ساختمان‌هایی که مقاوم نیستند

قرن‌ها از زمانی که بشر فراگرفت مخلوط آهک و آب را برای تولید ملاطی چسبناک استفاده کند و از آن ساروجی مقاوم برای ساخت جدار دیوار به دست آورد، سپری شده است؛ اما آگاهی انسان از نتیجه اختلاط سیمان با شن و ماسه و تولید ماده‌ای محکم تحت عنوان «بتن» به حدود ۲۷۰ سال پیش باز می‌گردد.

از آن زمان تاکنون کاربرد بتن در ساخت انواع سازه‌های پایدار نظیر سدها، پل‌ها، اسکله‌ها، بستر جاده‌ها و اسکلت ساختمان‌ها به امری رایج تبدیل شده است، به‌گونه‌ای که سازمان ملل متحد میزان مصرف سالانه بتن در هر کشور را معیاری برای رتبه بندی شاخص توسعه یافتگی آن کشور محسوب می‌کند.

اگرچه آهک و سیمان، زایشگاهی آسیایی دارند ولی بتن یک محصول اروپایی است. در زبان فرانسه به هر ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت استحکام‌زایی تشکیل شده باشد، بتن(‏Beton‏) گفته می‌شود، ولی بتنی که درصنعت ساخت و ساز مورد مصرف قرار می‌گیرد، ترکیبی از سیمان، ماسه و آب است که با توجه به میزان اختلاط مواد تشکیل دهنده به انواع مختلف با کاربری‌های گوناگون تقسیم می‌شود.

مقاومت و استحکام بتن در مقابل عوامل مخرب فیزیکی و شیمیایی باعث شده تا ظرف دو قرن اخیر به یکی از اصلی‌ترین مصالح ساختمانی تبدیل شود تا حدی که برخی معتقدند نقش بتن در توسعه جوامع بشری کم اهمیت‌تر از انرژی الکتریکی نیست.

در کشور ما نیز کاربرد بتن در صنعت ساختمان به اواخر حکومت قاجار و کمی پس از اختراع آن در اروپا باز می‌گردد. مستشاران خارجی در آن دوره به گماشتگان نظامی ایران آموختند که چگونه از بتن در ساخت استحکامات خود بهره‌گیری کنند، تا اینکه بتدریج با حضور گسترده کارشناسان اروپایی در فعالیت‌های عمرانی دوره پهلوی اول و ایجاد زیرساخت‌های مهمی نظیر تونل، راه آهن، نیروگاه، بیمارستان، دانشگاه، و تأسیسات آب و فاضلاب، کاربرد بتن در ساخت و سازها افزایش یافت و فعالان این صنعت با مفهوم بتن و آرمه (استفاده از شبکه فلزی در ملاط بتن برای افزایش استحکام) آشنا شدند.

اکنون حداقل ۶۰ درصد از تأسیسات زیربنایی و ۲۰ درصد از ساختمان‌های ایران، ساختاری بتنی دارند و کشورمان به یکی از بزرگترین تولیدکنندگان بتن در خاورمیانه تبدیل شده است.

معتبرترین مراکز علمی و مهندسی در خارج و داخل کشور نیز به این باور مشترک رسیده‌اند که اگر در ساخت یک بنا به شکل اصولی و صحیح از بتن استفاده شود، یقیناً توان مقاومت ساختمان احداث شده به مراتب بیشتر از ساختمان‌هایی است که اسکلت فلزی دارند.

با این حال پس از یک قرن کاربرد بتن در عملیات عمرانی و تدریس رشته‌های مهندسی مرتبط با ساختمان در ایران، هنوز ضریب مقاومت ابنیه جدید در برابرعوامل مخرب محیطی پایین است و نمی‌توان به استحکام ساختمان‌های بتنی اعتماد کرد.

تخریب دور از انتظار واحدهای اداری و مسکونی با اسکلت بتنی در زلزله سرپل ذهاب، ابنیه جاده‌ای و تأسیسات شهری در سیل خوزستان و فرسایش نگران کننده تأسیسات پتروشیمی در منطقه ویژه عسلویه نشان می‌دهد که برخلاف قدمت آشنایی مهندسان ایرانی با بتن و پیشرفت علمی این حوزه در مراکز دانشگاهی، همچنان صنعت ساخت و ساز کشور با محکم‌ترین مصالح ساختمانی دنیا بیگانه است.

البته این قبیل فرسایش‌های دور از انتظار مختص ساختمان‌های چهار دهه اخیر نیست؛ خوردگی ایجاد شده در پایه‌های برج آزادی تهران که قدمتی ۵۰ ساله دارد و ترک‌های ایجاد شده در برخی پل‌های مهم شهری که همگی محصول ساخت و سازهای پیش از انقلاب هستند، نشان می‌دهد مهندسان ما در گذشته نیز توجه‌ای به عوامل ارتقای سن سازه‌های بتنی نداشته اند.

در همین حال صنعت بتن در سایر نقاط جهان به درجه‌ای از اعتبار رسیده که حساس‌ترین تأسیسات زیربنایی نظیر رآکتورهای هسته ای، سکوهای پرتاب فضا پیما، سدها و نیروگاه‌های بزرگ، صرفاً با استفاده از این ماده احداث می‌شوند ولی فعالان صنعت ساختمان در ایران همچنان از ساخت یک آپارتمان بتنی که ۲۵ سال دوام یابد، عاجزند.

علت کاهش استحکام ابنیه بتنی

تفاوت میان بتن سازی و بتن کاری در ایران با سایر کشورها ناشی از چیست که سازه‌های بتنی ما کمتر از ابنیه آنها دوام دارند؟

چرا سرعت فرسایش بتن در ایران بیشتر از سرعت خوردگی در دیگر کشورهاست؟

کارشناسان معتقدند آنچه که باعث فرسایش زودهنگام ابنیه بتنی در ایران می‌شود، در وهله نخست بی توجهی به اصول بتن سازی و در وهله بعد سهل انگاری در ضوابط فنی بتن کاری است.

مهندس محمدعلی نظری یکی از مدرسان رشته راه و ساختمان در دانشگاه با اشاره به نواقص طراحی و اجرای سازه در ساختمان‌های ایران می‌گوید: صنعت ساختمان در ایران هنوز در مرحله گزینش نوع طراحی اسکلت بنا دچار تردید است. یعنی اغلب مهندسان در محافل مختلف با این سؤال مواجه می‌شوند که برای احداث بنا استحکام اسکلت فلزی در برابر زلزله بیشتر است یا اسکلت بتنی؟ و معمولاً ما به آنها می‌گوئیم که میزان مقاوت اسکلت‌های فلزی به لرزش‌های تکتونیکی بستگی به نوع مصالح و شیوه استفاده از آنها دارد.

وی می‌گوید: شکی نیست هریک از اسکلت‌های فلزی و یا بتنی را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که در زلزله‌های قوی مقاوم عمل کنند. بنابر این عامل مهم در افرایش مقاومت اسکلت سازه‌ها، نوع طراحی صحیح آنهاست.

شیوه اجرای سازه نیز در افزایش مقاومت آن به لرزش‌های محیطی تأثیر دارد. یعنی یک سازه بتنی هر اندازه اصولی طراحی شده باشد، اگر با بتن نامرغوب و یا به شیوه غیر اصولی بتن ریزی شود، یقیناً استحکام خود را از دست خواهد داد و متأسفانه اغلب سازه‌های بتنی در ایران دچار چنین عارضه‌ای هستند.

به گفته وی دانش نوین ساخت و ساز در دنیا به این نتیجه رسیده که اگر سازه‌های بتنی به درستی طراحی شده و با استفاده از بتن باکیفیت به شیوه علمی بتن ریزی شود، به مراتب مقاوم‌تر از سازه‌های فلزی هستند، اما در کشور ما اغلب ساختمان‌ها توسط سازندگان غیرحرفه‌ای احداث می‌شوند که عموماً فاقد آگاهی از اصول طراحی و اجرای سازه هستند. از طرف دیگر همین سازندگان غیر حرفه‌ای برای کاهش قیمت تمام شده ساخت بنا، سراغ بتن سازان غیر استاندارد می‌روند و یا خودشان در محل احداث بنا به شیوه‌های غیراصولی بتن می‌سازند. در مرحله اجرا نیز بتن ریزی را به کارگران غیرماهر و ارزان قیمتی می‌سپارند که صرفاً ملاط تهیه شده را داخل قالب بریزند. پر واضح است که نتیجه چنین فرآیندی، احداث ساختمانی است که با کوچکترین لرزش سطحی، دچار شکستگی سازه و اجزا می‌شود و آوار سنگین آن روی ساکنین فرو می‌ریزد.

مهندس نظری می‌افزاید: آنچه که در واحدهای مسکن مهر سرپل ذهاب یا معدود ابنیه اداری ساخته شده با بتن در شهر بم پس از وقوع زلزله با آن روبرو شدیم، محصول همین سهل انگاری‌ها در ساخت بناهای بتنی است. هنوز هم بالغ بر ۸۰ درصد صنعت ساختمان سازی ایران در دست افرادی است که هیچ دانشی در این حوزه ندارند. کارگاه‌های بتنی سازی نیز با وجود تدوین استانداردهای تولید بتن، برای صرفه اقتصادی بیشتر برخی ضوابط پایه‌ای در تهیه بتن را در مراحل اختلاط آب و سیمان و ماسه نادیده می‌گیرند و یا هنگام حمل بتن پیش ساخته به محل اجرای ساختمان از خودروهای غیراستاندارد با شیوه اختلاط غیرعلمی استفاده می‌برند. دست آخر نیز چنین محصول فاقد کیفیتی را توسط کارگران عادی و بدون مهارت به شیوه غیر اصولی بتن‌ریزی و قالب گیری می‌کنند.

هشدارهای کارشناسی برای آینده صنعت ساختمان

دکتر مصطفی احمدوند مدرس رشته بتن در آمریکا و رئیس مرکزتحقیقات بتن(متب) نیز با تأیید این دیدگاه که بتن سازی و بتن کاری در ایران نیازمند نظارت جدی از سوی نهادهای مسئول است، می‌گوید: یقیناً مقاومت سازه‌های بتنی در برابر زلزله بسیار بیشتر از سازه‌های فلزی است ولی در ایران به دلیل شیوه‌های غلط تولید و استفاده بتن، سرعت فرسایش و تخریب سازه‌های بتنی بالاتر از سایر نقاط دنیاست.

وی با اشاره به ضرورت توجه ویژه به کیفیت مصالح و افزایش عمر مفید ساختمان‌های ایران می‌گوید: رعایت نکردن استانداردهای مصوب در تولید بتن و ناآگاهی مهندسان و کارگران ساختمانی با شیوه‌های صحیح بتن‌کاری موجب شده تا عمر سازه‌های بتنی در ایران نسبت به سایر نقاط دیگر کاهش یابد.

به گفته وی طبق آخرین آمار حدود ۲۰درصد واحدهای مسکونی ایران دارای اسکلت بتنی هستند که تقریباً در اغلب آنها بتن نامرغوب و با شیوه غیر اصولی بکار رفته است.

احمدوند می‌افزاید: ۸۰ درصد بتن مورد استفاده در ایران، در سطوح افقی مصرف شده که کارگران آموزش ندیده آن را با شیوه‌های اشتباه ماله کشی کرده‌اند و سطوح افقی را برای نفوذ آب و فرسایش لایه‌های زیرین مستعد ساخته اند، از این رو شاهد بالارفتن سرعت فرسایش بتن در سطوح افقی هستیم.

متأسفانه این بی توجهی به کیفیت و شیوه کاربرد بتن حتی به سازهای مهم و زیربنایی نظیر پل‌ها، آزادراهها و سایر ابنیه عمرانی نیز رسیده، به عنوان نمونه استانداردهای بتن‌ریزی در آزادراه تهران ـ شمال و استانداردهای ساخت بتن در برخی سازه‌های مهم نفتی و پتروشیمی منطقه ویژه عسلویه رعایت نشده است. اکنون برخی از سازه‌های بتنی عسلویه پس از ۵ سال از شروع ساخت، دچار نفوذ رطوبت و فرسایش شده اند.

وزارت راه و شهرسازی نیز با وجود هشدارهای مکرر کارشناسان همچنان در ساخت معابر بتنی از شیوه غلطکی استفاده می‌کند که مختص سطوح بارانداز و پارکینگ‌هاست و کاربرد آن در جاده سازی باعث افزایش مصرف بنزین و سایش بیشتر لاستیک خودروها می‌شود.

وی می‌گوید: در معابر و ابنیه شهری نیز، شهرداری‌ها دچار غفلت از کیفیت و شیوه کاربرد بتن شده‌اند و سرعت فرسایش سطوح بتنی بسیار بالاست.

احمدوند می‌گوید: تحقیقات علمی اثبات کرده که استفاده از بتن در سازه‌ها موجب افزایش عمر و کاهش هزینه ساخت بنا می‌شود ولی در ایران اینگونه نیست.

وی با اشاره به خلأ وجود تکنسین صلاحیت دار و آموزش دیده در حوزه ساخت و ساز کشور می‌گوید: ارتقای کیفی ساخت و سازهای بتنی با دوام مقاوم در برابر زلزله، آتش سوزی و انفجارها تنها در گرو به کارگیری اجباری تکنسین‌های صلاحیت دارد آموزش دیده پایبند به ارزش‌های اخلاقی وفادار به اخلاق حرفه‌ای و احترام به شعور اجتماعی، قوانین، مقرارت و استاندارد‌های ملی اجباری در پروژه‌های شهری و روستایی میسر است.

رئیس مرکز تحقیقات بتن با اشاره به نمونه‌های جدید خوردگی بتن در سواحل خلیج فارس می‌گوید: شدت میزان فرسایش سازه‌های بتنی در منطقه ویزه عسلویه باعث شده تا نمونه برداری از این سازه‌ها در مجتمع‌های پتروشیمی را آغاز کنیم، چرا که آراماتورهای فلزی درون بتن این سازه‌ها تحت تأثیر رطوبت و سولفات و کلر در حال خوردگی هستند.

به گفته وی از عمر تأسیسات نفتی و پتروشیمی در منطقه عسلویه بیشتر از ۱۰ سال نمی‌گذرد و قاعدتاً نباید در چنین دوره‌ای شاهد خوردگی بتن باشیم، ولی بی توجهی به ضوابط اصولی بتن ریزی در محیط نمناک و شرجی سواحل خلیج فارس باعث شده تا شورآبه اطراف از منافذ ریز سطوح بتنی به داخل نفوذ کرده و باعث اکسید شدن شبکه فلزی داخل آن شود. همزمان با افزایش تراکم آرماتورهای اکسید شده، مقاومت بتن اطراف شکسته و نخستین ترک‌ها و پوسیدگی‌ها در سطوح ایجاد شده و به نفوذ هرچه بیشتر آب در داخل بتن کمک کرده است. نظیر این رخداد را در آپارتمان سازی طرح‌های بزرگ مسکن طی ۱۰ سال اخیر به وضوح شاهدیم. بسیاری از مجتمع‌های مسکن مهر ظرف این مدت توسط شرکت‌های تعاونی احداث شده‌اند که تخصصی در ساختمان سازی نداشته و صرفاً با هدف کسب منفعت اقتصادی و یا کمک به سرمایه محدود اعضای خود وارد این حوزه شده اند. نتیجه چنین مشارکت غلطی، احداث واحدهای مسکونی فاقد کیفیت و برباد رفتن سرمایه خریداران است.

احمدوند می‌گوید: از ۲۰ سال پیش در جهت تهیه و تدوین استانداردها چک لیست‌های کنترل کیفیت فرایند تولید و حمل و تحویل بتن آماده به کارگاه‌های ساختمانی، شهری و در نهایت تدوین استاندارد ملی واجباری ۶۰۴۰ (بتن آماده ـ ویژگی‌ها) در خصوص فرایند تولید بتن آماده شامل مصالح ساختمانی و سایر فرآورده‌های بتنی در سال ۹۵ تهیه شده است.

وی می‌افزاید: به دلیل نبود زیرساخت‌ها و ظرفیت‌های لازم هنوز متولی نظارت و بازرسی بر فرایند سیستم تولید واحدهای تولید مشخص نیست که از سوی تولید کنندگان و سازندگان به درستی رعایت می‌شود یا خیر؛ که ممکن است به دلیل نیاز خریدار و قیمت مناسب منجر به کیفیت پایین ساخت وسازها در کشور شود. رئیس مرکز تحقیقات بتن می‌گوید: ‌باید با تأمین زیرساخت‌های مورد نیاز در جهت بازرسی و نظارت از فرایند تولید واحدهای تولیدی شاهد ارتقا کیفی ساخت و سازهای کیفی بتنی بادوام در برابر زلزله و سایر بلایای طبیعی در کشور باشیم.

احمدوند با اشاره به اینکه حضور بازرسین سازمان ملی استاندارد و بازرسان مقیم در واحدهای تولید بتن آماده برای نظارت بر فرایند تولید به صورت ادواری ضرورت دارد، می‌گوید: بازرسان باید همواره فرایند تولید بتن را منطبق بر استاندارد ملی اجباری ۶۰۴۰ مورد ارزیابی قرار داده و نسبت به ارسال گزارشات خود در این خصوص به سازمان ملی استاندارد اقدام کنند.

ضرورت دارد این نظارت تا تحویل بتن به کارگاه‌های ساختمانی تا مرحله نهایی مصرف ادامه داشته باشد.

عوامل جدید مخرب

جدا ازعوامل شناخته شده فرسایش بتن در اغلب دنیا، کشور ما ظرف چند سال اخیر دستخوش تحولات زیست محیطی شده که در تسریع روند خوردگی ابنیه بتنی بی‌تأثیر نیستند.

اینک گروهی از مهندسان روی این فرضیه در حال تحقیق هستند که آلودگی هوای کلانشهرها چه تأثیری بر سرعت فرسایش سازه‌های بتنی دارد.

مهندس علی اکبر مناجاتی یکی از محققان این حوزه با اشاره به نمونه برداری‌های صورت گرفته از ساختمان‌های بتنی در تهران، اراک و اصفهان می‌گوید: بتدریج به این باور نزدیک می‌شویم که آلودگی هوا در این سه شهر صنعتی و پرجمعیت، در فصول پاییز و زمستان منجر به بالارفتن شدت اسیدی رطوبت هوا می‌شود و نفوذ این باران اسیدی در داخل منافذ بتن به روند تخریب آن سرعت می‌دهد.

وی می‌گوید: سیمان بکار رفته در بتن اغلب ساختمان‌های این سه شهر آمادگی پذیرش محیط اسیدی را ندارد و ترکیبات آن برای سازگاری با چنین آلاینده‌های طراحی نشده است.

این کارشناس صنعتی می‌افزاید: اخیراً به مواردی از پوسته شدن سطوح بتنی در این سه شهر برخورد کرده‌ایم که قدمت سازه اصلی کمتر از ۵ سال است. این مسأله نشان می‌دهد که سرعت فرسایش بتن در شهرهای آلوده بالاتر از سایر شهرها رفته است.

مناجاتی می‌گوید: وقتی غلظت کربن و گوگرد موجود در هوای این سه شهر بالا می‌رود، ترکیبات اسیدی جدیدی روی غشای بیرونی ساختمان‌ها ایجاد می‌شود که باعث خوردگی سریع لایه‌های زیرین می‌شود. به گفته وی صنعت بتن در ایران طی سالهای آینده با عوامل خورنده جدیدی روبروست که هنوز دانش مبارزه با آن در صنایع سیمان و کارگاه‌های بتن سازی ایجاد نشده است.

نتیجه‌گیری

اگر سرعت فرسایش و خوردگی بناهای بتنی در ایران بیشتر از سایر کشورهاست، باید در نحوه ساخت ابنیه بتنی تجدید نظر کنیم تا سرمایه‌های ملی خود را به هدر ندهیم.

دقت نظر در تولید بتن مطابق با استانداردهای تدوین شده در تمامی کارگاه‌های صنعتی و جلوگیری از مصرف بتن‌های دستی برای ساختمان سازی، یکی از شیوه‌های بالا بردن عمر بتن در ایران است.

از طرف دیگر باید ساخت طرح‌های بزرگ ساختمان سازی را فقط به فعالانی واگذار کنیم که تجربه علمی و عملی قابل اعتماد در ساختمان سازی داشته باشند. صرف ارزان سازی به معنای مقاوم سازی نیست و کاهش قیمت تمام شده ساخت ابنیه تا جایی اهمیت دارد که به مقاومت آن در آینده لطمه نزند.

ساختمان سازان نیز نباید به بهانه پایین آوردن هزینه تولید دنبال استفاده از کارگران غیر ماهر باشند. نظارت جدی سازمان‌های مسئول در تمامی فرآیند ساخت و ساز می‌تواند مانع از سوداگری اینگونه افراد و احداث بناهای غیر مقاوم شود.‏‎ ‎‏ ‏‎

‎کامران نرجه 

برگرفته از روزنامه اطلاعات