شفاف است. هم­چنین در انواع مات و تیره رنگ و به شکل میله­ یا قطعه ­ای وجود دارد. آکریلیک­ها در ترکیب­بندی پوشرنگ­ها و چسب­ها به­کار می­روند و عموما به صورت نامیزه (امولسیون) موجود هستند.

آکریلیک­ها نسبت مقاومت به وزن زیادی دارند. در دمای معمولی کاملا صلب بوده، اما در دمای ۱۲۰ درجه سانتی­گراد نرم می­شوند. شکل­پذیری بسیار خوبی دارند. مقاومت آن­ها در برابر هوازدگی عالی است و جذب آب آن­ها بسیار کم و در برابر مواد شیمیایی نیز پایدار هستند. ضریب انبساط خطی حدودا هفت برابر فولاد دارند.

کاربرد آن­ها به­صورت پوشش بوده و چسبندگی این پوشش­ها و مقاومت آن­ها در برابر هوازدگی بسیار مطلوب است. هم­چنین در علایم راهنمایی، روشنایی، گنبد، نورگیر و سرویس­های بهداشتی به­ کار می­روند و به شکل مایع برای پوشش بام استفاده می­شوند.

۲-۱-۷- پلی ­آمیدها (نایلون­ها)

نایلون­ها، بسپارهای خطی هستند و به شکل گروهی از گرمانرم­های بلوری تولید می­شوند. استفاده از روان­کننده­ها، پرکننده­ها و سایر افزودنی­ها در نایلون سبب ارتقای خواصی چون پایداری در برابر تجزیه گرمایی و نور، حمله قارچ­ها و غیره شده و هم­چنین می­توان از کندسوزکننده­ها برای بهبود رفتار در برابر شعله استفاده نمود.

نایلون­ها دارای ترکیبی از خواص مکانیکی خوب مانند مقاومت در برابر خستگی و خزش، دوام و جهندگی (Resilience) هستند. از معایب آن­ها جذب رطوبت زیاد است. مقاومت سایشی آن­ها نیز خوب است. از لحاظ خواص گرمایی برای کاربرد در دمای ۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی­گراد به مدت طولانی مناسب هستند و این رفتار با استفاده از پایدارکننده­های حرارتی تا ۱۴۰ درجه سانتی­گراد افزایش می­یابد.

نایلون­ها در برابر مواد سوختی، روغن­ها، چربی­ها و اغلب حلال­ها (مانند هیدروکربن­های آلیفاتیک و آروماتیک، هیدروکربن­های کلردار، استرها، کتون­ها و الکل­ها) پایدارند. هم­چنین در برابر ترکیبات قلیایی­ نیز پایداری خوبی نشان می­دهند.

از معایب آن­ها ضعف در برابر اسیدهای معدنی قوی، اسید استیک و حلالیت در فنل­ها می­باشد. پلی­آمیدها عایق برق خوبی هستند، اما این خاصیت به شدت نسبت به رطوبت و دما حساس است. ویژگی بارز نایلون­ها که ضریب اصطکاک کم آن­ها می­باشد، از جمله دلایل مصرف آن­ها در ساخت و قالب­گیری اجزا و قطعات مهندسی سبک، مانند دنده­ها، بست پنجره­ها و پیچ و مهره­ها می­باشد. هم­چنین در ساخت روکش سیم­ها به­کار می­روند.

۲-۲- گرماسخت­ ها

۲-۲-۱- فنل فرمالدئید (PF)

فنل فرمالدئید از ترکیب فنل و فرمالدئید در حضور کاتالیزور به­دست می­آید. خصوصیات مواد قالب­گیری شده از این نوع بسپار بسیار متغیر بوده و به نوع پرکننده مصرفی در ساخت آن­ها بستگی دارد. انتخاب پرکننده بر اساس نیاز نهایی و نحوه استفاده از محصول به­دست آمده است. خاک اره، مواد معدنی، آزبست، نایلون، کاغذ، دوده و الیاف شیشه به عنوان پرکننده مصرف می­شوند.

مدول زیاد، پایداری در برابر تغییرشکل ناشی از بار و مقاومت فشاری خوب از ویژگی­های مکانیکی این بسپار است. پایداری ابعادی آن­ها در محدوده دمایی وسیعی مناسب است، اما در دمای بیش از C° ۱۵۰ محدودیت عملکرد دارند.

این بسپارها مقاومت الکتریکی زیادی دارند، در برابر حلال­هایی نظیر اسیدهای ضعیف و اکثر مواد پاک­کننده پایدارند و دارای جذب آب بسیار کمی هستند. اما در برابر اکسیدکننده­های قوی پایدار نیستند.

در مجموع، کاربردهای این بسپار متنوع بوده و بستگی به نوع پرکننده به­کار رفته در آن دارد. از جمله مصارف آن می­توان جعبه فیوز، بدنه ابزار دقیق، اجزای لوازم برقی خانگی، دسته اتو، صفحه داشبورد خودرو، دسته دریل، سرپیچ لامپ و قطعات شیرآلات را نام برد.