سيستم صفحات ساندويچي با بتن پاششي (تري دي پانل)
Lightweight Three Dimensional Sandwich Panels
معرفي سيستم:
به كارگيري بتن، به عنوان يك ماده اصلي ساختماني، نياز به قالب بندي، داربست و اختصاص زمان براي گيرش، عمل‌آوري و مقاوم شدن آن دارد. از اين‌رو، از مدت‌ها قبل، ساخت قطعات بتني پيش‌ساخته مورد توجه قرار گرفت و پيشرفت‌هاي چشمگيري به لحاظ ارائه انواع سيستم‌هاي پيش ساخته حاصل شد.
ايراد اصلي استفاده از قطعات پيش‌ساخته بتن مسلح، در درجه اول، نحوه اتصال قطعات است كه يك مشكل سازه‌اي است، و در درجه دوم، حمل قطعات از كارخانه به محل نصب است كه يك مشكل اقتصادي محسوب مي‌شود. مشكل دوم از آنجا ناشي مي‌شود كه قطعات بزرگ معمولاً سنگين و حجيم هستند، لذا هزينه و زمان حمل آن‌ها قابل ملاحظه است. به همين دليل، سعي شده است تا حجم يا وزن و يا زمان حمل قطعات تا حد امكان كاهش يابد.
سيستم ساختماني، كه در اينجا مورد بررسي قرار مي‌گيرد، در دهه‌ي هشتاد ميلادي تحت عنوان «پانل‌هاي ساندويچي(3D Sandwich Panel) به روش بتن پاشي در پاي كار (ShotCrete)» به بازار جهاني معرفي شد و در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار گرفت. لازم به توضيح است اولين نسل اين سيستم در سال‌هاي قبل از انقلاب اسلامي در ايران توليد شد و مورد استفاده قرار گرفت. كشورهاي ارائه كننده اين سيستم درابتدا اتريش و ايتاليا بودند. لازم به توضيح است اين سيستم، با توجه به ضوابط حاكم در كشورهاي نام‌برده، كاربرد چنداني ندارد و محدود به ساخت و ساز معدود ويلايي در خارج از شهرها مي‌شود. در سال‌هاي بعد، ساخت و فروش آن در كشورهايي مانند چين، افغانستان، عراق، تركيه، برزيل، آرژانتين، كلمبيا و ايران گسترش يافت.
در سيستم پانل ساندويچي، صفحات متشكل از پانل عايق حرارتي (پلي استايرن منبسط يا پلي‌يورتان)، همراه با دو شبكه فلزي در طرفين عايق، كه به وسيله‌ي مفتول‌هاي فولادي مورب به يكديگر متصل شده‌اند، يك شبكه فلزي سه بعدي را تشكيل مي‌دهد.
اين قطعات پس از انتقال به محل احداث ساختمان، به يكديگر متصل و از دو طرف به آن‌ها بتن پاشيده مي‌شود. از تلفيق پانل و بتن، سازه ساختمان حاصل مي‌شود.
لازم به توضيح است كه در اولين نسل اين ساندويچ پانل‌ها، به جاي عايق حرارتي پلي استايرن منبسط از پلي يورتان منبسط استفاده و عايق حرارتي پس از ساخته شدن شبكه خرپايي بر روي يك ميز، به داخل قالب ماسه‌اي تزريق مي‌شد.
سيستم ساختماني 3D از پانل‌هاي ديواري و سقفي تشكيل مي‌شود. پانل‌هاي ديواري، علاوه بر عملكرد جداكننده، نقش سازه‌اي نيز دارند، و بايد قادر به تحمل بارهاي ثقلي و اثر بارهاي جانبي نيز باشند.
به عبارت ديگر، هيچ‌گونه عضو باربر خطي مانند ستون در اين سيستم سازه‌اي وجود ندارد، و باربري توسط عناصر صفحه‌اي انجام مي‌شود. پانل‌هاي سقفي نيز وظيفه تحمل بارهاي اعمال شده و انتقال آن را به پانل‌هاي ديواري، به صورت مستقيم، و بدون وجود المان خطي، مانند تير، بر عهده دارند. ضخامت پانل‌هاي ديواري و سقفي متفاوت است.
ميلگرد (مفتول) مورد استفاده با قطرهاي مختلف، 5/2 تا 5 ميلي‌متر، و شبكه‌ها با چشمه‌هاي متفاوت، 50*50 تا 150*150 ميلي‌متر، توسط توليدكنندگان مختلف ساخته مي‌شود. فاصله دو شبكه موازي نيز بسته به نوع مصرف، ميزان بتن وارد شده و ضخامت عايق حرارتي از 70 تا نزديك 150 ميلي‌متر تغيير مي‌كند.
طبق اطلاعات توليد كنندگان معتبر خارجي، ضخامت‌هاي استاندارد لايه پلي استايرن مياني 40، 50، 80 و 100 ميلي‌متر و ضخامت لايه بتن پاشيدني دردو طرف حداقل 45 ميلي‌متر است. همچنين ابعاد استاندارد شبكه فولادي 50 *50 ميلي‌متر و قطر ميلگرد آن 8/2 ميلي‌متر ذكر شده است. (البته امكان توليد شبكه‌هاي با ابعاد بزرگتر نيز وجود دارد.)
صفحات سه بعدي 3D به عنوان ديوار باربر داخلي و خارجي و نيز عناصر غير باربر و جداكننده مطرح هستند. ساخت شبكه‌هاي فلزي و ديگر بخش‌هاي پانل بايد ترجيحاً به‌صورت اتوماتيك انجام شود.
در توليدات متداول در ايران، لايه عايق حرارتي از ورق‌هاي پلي استايرن با ضخامت‌هاي متفاوت تشكيل مي‌شود. در ضمن، در برخي محصولات، عايق حرارتي در دو طرف رويه موج‌دار است.
بر اساس بررسي‌هاي انجام شده، قابليت احداث ساختمان تا دو طبقه، با استفاده از قطعات متداول اين سيستم، و با رعايت اصولي وجود دارد.
براي طبقات بيشتر، اين قطعات صرفاً مي‌توانند نقش جداكننده عمودي داشته باشند، و نقش سازه‌اي نخواهند داشت. در نتيجه، لازم است با استفاده از اسكلت‌هاي بتني و فولادي، ايستايي بخش‌هاي مختلف ساختمان تامين شود.
ابعاد قطعات توليد شده متفاوت است، اما معمولاً به ابعاد 1*3 متر توليد مي‌شوند. اين قطعات بسته به ميزان بار پيش‌بيني شده و نحوه استفاده، در انواع متفاوتي توسط كارخانه‌هاي مختلف توليد مي‌شوند. تفاوت مشخصات قطعات توليدي، غالباً در نوع و قطر فولاد مصرفي براي شبكه‌ها، اندازه چشمه‌هاي شبكه، ضخامت ديوار و نحوه قرارگيري و اتصال ميلگردهاي مورب است.
سقف‌ها را مي‌توان از پانل‌هاي اين سيستم و با استفاده از قطعات خاص سقفي اجرا كرد. لازم به توضيح است اجراي سقف با اين سيستم با پيچيدگي‌هايي از جمله سختي پاشيدن بتن به سطح زيرين، زياد بودن ضايعات بتن و خيز سقف هنگام اجرا، رو به رو است. به همين علت، در بسياري موارد، سقف‌هاي ساختمان، به روش‌هاي ديگري، مانند تيرچه و بلوك، اجرا مي‌شود. در اين سيستم‌ها كلاف‌بندي مناسب در انتهاي فوقاني ديوارها ضروري است.
بتن مورد استفاده براي پاشيدن در طرفين قطعات، بايد از نوع ريزدانه و با رواني در حد مجاز باشد، تا علاوه بر امكان پاشيده شدن به وسيله پمپ، مقاومت لازم را نيز داشته باشد. ضخامت بتن پاشيده شده در شرايط متعارف، در هر طرف ديوار در حدود پنج ساني‌متر است كه حدود دو و نيم ساني‌متر پوشش بر روي شبكه فولادي ايجاد مي‌كند.
منبع : سيستم صفحات ساندويچي با بتن پاششي(تري دي)، دكتر محمد بهروز كاري-دكتر رسول احمدي،مركز تحقيقات ساختمان و مسكن، 1387.
بررسي نقاط قوت و ضعف سيستم صفحات ساندويچي با بتن پاششي (تري دي پانل)
