آلودگی حرارتی

مهندسي محيط زيست يكي از شاخه‌هاي مهندسي عمران مي‌باشد كه بسياري از مهندسين عمران در فوق ليسانس در اين شاخه مشغول به تحصيل مي‌شوند. مقاله‌ي زير مربوط به آلودگي حرارتي مي‌باشد كه توسط آقاي مهندس ياور گلزار تهيه شده است.

مقدمه

آلودگی حرارتی که امروزه یکی از مهم ترین و گسترده ترین نوع آلودگی ها به شمار می آید به طور خلاصه به صورت زیر تعریف می شود:

هرگونه تخلیة آب (و در برخی موارد هوای) گرم حاصل از فعالیت های مختلف در نیروگاه های تولید برق و یا نیروگاه های هسته ای و غیره ، به درون رود خانه ها و یا دریاچه ها و . . . به حدی که بتواند دمای آب را به اندازه ای بالا ببرد که منجر به تغییرات نامناسب در چرخه های حیاتی جانوران درون محیط (آب) و به هم خوردن نظم اکولوژیکی آن سیستم شود ،آلودگی حرارتی نام می گیرد. {1}

لازم به ذکر است که بدانیم در برخی موارد افزایش دمای آب یک رودخانه یا دریاچه حتی به اندازة 2 درجه سانتی گراد می تواند منجر به از بین رفتن و یا کوچ برخی گونه های ماهی ها و یا دیگر جانداران شود. (کوچ ماهی ها و ورود برخی موجودات در مقیاس وسیع می تواند موجب تغییرات بسیار نامناسبی در اکوسیستم نواحی شود)

عوامل ایجاد کننده (منابع) این آلودگی

همانگونه که ذکرشد منبع اصلی آلودگی حرارتی کارخانه های صنعتی و نیروگاه های برق است. در اکثر نیروگاه ها در اثر سوختن ذغال سنگ ، روغن ویا گاز و همچنین فعل و انفعالات هسته ای در راکتور مقادیر زیادی انرژی گرمایی تولید می شود. این انرژی زیاد موجب تبخیر آب می گردد تا بخار حاصل در توربین ها مورد استفاده قرار گیرد. برای سرد کردن این بخار، بوسیلة سیستم هایی از آب سرد استفاده می گردد که در نتیجه دمای آب حاصل تا 10 درجه سانتی گراد افزایش می یابد. به طور مشابه در برخی کارخانه ها از آب برای خنک کردن موتور های موجود استفاده می کنند. در نهایت شاهد وارد شدن آب گرم مذکور به رودخانه یا دریاچه مجاور آن کارخانه یا نیرو گاه هستیم. {2}و{4}

باید توجه داشت که علاوه بر وارد شدن آب گرم ، قطع درختان و یا از بین بردن گیاهان موجود در اطراف رودخانه ها (که بر روی رودخانه یا دریاچه سایه افکنده اند) نیز می تواند باعث آلودگی شود ; به این صورت که با از بین رفتن آن پوشش، نور آفتاب به سطح وسیع تری از آب رودخانه تابیده شده و منجر به افزایش دمای آب می گردد. این عمل در مناطق گرمسیر می تواند دمای آب را تا 10 درجه سانتیگراد بالا ببرد. علاوه بر آن چرای بی رویة گله های بزرگ گاو و گوسفند که با از بین بردن پوشش گیاهی موجود، باعث افزایش فرسودگی خاک می گردد می تواند در ایجاد آلودگی حرارتی موثر باشد. در این حالت خاک اطراف به درون آب دریاچه یا رود وارد شده و آن را گل آلود می کند. آب گل آلود که نسبت به آب صاف جاری کند تر نیز حرکت می کند، انرژی بیشتری را از نور خورشید دریافت می کند که منجر به افزایش دمای آب می گردد. در کنار این منابع آلاینده، مشاهده می کنیم که آب جاری در خیابان های بزرگ و یا پارکینگ ها و بام ها نیز دمای نسبتا زیادی دارند که می تواند در افزایش آلودگی حرارتی منابع آب موثر باشد. {3}

تاثیرات آلودگی حرارتی

به طور کلی تمام موجودات زندة موجود در یک محیط خود را با شرایط موجود در آن محیط (مثل بازة دمایی مورد نیازشان) وفق داده اند. موجودات آبزی نیز از این قائده مستثنی نیستند. با افزایش دمای آب یک ناحیه (بیش از حد تحمل جانداران موجود)، آن گونه از جانداران که قادر به حرکت نیستند، نظیر : گیاهان دریایی و نرم تنان صدف دار، خواهند مرد. ماهی ها و دیگر جاندارانی که قادر به تحرک سریع هستند ، به امید یافتن منطقه ای خنک تر، آن ناحیه را ترک می کنند. {3}

واضح است که در یک دریاچة بسته این امکان وجود ندارد و این به معنی مرگ آن ماهی هاست. در نهایت موجودات دیگری که اغلب برای آن محیط ناخوشایند هستند وارد شده و هم اکنون بر هم خوردن چرخة حیاتی و اکوسیستم آن ناحیه را شاهد هستیم.

دلیل اصلی این حقیقت که آب سرد محیط زندگی مساعد تری را برای آبزیان فراهم می کند، وجود مقادیر بیشتر اکسیژن محلول در آب است. ماهی قزل آلا و نیز ماهی آزاد که مصرف خوراکی دارند و در مقیاس وسیعی شکار می شوند، در آب گرم بیمار می شوند. در ضمن ، ارگانیزم های دیگری در آب گرم شروع به رشد و تکثیر می نمایند که متوالیا تاثیرات ناخوشایندی دارند : جلبک ها و نظیر آنها در آب های گرم به سرعت رشد می کنند (که وجود آنها در سطح آب مانع نفوذ اکسیژن و نور خورشید به آب شده و آلودگی آب را در پی دارد). البته جلبک ها در آب گرم زود تر می میرند. اما مشکل با مرگ این نوع گیاهان حل نمی شود. باکتر هایی که آنها را تجزیه می کنند به مقادیر زیادی اکسیژن نیاز دارند و این باعث می شود که مقادیر باقی ماندة اکسیژن نیز از بین برود. {3}و {4}

مرگ گیاهان آبزی موجود به همراه فرایند تجزیه شدن آنها آنقدر در آب آلودگی ایجاد می کنند که ماهی هایی که می توانستند در دمای بالا نیز زنده بمانند از بین می روند. متاسفانه سالهاست که در بسیاری از نقاط دنیا شاهد تصاویری مشابه آنچه مشاهده می نمایید، هستیم.

یکی دیگر از دیگر نتایج آلودگی حرارتی، تاثیر آن در افزایش پدیدة Global Warming است که در اینجا به بررسی آن نمی پردازیم. برای اطلا عات بیشتر در این زمینه می توانید به منبع شماره 6 مراجعه فرمایید.

راه های کنترل و جلوگیری از ورود آلاینده ها

آلودگی حرارتی ناشی از کارخانه ها و نیروگاه ها را با برنامه ریزی و طراحی صحیح می توان مهار کرد. می توان به جای تخلیه کردن آب گرم به درون یک دریاچه و یا رودخانه مجاور، از وسایلی مانند برج های خنک کننده و یا حوضچه های سرد کننده در نیروگاه ها استفاده کرد. در این حالت بوسیلة روش های تبخیری خاصی آب را قبل از تخلیه به بیرون ، به اندازة کافی سرد می کنند.

به تصویر زیر که یک برج خنک کننده (cooling tower) را نشان می دهد ،توجه فرمایید.

باید توجه داشت که در صورت طراحی مناسب نیروگاه ها (و یا اعمال تغییراتی در ساختار آنها) می توان با افزایش بازده و توان نیروگاه، انرژی گرمایی اتلافی کمتری تولید نمود. در فرایندی به نام Cogeneration انرژی و حرارت ناشی از تولید الکتریسیته (و یا محصولات دیگر نیروگاه ها و کارخانه ها) می تواند بدون خروج از سیستم، در بخش های تولیدی دیگری که به آن مقدار انرژی و یا گرما نیاز دارند به کار گرفته شود. به علاوه در صورت وجود مناطق مسکونی در نزدیکی نیروگاه ها (نظیر محل اسکان کارگران و یا مهندسان نیروگاه)، می توان از آب گرم حاصل جهت گرمایش محل سکونت افراد استفاده کرد. البته این مساله نیاز به برنامه ریزی خاص و طراحی از پیش تعیین شده دارد. چنین ترفندی در بسیاری از شهر های اسکاندیناوی و نیز در برخی نقاط صنعتی در کشور چین به چشم می خورد . {3}

در مورد چرای بی رویه گله های بزرگ نیز ، راهکار تئوری ساده است. مالکان زمین های چراگاه باید مانع از بین رفتن پوشش های گیاهی در نزدیکی حواشی رود خانه ها و یا ساحل دریاچه ها شوند. برای مثال می توان با ایجاد محدوده های مشخص چرا (با استفاده از کشیدن حصار ) از ورود گله ها به نواحی مذکور جلوگیری کرد.

در کل روش های متفاوتی که جهت جلوگیری از فرسایش خاک وجود دارد (نظیر کاهش شیب زمین، کاشتن گیاهان، ایجاد بادشکن های بزرگ و ساخت موانع حرکت آب در راستای فرسایش و . . . ) نیز می تواند مانع گل آلود شدن آبها و در نتیجه کنترل آلودگی حرارتی شود . {5}

گرچه راه کار های فوق ساده به نظر می رسند اما در عمل مشکل هستند. دلیل آن هم وجود انسانهایی است که با طرز تفکر های گوناگون به چنین مشکل هایی می نگرند. اگر چه قوانین موجود در سطوح بین المللی سعی دارند بر روی موضوعات مختلف اعمال شوند، اما تمرکز آنها بر روی جنبه های خاص و در نقاط دور افتاده کمتر می باشد. با اینکه در بعضی کشور ها قوانین دولتی سعی می کنند که مانع از بین رفتن پوشش گیاهی و قطع درختان سواحل رود خانه ها و درریاچه ها در سطوح عمومی و خصوصی شوند، ولی گاهی اوقات اعمال قوانین کمتر به صورت سختگیرانه و محکم برگزار می شود. (بدیهی است که نتیجة آن سو استفاده کردن افراد ذی نفع است ) . متاسفانه در بسیاری از کشور ها نیز اصولا قوانین دولتی خاصی برای جلوگیری از آلودگی حرارتی وجود ندارد و تنها سازمان های طرفدار محیط زیست و بهداشت عمومی حضور دارند که قدرت اجرایی خاصی ندارند و این امر باعث می شود که مانعی برای فعالیت کارخانه ها و نیرو گاه ها در جهت جلوگیری از ایجاد این آلودگی وجود نداشته باشد .

البته از سوی دیگر بعضی از کشور ها هم قدم های قابل ملاحظه ای در این زمینه برداشته اند. از سال 1972 که "آژانس حفاظت از محیط زیست" در امریکا بوجود آمد، حتی المقدور سعی شد که از هرگونه تخلیه آب گرم حاصل نیروگاه های برق، نیروگاه های هسته ای و کارخانجات مختلف به دریاچه ها و رودهای مجاور در ایالات مختلف آمریکا جلوگیری به عمل آید و خوشبختانه اعلام کرده اند که اکنون توانسته اند جلوی آلودگی حرارتی ناشی از نیروگاه ها را بگیرند. {3}

امیدوار هستیم که علاوه بر سیستم ها و ارگان های دولتی، سطح آگاهی افراد نیز در این زمینه به اندازة کافی بالا رود تا در آینده شاهد مشکلات ناشی از آلودگی حرارتی نباشیم.

منابع و مآخذ :

(پاراگراف هایی از متن که در انتهای آنها شماره منبع ذکر شده، از منابع انگلیسی مختلف با تصرف و تلخیص توسط این جانب به زبان فارسی ترجمه شده است)

1.http://www.yourdictionary.com/thermal-pollution

2.http://library.thinkquest.org/C0111040/Types/thermal.php

3.http://pkukmweb.ukm.my/~ahmad/kuliah/manusia/artikel/thermal.htm

4.http://www.pollutionissues.com/Te-Un/Thermal-Pollution.html

5.http://www.ehow.com/how_2078923_preven

تركهاي روسازي انعطاف پذير (روسازي آسفالتي)

تركهايي كه در روسازي هاي آسفالتي اتفاق مي‌افتند عبارتند از:

Alligator and Fatigue cracking:

يك سري از تركهاي interconnecting (بهم پيوسته) ناشي از گسيختگي خستگي سطح آسفالت يا لايه‌ي اساس تحت تاثير بارهاي مكرر ترافيكي- اين تركها از پايين سطح آسفالت يعني جايي كه تنش يا كرنش كششي در بيشترين حالت است شروع مي‌شود (زير بار چرخ) سپس به صورت چند ترك طولي موازي تا سطح منتشر مي‌شوند.تدريجا تحت بارهاي مكرر ترافيكي به هم متصل شده و چند ضليهاي تيزگوشه‌اي شبيه پوست سوسمار تشكي مي‌دهند (داراي ضلعهاي كمتر از 1 فوت) اين تركها فقط در نواحي تحت بارهاي مكرر ترافيكي رخ مي‌دهند- در overlay هاي روي دال بتني رخ نمي‌دهند و كلا در كامپوزيتها پس از ايجاد به سرعت انتشار مي‌يابند.

Block Cracking:

تركهاي كه در نواحي خارج از اعمال بارهاي مكرر ايجاد مي‌شوند هستند يعني وابسته به بار نيستند. در اينجا سطح به قطعات مستطيلي تقسيم ميشود (1-100 ft ²) تركهاي بزرگتر از اين مقدار در زمره‌ي تركهاي طولي و عرضي هستند علت بوجود آمدن آنها امقباض مخلوط داغ آسفالتي و چرخه‌هاي دمايي روزانه كه منجر به تنشها و كرنشهاي چرخه‌اي مي‌شوند مي‌باشد. وجود اين تركها نشان‌دهنده‌ي آن است كه آسفالت خيلي زياد سفت شده است (از دست دادن خاصيت خميري)

Joint Reflection Cracking from Slab:

محل پيدايش اين تركها فقط در روسازي‌هاي آسفالتي بر روي يك دال بتني. در محل درزهاي طولي و عرضي جايي كه روسازي بتني قديمي دهانه‌اش باز شده است تركها اتفاق مي‌افتند. اين تركها ناشي از بار نيستند و اصولا ناشي از حركت دال بتني زير لايه‌ي آسفالتي به علت تغييرات رطوبتي و حراراتي هستند.

Lane/Shoulder Dropoff or Heave:

وقتي بين شانه‌ي راه و lane اختلاف تراز وجود داشته باشد عوامل frost action/Heave (يخ‌زدگي) و تورم، عوامل dropoffكه ناشي از blowing away بر اثر عبور كاميونها اتفاق مي‌افتد.

:Longitudinal and Transverse Cracking

(تركهاي طولي و عرضي)

عوامل آن: انقباض سطح آسفالتي بعلت دماي پايين يا سخت شدن آسفالت- انعكاسي از تركهاي لايه‌هاي زيرين مثل تركهاي موجود در دالها يا تركهاي زير سطح آسفالت هستند - وابسته به بار نيستند.

انواع تركهاي طولي عبارتند از : non-wheel-path و wheel-path

تركهاي لبه‌ اي مختص روسازي‌هايي هستند كه شانه‌هاي آنها روسازي نشده است. آنها شامل تركهاي هلالي يا تركهاي نسبتا پيوسته هستند كه كه گوشه‌هاي روسازي را قطع مي‌كنند.

:Pumping and Water Bleeding

خروج آب و مصالح ريزدانه بر اثر فشار (از راه تركها) بارهاي متحرك. با خروج تدريجي آب، مصالح ريزدانه نيز بيرون آمده و باعث تخريب و از بين رفتن پشتيبان زير بنا مي‌شود. نشانه ي آن تجمع مصالح روي سطح نزديك تركها مي‌باشد.

Rutting:

فشرده شدن و همچنين شيار دار شدن و فرو رفتگي سطح در محل چرخها كه در نزديكي آن بركنش رخ مي‌دهد. علت آن تغيير شكل دائمي در هر يك از لايه‌هاي روسازي يا خاك بستر يا حركت جانبي مصالح تحت بار ترافيكي همچنين علت ديگر آن حركت مومساني مخلوط قيري در هواي گرم مي‌باشد و همچنين تراكم ناكافي در هنگام ساخت.

:Swell

(تورم): شكم دادن رو به بالاي سطح روسازي مي‌باشد و عوامل آن frost action در خاك بستر تورم خاك و دال بتني زير آسفالت مي‌باشد.

Bleeding:

يك فيلم از مواد قيري در سطح روسازي كه يك سطح براق شكننده و شيشه مانند و چسبناك است ايجاد مي‌كند. علت آن كمبود حفره‌هاي هوا مي‌باشند. همچنين محتواي قير زياد است و با تجمع آسفالت روي سطح مقاومت مقابل لغزش كاهش مي‌يابد.

Corrugation:

حركت مومسان و موجدار سطح آسفالت است. محل آن جايي است كه اتومبيلها اكثرا شتاب مي‌گيرند و يا توقف مي‌كنند. (مانند ايستگاه اتوبوسها) علت آن shear action در سطح روسازي و همچنين بين سطح و مصالح اساس است.

Depression:

به طور موضعي در بعضي قسمتهاي سطح روسازي از اطرافش ارتفاع كمتري دارد. دليل آن نشست شالوده‌ي خاك است. و تاثير آن اين اسن كه موجب زبري سطح مي‌شود و اگر با اب پر شوند براي حركت وسيله نقليه مشكل ساز مي‌شوند.

Patch deterioration:

به علت مصالح بد و يا ساخت بد بوجود مي‌آيد و به معني وصله يعني قسمتي از سطح با آسفالت جديد تعويض شده است.

Polished aggregate:

بخشي از مصالح سنگي روي سطح آسفالت فاقد زبري و تيزگوشگي لازم جهت ايجاد مقاومت در برابر لغزش هستند و يا خيلي ريزند. در مسير چرخها به علت تكرار بار اغلب ايجاد مي‌شوند.

Potholes:

چاله مانندهاي كه روي آسفالت ايجاد مي‌شوند و ناشي از شكست روسازي بر اثر تركهاي سوسماري، تجزيه يا freeze-thaw cycle هستند.

Raveling & Weathering:

كنار رفتن پوشش سطح بعلت از جاي خود بيرون آمدن دانه‌هاي كه ناشي از كمبود ملات قيري است.

Slippage cracking:

حلالي شكل بوده و سر آنها به جهت ترافيك است و علت ايجاد آنها كمبود وقاومت HMA است. (بخشي از سطح آسفالت به علت تنشهاي برشي و جانبي كه توسط بار ترافيك ايجاد مي‌شود پس زذه مي‌شود)

قير و انواع آن

خصوصيات قير:

قير چسباننده قهوه اي رنگ تا مايل به سياه است كه از شمار زيادي مولكولهاي هيدروكربوري كه به صورت كلوئيدي در يكديگر معلق هستند، تشكيل شده است. هيدروكربورهاي تشكيل دهنده قيرها را مي توان به يكي از دو دسته آسفالتين ها و مالتين ها تقسيم كرد كه خود مالتين ها به دسته پارافين ها، رزين ها و روغن ها تقسيم مي شوند. خصوصيات رئولوژي قير كه در فورم آتي در مورد آن به طور مفصل بحث خواهيم كرد بسته به مقدار و رفتار اين هيدروكربورها مي باشد. در هر حال چسبندگي و قابليت شكل پذيري قير هاي خالص به علت وجود رزين ها است.

انواع قيرهاي نفتي:

قيرهاي خالص: مستقيماً در برج تقطير در خلاء پالايشگاه به دست مي آيند و يا مختصري در جريان فرآيند هوادهي قرار مي گيرند. اين قيرها بايد همگن و فاقد آب بوده و دماي گرم كردن آن هيچ گاه از 176 درجه سانتيگراد تجاوز ننمايد. قير خالص در دماي محيط جامد است و بر اثر حرارت روان مي شود و در حرارت كم حالت الاستيك فنري داردمصرف قيرهاي خالص در مخلوط ها آسفالتي، باتوجه به اين كه قير خالص در دماي محيط حالت جامد داشته و قابليت اندود كردن مصالح سنگي را ندارد، مستلزم گرم كردن قير تا حداقل105 و حداكثر 163 درجه سانتي گراد در كارخانه آسفالت است. از اينرو به اين مخلوط هاي آسفالتي، مخلوط آسفالتي گرم اطلاق ميشود. طبق نشريه 234 ، "آيين نامه روسازي آسفالتي راه هاي ايران" از قير AC 60 70براي مصرف در اكثر نقاط كشور (با آب وهواي معتدل و گرم)، قير AC 85- 100 براي مصرف در استان هاي سردسير (شمال غربي) كشور و بخصوص در كوهستان هايمرتفع اين مناطق و بالاخره از قير AC 40-50 در نقاط بسيار گرم (داغ) مانند حاشيه خليج فارس و درياي عمان مناس م باشد.بنابراين، با توجه به اين كه روان كردن قيرهاي خالص مستلزم گرم كردن آنها و مشكلات ناشي از گرم كردن از قبيل مصرف انرژي، انتشار آلاينده هاي زيست محيطي و مشكلات و هزينه هاي اجرايي ديگر است، براي روان كردن قير خالص يا آن را در حلال هاي نفتي حل كرده (قير محلول) يا از آب و امولسيون سازها (قيرهاي امولسيوني يا قيرآبه) استفاده مي كنند. در قيرهاي محلول پس از مدت كوتاهي مقداري از حلال هاي نفتي كه عموماً فرار هستند، پريده و قير محلول به طور كامل مصالح سنگي را به يكديگر مي چسباند. در قيرآبه ها نيز به همين منوال ماده امولسيون ساز يه اصطلاح شكسته شده و سبب به هم چسبيدن مصالح سنگي مي شود. به اين عمل، عمل آوري مواد قيري مي گويند. پس عمل آوري در قيرهاي محلول و قيرآبه ها انجام مي گردد.

در مورد عمل آوري قير هاي محلول دو موضوع مطرح مي شود:

1. پارامتر هاي دروني: اين پارامترها به سازنده قير مربوط مي شوند. مانند: فراريت حلال، مقدار حلال، غلظت مواد اوليه. هرچه حلال فرارتر يا كمتر يا غليظ تر باشد، همل آوري سريعتر انجام مي شود.

2. پارامتر هاي خارجي: مانند درجه حرارت محيطي كه قير بعداً در آن قرار مي گيرد، وجود باد، نسبت سطح به حجم. هرچه ميزان درجه حرارت محيط يا سرعت باد يا نسبت سطح به حجم بيشتر باشد، عمل آوري زود تر انجام مي گيرد.

عوامل موثر در سرعت عمل آوري قير هاي امولسيوني نيز عبارتند از:

1. آب و هوا

2. درجه حرارت

3. بارندگي

هرچه هوا مرطوب تر باشد يا درجه حرارت پايين تر باشد يا ميزان بارندگي بيشتر باشد، آب ديرتر تبخير مي شود و عمل آوري كند تر انجام مي پذيرد.

قيرهاي محلول: از حل كردن قيرهاي خالص در حلالها و يا روغنهاي نفتي دست مي آيند. نوع و كيفيت قيرهاي محلول به كيفيت قيرهاي خالص اصلي، نوع و مقدار حلال بستگي دارد. هر اندازه مقدار حلالهاي نفتي در قيرمحلول زيادتر باشد، رواني آن افزايش مي يابد. قيرهاي محلول در راهسازي براي اندودهاي سطحي، نفوذي، آسفالت سطحي، آسفالت سرد كارخانه اي و يا آسفالت مخلوط در محل، مصرف مي شوند. قيرهاي محلول بر حسب سرعت گيرش و نوع حلال به سه گروه زير تقسيم مي شوند:

قيرهاي زودگير: اگر از بنزين براي حل كردن قير خالص استفاده شود، قير محلول را زودگير مي نامند. زيرا حلال موجود در قير در مدت كمي بعد از مصرف قير محلول تبخير شده و قير اصلي بر جاي مي ماند . قيرهاي زودگير بر حسبكندرواني، در چهار نوع RC-70 و RC -800 ، RC -250 ، RC -3000 درجه بندي شده كه اعداد پسوند معرف كندرواني قير، برحسب صدم استكس است.

قيرهاي كندگير: قيرهاي كندگير از حل كردن قير خالص در نفت سفيد تهيه مي شود كه سرعت تبخير نفت از بنزين كندتر و طولاني تراست. قيرهاي كندگير در پنج نوع درجه بندي مي شود كه كندرواني آنها در 60 درجه سانتيگراد از حداقل 30 تا حداكثر 6000 سانتي استكس، تغيير مي كند.

قيرهاي ديرگير: قيرهاي محلول ديرگير را علاوه بر حل كردن قير خالص در روغنها و حلالهاي ديرگير نفتي، مانند گازوئيل يا نفت سياه، مي توان مانند قيرهاي خالص، مستقيماً از تقطير نفت خام بدست آورد كه در حالت اخير، هنوز روغنهاي حلال از آن جدا نشده است. گيرش كامل اين قيرها بعد از مصرف، مدت زمان زيادي طول مي كشد. در واقع قيرهاي ديرگير در شرايط آب و هواي عادي تبخير نمي شوند، بلكه تغيير شكل مولكولي در آنها به وجود مي آيد كه نسبتاً تدريجي و طولاني است.

امولسيون هاي قير:(قيرابه) از مخلوط كردن قير و آب با يك ماده قيرآبه ساز، قيرآبه به دست مي آيد. در اين مخلوط، قير با ابعاد از يك تا 10 ميكرون، در آب شناور است. آب، فاز پيوسته و قير ناپيوسته اين مخلوط را تشكيل مي دهد. قيرآبه سازها موجب ايجاد بار الكتريكي مثبت يا منفي در سطح دانه هاي قير مي شوند. نيروي دافعه ناشي از اين بار مانع به هم پيوستن ذرات قير در قيرآبه مي شود.مقدار قير در قيرآبه ها از 55 تا 65 درصد، ميزان آب از 35 تا 45 درصد و قيرآبه سازها حداكثر 0/ 5 درصد وزني قيرآبه را تشكيل مي دهد. از قيرآبه ها براي تهيه انواع مخلوطهاي آسفالت سرد كارخانه اي و يا مخلوط در محل، آسفالت سطحي، اندودهاي قيري، درزگيري و لكه گيري رويه هاي آسفالتي، تثبيت خاك و ماسه و غبارنشاني مي توان استفاده كرد. براي مصرف قيرآبه ها معمولاً نيازي به حرارت دادن آنها نيست لذا از نظر اقتصادي و ايمني بر انواع ديگر قيرها برتري دارند. اختلاط قيرآبه ها با سنگدانه هاي مرطوب و يا پخش قيرآبه روي بستر مرطوب شني و يا آسفالتي راه در عملكرد قيرآبه ها تأثير منفي ندارد. از نظر زيست محيطي از نظر زيست محيطي و اقتصادي نيز قيرآبه ها، مناسب ترين و باصرفه ترين جايگزين براي قيرهاي محلول محسوب مي شوند زيرا:

الف: انرژي مصرفي براي گرم كردن آنها به مراتب كمتر از قيرهاي محلول است.

ب: به جاي تبخير و تصعيد حلالهاي نفتي موجود در قيرهاي محلول و انتشار آنها در محيط زيستموجب آلودگي شديد مي گردد، درقيرآبه ها فقط آب تبخير مي شود.

پ: هزينه حلالهاي نفتي موجود در قيرهاي محلول (حدود 25 در صد وزني) ، در شرايط جاري بحران انرژي، به مراتب بيشتر از هزينه ماده امولسيو نساز (حدود 0/5 درصد) در قيرآبه ها مي باشد.

همچنين در نشريه 234 اشاره شده است كه استفاده از قيرآبه ها در مناطق شهري براي حفظ محيط زيست و آلودگي هوا مناسب است.

قيرآبه ها بر حسب نوع بار ذره اي ايجاد شده در سطح دانه هاي شناور قير، به دو گروه اصلي و زير گروههاي فرعي ديگر به شرح زير تقسيم مي شوند:

قيرآبه هاي آنيونيك: با استفاده از قيرآبه سازهاي املاح قليايي اسيدهاي آلي، سطح دانه هاي قير، داراي بار منفي مي شود. اين قيرآبه ها را آنيونيك مي نامند كه خود به سه نوع زودشكن، كندشكن و ديرشكن، كه هريك زيربخشهايي دارند، تقسيم مي شود:

	قيرآبه هاي انيونيك
RS زودشكن	MS كندشكن	SS ديرشكن
RS-1 RS-2 HFRS-2	MS-1 MS-2 MS-2h HFMS-1 HFMS-2 HFMS-2h HFMS-2s	SS-1 SS-1h

پسوندها و پيشوندهاي فوق داراي معاني زير مي باشد:

الف: پيشوند HFعرف ايجاد پوشش قير با ضخامت بيشتر روي سنگدانه هاست

ب: پسوندهاي 1 و 2 به ترتيب معرف درصد قير خالص كمتر و بيشتر در قيرآبه مي باشد.

پ: پسوند h معرف كاربرد قيرخالص سفت تر)درجه نفوذ كمتر ) در قيرآبه است

ت: پسوند s در قيرآبه كندشكن HFMS-2s نشانه كاربرد اين قيرآبه براي اختلاط با مصالح ماسه اي است.

قيرآبه هاي كاتيونيك:با استفاده از قيرآبه سازهاي از نوع تركيبات آلي نمكهاي آمونيوم و يا آمينها سطح دانه هاي قير داراي بار مثبت مي شود. اين قيرآبه ها را قيرآبه هاي كاتيونيك مي نامند. قيرآبه هاي كاتيونيك به سه نوع زودشكن، كندشكن و ديرشكن و هريك نيز به زيرگروههاي ديگري به شرح جدول زير تقسيم مي شود.

	قيرآبه هاي كاتيونيك
RS زودشكن	MS كندشكن	SS ديرشكن
CRS-1 CRS-2	CMS-1 CMS-2h	CSS-1 CSS-1h

پسوندها و پيشوندهاي فوق داراي معاني زير مي باشد:

الف: C نشانه كاتيونيك است.

ب: پسوندهاي 1 و 2 و h معاني مشابهي دارد كه در مورد قيرآبه هاي آنيونيك توضيح داده شد

پس همان گونه كه ذكر شد و در نشريه 234 آمده است: آسفالت سرد از اختلاط سنگدانه ها با قيرهاي محلول يا قيرآبه ها در دماي محيط تهيه و در همين دما پخش و متراكم مي شود.

)علت نامگذاري مخلوط آسفالتي سرد)

قيرهاي دميده:

قيرهاي خالص را تحت فشار و در حرارت 200 تا 300 درجة سانتيگراد هوا مي دهند تا اتم هاي هيدروژن موجود در مولكولهاي قير بااكسيژن هوا تركيب شود و با ايجاد واكنشهاي پليمريزاسيون، هيدروكربورهاي سنگين تري بدست آيد كه درجة نفوذ كمتر و نقطة نرميبيشتري نسبت به قير خالص اوليه داشته باشد. اختلاف نقطة نرمي و درجه شكستن قيرهاي دميده، كه با آزمايش ، DIN 52012تعيينمي شود به 100 درجه مي رسد. اين قيرها در مقايسه با قيرهاي خالص اوليه حساسيت كمتري در برابر حرارت دارند و درجة نفوذ آنهاكمتر است.

قيرهاي دميده، مصرف زيادي در راهسازي ندارد. اين قيرها براي پر كردن تركهاي روسازيهاي بتني و پركردن درزهاي رويه هايبتني استفاده مي شود. معمولاً خاصيت ارتجاعي قيرهاي دميده با مصرف افزونه هاي شيميايي مخصوص افزايش مي يابد و اين حالتحتي در حرارتهاي پايين كه قيرهاي خالص در آن حرارت شكننده مي شود، ثابت مي ماند. از اين نوع قير دميده، كه تا حدودي شبيهلاستيك است، براي پوشش كف كانالهاي آب استفاده مي شود. در ايران سه نوع قير دميده , R 110/10, R 90/ 15,R 85/ 25ساختهمي‌شود كه اعداد 10، 15، 25 درجه نفوذ اين قيرها . ارقام 85، 90، 110، درجه نرمي اين قيرهاست.

قطران:

قطران نيز كه رنگي سياه ولي متمايل به قهوه اي دارد از تقطير گازهاي حاصل از حرارت دادن زغال سنگ، چوب و سنگهاي شيستي به دست مي آيد. اين ماده قطران خام ناميده مي شود و از تصفيه آن قطران راهسازي حاصل مي گردد. قطران در ايران به ميزان بسيار كم توليد مي شود و استفاده از آن در كارهاي راهسازي كشور معمول نيست.

انتخاب نوع قير:

انتخاب نوع قيري كه در راهسازي بكار مي رود با توجه به چند عامل مهم انجام مي شود. اين عوامل عبارتند از : شرايط جوي محل، نوع و شدت آمد و شد وسائل نقليه، نوع روسازي، جنس و دانه بندي مصالح سنگي، نحوه اجراي روسازي. هر اندازه درجه حرارت متوسط ساليانه منطقه اي بيشتر باشد بايد از قير كندروان تري براي ساختن روسازي آسفالتي استفاده شود. هر اندازه تعداد و وزن وسائل نقليه بيشتر باشد، بايد از قير كندروان تري براي ساختن مخلوط هاي قيري استفاده شود. براي ساختن مخلوط بتن آسفالتي گرم از قير خالص و براي مخلوط هاي بتن آسفالتي سرد از قيرهاي محلول و يا امولسيون هاي قير استفاده مي شود. ميزان تخلخل و خلل و فرج سطحي كه بايد با قير اندود شود در انتخاب نوع قير موثر است. هر اندازه ميزان تخلخل سطح بيشتر باشد بايد از قير محلول كندروان تري براي اندودكاري استفاده شود. در مناطق با آب و هواي سرد و خشك بهتر است كه از قيرهاي محلول و در مناطق با آب و هواي مرطوب و يا با مصالح سنگي مرطوب بهتر است كه از امولسيون هاي قير استفاده شود. براي درزگيري از قيرهاي محلول ديرگير يا قيرآبه هاي ديرشكن استفاده مي شود تا قير فرصت كافي براي نفوذ كامل در ترك هاي روسازي و پر كردن آنها را داشته باشد. در روسازي به لايه قيري روي مصالح سنگي يا در بين مصالح سنگي و سطح رويه پخش مي گردد، اندود نفوذي (پريم كت) و به لايه قيري كه در بين دو سطح آسفالتي قرار مي گيرد، اندود سطحي (تك كت) گفته مي شود. براي ايجاد چسبندگي لازم بين مصالح سنگي و سطح رويه يا از قيرهاي محلول يا قيرآبه ها (قيرهاي امولسيوني) استفاده مي شود. زيرا حالت روان داشته و براي ايجاد رواني لازم نيازي به گرم كردن ندارند. اما آنچه حائز اهميت است، اين مطلب مي باشد كه ما به بر خلاف درزگيري يا ترك گيري سطح آسفالت به هيچ عنوان قصد نداريم، قير در بين مصالح لايه اساس به طور كامل نفوذ كند. به عبارت ديگر ما تنها مي خواهيم چسبندگي لايه اساس با قشر زيرين آسفالتي (بيندر) تامين شود. از اينرو بايد از قيري استفاده كنيم كه داراي سرعت گيرش يا عمل آوري بالا باشد. بدين منظور قيرهاي محلول زودگير و كندگير يا قير هاي امولسيوني زودشكن استفاده مي شود. البته انتخاب نوع و درجه قير تابع دماي محيط، رطوبت نسبي و باد، درجه حرارت سطحي است كه بر روي آن قيرپاشي مي شود. در صورتي كه از قيرهاي محلول ديرگير يا قرآبه هاي دير شكن براي اندود نفوذي (پريم كت) استفاده شود، قير فرصت كافي براي نفوذ در لايه اساس را داشته و علاوه بر اين كه ما قير بيشتري را مصرف و در نتيجه هزينه بيشتري را متحمل شده ايم، عملكرد زهكشي لايه اساس را نيز دچار مشكل نموده ايم.

دانلود فايل كامل اين مقاله:

password: www.civil1385.blogspot.com

مقاله‌اي كامل درباره‌ي قير

(تثبيت خاك) Soil Stabilization

توضيح : اين مقاله صرفا يك Progress Report مي‌باشد و تحقيق كامل در مورد تثبيت خاكها در پستهاي آينده ارائه مي‌گردد.

طراحي روسازي بر اين اصل استوار است كه خاك بكار رفته در هر لايه از روسازي بتواند حد‌اقل ويژگي هاي كيفيت سازه‌اي را فراهم كند، هر لايه بايد بتواند مقاومت برشي مورد نظررا فراهم كند، واز ايجاد تغيير شكلهاي زياد كه باعث بوجود آمدن تركهاي خستگي در يك لايه و يا لايه‌‌ي بالاي آن مي‌شوند و همچنين ازبوجود آمدن تغيير شكلهاي دائمي بخاطر تغييرات بيش از حد خاك جلوگيري كند. تثبيت خاك روشي است كه بمنظور بهبود كيفيت مصالح در راهسازي بكار مي‌رود، و استفاده از اين روش موجب بدست آمدن مصالحي با مشخصات مناسب براي بكار بردن در لايه‌هاي روسازي مي‌شود. تثبيت خاك به اصلاح و بهبود خواص فيزيكي و مهندسي خاك براي تامين يك رشته اهداف از پيش تعيين شده اطلاق مي شود. تصميم در مورد استفاده از اين روش پس از مقايسه‌ي راه حلهاي مختلف قابل قبول انجام مي‌شود.

امروزه با پيشرفت علم تثبيت خاكها به طرق گوناگون نظير روش هاي مكانيكي، شيميايي، فيزيكي، بيولوژيك ( روياندن گياه)، و روش الكتريكي امكان پذير است. در روش تثبيت خاك، كارشناسان با استفاده از اصول علمي و بهره‌گيري از فناوري‌هاي جديد، مواد و مصالح مناسب را در تقويت خاك به كار مي‌گيرند و مشخصات مهندسي، خواص مكانيكي از جمله مقاومت، سختي، شكل‌پذيري و ظرفيت باربري آن را بهبود مي‌بخشند.تثبيت خاكها اهداف گوناگوني دارد كه از اين اهداف مي‌توان به افزايش مقاومت باربري خاك، كاهش نفوذپذيري ،كاهش تورم و انقباض خاك ،كاهش رطوبت خاك ،كاهش دامنه خميري خاك ،جلوگيري از فرسايش خاك و كاهش ضخامت لايه هاي روسازي اشاره كرد. متراكم كردن خاك در عمليات عمراني يك روش مكانيكي ساده و متداول براي افزايش دانسيته خاك و در نتيجه افزايش ظرفيت باربري و پايداري خاك است. ولي موردي كه در تحقيق مورد بررسي قرار مي‌گيرد تثبيت خاك از طريق شيميايي مي‌باشد.

از موادي كه در تثبيت خاك بكار مي‌روند مي‌توان به قير، سيمان، آهك اشاره كرد. انتخاب هر يك از اين مواد به مواردي مانند جنس خاك، شرايط جوي منطقه، ميزان آمد و شد، هدف از انجام تثبيت خاك و هزينه‌هاي عمليات بستگي دارد. همچنين امروزه براي افزايش توان باربري خاك ماسه روان استفاده از پليمر به عنوان يك تثبيت‌كننده فيزيكي، غيرسنتي، در دسترس و با كاربردي آسان رواج يافته است. از ديگر مواد تثبيت كننده خاك مي‌توان كلرور كلسيم و سديم اشاره كرد. مقدار ماده تثبيت كننده مورد نياز با توجه به آزمايشهاي مقاومت و دوام خاك و همچنين موارد اقتصادي تعيين مي‌شود.

همانطور كه در بالا اشاره شد امروزه استفاده از پليمرها براي تثبيت خاك افزايش يافته است، خواص فيزيكي نسبتا مطلوب از جمله ويژگي هايي است كه باعث پر مصرف شدن اين مواد شده است. همچنين اين گروه ازمواد داراي وزن مخصوص پايين و پايداري خوب در مقابل مواد شيميايي هستند. بيشتر پليمرهاي متداول از پليمريزاسيون مولكول‌هاي آلي ساده به نام منومر به دست مي‌آيند. با تركيب مناسبي از حرارت، فشار و كاتاليزور پيوند دوگانه بين اتم‌هاي كربن شكسته شده و يك پيوند ساده كووالانسي‌ جايگزين آن مي‌شود. البته بايد توجه داشت كه تحقيقات انجام شده نشان مي‌دهند كه در صورتيكه درصد پليمر مصرفي براي تثبيت خاك ماسه‌هاي روان بيش از 3 درصد باشد نه تنها اين عمل از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نخواهد بود بلكه نظر فني نيز چندان باعث افزايش مقاومت نسبت باربري خاك نخواهد شد.

آهك با درجات خلوص متفاوت به عنوان تثبيت كننده‌اي براي خاك سابقه‌ي طولاني دارد، اضافه كردن اين ماده باعث كاهش خواص خميري خاك مي‌شود. بنابر‌اين وقتي مصالح شني از نظر دانه‌بندي براي لايه‌هاي اساس و زير‌اساس مناسب باشند ولي بعلت حد رواني و يا دامنه خميري زياد نتوان از آنها استفاده كرد از اين ماده براي كاستن خواص خميري مصالح و در نتيجه براي ساختن لايه‌هاي اساس و زير اساس استفاده مي‌شود.معروفترين و متداولترين مواد آهكي مورد استفاده در تثبيت عبارتند از آهم شكفته، آهم شكفته دلوميتي، آهك زنده و آهك زنده دلوميتي. بايد توجه داشت كه بطور كلي آهك زنده ماده تثبيت كننده مؤثري نسبت به آهك شكفته است و اگر بصورت دوغاب به خاك اضافه شود مقاومت بيشتري را نسبت به موقعيكه به صورت پودر اضافه مي شود ايجاد مي كند. با توجه به اينكه ميزان قابل توجهي از خاك مخصوصا در ايران ريزدانه و از نوع رسي مي‌باشد. چون خاكهاي رسي داراي خواص خميري بالا هستند و واكنش شيميايي خوبي خواهند داشت، بايد راهي را براي مقاوم كردن و بهبود رفتاراينگونه ريزدانه‌ها پيدا كرد. يكي از مؤثرترين روشهاي بهبود كيفي مشخصات فني خاكهاي رسي كه استفاده از آنها متداول است بهره‌گيري از آهك مي‌باشد، آهك اصولاً براي تثبيت خاكهاي ريزدانه كه دامنه خميري آنها بزرگتر از 10 و خاكهاي رسي خيلي خميري PI > 35) ) مناسب است ولي اين ماده براي تثبيت خاكهايي كه حاوي مقدار بيش از دو درصد مواد آلي و همچنين حاوي مقدار بيش از نيم درصد سولفات قابل حل در آب مي باشند مناسب نيست. وقتي آهك به خاك ريزدانه اضافه مي‌شود واكنشهاي مختلفي اتفاق مي‌افتد كه عبارتند از واكنش تبادل كاتيونها، واكنش پوزولاني، واكنش كربناسيون. با توجه به نكات گفته شده مي‌توان برداشت كرد كه. مراحل اجرايي عمليات تثبيت خاك با آهك شامل آماده كردن خاك، پخش آهك، اختلاط و آب پاشي، كوبيدن و تسطيح و عمل آوردن مخلوط مي شود.

سيمان نيز بيشتر براي تثبيت خاكهاي ريزدانه‌كاربرد دارد. اكثر خاكهاي ريزدانه بغير از خاكهاي آلي قابل تثبيت با سيمان مي‌باشند. بطور كلي هر خاكي كه داراي كمتر از 2در صد مواد آلي بوده و مقدار سولفات قابل حل در آب آن از مقادير مشخص شده تجاوز نكند را مي‌توان با سيمان پرتلند تثبيت كرد. مكانيزم كلي تثبيت با سيمان مانند تثبيت با آهك مي‌باشد. از اين ماده نيز براي كم كردن خواص خميري خاك استفاده مي‌شود. از تغييراتي كه سيمان در خاك بوجود مي‌آورد مي‌توان اشاره كرد به ايجاد در صد رطوبت بهينه بيشتر و وزن مخصوص خشك كمتر. مقدار سيمان مورد نياز نيز با توجه به آزمايشهاي دوام و آزمايشهاي ديگر كه بر روي خاك انجام مي‌شود انتخاب مي‌گردد. بايد توجه داشت كه زمان در افزايش مقاومت خاكهاي تثبيت شده با سيمان اثر دارد و با گذشت زمان مقاوت اين خاكها افزايش مي‌يابد.مشخصات فني خاكهاي تثبيت شده با سيمان بستگي به عواملي همچون جنس خاك، مقدار سيمان،‌وزن مخصوص خاك تثبيت و كوبيده شده، كيفيت اختلاط خاك و سيمان، شرايط عمل آوري و همچنين بستگي به زمان دارد. تعيين در صد سيمان معمولا با استفاده از روشهاي زير كه استاندارد شده و متداول مي‌باشند انجام مي‌پذيرد.

1- آزمايش وزن مخصوص –درصد رطوبت (ASTM D558)

2- آزمايش تر و خشك شدن (ASTM D559)

3- آزمايش يخبندان-ذوب يخ (ASTM D560)

در تثبيت خاك با سيمان بايد به زودگير بودن سيمان توجه خاصي داشت. زيرا بايد تمام عمليات از جمله كوبيدن و متراكم كردن نهايي خاك را قبل از گرفتن سيمان به پايان رساند. بنابراين امروزه طول راه را به قطعات كوچكتر تقسيم ميكنند وخاك هر قسمت را جدا با سيمان تثبيت مي‌كنند، تا بتوانند به هدف خواسته شده به صورت مطلوب برسند. براي تثبيت خاك با سيمان مشخصا آب، مورد نياز است كه مقدار اين آب بر اساس رطوبت بهينه كه توسط آزمايش تراكم انجام مي‌شود مشخص مي‌گردد. بطور كلي مراحل تثبيت خاك با سيمان را مي‌توان اينگونه نام برد: آماده كردن خاك، پخش سيمان، اختلاط خاك با سيمان، كوبيدن مخلوط سيمان، عمل آوري خاك تثبيت شده با سيمان.

قير ديگر ماده‌اي مي‌باشد كه در تثبيت خاك مصارف گوناگوني دارد. تفاوت مصرف آن با آهك و سيمان در اين است كه اين ماده در مورد تثبيت خاكهاي درشت‌دانه و شني كاربرد دارند. بعلت سخت بودن اندود كردن دانه‌هاي ريز با قير، اين ماده درخاكهاي ريزدانه به عنوان تثبيت كننده كاربردي ندارد. قير مايع براي تثبيت به كار مي‌رود و از ويژگي‌هاي استفاده از آن كاهش خاصيت آب مكندگي خاك مي‌شود. از آنجا كه وجود سنگ حاوي خاك‌رس و يا مواد اينچنيني مانع از چسبيدن قير به سنگدانه‌ها ميشوند، مصالح سنگي بايد از هر گونهآلودگي پاك باشند و همچنين خشك باشند تا قير بخوبي به آنها بچسبد. مواردي كه در تثبيت با قير مد نظر هستند عبارتند از:

- آماده كردن خاك

- پخش قير

- اختلاط خاك و قير

- عمل آوردن

- كوبيدن مخلوط قيري

از قير براي بهبود خواص خميري خاكهاي شني مي‌توان استفاده كرد همچنين ماسه بخوبي قابل تثبيت شدن با قير است زيرا قير دانه‌هاي ماسه را اندود كرده و بخوبي به هم مي‌چسباند. استفاده از قير به عنوان تثبيت كننده براي عمليات زير سازي به مقدار زيادي مربوط به تجربه مهندسي مي باشد و بايد توجيه فني و اقتصادي بودن تثبيت خاك با قير مورد بررسي قرار گيرد.

همچنين مي‌توان خاكها را با تركيبي از مواد معرفي شده در بالا تثبيت كرد. مثلا تثبيت خاك با استفاده از آهك و سيمان و يا آهك - قير آبه و يا سيمان - قير آبه، كه هر مورد از اينها براي خاكهاي خاصي كاربرد دارند.

هدف اين تحقيق مشخص كردن انواع كاربرد استفاده از مواد تثبيت كننده مي‌باشد و به ويژگي هاي استفاده از هر كدام از تثبيت كننده‌ها به صورت كامل پرداخته مي‌شود. فاكتورهايي كه براي انتخاب نوع تثبيت كننده مهم هستند ذكر مي‌گردد. نحوه‌ي تثبيت و آزمايشهايي كه در اين حين بر روي خاك و مصالح آن انجام مي‌شود توضيح داده مي‌شوند. همچنين مراحل تثبيت خاك براي هر كدام از مصالح به صورت كامل ذكر خواهد گرديد. در پايان نيز در مورد كنترل كيفيت محصول نهايي در صورت استفاده از تثبيت كننده‌ها توضيح داده مي‌شود .

تهيه كننده: فراز معصوميان

دريافت فايل اين تحقيق:

password: www.civil1385.blogspot.com

Progress Report Word And PDF

ژئوتکستایل و ژئوممبران

مقدمه

تسلیح خاکها جهت افزایش مقاومت آنها در برابر گسیختگی از زمان های بسیار دور متداول بوده است. قدیمی ترین نمونه های خاك که با قطعات نی مسلح شده اند به حدود 5000 هزار سال پیش در ساخت اماکن مسکونی در فلات ایران بازمیگردد.

با پیشرفت تکنولوژی و ساخت مصالح جدید خواص فیزیکی و مکانیکی ژئوسنتتیک ها همچون استحکام ،نفوذناپذیری،مقاومت در برابر سوراخ شدگی،و از همه مهمتر مقاومت کششی فوق العاده بالای آنها نسبت به وزنشان باعث بوجود آمدن گسترة وسیعی از کاربرد این مواد در طرح های عمرانی شده است.

ژئوسنتتیک ها منسوجات و پوشش های ساخته شده از الیاف تولید شده از مشتقات نفتی هستند که خاصیت اصلی آن ها فساد ناپذیری در مقابل عوامل درونی خاک است. از ژئوسنتتیک ها به عنوان جدا کننده ، فیلتر ، زهکش ، مسلح کننده ، و حفاظت کننده استفاده می شود و به اشکال بسیار متنوع تقسیم می گردد.

از اهم مشتقات ژئوسنتتیک ها می توان به ژئوتکستایل ها، ژئوگرید ها ، ژئوممبران ها، ژئودرین ها، ژئوسیل ها، و... اشاره نمود که هریک بر اساس ویژگی های آن کاربرد خاصی داشته و در راه و باند، آب و سد، هیدرولیک، خاک ، ژئوتکنیک، نفت و گاز و پتروشیمی و ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند.

ژئوتکستایل ها (Geo-Textiles)

ژئوتکستایل ها ورقه های مصنوعی پلاستیکی هستند که نسبت به عبور سیالات و گاز نفوذپذیر می باشند و در بین ژئوسنتتیک ها بیشترین کاربرد را دارند . ژئوتکستایل ها در یک دسته بندی کلی به دو دستۀ ساختار اصلی بافته شده و ساختار اصلی بافته نشده تقسیم می شوند. ژئوتکستایل های دارای ساختار اصلی بافته نشده به علت دارا بودن فضای خالی نسبتاً زیاد خاصیت فیلتری بیشتری دارند .دربافته نشده ها الیاف تشکیل دهنده بطور درهم با یکدیگر آمیخته شده اند و همین خصوصیت موجب میشود تا مقاومت آنها در برابر پاره شدگی از بافته شده ها بیشتر باشد.زیرا نیرو با الیاف بیشتری درگیر می شود.

جهت ساخت ژئوتکستایل ها غالباً از پلی استر،پلی پروپیلن و پلی اتیلن استفاده می شود. پلی پروپیلن ها دارای وزن مخصوص کمتر از واحد بوده (0.9) و محکم و بادوام هستند. از الیاف و فیبرهای رشته ای پلی پروپیلن ها در ساخت ژئوتکستایل های بافته شده و بافته نشده استفاده می شود. همچنین از فیبرهای پلی استر با مقاومت بالا نیز در ساخت ژئوتکستایل ها استفاده می شود. پلی استرها دارای وزن مخصوص بزرگتر از واحد و مقاومت بسیار عالی هستند و با اغلب خاک های موجود در محیط سازگار می باشند.

آنچه موجب بوجود آمدن گستره وسیع استفاده از ژئوتکستایل ها می شود خواص فوق العادة فیزیکی و مکانیکی آنها به نسبت وزن آنها میباشد، همچون استحکام، نفوذپذیری، مقاومت کششی بسیار بالا، مقاومت بالا در برابر سوراخ شدگی و …

------------------------------------

اين تحقيق توسط دانشجويان دانشگاه BIHE آرمان روشن و مشتاق انوري انجام شده است.

شما مي‌توانيد آن را به صورت كامل از لينك زير دانلود كنيد.

password: www.civil1385.blogspot.com

GeoTextile-GeoMembrane