بررسی روشهای تصفیه فاضلاب شهری

بررسی روشهای تصفیه فاضلاب شهری:
انتخاب هریک از روش های تصفیه و درجه تصفیه فاضلاب بستگی به شرایط دفع پساب، شرایط محیطی (از قبیل رطوبت و درجه حرارت) و روش دفع دارد.
الف) تصفیه هوازی: این روش شامل تصفیه فاضلاب به کمک لاگون های هوادهی، لجن فعال، صافی چکنده و دیسک چرخان می باشد.
ب) تصفیه بی هوازی: شامل تصفیه فاضلاب به کمک سپتیک تانک، ایمهاف تانک و تصفیه توسط زمین می باشد. روشهای تصفیه بی هوازی برای شهر های بزرگ مفید نخواهد بود، چراکه راندمان تصفیه در مورد این گونه روشها بسیار پایین می باشد ولی کاربرد این روشها برای تصفیه فاضلاب جوامع کوچک قابل مطالعه و قابل بررسی است.
 همچنین کاربرد لاگون های هوادهی یا برکه های تثبیت نیز به خاطر زیاد بودن مساحت زمینی که نیاز دارد و همچنین بخاطر اینکه مقدار زیادی از فاضلاب تبخیر شده و این مسئله در مناطق با آب و هوای خشک فاقد هرگونه توجیه اقتصادی است ولی در صورتیکه تصفیه فاضلاب برای یک شهرک یا یک روستای بزرگ مطرح باشد، در اینصورت می توان تصفیه فاضلاب را به کمک برکه تثبیت مورد بررسی قرار داد. روش تصفیه فاضلاب به کمک دیسک چرخان نیز اغلب برای صنایع و یا جوامع کوچک کاربرد دارد.

تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال:
روش لجن فعال در واقع هوادهی فاضلاب است که در طی آن مواد قابل تجزیه بیولوژیکی تجزیه شده و توده بزرگی از مواد قابل ته نشین بوجود می آید. در این روش عمل هوادهی جهت تامین اکسیژن موردنیاز توده بیولوژیکی و هم جهت اختلاط فاضلاب با لجن برگشتی صورت می گیرد. همچنین در این روش پس از انجام عمل تصفیه مقدماتی، فاضلاب وارد تانک هوادهی شده و در حین هوادهی مواد آلی محلول طی فرایند جذب سطحی به مصرف باکتری ها رسیده و مواد آلی کلوئیدی نیز تحت عمل آنزیم های باکتری به مواد محلول تبدیل شده و سپس جذب سطحی خواهد شد و بدین ترتیب جمعیت میکروبی زیاد پدید می آید.

تصفیه فاضلاب به روش صافی چکنده:
صافی چکنده در واقع محفظه ای است که انباشته از قطعات سنگی یا پلاستیکی که فاضلاب روی آنها پاشیده می شود و لایه ی نازکی از فاضلاب بر روی سنگها تشکیل می شود و سپس به صورت قطراتی به سمت پایین جریان می یابد. این لایه نازک مدتی بر روی سنگ باقی مانده و اکسیژن هوا را جذب کرده و فرصت می دهد تا میکروارگانیسم های هوازی عمل متابولیسم خود را انجام دهند.
مزایای این روش:
-قدرت نیترات سازی در این روش زیاد است
-بهره برداری از تصفیه خانه ساده است
-مخارج نگهداری صافی چکنده نسبتا کم است
-غلظت مواد آلی در لجن کمتر است و بنابراین هضم لجن ناشی از این روش ساده تر است
-بخاطر بالا بودن غلظت میکروبی سیستم می تواند افزایش ناگهانی آلودگی فاضلاب را به خوبی تحمل کند.
معایب این روش:
-کاربرد این روش موجب رشد مگس روی صافی و ایجاد بوی نامطبوع می نماید
-راندمان حذف بی او دی در این روش کمتر از راندمان حذف بی او دی در روش لجن فعال می باشد.
-کیفیت پساب در این روش از نظر تصفیه پایین تر از کیفیت پساب خروجی تصفیه خانه می باشد.
-این روش در مناطق سردسیر قابل اجرا نیست.

بررسی روشهای جمع آوری فاضلاب:
1-سیستم جداگانه جمع آوری فاضلاب بهداشتی از فاضلاب سطحی:
مزایای این سیستم: دبی ورودی به تصفیه خانه فاضلاب کم می شود؛ به عمل تصفیه روی سیلاب نیاز نخواهد بود؛ آب رودخانه آلوده نمی شود؛ قطر لوله ها کم می شود؛ چنانچه نیازی به کاربرد ایستگاه پمپاژ داشته باشیم حجم کمتری از فاضلاب پمپ شده و این موجب صرفه جویی می شود.
معایب: در اثر پایین بودن قطر لوله ها ممکن است گرفتگی لوله پیش بیاید؛ اجرای دو سیستم لوله کشی مجزا پرهزینه است؛ کانال های جمع آوری فاضلابهای سطحی تنها در هنگام بارندگی مورد استفاده قرار می گیرد.
2- سیستم مشترک جمع آوری فاضلاب بهداشتی و فاضلاب سطحی:
مزایای این سیستم: قطر لوله ها زیاد وامکان گرفتگی لوله ها کم است؛ فاضلاب بخاطر اختلاط با سیلاب رقیق می شود؛ از انجا که تنها یک خط لوله کار گذاشته می شود ارزانتر است؛ تعمیر و نگهداری شبکه نیاز به لوازم لوله بازکنی پیچیده ندارد.
معایب: سیلاب با فاضلاب مخلوط شده و آلودگی محیطی را پیش می آورد؛ در روزهای بارانی شبکه خوب عمل می کند و در مواقع دیگر بخاطر زیاد بودن قطر مجاری تامین سرعت خودشستشویی مشکل است؛ بخاطر زیاد بودن قطر لوله های بکار رفته در شبکه حمل و نقل آنها مشکل است؛ در اثر رگبارهای شدید پیش بینی نشده ممکن است شبکه نتواند تمام سیلاب را منتقل کند.
 
3- سیستم مرکب:
مزایا: در زمینه گرفتگی لوله های فاضلاب مشکلی وجود ندارد، در این سیستم واحدهای مسکونی مجازند ابهای سطحی خود را به فاضلابرو وارد نمایند، این سیستم مزایای هریک از دو سیستم یادشده قبلی را دارد.
معایب: بار وارد بر پمپها و واحدهای تصفیه اندکی بالاتر است؛ ممکن است جریان فاضلاب در طی فصول خشک کم باشد.

بهینه سازی میکروارگانیسمها در تصفیه بیولوژیکی فاضلابهای صنعتی

فاضلاب پالایشگاه نفت دارای مقدار زیادی روغن و چربی به صورت ذرات معلق، هیدروکربنهای سبک و سنگین، فنل و مواد آ لی حل شده دیگر است که اگر بدون تصفیه به محیط تخلیه شود، خطر آ لودگی محیط زیست را در پی خواهد داشت. برای تصفیه این فاضلابها ابتدا از یک بخش جدا کننده روغن و چربی و به دنبال آن یک فرایند تصفیه بیولوژیکی برای حذف کامل مواد آ لی باقیمانده استفاده می‌کنند که شامل دو بخش زیر است.
مخزن هوا دهی
در این مخزن، فاضلاب ورودی با هوا و توده‌ای از میکرو ارگانیسم‌های هوازی برای مدتی که می‌تواند از 4 تا بش از 24 ساعت متغییر باشد، در تماس قرار می‌گیرند. عمل هوا دهی برای تامین اکسیژن کافی مورد نیاز فعالیت توده میکروبی (لجن فعال) توسط همزن دائم انجام می‌گیرد.
مخزن ته نشینی
مخزن ته نشینی مایع و ذرات جامد لجن فعال را از هم جدا می‌کند.
عوامل بازدارنده
اصولا هر عاملی که حالت سمی برای میکرو ارگانیسم‌ها داشته باشد یا به هر دلیلی عملکرد آنها را دچار توقف نماید، عامل بازدارنده نام دارد. مسمومیت باکتریها ممکن است به دلیل یکی از عوامل زیر باشد.

 -وجود مواد آ لی نظیر فنل، فورفورال، هیدروکربنها، H₂S و مواد آروماتیک.
 -حضور ترکیبات فلزات سنگین مثل Cr⁺³، Ni⁺² و یا pb⁺²
 -غلظت خیلی زیاد مواد معدنی محلول.

بعضی از این مواد خاصیت تسریع کنندگی روی عملکرد لجن فعال داشته و بازدهی آن را بالا می‌برند. در نتیجه سرعت تصفیه فاضلاب افزایش یافته و زمان ماندن فاضلاب در حوضچه هوادهی کاهش می‌یابد.
مواد و روشها
ابتدا برای مطالعه اثر عامل بازدارنده فنل آزمایشها به ترتیب زیر صورت گرفت.
در شش ارلن هر کدام 100 میلی لیتر از لجن فعال گرفته شده از تصفیه خانه پالایشگاه و 150 میلی لیتر فاضلاب ورودی به سیستم بیولوژیکی همان تصفیه خانه ریخته،به ارلنها به ترتیب 200 , 100 , 50 , 20 , 10 , 0 پی‌پی‌ام (ppm) فنل اضافه می‌کنند و عمل هوا دهی توسط همزدن در شیکر با 270 دور در دقیقه به مدت 6.5 ساعت انجام می‌شود و دمای آزمایشگاه در حدود 18-20 درجه سانتیگراد است. سپس فاضلاب به مدت 19 ساعت در حالت سکون باقی می‌ماند و پس از ته نشینی میزان
COD فاضلاب همراه با غلظت مشخص فنل، قبل و بعد از تصفیه اندازه گیری و با هم مقایسه می‌گردد.

در قسمت دوم اثر گلیسیرین به عنوان یک ماده تسریع کننده مورد آزمایش قرار می‌گیرد. در شش ارلن 100 میلی لیتری از لجن فعال و 150 میلی لیتر از فاضلاب ورودی به سیستم هوازی بیولوژیکی ریخته شده و به هر ارلن مقدار مشخص بین 0 الی 400PPM گلیسیرین اضافه می‌گردد و عمل هوادهی توسط شکیر درمدت زمان 48 ساعت در دمای 18-20C0 انجام می‌گیرد. پس عمل ته نشینی به مدت 2 ساعت صورت می‌گیرد و مقادیر COD بعد از تصفیه و کدورتها اندازه گیری می‌شود. COD فاضلاب اولیه همراه مقادیر متفاوت گلیسیرین نیز قبلا اندازه گیری می‌شود. بنابراین اعداد بدست آمده در مورد CoD قبل از تصفیه با COD بعد از تصفیه مربوط به غلظت مشخص گلیسیرین باهم مورد ارزیابی قرار می‌گیرند.

در سری سوم آزمایشها، اثر یک عامل تسریع کننده یعنی مالتوز روی عملکرد سیستم لجن فعال ارزیابی می‌گردد. آزمایش مطابق روش انجام شده برای گلیسیرین و فنل انجام می‌گردد. غلظتهای متفاوت از مالتوز بین 0 الی 400 PPM بکار می‌رود. شرایطی شامل دمای 18-20 درجه سانتیگراد و زمان هوادهی 48 ساعت و دور شیکر 225 دور و زمان ته نشینی دو ساعت در انتها مقادیر COD و کدورت بعد از تصفیه اندازه گیری شده با مقادیر CoD فاضلاب اولیه همراه با غلظت مشخص مالتوز مقایسه می‌گردد.
نتایج و بحث
تاثیر فنل بر حذف COD نشانگر تغییرات COD فاضلاب قبل و بعد از انجام عمل تصفیه در مقابل غلظت فنل می‌باشد و با افزایش غلظت فنل 0 الی 100PPM مقدار حذف CoD افزایش می‌یابد. این افزایش از 40% به 59% است. ولی از این غلظت به بعد میزان حذف CoD کاهش می‌یابد. بطوریکه در 200PPM به 46% می‌رسد. این مطلب نشان می‌دهد که با افزایش غلظت فنل تا 100PPM یا به عبارتی افزایش COD اولیه، درصد حذف توسط میکرو ارگانیسم‌ها بالا می‌رود. ما در غلظتهای بالاتر به دلیل تاثیر سمیت فنل روی فعالیت توده میکروبی درصد حذف COD کاهش می‌یابد. این نتایج نشانگر این است که فاضلابهای آلوده به فنل تا غلظت 100PPM در زمانهای کوتاه، مانده تغییر زیادی روی روند تصفیه بیولوژیکی ایجاد نمی‌کنند. ولی از این غلظت بیشتر درصد حذف COD کم می‌شود.

میزان کدورت بر حسب غلظت فنل میزان تغییرات کدورت فاضلاب تصفیه شده نسبت به غلظت فنل فاضلاب اولیه را نشان می‌دهد که می‌بینیم با افزایش غلظت فنل از 20PPM کدورت فاضلاب تصفیه شده به شدت افزایش می‌یابد. علت این امر این است که افزایش غلظت فنل باعث جلوگیری از عمل انعقاد و لخته سازی ذرات معلق و میکرو ارگانیسم‌ها شده است و ذرات معلق همراه با فاضلاب تصفیه شده خارج می‌شوند و کدورت را افزایش می‌دهند. اثر افزایش کدورت از غلظت 50PPM به بالا تقریبا ثابت می‌ماند.

تاثیر گلیسیرین بر حذف  COD فاضلاب اولیه: با افزایش غلظت 100 الی 200PPM گلیسیرین COD فاضلاب تصفیه شده حدود 12% افزایش می‌یابد. اما درصد حذف COD نیز به شدت افزایش می‌یابد. بطوری که درصد حذف CoD از 57% در غلظت صفر به 79% در غلظت 200PPM می‌رسد که نشانگر افزایش زمان حذف COD با افزایش مقدار بار آ لودگی است.

میزان کدورت بر حسب غلظت گلیسییرین کدورت فاضلاب:کدورت فاضلاب خروجی از غلظت 0 الی 400PPM گلیسیرین، پیوسته درحال کاهش است. بطوری که در غلظت 200ppM به حدود 0.23NTU می‌رسد که در مقایسه به غلظت صفر که دارای 0.75NTU می‌باشد، حدود 50% کاهش نشان می‌دهد. جالب آنکه در همین زمان کدورت آب لوله کشی (آب چاه) 0.6NTU و کدورت آب مقطر 0.2NTU بدست آمده که نشان می‌دهد که کدورت آب فاضلاب تصفیه شده، کمتر از ذرات معلق آب چاه می‌باشد. بنابراین اضافه کردن گلیسیرین به فاضلاب باعث حذف مواد جامد معلق گردیده است.

تاثیر مالتوز بر حذف COD:نشانگر تغییرات CoD فاضلاب اولیه و مالتوز اضافه شده به آن و COD فاضلاب تصفیه شده نسبت به غلظت مالتوز می‌باشد که نشان می‌دهد با افزایش غلظت مالتوز درصد حذف COD تا غلظت 200PPM پیوسته افزایش می‌یابد. با وجودی که به دلیل افزوده شدن مالتوز به فاضلاب اولیه COD فاضلاب بالا می‌رود. لیکن CoD فاضلاب تصفیه شده تا غلظت 200PPM یک مقدار ثابت است و درصد حذف COD از 48.7% به 74% در 200PPM افزایش می‌یابد.
 میزان کدورت بر حسب غلظت مالتوز: بیشترین کاهش کدورت در غلظت 20PPM اتفاق می‌افتد. اما بطور کلی تا غلظت 200PPM کدورت نسبت به مقدار کدورت در غلظت عنصر، کاهش چشمگیری دارد. بنابراین می‌توان با توجه به درصد حذف COD در غلظت‌های متفاوت حدود 0الی 400ppM و بویژه 20PPM را غلظت بهینه برای اضافه کردن مالتوز به فاضلاب اولیه دانست.

پارامترهای بیولوژیکی کیفیت آب
مقدمه:
آب محیطی است که هزاران گونه بیولوژیکی، بخشی یا تمام دوران حیات خود را در آن سپری می کنند. میکروارگانیزم ها (باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها) کاتالیزورهای زنده ای هستند که امکان انجام برخی از واکنشهای شیمیایی را در آب فراهم می سازند.
بخش کثیری از واکنش های شیمیایی مهم، چون واکنش های مواد آلی و فرآیندهای اکسیداسیون واحیاء، از طریق واسطه های باکتریایی انجام می گیرد.
مهمترین ارگانیزم های بیولوژیکی موجود در آب، ارگانیزم هایی هستند که در ایجاد بیماری ها نقش اصلی را ایفا می کنند. این ارگانیزم های بیماری زا که منشاء آبی دارند در برگیرنده انواع...
-باکتری ها
باکتری ها، میکروارگانیزم های تک سلولی هستند که معمولآ بی رنگ بوده و جزء پست ترین اشکال حیانند.
بیماری روده و معده اغلب در اثر بیماری های منتقل شده توسط باکتری های بیماری زای آبزی هستند.
-ویروس ها
ویروس ها کوچکترین ساختمان های بیولوژیکی شناخته شده هستند که تمام اطلاعات زنتیکی لازم برای تولید مثل خویش را دارند.
ویروس ها انگل هایی هستند که برای زندگی خود اجبارا نیاز به یک میزبان دارند.
تعیین موثر بودن گندزدایی ویروس ها مشکل است، برای ارگانیزم های ویروسی آزمایش جامع و سریع وجود ندارد.
عدم قطعیت در گندزدایی ویروسی مشکل اصلی برای کاربرد مستقیم فاضلاب و پساب به حساب می آید.
-پروتوزا ها
پروتوزا ها ارگانیزم های تک سلولی هستند که به لحاظ فعالیت از باکتری ها و ویروس ها پیچیده ترند.
پروتوزا ها ارگانیزم های کامل و خود کفایی هستند که می توانند زندگی آزاد یا انگلی داشته باشند و خواص بیماری زایی یا غیر بیماری زایی از خود بروز دهند.
پروتوزا ها دارای سازگاری بسیار بالا با محیط دارند، بطور گسترده ای در آبهای طبیعی وجود دارند.
تحت شرایط حاد محیطی، پروتوزا های آبزی شبکه مقاومی را تشکیل می دهند که غیر فعال ساختن آنها به کمک عملیات گندزدایی کار مشکلی است.
-کرم های انگلی
چرخه زندگی کرم های انگلی معمولآ در بر گیرنده دو یا بیش از دو جانور به عنوان میزبان است.
آلودگی آب ممکن است از فضله حیوانی که حاوی کرم های انگلی است، ناشی شود. بدین ترتیب کرم های انگلی در وهله اول افرادی را تهدید می کنند که در تماس مستقیم با آب تصفیه نشده هستند.
-ارگانیزم های شاخص
تجزیه و تحلیل آب برای شناسایی عوامل بیماری زا وقت گیر و پر هزینه است. بنابراین عمومآ کیفیت آب با استفاده از ارگانیزم های شاخص ارزیابی می شود.
ارگانیزم شاخص، ارگانیزمی است که حضورش بیانگر آن است که آلودگی وجود دارد و علاوه برآن تا حدودی ماهیت و میزان آلاینده را نیز روشن سازد
ارگانیزم های شاخص کاملآ در محل غالب هستند و در محیط های مجاور وجود ندارند یا بطور بسیار محدود مشاهده می شوند.
بنابراین بطور معمول ارگانیزم هایی انتخاب می گردند که:
به راحتی قابل شناسایی باشند
همیشه در نقاطی که عوامل بیماری زا تجمع می نمایند، حضور دارند.
برای حفظ سلامت کارکنان آزمایشگاه، ارگانیزم های شاخص خود بیماری زا نباشند.
در محیط به سادگی و با سرعت نسبتآ زیاد تکثیر و گسترش  یابند.
اشریشیا کلیفرم (کلیفرم روده ای) از باکتری های شاخص برای تعیین آلودگی آب به فاضلاب های انسانی است. دلایل اصلی استفاده از کلیفرم روده ای بعنوان یک باکتری شاخص این است که:
در برابر شرایط نامساعد محیطی (مثل دما یا PH زیاد) مقاومت بالا دارند بطوری که اگر به دلیل نامساعد بودن محیط کلیفرم روده ای از بین برود می توان با اطمینان اظهار داشت که هیچ ویروسی یا باکتری بیماری زایی در محیط وجود ندارد.
تعداد (غلظت) این باکتری بسیار زیاد است بنابراین می توان اطمینان داشت اگر باکتری دیگری ناشی از فاضلاب های انسانی در نمونه وجود داشته باشد، کلیفرم روده ای نیز وجود دارد.
کلیفرم روده ای به تعداد میلیونی در روده بزرگ انسان وجود دارد و بیماری زا نمی باشد، بنابراین وجود آن در نمونه های آب خطری را برای کارکنان آزمایشگاه ایجاد نمی کند.

واحد اندازه گیری کلیفرم روده ای MPN است و مقدار آن در آب شرب باید صفر باشد.

علل آسیب پذیری خانه های روستایی

روستاهای‌ کشورمان‌ به‌ عنوان‌ مراکز تولید فرآورده‌های‌ متنوع‌ زراعی‌ و محصولات‌ باغی‌ در سالیان‌ اخیر مورد توجه‌ خاص‌ قرار گرفته‌ است. در این‌ میان‌ ایجاد فرصت‌های‌ تولید تجاری‌ اقلام‌ کشاورزی‌ سبب‌ شده‌ است‌ که‌ روستاییان‌ با تولیدات‌ مرغوب‌ فرآورده‌های‌ باغی‌ و زراعی‌ قادر باشند، جهشی‌ قابل‌ توجه‌ در میزان‌ درآمدهای‌ سالانه‌ خود به‌ وجود آورند. 
اما مشاهده‌ می‌شود که‌ اکثر روستاییان‌ هنوز نتوانسته‌اند از فرصت‌ تولید تجاری‌ اقلام‌ کشاورزی‌ به‌ نحو احسن‌ استفاده‌ کنند و همچنان‌ در شرایط‌ خط‌ فقر و آسیب‌پذیری‌ مالی‌ گذران‌ روزمره‌ زندگی‌ قرار دارند.
با آن‌ که‌ کشاورزی‌ فعالیتی‌ غالب‌ در روستاها به‌ شمار می‌آید، ولی‌ تنگناهای‌ ظرفیت‌ محدود برای‌ گسترش‌ کشاورزی، تعداد بالای‌ افراد خانوار و فقر و تنگدستی‌ ریشه‌دار موجب‌ شده‌ است‌ که‌ درآمد سالانه‌ ناشی‌ از فعالیت‌های‌ کشاورزی‌ با میزان‌ مخارج‌ تطابق‌ نداشته‌ باشد و در نتیجه‌ اکثر خانوارهای‌ روستایی‌ در چنبرهِ‌ معضلات‌ گوناگون‌ روزگار، فقر همراه‌ با تلاش‌ را طی‌ کنند.

 چنین‌ شرایطی‌ سبب‌ شده‌ است‌ که‌ روستائیان‌ چنان‌ که‌ لازم‌ است‌ توجهی‌ به‌ ساختمان‌های‌ محل‌ زندگی‌ خود نداشته‌ باشند و مسکن‌ روستایی‌ به‌ علت‌ قدمت، ضعف‌ ساخت‌ و ساز، نبود دانش‌ فنی‌ کافی‌ و اجرایی‌ و بهره‌گیری‌ از مصالح‌ در دسترس، کم‌ دوام‌ و نامرغوب، از وضعیت‌ نامطلوب‌ برخوردار باشد. خانه‌های‌ خشتی‌ و سنگی‌ روستایی‌ فاقد پی‌ و دارای‌ ابعاد نامناسب‌ با اندک‌ تکانی‌ فرو می‌ریزد و از دیدگاه‌ آماری‌ بیشترین‌ علت‌ مرگ‌ و میر در زلزله‌های‌ بم، رودبار و منجیل، گلباف‌ کرمان‌ و بالاخره‌ طبس‌ مقاوم‌ نبودن‌ واحدهای‌ مسکونی‌ روستایی‌ بوده‌ است.

این‌ واقعیت‌ را همواره‌ باید درنظر گرفت‌ که‌ کشور ما یکی‌ از زلزله‌خیزترین‌ کشورهای‌ دنیاست‌ و همواره‌ با خطر زمین‌ لرزه‌های‌ شدید که‌ از مهمترین‌ سوانح‌ طبیعی‌ در ایران‌ محسوب‌ می‌شود روبه‌روست.

یک‌ کارشناس‌ مرکز تحقیقات‌ ساختمان‌ و مسکن‌ در مورد چگونگی‌ آسیب‌پذیری‌ واحدهای‌ مسکونی‌ روستایی‌ در برابر زمین‌لرزه‌ می‌گوید: وقوع‌ زلزله‌های‌ متوالی‌ و قرار گرفتن‌ بخش‌هایی‌ از کشورمان‌ برروی‌ گسل‌های‌ خطرآفرین‌ و وحشت‌ و اضطراب‌ از پیامدهای‌ سوانح‌ طبیعی‌ سبب‌ شده‌ است‌ که‌ مردم‌ شهر و روستا درصدد مقاوم‌ سازی‌ و یا بهسازی‌ محل‌های‌ مسکونی‌ خود برآیند.

در این‌ راستا، سیاستگزاران‌ و سازمان‌های‌ کنترل‌ کننده‌ ساخت‌ و ساز اقداماتی‌ برای‌ کنترل، طراحی‌ و اجرا به‌ عمل‌ آورده‌اند که‌ با تمامی‌ گستردگی، کافی‌ نیست‌ و در نتیجه‌ ناهمگونی‌های‌مشهودی‌ در ساخت‌ و سازها به‌ چشم‌ می‌خورد. شدت‌ این‌ وضعیت‌ در جوامع‌ کوچک و روستاها بیشتر است.

امروزه‌ اغلب‌ روستاییان‌ در واحدهای‌ مسکونی‌ قدیمی‌ ساکن‌ هستند و به‌ لحاظ‌ بهره‌گیری‌ از خانه‌های‌ کهن‌ و فاقد استقامت‌ و استواری، سبک‌ ساخت‌ و ساز معماری‌ قدیمی‌ را مردود دانسته‌ و از این‌ خانه‌ها دلزده‌اند.

بیشتر روستاییان‌ براین‌ باورند که‌ استفاده‌ از مصالح‌ جدید و گاهی‌ همگونی‌ و تلفیق‌ آن‌ با مصالح‌ در دسترس‌ بومی‌ و تقلید از نقشه‌ و تیپ‌ و سبک‌ ساخت‌ و ساز شهری‌ می‌تواند در افزایش‌ پایداری‌ و عمر مفید بناهای‌ روستایی‌ موثر واقع‌ شود.

اما واقعیت‌ این‌ است‌ که‌ نبود دانش‌ فنی‌کافی‌ و کارگران‌ زبده‌ و ماهر و نهایتا غیبت‌ سازمان‌های‌ کنترل‌ کننده‌ در بخش‌های‌ دور افتاده‌ و روستاها، سبب‌ شده‌ است‌ که‌ بیشتر ساختمان‌های‌ جدید روستایی‌ نیز همانند ساختمان‌های‌ کهن‌ و قدیمی، بسیار آسیب‌پذیر باشند. این‌ موضوع‌ یکی‌ از مشکلات‌ اساسی‌ جوامع‌ روستایی‌ است، که‌ لازم‌ است‌ چاره‌های‌ کاربردی‌ برای‌ جلوگیری‌ از گسترش‌ این‌ شیوه‌های‌ احداثی‌ اندیشیده‌ شود، تا با اتخاذ رویه‌های‌ نوین‌ خطرات‌ و پیامدهای‌ بلایای‌ طبیعی‌ در مناطق‌ گوناگون‌ روستایی‌ کاستی‌ گیرد.

ساخت‌ و ساز متکی‌ به‌ دانش‌ فنی‌ و مهندسی‌ در روستاها، با استفاده‌ از سیستم‌های‌ نظارتی‌ و کنترلی‌ برساخت‌ و بهسازی‌ واحدهای‌ موجود مسکونی‌ و استفاده‌ درست‌ از مصالح‌ مرغوب‌ ساختمانی‌ سبب‌ می‌شود به‌ تدریج‌ خانه‌های‌ روستایی‌ استوار و مقاوم‌ پدید آیند.

ارزیابی‌ مشکلات‌ مسکن‌ روستایی‌ نشان‌ می‌دهد که‌ عوامل‌ زیر بیشترین‌ تاثیر را در آسیب‌پذیری‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ دارند:

الف: وجود مصالح‌ کم‌ دوام‌ و نامرغوب.
ب: تلفیق‌ مصالح‌ ساختمانی‌ محلی‌ و جدید به‌ صورت‌ غیراصولی.
ج: نبود دانش‌ فنی‌ کافی‌ و دید مهندسی‌ و در نتیجه‌ ضعف‌ در طراحی‌ و اجرا.

حاصل‌ عوامل‌ فوق‌ در ساخت‌ و ساز واحدهای‌ مسکونی‌ روستایی، وجود خانه‌های‌ گلی‌ و سنگی‌قدیمی‌ است‌ که‌ بسیار آسیب‌پذیر می‌باشند و نیاز به‌ بهسازی‌ و نوسازی‌ دارند. باتوجه‌ به‌ جمعیت‌ بیش‌ از چهل‌ درصدی‌ روستانشین‌ از کل‌ نفوس‌ کشور، لازم‌ است‌ معایب‌ خانه‌های‌ روستایی‌ را به‌ دقت‌ شناسایی‌ کرده‌ و با برنامه‌ریزی‌های‌ کوتاه‌ مدت‌ و بلند مدت‌ درصدد مقاوم‌سازی‌ و بهسازی‌آن‌ها برآمد.

نبود یکپارچگی‌ عناصر سازه‌ای‌

این‌ کارشناس‌ مرکز تحقیقات‌ ساختمان‌ و مسکن‌ آنگاه‌ به‌ معایب‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ و نحوه‌ اجرای‌ شیوه‌های‌ نوین‌ ساخت‌ و ساز و بهسازی‌ واحدهای‌ مسکونی‌ در بخش‌ها و مناطق‌ دور افتاده‌ کشور اشاره‌ می‌کند و در این‌ باره‌ توضیح‌ می‌دهد:

در بیشتر ساختمان‌هایی‌ که‌ طی‌ سالیان‌ اخیر در روستاها احداث‌ شده‌ است، «پی» بنا به‌ علت‌ عدم‌ رعایت‌ دانش‌ فنی‌ و مهندسی‌ دارای‌ ابعادی‌ نامتناسب‌ با دیگر اجزاء بناست؛ در نتیجه‌ انتقال‌بار سقف‌ ساختمان‌ و دیوارها به‌ زمین‌ به‌ نحو مطلوبی‌ صورت‌ نمی‌گیرد. انتخاب‌ مصالحی‌ از قبیل‌ سنگ‌ و ملات‌ گل‌ در «پی» به‌ لحاظ‌ عدم‌ رفتار یکسان‌ سازه‌ای‌ موجب‌ شکستن‌ ملات‌ و در نتیجه‌ جدا شدن‌ قطعات‌ سنگ‌ از یکدیگر و در نهایت‌ کاهش‌ سطح‌ مقطع‌ «پی» می‌شود.

به‌ طور کلی‌ ضعف‌ در «پی» ساختمان‌های‌ روستایی‌ موجب‌ عدم‌ نشست‌ یکسان‌ در ساختمان‌ و لغزش‌ بنا می‌شود. همچنین‌ فقدان‌ کلاف‌ کردن‌ «پی» در سطح‌ زمین‌ و یا اجرا شدن‌ آن‌ در روی‌ زمین‌ از جمله‌ نقاط‌ ضعف‌ در بناهای‌ روستایی‌ است، که‌ همواره‌ در زمان‌ وقوع‌ زلزله‌ موجب‌ بی‌ثباتی، لغزش‌ و جابه‌جایی‌ و در نهایت‌ تخریب‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ می‌شود.

در بیشتر بناهای‌ روستایی، ابعاد نامتناسب‌ دیوارها یکی‌ از نقاط‌ ضعف‌ در استحکام‌ ساختمان‌ بوده‌ است. ارتفاع‌ نامتناسب‌ دیوارها، طول‌ محاسبه‌ نشده‌ و مهار نشده‌ دیوارهای‌ ساختمان‌ و نسبت‌ بالای‌ ارتفاع‌ به‌ ضخامت‌ دیوار همگی‌ از مواردی‌ هستند که‌ در زمان‌ وقوع‌ زمین‌لرزه، دیوار ساختمان‌های‌ روستایی‌ را دچار ضعف‌ کرده‌ و ایجاد «مود» های‌ خمشی‌ و شکست‌ برشی‌ می‌کند. از موارد دیگری‌ که‌ در زمینه‌ ضعف‌ دیوارها می‌توان‌ به‌ آن‌ اشاره‌ کرد.

یکی‌ از دیگر معایب، وجود بازشوها با سطح‌ زیاد ونزدیک‌ بودن‌ آن‌ها به‌ یکدیگر در گوشه‌های‌ ساختمان‌ است‌ که‌ جملگی‌ موجب‌ ضعف‌ عدم‌ یکپارچگی‌ در این‌ عناصر سازه‌ای‌ می‌شوند. فقدان‌ نعل‌ درگاه‌ها، در محل‌ بازشوها نیز از جمله‌ موارد ضعف‌ در دیوارهاست، که‌ در بسیاری‌ از موارد در زمان‌ وقوع‌ زمین‌ لرزه، موجب‌ شکست‌ ناگهانی‌ در محل‌ اتصال‌ دیوارها به‌ بازشوها می‌شود.

عدم‌ اتصال‌ مهندسی‌ دیوارها در ساختمان‌های‌ روستایی‌ به‌ یکدیگر و در واقع‌ عدم‌ انتقال‌ درست‌ نیروهای‌ اعمالی‌ به‌ اجزای‌ سازه‌ای‌ موجب‌ تخریب‌ کلی‌ و یکباره‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ می‌شود.

از سوی‌ دیگر به‌ طور کلی‌ از مشکلات‌ عمده‌ موجود در سقف‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ وزن‌ زیاد، عدم‌ اتصال‌ و گیرداری‌ اعضای‌ تشکیل‌ دهنده‌ی‌ آن‌ به‌ یکدیگر و اتصالات‌ نامناسب‌ سقف‌ به‌دیوارهای‌ اطراف‌ است، که‌ در زمان‌ وقوع‌ سوانحی‌ مانند زلزله‌ به‌ دلیل‌ ضعف‌ موجود در سقف‌ها و سایر اعضای‌ سازه‌ای، مانند دیوارها، حداکثر تخریب‌ در ساختمان‌های‌ روستایی‌ رخ‌ داده‌ است.

بنابراین‌ با آگاهی‌ از نقاط‌ ضعف‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ می‌توان‌ با آموزش‌ دست‌اندرکاران‌ ساخت‌ و ساز محلی، شیوه‌های‌ مقاوم‌سازی‌ و بهسازی‌ ساختمان‌ها را در سطح‌ فرهنگ‌ عامه‌ روستاها گسترش‌ داد.

ساختن‌ بناهای‌ استوار و مستحکم‌ دولتی‌ با استفاده‌ از نیروهای‌ کاری‌ محلی‌ ونظارت‌ عالیه‌ متخصصان، شیوه‌ای‌ نوین‌ و راهی‌ اساسی‌ برای‌ ترویج‌ فرهنگ‌ درست‌ ساخت‌ و ساز در روستاهاست. همچنین‌ در کنار آموزش‌ چگونگی‌ صحیح‌ ساختن، باید شیوه‌هایی‌ برای‌ بهره‌گیری‌ اساسی‌ از مصالح‌ در دسترس‌ بومی‌ و راه‌های‌ تقویت‌ آنها نیز ارائه‌ شود.

به‌ طور کلی‌ مصالح‌ مصرفی‌ در ساخت‌ و ساز واحدهای‌ مسکونی‌ روستایی‌ را می‌توان‌ به‌ دو دسته‌ زیر تقسیم‌ کرد:

مصالح‌ بومی.
مصالح‌ ساختمانی‌ کارخانه‌ای.

مصالح‌ بومی‌ از دیرباز به‌ روش‌های‌ ساده‌ و عملی‌ و بودن‌ نیاز به‌ هیچگونه‌ تکنولوژی‌ خاص‌ و اغلب‌ با ابزارهای‌ ابتدایی‌ دستی‌ تولید می‌شوند. تجربه‌ نشان‌ داده‌ است‌ که‌ این‌ مصالح‌ اغلب‌ دارای‌ خواص‌ مناسب‌ ساختمانی‌ نیستند، اما می‌توان‌ با شیوه‌های‌ ساده‌ای، خواص‌ آنها را بهبود بخشید و یا با انجام‌ تمهیدات‌ خاص‌ در اجرا، از تاثیر کیفیت‌ نامطلوب‌ آنها کاست.

همچنین‌ از طرفی‌ با رشد فرهنگ‌ روستایی‌ وجود ارتباطات‌ بیشتر شهر و روستا، به‌ منظور بهسازی‌ خانه‌ های‌ روستایی‌ که‌ براثر سوانح‌ طبیعی‌ مانند زمین‌ لرزه، رانش‌ زمین‌ و سیل‌ و سیلاب‌ آسیب‌ دیده‌اند، به‌ کارگیری‌ مصالح‌ جدید کارخانه‌ای‌ مانند سیمان، فولاد، میله‌گرد و آجر گسترش‌ یافته‌ است. استفاده‌ از مصالح‌ تازه‌ ساختمانی‌ در روستاها، سبک‌ و شیوه‌ ساخت‌ و ساز روستایی‌ را متحول‌ ساخته‌ است.

گفتنی‌ است‌ اغلب‌ روستاییان‌ به‌ خصوص‌ درمناطق‌ دور افتاده، بنا به‌ وجود پاره‌ای‌ مسایل‌ اقلیمی، اقتصادی‌ و اجتماعی‌ ناگزیرند برای‌ احداث‌ سرپناه‌های‌ روستایی‌ از همان‌ مصالحی‌ که‌ در محل‌ زندگی‌ آنان‌ عرضه‌ می‌شود، استفاده‌ کنند، مگر در موارد استثنایی‌ که‌ برخی‌ از مصالح‌ ساختمانی‌ مانند چوب ‌ برای‌ ساخت‌ در و پنجره‌ و کمدها، آهک‌ برای‌ ساخت‌ شفته‌ و ملات، وسنگ‌ برای‌ پی‌کنی‌ و کرسی‌چینی‌ اولیه‌ ساختمان‌ مورد استفاده‌ قرار می‌گیرد. براین‌ اساس‌ می‌توان‌ مصالح‌ عمده‌ مصرفی‌ در ساخت‌ و ساز روستایی‌ را به‌ این‌ شرح‌ برشمرد:

چوب‌ موجود از مناطق‌ کوهستانی‌ و یا نقاطی‌ که‌ درخت‌ فراوان‌ در دسترس‌ است.
خشت‌ مناطق‌ در دور دست‌ کویری‌ که‌ خاک‌ رس‌ فراوان‌ در دسترس‌ است.

سنگ‌ موجود در مناطق‌ کوهستانی، که‌ معمولاً برای‌ ساخت‌وساز واحدهای‌ مسکونی‌ از دیرباز مورد استفاده‌ قرار می‌گیرد.

این‌ نکته‌ را نیز باید یادآور شد که‌ در روستاهای‌ کشورمان، اغلب‌ از ملات، گل، کاهگل، ماسه، آهک‌ و گچ‌ و خاک‌ در ساختمان‌سازی‌ استفاده‌ می‌شود و بهره‌گیری‌ از ملات‌های‌ سیمانی‌ به‌ علت‌ گران‌ بودن‌ قیمت‌ سیمان‌ و گاه‌ مشکل‌ بودن‌ تهیه‌ آن‌ به‌ خصوص‌ در مناطق‌ دوردست‌ و یا صعب‌العبور کوهستانی‌ چندان‌ رایج‌ و متداول‌ نیست. ولی‌ از چوب‌ در روستاها به‌ فراوانی‌ در ساخت‌ و ساز استفاده‌ می‌شود.

روستاییان‌ اغلب‌ چوب‌های‌ فراهم‌ آمده‌ از مناطق‌ جنگلی‌ و یا حاشیه‌ اراضی‌ کشاورزی‌ را بدون‌ توجه‌ به‌ اصول‌ چوب‌ خشککنی‌ در فضای‌ آزاد قرار می‌دهند، تا از میزان‌ رطوبت‌ آنها کاسته‌ شود. اما چوب‌های‌ درختی‌ در مقابل‌ قارچ، باکتری‌ و به‌ خصوص‌ حشرات‌ موذی‌ چوب‌خوار بسیار آسیب‌پذیرند و اغلب‌ در هنگام‌ ساخت‌ و ساز بخشی‌ از چوب‌ها که‌ صدمه‌ دیده‌ و یا تخریب‌ شده‌ است، مورد بهره‌برداری‌ قرار می‌گیرد.
‌

چنین‌ شیوه‌هایی‌ ناپسند و غیرمعمول‌ در ساخت‌ و ساز روستایی‌ موجب‌ کاهش‌ عمر مفید ساختمان‌ می‌شود. از سوی‌ دیگر باید گفت‌ که‌ چوب‌ دارای‌ دو عیب‌ عمده‌ زیر است‌ که‌ کمتر مورد توجه‌ روستاییان‌ قرار می‌گیرد:

چوب‌ درختی، یکی‌ از مصالح‌ ساختمانی‌ ناهمگون‌ بوده‌ و ویژگی‌های‌ فیزیکی‌ و مکانیکی‌ آن‌ در جهات‌ مختلف‌ از نظر طولی‌ و شعاعی‌ با یکدیگر تفاوت‌ دارند.

انقباض‌ ناشی‌ از خشک‌ شدن‌ چوب‌ بسیار زیاد است‌ و به‌ خصوص‌ خشک‌ شدن‌ تدریجی‌ چوب‌های‌ درختی‌ مرطوب‌ پس‌ از مصرف‌ و کارگذاری‌ در قسمت‌های‌ گوناگون‌ ساختمان‌ در سیستم‌ سازه‌ای ‌«ایجاد تنش‌ و تکان» می‌کند.

گاهی‌ روستاییان‌ به‌ علت‌ نداشتن‌ شناخت‌ از ویژگی‌های‌ فیزیکی‌ و مکانیکی‌ چوب، از چوبهای‌ با مقاومت‌ اندک‌ به‌ خصوص‌ در قسمت‌ حساس‌ ساختمان‌ اعضای‌ «باربر» ساختمان‌ استفاده‌ می‌کنند، که‌ در نتیجه‌ استواری‌ و پایداری‌ مناسبی‌ در برابر فشار بارهای‌ ثقلی‌ و جانبی‌ ندارد. نکته‌ بسیار حایز اهمیت‌ در ساخت‌ و ساز روستایی، استفاده‌ از چوب‌ برای‌ ساختن‌ شمع‌کوب‌های‌ بنا می‌باشد که‌ در صورت‌ وجود رطوبت، به‌ تدریج‌ می‌پوسد و استواری‌ ومقاومت‌ خود را از دست‌ می‌دهد.

بنابراین‌ برای‌ استفاده‌ صحیح‌ از چوب‌ در ساخت‌ و ساز مطلوب‌ روستایی، موارد زیر توصیه‌می‌شود:

چوب‌هایی‌ که‌ در ساختمان‌سازی‌ مورد بهره‌برداری‌ قرار می‌گیرد باید سالم، بدون‌ ترک، خشک‌ و عاری‌ از صمغ‌ و شیره‌های‌ رایج‌ گیاهی‌ باشند. وجود گره‌های‌ پوسیده، ترکیدگی، قارچ‌ زدگی، تمرکز صمغ‌ برروی‌ سطح‌ نمایان‌ چوب، نشانه‌ نامرغوب‌ بودن‌ آن‌ است.

از چوب‌های‌ بامقاومت‌ بالا نظیر ممرز، انجیلی‌ و افرا برای‌ ساخت‌ اعضای‌ «باربر» ساختمان‌ استفاده‌ شود، تا مقاومت‌ و استواری‌ بنا افزایش‌ پیدا کند.

برای‌ جلوگیری‌ از پوسیدگی، قارچ‌زدگی‌ و موریانه‌ خوردگی‌ چوب‌ باید به‌ شیوه‌های‌ رایج‌ و متداول‌ از آن‌ محافظت‌ به‌ عمل‌ آید. قیراندود کردن، خیس‌ کردن‌ در روغن‌ و یا محلول‌های‌ شیمیایی‌ از روش‌های‌ مطلوب‌ و عملی‌ هستند که‌ به‌ راحتی‌ می‌توان‌ در روستاها آنها را به‌ کار گرفت.

یکی‌ از مصالح‌ ساختمانی‌ رایج‌ دیگر برای‌ ساخت‌ و ساز روستایی‌ خشت‌ است. خشت، یکی‌ از مصالح‌ سنتی‌ ساختمانی‌ است‌ که‌ در بیشتر نواحی‌ کشورمان، اعم‌ از شمال، روستاهای‌ مناطق‌ کویری‌ و کوهستانی‌ به‌ صورت‌ فراگیر مورد بهره‌برداری‌ قرار می‌گیرد.

در روستاهای‌ دورافتاده، خشت‌ ساختمانی‌ را به‌ روش‌ دستی‌ و در قالب‌هایی‌ با ابعاد مورد نظر و با فشار دست‌ تهیه‌ می‌کنند، به‌ طورکلی‌ خشت‌ دارای‌ دو عیب‌ عمده‌ آب‌ شستگی، وارفتن‌ در آب‌ و ترک‌ خوردن‌ بعد از خشک‌ شدن‌ است. معمولاً مقاومت‌ چندان‌ زیاد و به‌ سان‌ آجر فشاری‌ نیست.

برای‌ تولید خشت‌ با کیفیت‌ بهتر، موارد زیر به‌ دست‌اندرکاران‌ ساخت‌ و ساز روستایی‌ توصیه‌می‌شود:

استفاده‌ از مقدار بهینه‌ آب‌ در ساخت‌ خشت.

تثبیت‌ خاک‌ مصرفی‌ در ساخت‌ خشت‌ با استفاده‌ از تثبیت‌ کننده‌هایی‌ مانند آهک، سیمان، کاه،قیر، ماسه‌ و رس. به‌ طور کلی‌ برای‌ جلوگیری‌ از ایجاد ترک‌ در خشت‌ باید سعی‌ شود که‌ رطوبت‌ خشتها پس‌ از خشک‌ شدن‌ درحد مناسب‌ و بین‌ دو تا چهار درصد باشد.

همچنین‌ ابعاد قالب‌ خشت‌ باید به‌ نحوی‌ انتخاب‌ شود که‌ خشت‌های‌ به‌ دست‌ آمده‌ از آن‌ دارای‌ تراکم‌ کافی‌ بوده‌ و حداقل‌ خلل‌ و فرج‌ داشته‌ باشند. خشتهای‌ تولید شده‌ باید ابعاد متناسب‌ و مشابه‌ داشته‌ باشند تا یک‌ کارگر به‌ راحتی‌ بتواند آنها را حمل‌ کند. با این‌ که‌ هیچ‌ محدودیتی‌ از لحاظ‌ اندازه‌ خشت‌ها وجود ندارد، ولی‌ بهتر است‌ که‌ نسبت‌ ابعاد آن‌ یکسان‌ انتخاب‌ شود.

‌به‌ کار بردن‌ مصالح‌ ساختمانی‌ کم‌ دوام ‌ونامرغوب‌ در روستاها، تلفیق‌ مصالح‌ محلی‌ و جدید به‌ صورت‌ غیراصولی، نبود دانش‌ فنی‌ کافی‌ و دید مهندسی، ضعف‌ در طراحی‌ و اجرا از عوامل‌ مهم‌ آسیب‌پذیری‌ ساختمان‌های‌ روستایی‌ به‌ شمار می‌آیند.

معماری قاجار و بنای شمس العماره

هنر ایرانی در زمان قاجار به واسطه ارتباط این دوره با غرب پیشرفت چشم گیری داشته و هنرمندان زیادی در این دوران به اروپا و کشورهای غربی سفر می کنند. به خاطر همین به نوعی قاجاریه را سرآغاز مدرنیته در ایران می دانند. روند این پیشرفت در زمان ناصرالدین شاه سریع تر می شود و هنر ایرانی گام های بلندی در زمان این شاه قاجار بر می دارد.

 اساسا به چه نوع معماریی، معماری دوره قاجار گفته می شود.؟ 

معماری دوره قاجار، با توجه به خود معماران و شاید کارفرماها در شهرهای مختلف و بر اساس اقلیم آن شهرها متفاوت است. مثل تمام دوران ها، در مناطق بیابانی و کویری به یک شکل بوده، و در مناطق کوهستانی به شکل دیگر. غرب و شرق و شمال و جنوب از لحاظ معماری با هم متفاوت بودند، هر چند مربوط به یک دوره باشند. این یک قاعده است و ما وقتی بناها را با هم مقایسه می کنیم بیشتر متوجه این تفاوت ها می شویم. به عنوان مثال مصالح یکی از موارد تاثیر گذار در معماری هر منطقه بوده است. مثلا در مناطق کویری بر اساس مصالحی که آن منطقه دارد از «کاه گل»‌استفاده شده است، و وقتی به شهرستانک می روید بناها و مصالح متفاوت می شود. و یا در تهران به خاطر این که پایتخت هم بوده نه تنها مصالح تغییر می کرده، که از بهترین معماران نیز استفاده می شده است. معماری دوره قاجار در کنار تاثیرپذیریی که از معماری دوره اسلامی داشته، یک سری ابتکاراتی هم به خرج داده است.

مثلا در دوره قاجار برای پوشش بام، نیاز به یک سری ابتکاراتی داشتند و با توجه به دهانه ساختمان و مصالحی که داشتند این ابتکارات را به خرج می دادند. در دوره قاجار اگر توجه کنید متوجه می شوید که بیشتر از پوشش شیروانی استفاده شده است تا بتوانند دهانه های بزرگ را هم پوشش بدهند. مثلا در مجموعه کاخ گلستان، «سفره خانه» را داریم که دهانه آن 16 متر است. معماری آن زمان تا آن موقع چنین دهانه وسیعی نداشته است و فلز هم موجود نبود تا از آن طریق این دهانه پوشش داده بشود. اما وقتی به عقب بر می گردیم، به زمان معماری اسلامی و حتی قبل تر، می بینیم که پوشش ها را به شکل گنبد در می آوردند. برای این کار ضلع های دهانه را آن قدر زیاد می کردند، مثلا اگر چهار ضلعی بود، هشت ضلعی می کردند یا هشت را شانزده تا به دایره نزدیک بشود و بتوانند گنبد را روی آن سوار کنند.

 آن چه که از شکل شمس العماره می توان تشخیص داد این است که معماری آن کمی از معماری اسلامی فاصله گرفته و تا حدودی از معماری غربی تاثیر پذیرفته. و البته این به جا هم بوده زیرا در زمان ناصرالدین شاه این تاثیرپذیری وجود داشته است.

 تاثیراتی که در آن دوران (قاجار) از معماری اروپا و غرب گرفته شد، تاثیراتی در فرم معماری است و در روش کار و ساخت بنا تاثیری نگذاشته است. ناصرالدین شاه در سفری که به اروپا داشته است با مشاهده ساختمان های بلند و بعدها عکس های آنها علاقه مند می شود که یک بنایی مثل آن ساختمان ها بسازد. اما در این میان نکته جالب توجه این است که معمار ایرانی دانش اروپایی ها را نداشته است، و این دانش را خودش به وجود می آورد که چگونه می تواند ساختمان به این مرتفعی به وجود بیاورد آن هم با توجه به مصالحی که ما در ایران داشتیم و این که چگونه می توان با مصالح سنتی مان پنج طبقه ساختمان را روی هم بنا کنند. اما این کار را یک معمار ایرانی انجام داد به نام «محمد کاشی»، و به هیچ وجه از مهندس و معمار اروپایی استفاده نشد. آن زمان، زمانی بود که تازه فلز وارد ایران شده بود و بنا بر گفته های دیگران شمس العماره اولین بنایی بود که در آن از فلز استفاده شده است.

باقی خانه ها از «توفان» و چوب و کاه گل استفاده می کردند. از آن جایی که ما در ایران تا آن زمان بنایی به این بلندی نداشته ایم در شمس العماره برای سوار کردن طبقات از شیروانی استفاده کرده اند. که صرفا برای تفکیک طبقات استفاده شده است. نکته جالب این معماری در همین است. برای نگهداری ساختمان از «خرپا» استفاده کرده اند و بعد بالای آن خرپا را سطح مسطح گذاشتند که طبقه بالایی را روی آن بنا کنند. این از نکات بسیار بسیار جالب معماری شمس العماره است در واقع آن جا از «خرپا» برای برپایی صرفا شیروانی ای که بارش باران و برف را هدایت کند استفاده نشده است و از این طریق می خواستند فشاری که از بالا هدایت می شده را به دیوارها منتقل کنند. این خیلی جالب است که در آن زمان به وسیله چند چوب و خرپایی که بنا کرده اند طی محاسباتشان آن را به شکلی قرار داده اند که تا امروز این ساختمانرا برپا نگه داشته است. برای ساخت اتاق های طبقه بالاتر نیز از تکنیک معماری مناره استفاده شده است. شما اگر به مناره های مساجد نگاه کنید متوجه این موضوع می شوید که در ابتدای مناره از قطرها بزرگ استفاده کرده اند و هر چه قدر که بالاتر رفته اند قطر دیوارها کمتر می شود. این به خاطر ایجاد وزن کمتر روی مناره است، چون آنها حساب زلزله را هم می کردند و از این طریق استحکام بنا را بیشتر می کردند. در شمس العماره نیز چنین کاری انجام داده اند، و هر چه قدر ساختمان به طرف بالا می رود جمع تر می شود. یعنی یک سری محاسبات مقاومت در برابر زلزله هم انجام داده اند. باید اعتراف کنم که ما امروز هم در محاسباتمان راجع به این که آنها چگونه فکر می کردند حیران می مانیم. این خیلی عجیب است که چگونه یک بنای پنج طبقه ای مثل شمس العماره را با مصالح سنتی مثل آجر، کاه گل و ساروج بنا کرده اند و تا امروز هیچ چیز نتوانسته آن را تخریب کند.

 معماری دوران قاجار با معماری دوران زندیه چه تفاوت هایی داشته است؟

 معماری دوران زندیه با معماری دوره قاجاریه خیلی بهم نزدیک اند طوری که در دوران قاجار تخت مرمر را که می سازند، «آقا محمدخان» دستور می دهد به شیراز بروند و قصر وکیل را ویران کنند و تمام اجزا و تزیینات آن را به آن جا بیاورند و نصب کنند. ستون ها و درهای خاتمی که در تخت مرمر می بینید مربوط به همان دوران است. در زمان قاجار ما آینه کاری های زیادی می بینیم که در زمان زندیه خیلی کمتر استفاده می شده است. کاشی کاری را که ابتدا در هر دو دوران داشتیم ولی نوع آن فرقی می کرده است. مثلا در زمان قاجار رنگ «زرد» رنگ شاخص کاشی های آن دوره بوده است. یعنی شما با دیدن رنگ زرد در کاشی می فهمید که این کاشی قاجاری است. در حالی که رنگ شاخص کاشی در دوره زندیه‌ «صورتی» است. ولی از لحاظ ظرافت کاشی ها در دوره قاجار، طراحی آنها کمی ضعیف تر می شود. البته مواردی را داریم که خیلی خوب هم کاشی کاری شده اند، مثل مسجد «سپه سالار» که کاشی کاری قاجاری با کیفیت و ظریفی دارد. کاشی کاری هفت رنگ شمس العماره خیلی کیفیت عالی ندارد. ولی حجاری های دوره قاجار بسیار عالی بود و حجارهای قابلی داشتند. البته از قبل هم حجاری در ایران بود، و کسانی بودند که این کار را می کردند، اما در دوره قاجار، به خصوص ناصرالدین شاه هنرمندان بسیار خوبی در بخش حجاری وجود داشتند و خیلی ظریف و عالی کار می کردند. منفکر می کنم برجسته ترین هنرمندان آن زمان که روی ابنیه ها کار می کردند حجارها بودند. در کنار حجارها، هنرمندان خوبی هم بودند که روی چوب خاتم کاری و معرق کاری می کردند. اینها جزو هنرهای بسیار خوب زمان قاجار بود. در کنار آینه کاری گچ بری هم در کاخ شمس العماره استفاده شده است. نقاشی های بسیار خوبی هم از آن زمان به جا مانده است که در زمان قاجار صورت می گرفته و بسیار عالی بودند.

 آیا نامی از هنرمندان این کارها هم ذکر شده است؟

 در این بنا (شمس العماره) تنها نام معمار آمده است، و نام هنرمندان دیگر به ندرت ذکر شده است. در واقع در زمان قاجار به ندرت دیده شده است که نام هنرمندان دیگر روی بنا ذکر شده باشد، مگر این که روی کارشان نامشان ذکر شده و به ثبت رسیده باشد. اما در شمس العماره غیر از چند نمونه معدود نامی از هنرمندان تزیینی کاخ نیامده است.

 در معماری دوره اسلامی با شکلی از بنای ساختمان به صورت بداهه مواجه هستیم. با توجه به این موضوع که شمس العماره از لحاظ معماری کمی با معماری اسلامی متفاوت است، آیا هنگام ساخت آن نقشه ایی هم طراحی شده بود؟

ناصرالدین شاه سفری به اروپا داشته و در بازگشتش به ایران بنایی را با ارتفاع زیاد درخواست می کند (همان گونه که در اروپا دیده بود). ولی مشخصه آن را که چگونه و چه شکلی بایدداشته باشد ذکر نمی کند. در کنار این موضوع معماران ما در آن زمان از ابتدا می دانستند که چه چیزی می خواهند بسازند و چیزی را روی کاغذ نمی آوردند. در واقع انتهای کار در ذهنشان بود و شاید در ابتدای کار چهار تا خط هم می کشیدند، اما انتهای کار را می دانستند و آن خط ها هم هیچ گاه نمی توانست حکم نقشه را داشته باشد. معماری آن زمان معماری ای بود که به واسطه روش کار به استاد کار توضیح داده می شد که چگونه عمل کند، نه با نقشه و این قبیل چیزها.

شمس چقدر ارتفاع دارد؟

ارتفاع این بنا بدون حساب کلاه فرنگی 25 متر و با کلاه فرنگی 30 متر است. و ما تا آن زمان در تهران چنین بنای بزرگی نداشتیم. در ضمن شمس العماره بلندترین بنای این مجموعه، یعنی کاخ گلستان نیز هست. خصوصا آن زمان که دود و آلودگی نبوده و وقتی داخل کلاه فرنگی می نشستند می توانستند کل تهران را ببینند. در حال حاضر هم وقتی به کلاه فرنگی می روید می توانید همه جار را ببینید.

عمارت شمس العماره به چه منظور ساخته شد و اساسا کارکرد آن چه بود؟

فضایی که ما اکنون در مجموعه کاخ گلستان شاهد آن هستیم، بر اساس همان اصطلاح آن زمان که فضای اندرونی و بیرونی گفته می شد، فضای بیرونی است و فضای اندرونی برای خانواده بود و فضای بیرونی برای مهمان. اندرونی که حرم سرا هم شامل آن می شده همان بخشی است که در حال حاضر وزارت دارایی در آن قرار دارد که تخریب شده و چیزی از آن باقی نمانده است. در بیرونی بیشتر مسایل تشریفاتی برای مهمان ها در نظر گرفته شده است.

شمس العماره هم به همین منظور ساخته شد و جالب است بدانید در پشت عمارت دری وجود دارد که به خیابان ناصرخسرو منتهی می شد. در واقع، در مجموعه کاخ گلستان بناهای موجود بر اساس یک کارکردی ساخته شده اند. مثلا عمارت بادگیر (که البته قبلا هم در معماری ما وجود داشت) از چندین مناره تشکیل شده است که در قسمتی به واسطه وجود دریچه های ضربدری ما را به داخل ساختمان هدایت می کرده و به نوعی تهویه هوا بوده است. از این عمارت برای روزهای تابستان استفاده می کردند. مثلا تاج گذاری مظفرالدین شاه به خاطر این که در تابستان بوده و در عمارت بادگیر صورت گرفته است.

به خاطر همین غیر از تابستان در فصل های دیگر دلیلی نداشته که از آن جا استفاده کنند. اما شمس العماره یک چنین چیزی نداشت. شمس العماره برای تشریفات مهمان ها استفاده می شده و بیشتر از طبقات پایین آن استفاده می کردند. و طبقات بالایی بیشتر به خاطر این ساخته شده بود که می گویند عصرها ناصرالدین شاه از طریق آن به کلاه فرنگی می رفته و در حالی کهبستنی ای می خورده اطراف را هم نگاه می کرده و بیشتر جنبه تفرج گاه داشته تا رفت وآمد. چون رفت و آمد آن هم خیلی سخت است و پله های خیلی مرتفعی دارد که حدود چهل یاچهل و پنج سانت است. البته این هم دلیل داشته با توجه به عرضی که این پله ها دارد باید به پاگردها و پله ها یکسان می اندیشیدند به خاطر همین اگر می خواستند ارتفاع پله ها را کمتر کنند مجبور می شدند که عرض پله ها را زیاد کنند که به آنها جواب نداده است.

 در شمس العماره برای ورود به تالار اصلی از گوشواره استفاده شده است که مشابه آن را در عمارت خلوت کریم خانی هم می بینیم. چرا در شمس العماره با این که رو به روی عمارت ایوانی ساخته شده باز هم در گوشواره استفاده کردند؟

همان طور که می دانید دو تا گوشواره دارد که در دو طرف بنا قرار دارد و تالار و فضای اصلی وسط این گوشواره های قرار گرفته است. ما مشابه این معماری را در تخت مرم داریم که از دوران زندیه باقی مانده است و این همان تاثیری است که معماری دوره قاجار از زندیه گرفته است. در تخت مرمر یک ایوانی را می بینید که از دو طرف به وسیله گوشواره ها به این ایوان راه دارد. همین شکل معماری را در عمارت بادگیر هم داریم. در واقع سه عمارت با یک شیوه معماری: تخت مرمر یا همان خلوت کریم خانی که برای دوران زندیه است، عمارت بادگیر که فتحعلی شاهی است و شمس العماره که در زمان ناصرالدین شاه ساخته می شود. اما گفتنی است که ابتدا وقتی ناصرالدین شاه این عمارت را می سازد به تبعیت از معماری غربی ورودی اصلی از طریق پله هایی که در مقابل ایوان ساخته شده بودند انجام می گرفته با این که گوشواره ها هم بودند. ولی وقتی از حیاط می آمدید از طریق پله های وسیعی که جلوی ایوان قرار داشته وارد تالار اصلی می شدید. همان زمان با توجه به این که همیشه فرهنگ بر روی معماری ما تاثیر گذاشته است این پله ها را حذف می کنند تا کسی مستقیما وارد فضای اصلی نشود. این مساله در خانه های معمولی هم رعایت می شده است.

وقتی وارد این خانه ها می شوید ابتدا یک هشتی وجود دارد، و این هشتی طوری ساخته شده است که وقتی شما وارد آن می شوید نمی توانید داخل ساختمان را ببینید، و حتما باید از داخل هشتی عبور کنید تا داخل را ببینید. در عمارت شمس العماره به جای آن هشتی از این گوشواره ها استفاده شده که همان کارایی را دارد.

از آن جایی که عمارت شمس العماره جهت دار است، گوشواره های شمالی و جنوبی دارد، و از یکی از گوشواره ها مسیری دارد که می توانید از طریق آن وارد طبقات بالاتر شوید. این هم دلیل داشته است. زمین شمس العماره مستطیل کامل نیست و یک مقداری قناسی دارد. همین کجی باعث شد تا در آن قسمتی که عرض بیشتر دارد پله ها را بگذارند و از بقیه فضا برای ساختن اتاق ها استفاده کنند. به خاطر همین برای رفتن از این طرف شمس العماره به آن طرف در طبقات بالایی باید از پشت بام ها بگذریم.

با توجه به این نکته که شمس العماره بر اساس بعضی از طرح های ساختمان های مرتفع اروپایی ساخته شده، اما از مصالح سنتی در آن استفاده شده است.  چرا؟
مصالحی که در ساختن شمس العماره از آن استفاده شده است عبارتند از آجر، خشت، کاه گل، ساروج و... که ساروج نوعی ملات ترکیبی از گرد آهک خالص _ خاکستر _ ماله بادی و مقدار کمی لویی (گل نی) بوده است و خیلی محکم عمل می کرده و شاید استحکام آن به اندازه سیمان باشد. از آهک در معماری شان خیلی استفاده می کردند، مخصوصا در پی ساختمان ها، چون این شفته آهک باعث استحکام بیشتر ساختمان می شود و هر چه رطوبت به آن بخورد محکم تر می شود. بر خلاف گچ که هر چه رطوبت به آن بخورد زودتر از بین می رود. مثلا ما در حمام هایمان آهک بری داریم و این به خاطر همان رطوبت است که باعث استحکام هر چه بیشتر آهک می شود. از دیگر مصالح استفاده شده چوب است که حتی برای اتصال دیوارها نیز از چوب استفاده می کردند. روی پوشش هایشان از ورق استفاده می کردند که به صورت مس بوده و آن را به وسیله کوبیدن به دست می آوردند. البته جلوتر و در زمان پهلوی از ورق گالوانیزه استفاده می کردند.

سوالی که این جا پیش می آید این است که شمس العماره تماما در نمای بیرونی از آجر استفاده شده است. آجر از چه زمانی وارد مصالح ساختمانی ما شده است؟

ساخت آجر به سال های بسیار دور باز می گردد. چادرنشین هایی که در کنار رودها به کار گله داری مشغول بودند می دیدند که در اثر نفوذ آتش گل های کنار آتش پخته شده و در واقع نحوه پیدایش آجر چنین بوده است. هم زمان در ساخت برج بابل خشت زدن و پختن آجر به وسیله بابلی ها ابداع شد و به همین سبب نام آجر که یک واژه بابلی است در اغلب زبان ها به همین نام مشهور گشت؛ سپس توسط کلدانی ها پخت آجر به تکامل رسید. قابل ذکر است که آجرهای اولیه بدون قالب و نظیر بالش ساخته می شدند. بنای «چغازنبیل» مربوط به 1250 سال قبل از میلاد، اسکلت اش از آجر و سنگ و خشت است. به طور کلی صنعت آجرپزی در عهد پیش از هخامنشی در ایران تکامل یافت و در دوره هخامنشی پخت آجرهای لعاب دار معمول گردید. ودر دوره سلجوقی از آجر به عنوان مصالح اصلی برای کلیه بناهایی چون کاروانسراها، آب انبارها، بناهای شاهی، مساجد، برج ها و مقبره ها استفاده می شده است. آجر در دوره ایلخانی‌ برای پوشش طاق ها و گنبد ها استفاده می شده و در دوره های بعدی نیز به عنوان مصالح اصلی در بناهای ایرانی کارکرد داشته که همچنان هم ادامه دارد.

با توجه به سطح مسطح شمس العماره چرا در ساختن این عمارت گنبد که از نشانه های معماری اسلامی است حذف شده و دیگر اثری از آن نیست؟
 بنا کردن گنبد کار خیلی مشکلی است، و ما امروز کسانی که بتوانند گنبد را بنا کنند نداریم و اگر باشند هم خیلی عده کمی هستند و همه آنها پیر شده اند. به هر حال گنبد زدن یک سری محاسباتی می خواهد که شاید همه ما بتوانیم روی کاغذ بیاوریم، اما اجرای بسیار دشواری دارد. وقتی می خواستند مسجد دانشگاه شریف را بسازند، قصد بنا کردن گنبدی را داشتند که خیلی به شکل بر می خورند. نهایتا رفتند و یک استاد کار آوردند تا بتواند این کار را انجام بدهد. البته در این مجموعه هم گنبد وجود دارد، مثل «تالار سلام» که از این پوشش استفاده شده است ولی کاملا گنبد نیست و روی آن را پوشش شیروانی زده اند. البته شیروانی راحت تر آب را هدایت می کند و نیازی به رسیدگی ندارد. گنبد به لحاظ عایق کردن بسیار دشوار است و با عایق های قیرگونی نمی توان آن را عایق کرد. در پوشش شیروانی دوره قاجار آب از طریق شیروانی ها به راحتی حرکت می کرده و از طریق ناودان هایی ورقی به زمین هدایت می شده است و در جایی که این پوشش ورق را نداشتند، مثل زمان زندیه از فضایی با پوشش سنگی استفاده می کردند.

 ما می توانیم شمس العماره را آخرین اثر معماری ایرانی و سرآغاز معماری تاثیر گرفته از غرب بدانیم؟
 تقریبا البته باید بدانیم که آیا آخرین بنا بوده یا نه. ولی می توانیم آن را سرآغاز معماری تاثیر گرفته از غرب بدانیم. چون قبل از آن عمارت بادگیر را داریم که کاملا یک معماری ایرانی است. ما قبلا در معماری ساختمانهایمان از ستون های سنگی و گچی استفاده می کردیم، ولی در شمس العماره حتی ستون فلزی داریم، و این دقیقا برمی گردد به همان زمانی که فلز وارد معماری اروپایی می شود. در معماری قبل از شمس العماره برای ساختن حفاظ ها از چوب استفاده می کردند، ولی در شمس العماره ریخته گری و چدن استفاده شده است. اینها به ما نشان می دهد که این عمارت به شدت از غرب تاثیر گرفته است. همین ارتفاع دادن به ساختمان یکی دیگر از نشانه های این تاثیرپذیری است. در واقع در زمان قاجار هنر و فرهنگ ایران شروع به تاثیر پذیری از غرب می کند. مثل نقاشان و دیگر هنرمندان ما در آن زمان. مثل کمال الملک که به اروپا می رود و پرسپکتیو را وارد نقاشی ما می کند. شمس العماره هم شروع این تاثیرپذیری است ولی همچنان بر خلاف کاخ ابیض، معماری آن ایرانی است.

ساختن این عمارت چقدر به طول انجامیده است؟
 معیرالممالک به وسیله معماران و استادکاران آن زمان به مدت دوسال یعنی از سال 1282 ه.ق ساخت این عمارت را شروع کرده و تا سال 1284 ه.ق به طول می انجامد. این بنا حدود 140 سال پیش ساخته شده است.

 مرمت این کاخ از چه زمانی آغاز شد، و برای مرمت آن چه کارهایی انجام دادند؟
 طبق مدارک و تصاویر و عکس هایی که دیده شده و گزارش های مکتوب مرمت این جا تقریبا مربوط به سال 1360 است. البته قبل از این هم یک دوره ای مرمت شده است، ولی نه به آن صورت، در دهه 60 یک سری کار اساسی روی آن انجام می دهند. بخش هایی که داشته تخریب می شده را دوباره بازسازی کردند و در بخش هایی با تیر آن از فرو ریختن دیوارها جلوگیری می کنند. برج ساعت در حال ویرانی بوده که محتویات داخلی اش را فلز می کنند و دوباره دورش را آجر می چینند.
آن بخشی که پوشش چوبی داشته را تعویض می کنند و طاق ضربی می کنند. این کارها در سال های 60 تا 65 انجام می گیرد. بخش مرمت این کاخ هم در همان زمان انجام گرفت و بعد از آن کار خاصی روی آن انجام نشد. تا سال 1377 یا 78 که یک سری پله هایی که در زمان پهلوی به بنا اضافه شده بود (مقابل ایوان) حذف کردند. چون اصلا به معماری این بنا هم نمی خورد. بعد از حذف این پله ها طبق همان کاشی هایی که در زمان قاجار بعد از حذف آن پله های ابتدایی روی دیوار کار شده بود آن مقدار کاشی را که در انبار داشتیم نصب کردیم، و بقیه را نیز سفارش دادیم تا به همان شکل برایمان بسازند.

بیوتکنولوژی در محیط زیست

در میان تکنولوژی ها ی پیشرو فرایندهای بیولوژیکی که بسرعت در حال پیشرفت و توسعه هستند خود را در معرض توجه قرار دادند. در این فرایندها که مواد بیولوژیکی بعنوان تجزیه کننده استفاده  می شوند، آلاینده های موجود در پس ماندهای اولیه یا خام از آنها جدا می شوند.
در مهندسی محیط زیست فرآیندهای بیوتکنولوژی برای بازیافت فاضلاب، گاز و انهدام پس ماندهای جامع استفاده می شوند. این فرآیندها همچنین می توانند بمنظور تولید بیوگاز و هیدروژن بعنوان منابع جدید انرژی استفاده شوند.

در مهندسی محیط زیست برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست از فرآیند اکتیو کردن لجن، فیلترهای ریز، فیلترهای ریز زیستی، حوضچه های اکسید اسیون، بازیافت بی هوازی، واحدهای ترکیبی و واکنشهای بیوگاز بطور گسترده ای در تکنولوژی های بازیافت پس ماند استفاده می شوند.

در میان تکنولوژی جدیدی که از دهه 1970 نمود پیدا کرده اند، بیوتکنولوژی بیشترین توجه را به خود جلب کرده است و ثابت شده است که مستعد تولید عظیم ثروت و مؤثر در تمامی بخشهای اقتصادی است. پیش از این بیوتکنولوژی تأثیر بسزایی را در مراقبتهای بهداشتی داشته است که از آن جمله تولید و کنسرو کردن غذاها، کشاورزی و جنگلداری، حفظ محیط زیست و تولید مواد شیمیایی را می توان نام برد. (گاوریلسکو و چیستی2005)
در بیوتکنولوژی یک ماده بیولوژیکی بمنظور بوجود آوردن یک محصول در دره شیمیایی استفاده می شود. در نتیجه افزایش علاقه مندی به این فرآیندهای بیوتکنولوژی، مؤسسه و گروههای عملیاتی بسیاری بطور جداگانه بیوتکنولوژی را تعریف کرده اند. برخی تعاریف این فرآیند در ادامه آمده است (برمک 1989)

بیوتکنولوژی بر اساس شاخه هایی از جمله بیوشیمی، میکروبیولوژی، ژنتیک، جانور شناسی، گیاه شناسی، فیزیک، مهندسی شیمی، مهندسی مواد غذایی و غیره بنا شده است. بر اساس تعریف کارل ارکی که از این اصطلاح برای اولین بار در سال 1919 استفاده کرد، بیوتکنولوژی فرآیندی است که در آن  مواد خام بوسیله ارگانیسم های زنده به تولیداتی جدید تبدیل می شود.
فدراسیون اروپایی بیوتکنولوژی تعریفی را برای بیوتکنولوژی ارائه داد. دراین تعریف، بیوتکنولوژی در تلفیقی از علوم طبیعی و مهندسی است که استفاده از ارگانیسم ها، سلول ها، و بخشهایی از آنها و سنجش مولکولی را در زمینه تولیدات و خدمات میسر می کند.
ویژگی چند شاخه بودن بیوتکنولوژی در این تعریف مورد تأکید قرار گرفته است.
تعریف دیگر بیوتکنولوژی در سال 2005 در گزارش  OECDداده شده است. بر اساس این گزارش بیوتکنولوژی کاربرد علم و تکنولوژی در ارگانیسم های زنده ای همچون بخشها و تولیدات و مدلهای آنها است تا بتوانند مواد زنده و غیر زنده بمنظور تولید دانش، کالاها و خدمات تغییر دهد. منظور از ارگانیسم های زنده در این تعریف میکروارگانیسم، آنزیم ها، سلولهای گیاهان و حیوانات است. در این تعریف اصطلاح " کالاها " بمعنی محصولات صنعتی از جمله مواد غذایی، نوشیدنیها، دارو و مواد بیوشیمیایی است و اصطلاح "خدمات " بنحوه برخورد با آلودگی محیط زیست اشاره دارد.
در مبحث استفاده از بیوتکنولوژی بمنظور تصفیه کردن مواد پس مانده، تعریف مناسبتری از بیوتکنولوژی در گزارش OECD است. بیوتکنولوژی بعنوان تخمیر با استفاده  از واکنش گرهای زیستی، فرآیندهای زیستی، پالایش زیستی، تخمیر زیستی، گوگرد زدایی زیستی، bioremediation، فیلترینگ زیستی، phytoremediation  تعریف شده است. 
روشهای پرهزینه و دشواری برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست و عملیات پس ماندها لازم است به همین دلیل مطالعات تحقیقاتی بطور پیوسته بر روی فرآیندهای نو انجام شده است. در میان این مطالعات تحقیقاتی فرآیندهای میکروبیولوژی یکی از جالبترین مباحث است اهداف اینگونه فرآیندها، تجزیه پس ماندها و ایجاد محصولات جدید است. ارگانیسم های زنده ای که در این روش از آنها استفاده شده است، مخمرها، باکتریها، قارچها و جلبکها هستند. محصولات و فرآیندهای مواد پس مانده ای که از طریق این روش بدست آمده اند بسیار متفاوت هستند و در کشورهای مختلف بشکل متنوعی دیده شده اند (اکتان 1983، بویوکگونگور 1983، بویولگونگور1992)
بیوتکنولوژی زمینه های کاربردی مختلفی دارد. از تصفیه پس ماندها تا درمان پزشکی سرطان. از میان فواید بیوتکنولوژی می توان به محیط زیستی پاکیزه تر، دستیابی به روشهای پیشرفته تشخیص و درمان پزشکی، محصولات بهتر و به منابع انرژی جایگزین اشاره کرد. امروزه، آلودگی محیط زیست یکی از مهمترین مشکلات در سراسر جهان است. بیوتکنولوژی روشهای تصفیه زیادی را برای غلبه بر مشکل آلودگی ارائه می کند. در این تحقیق، از بین بردن پس ماندها بوسیله تصفیه بیوتکنولوژی عمیقاً ارزیابی شده و مثالهایی برای مطالعات روی تصفیه پس ماندها بوسیله فرآیندهای بیوتکنولوژی در مهندسی محیط زیست داده شده است.
بیوتکنولوژی در محیط زیست
 تعادل طبیعی محیط زیست توسط فعالیتهای انسانی اتفاق می افتد. این روزها، آلودگی محیط Dateriortaion  آلودگی محیط زیست
زیست مهمترین مشکل همه کشورهای دنیا است. آلودگی از بدو صنعتی شدن وجود داشت و همراستا با افزایش سریع صنعتی شدن بعد از جنگ جهانی دوم رشد کرد. احتیاطها بعد از دهه 1970 بکار بسته شد تا از آلودگی جلوگیری کرده و آنرا کاهش دهد
تکنولوژی با استفاده از روشهای بیوتکنولوژی زمینه های کاربردی در تصفیه فاضلاب پیدا کرد و با استفاده از تکنیک های ترکیبی در مهندسی محیط زیست زمینه های کاربردی را در انهدام پس ماندهای جامعه پیدا کرد. روشهای بیولوژیکی تصفیه نیز در آلودگیهای صوتی نقش دارند. روشهایی که بر اساس بیوتکنولوژی در تصفیه فاضلاب هستند شامل اکتیو کردن لجن، فیلترهای ریز،حوضچه های اکسیداسیون، فیلترهای زیستی و تصفیه بی هوازی می شوند. بعلاوه، تکنیک های ترکیبی پس ماندهای جامد، فیلترهای ریز زیستی و  نمونه هایی از کاربردهای بیوتکنولوژی در محیط زیست هستند. در تمام این روشها پیدا کردن میکروارگانیسم های مناسبbiosorption که مواد ارگانیک را تجزیه و فرآیند تصفیه کردن را در شرایطی دلخواه کامل کند ضروری است.

روشهای تصفیه فاضلاب

بطورکلی روشهای تصفیه فاضلاب را می توان به سه دسته اصلی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم بندی نمود. به ندرت اتفاق می افتد که یکی از روشهای گفته شده بتواند تمامی خواسته ها را از سیستم تصفیه برآورده سازد. بنابراین در اکثر موارد لازم است که ترکیبی از روشهای فوق استفاده شود. 
2-1- روشهای فیزیکی
روشهای فیزیکی روشهایی هستند که درآنها از نیروهای فیزیکی برای جداسازی مواداز جریان فاضلاب استفاده می شود. بدلیل سادگی فرآیندهای فیزیکی، روشهای فیزیکی اولین روشهای مورد استفاده در تصفیه فاضلاب بوده اند. همین سادگی در کارکرد سبب شده است که هزینه استفاده از آن در مقایسه با روشهای شیمیایی  و بیولوژیکی به مراتب کمتر باشد. بنابراین در انتخاب فرآیندهای تصفیه همواره سعی می گردد که از حداکثر توان روشهای فیزیکی برای تصفیه استفاده شود.
آشغالگیری، دانه گیری، ته نشینی، شناورسازی، چربی گیری و فیلتراسیون همگی نمونه هایی از روشهای فیزیکی درتصفیه فاضلاب می باشند.
الف: آشغالگیری
 اولین تصفیه ایست که در تصفیه خانه ها در مورد فاضلاب خام انجام می گیرد. در ضمن آن مواد معلق درشت را از فاضلاب جدا می سازند. اشغالگیری معمولاً با کمک صفحه های فلزی که سوراخ هائی به قطر چند میلیمتر تا چند سانتیمتر در آن ساخته شده و یا با کمک تورهای سیمی و به وسیله میله هائی که به صورت مایل در امتداد جریان فاضلاب قرار داده می شود انجام می گیرد.
این واحد برای حذف مواد جامد درشت مانند چوب و پلاستیک استفاده می شود.
آشغال گیرها برای حفاظت پمپها و سایر وسایل مکانیکی و جلوگیری از گرفتگی شیرها وسایر ملزومات در تصفیه  خانه فاضلاب استفاده می شود.

آنواع آشغال گیر

آشغال گیر دهانه درشت(Coarse Screen) این آشغال گیرها  شامل میله های عمودی با فاصله 1 سانتیمتر و بیشتر می باشد. جامدات زائد پشت میله ها در تصفیه خانه های کوچک به صورت دستی و در تصفیه خانه های بزرگ به صورت مکانیکی جمع آوری و دفع می گردد. 
 

آشغال گیر دهانه ریز (Fine Screen): از سیم های به هم پیچیده یا صفحه فلزی مشبک که بر روی یک دیسک دوار یا بشکه هایی سوار شده  و به شکل نیمه شناور درمسیر جریان قرار می گیرند.
 
ب:دانه گیری
برای حذف مواد دانه ای نظیر شن، ماسه، تفاله چای و قهوه و... از دانه گیری استفاده می شود.
سرعت جریان در حدی است که دانه ها ته نشین شوند ولی مواد آلی رسوب ننمایند (0.3 متر بر ثانیه)
اهمیت دانه گیری
-     نگهداری و حفاظت تجهیزات مکانیکی و اجتناب از فرسایش و تخریب زودرس آنها
-     جلوگیری از پرشدن و گرفتگی لوله ها و کانال ها که در اثر ته نشین شدن دانه ها ایجاد می شود.
-     جلوگیری از ازدیاد لجن اولیه و ثانویه به منظور کاهش ظرفیت تغلیظ و هضم لجن
-     تقلیل بوی فاضلاب
انواع دانه  گیری:
1-مکانیکی: حوض این نوع دانه گیر به صورت کانال های مستطیل شکل هستند و اکثرا دارای سیستمهای اندازه گیری دبی نظیر پارشال فلوم یا سرریز می باشند. فاضلاب اشغال گیری شده از یک طرف وارد کانال شده و در طول کانال عمل دانه گیری انجام می گیرد.معمولا یا تسمه بالابرنده مجهز به سطلک های جمع کننده یا جمع کننده های حلزونی دانه ها را از حوضچه دانه گیر جمع اوری می کند.
2-دانه گیری با هوادهی: در این روش جداسازی مواد دانه ای با کمک دمیدن هوا به فاضلاب انجام می شود. مقدار هوای ورودی بر مقدار دانه ها تنظیم گردد. این نوع دانه گیر معمولا بعد از آشغال گیر دهانه درشت و ایستگاه پمپاژ ورودی قرار می گیرد.
 
3-دانه گیری با جریان گردابی (سیکلونی)
دستگاه دانه گیر سیکلونی مخروطی شکل است. با نیروی گریز از مرکز دانه ها را جدا می کند. یعنی یک پمپ جریان را به شدت وارد سیکلون می کند. در اثر سرعت فاضلاب ورودی یک جریان گردابی در سیکلون ایجاد می شود. در قسمت پایین سیکلون لجن جمع می شود و از قسمت بالا فاضلاب خارج می شود. فاضلاب ورودی بر اساس دستورالعمل سیکلون و با توجه به حجم دانه های فاضلاب ورودی تعیین می گردد. میزان بازشدگی دریچه های  خروجی را بر اساس نیاز می توان تغییر داد.
ج-یکنواخت سازی جریان
•      نوساناتی آهنگ جریان و میزان آلودگی فاضلاب ورودی به اکثر تصفیه  خانه های فاضلاب مشاهده می شود.
•     یکنواخت سازی جریان برای برای غلبه بر مشکلات بهره برداری ناشی از نوسانات جریان، بهبود عملکرد واحدهای پایین دست و کاهش ابعاد و هزینه های ساخت واحدهای پایین دست مورد استفاده قرار می گیرد.
 کاربردهای یکنواخت سازی
1.    جریان های فاضلاب در دوره خشک
2.     جریان های دوره مرطوب در شبکه فاضلاب بهداشتی مجزا
3.     جریان های درهم فاضلاب بهداشتی و آبهای سطحی

د‌-    حوض ته نشینی اولیه
ته نشینی عبارت است از جدا کردن ذرات معلق سنگین تر از آب از طریق نیروی ثقلی است. لجن حاصله را اصطلاحا لجن اولیه یا  خام می نامند که توده زنده نمی باشد.   ته نشینی فیزیکی پرکاربردترین عملیات واحد تصفیه فاضلاب است.    مخازن ته نشینی اولیه به صورت مخازن ته نشینی مستطیل شکل یا بیشتر دایروی می باشند.
 

 2-2- روشهای شیمیایی
در روشهای شیمیایی فرآیند جداسازی یا تبدیل مواد آلاینده، به کمک افزودن موادشیمیایی ودر نتیجه واکنش های شیمیایی آن مواد صورت می گیرد. پیچیدگی در این فرآیندها به مراتب بیش از روشهای فیزیکی می باشد. همین پیچیدگی سبب دشواری نسبی در بهره برداری از روشهای شیمیایی می گردد. از این رو تا حدامکان سعی می شود که کمتر از روشهای شیمیایی در سیستم تصفیه استفاده شود. به علاوه هزینه خرید و نگهداری مواد شیمیایی مورد نیاز در برخی موارد مانع بزرگی در کاربرد فرآیندهای شیمیایی است.
ترسیب (انعقاد و لخته سازی) شیمیایی و گندزدایی با کلر وترکیبات آن جزء مهمترین روشهای شیمیایی مورد استفاده در تصفیه فاضلاب هستند.
انعقاد و لخته سازی
در این واحد ماده منعقد کننده به فاضلاب اضافه شده و پیش از تشکیل لخته ها فاضلاب باید کاملا و به سرعت بهم زده شود و سپس وارد مخزن لخته سازی شود.در این مخزن ماده منعقد کننده توسط پمپ تزریق به داخل فاضلاب تزریق شده و به کمک یک همزن الکتریکی با دور تند با فاضلاب مخلوط می شود.
در این واحد همزن با دور کند ماده منعقد کننده را با فاضلاب مخلوط می کند. با به هم خوردن ملایم فاضلاب، رشد لخته ها شروع می شود. زمان توقف در این مخزن حدود 20-60 دقیقه است. لخته های ایجاد شده، ذرات رنگ و کدورت را در خود حبس می کنند آنگاه فاضلاب وارد حوضچه های ته نشینی شده تا در آنجا لخته ها و ذرات رسوب ته نشین شوند.
گندزدایی
1-کلرزنی
 برای از بین بردن کلیفرم ها و میکرواگانیسم ها انجام می گیرد
•     راندمان حذف بستگی به میزان کلر مورد استفاده (1.5 •   4 mg Cl/l) و زمان تماس (15 تا 30 دقیقه)دارد.
•     غلظت کلر باقی ماندهمیلی گرم بر لیتر (جریان لوله ای)
•     کلرآمین ها نمی توانند ویروس ها را غیر فعال سازند
•     کلرزنی یک تکنولوژی اثبات شده، ساده، ارزان قیمت است اما منجر به تشکیل محصولات جانبی در اثر واکنش با مواد آلی می گردد.
2-ازن زنی
•     اوزون یک گاز ناپایدار است (O3)
•     کلیه مواد آلی را اکسیده می کند
•     اثربخشی آن بستگی دارد به:
•       میزان ازن مورد استفاده (15-10 میلی گرم بر لیتر)
•       زمان تماس  (10-5 دقیقه)
•     حذف بالای ویروس ها و باکتری ها (99.999%)

گندزدایی با اشعه UV
•     طول موج مناسب UV بین nm 280-200
•     مختل کننده تکثیر  RNA  و  DNA
•     آلترناتیو بسیار مناسب برای  کلرزنی
•     اثربخشی  آن بستگی به
•      دبی راکتور
•       عمر لامپ UV 
•      تناوب نظافت
•     تجریه بالا در استفاده از این روش به دلیل استفاده زیاد ازآن
•     خطر آتش سوزی و  تشکیل موتاژن ها
2-3- روشهای بیولوژیکی
به آن دسته از روشهایی که درآنها از فرآیندهای بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود، روشهای بیولوژیکی می گویند. در این روشها میکروارگانیسم ها (بویژه باکتریها) نقش اصلی را درفرآیند تصفیه برعهده دارند چراکه آنها با استفاده از مکانیزم های درونی خود مواد آلی موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن برای تولید سلول جدید و کسب انرژی استفاده می کنند.
از آنجا که سهم عمده ای از آلاینده های فاضلاب ها را مواد آلی تشکیل می دهند، استفاده از روشهای بیولوژیکی امروزه بطور گسترده ای برای تصفیه فاضلابها متداول شده است. روشهای بیولوژیکی قادرند با هزینه ای پایین، طیف گسترده ای از آلاینده ها را مورد تصفیه قرار دهند.

تصفیه بیولوژیکی معمولا به دو روش انجام می شود:
 هوازی: توسط باکتری های هوازیی انجام می شود.
 بیهوازی: توسط باکتری های بیهوازی صورت می گیرد.
عوامل اصلی تصفیه موجودات زنده میکروسکوپی هستند که در شرایط مناسب با وجود اکسیژن رشد و نمو داشته و موجب انجام فعل و انفعالاتی در فاضلاب می شوند که در طی آن مواد آلی تجزیه پذیر فاضلاب تبدیل به مواد پایدار قابل ته نشینی به صورت لجن می شود.

انواع باکتری تصفیه بیولوژیکی:

رشد معلق میکروبی
رشد چسبیده میکروبی
رشد هیبریدی (دوگانه)





انواع روش های لجن فعال
با توجه به نوع رژیم هیدرولیکی موجود، وجود یا عدم وجود هوادهی، نحوه ورود فاضلاب و مدت زمان هوادهی به انواع مختلفی تقسیم  می شوند که هر یک شرایط خاص خودشان را دارند.
معروف ترین این روش ها که در تصفیه فاضلاب شهری کاربرد دارند عبارتند از:
1.    سیستم لوله ای شکل
2.    اختلاط کامل
سیستم  لوله ای شکل
رژیم هیدرولیکی از نوع لوله ای شکل (Plug flow)  می باشد.
فاضلاب خام ورودی با لجن برگشتی مخلوط شده و هوادهی به صورت یکسان صورت می گیرد
  غلظت ماده غذایی ورودی به راکتور در ابتدا زیاد است اما به طور تدریجی کم می شود چون توسط میکروارگانیزم ها مصرف می گردد. یعنی میزان ماده غذایی کاهش می یابد ولی میزان تزریق اکسیژن تفاوتی نکرده است. یعنی این سیستم از نظر تامین اکسیژن سیستم مناسبی نیست.  عیب دیگر سیستم حساسیت این روش نسبت به شوک مواد آلی است.
 

اختلاط کامل
در این روش رژیم هیدرولیکی مخزن اختلاط کامل است و محتویات راکتور یا مخزن هوادهی کاملا با یکدیگر مخلوط می شوند و فرض بر این است که در هر نقطه از راکتور هوادهی غلظت BOD یکسان است.
مزیت عمده سیستم انعطاف پذیری نسبی آن در مقابل شوک مواد سمی است. غلظت ماده سمی بلافاصله بعد از ورود به راکتور پخش شده و کاهش می یابد.
غلظت اکسیژن ورودی متناسب با میزان بار مواد آلی است.
راندمان سیستم نسبت به سیستم نهرگونه کمتر است و زمان ماند بالاتری دارد
 
و- عملیات و فرآیندهای تصفیه لجن
الف: تغلیظ لجن
با توجه به بالابودن حجم لجن در اولین مرحله باید لجن غلیظ شود تا حجم سایر تاسیسات فرآوری لجن کم شود.
روش های تغلیظ لجن:
•    روش ثقلی:در یک حوض ته نشینی به لجن زمان داده می شود تا جامدات آن ته نشین شود.
•      روش شناورسازی: این روش برای لجنی که دانسیته کمی دارد نظیر لجن ثانویه مناسب است. با کم کردن فشار و دمیدن هوا لجن به سطح آمده و می توان آنرا جدا نمود.
•      روش مکانیکی: استفاده از سانتریفیوژ یا انواع فیلترها (نواری، تحت خلا و تحت فشار).
هضم لجن: عملیات کاهش مواد آلی در این مرحله انجام می گیرد و با این کار پتانسیل تولید بو کاهش داده می شود.
معمولا غلظت لجن از 3-1 درصد به 10-7 درصد در تغلیظ کننده های لجن قبل از اینکه وارد هاضم لجن شوند رسیده است.
زمان ماند لجن در هاضم بیهوازی لجن مابین 60-30 روز برای بارگذاری کم  و 20-10 روز برای بارگذاری زیاد می باشد.
دو نوع هاضم بیهوازی موجود:
هاضم یک مرحله ای
هاضم دو مرحله ای
در این هاضم ها مواد آلی به گازهای متان و دی اکسید کربن تبدیل می شود.
پ- فرآوری لجن
لجن پس از اینکه هضم شد (سلول های زنده خود را از دست داد براحتی آب خود را از دست خواهد داد
در این مرحله برای فرآوری لجن روش هایی نظیر افزودن اهک، آلوم، کلرید آهن و پلیمرها یا استفاده از روش های حرارتی یا فرآوری حرارتی استفاده می شود.
ت) آبگیری لجن:
•       آبگیری مکانیکی: استفاده از سانتریفیوژ یا انواع فیلتر
•       استفاده از بستر لجن (به دلیل اینکه لجن هضم شده است یعنی فاقد مواد آلی است مشکل تولید بو یا حشرات ندارد).
•     خشک کن های لجن: در صورتی که لجن کاملا ابگیری نشده باشد از این روش برای خشک کردن کامل لجن استفاده می شود.
•     دفع نهایی: لجن خشک شده می تواند به عنوان کود به مصرف کشاورزی برسد یا اینکه برای ساختن مصالح ساختمانی نظیر موزائیک یا سیمان استفاده شود به ویژه در حالتی که از خشک کن استفاده شده باشد.
تغلیظ لجن
•     تغلیظ کننده ثقلی
•     فیلتر بسترمانند
•     تغلیظ کننده استوانه ای
•     ته نشین کننده
•     شناورسازی
 
استانداردها و نکات مصرف فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی
نحوه استفاده از فاضلاب و لجن در کشاورزی و استاندارد های موجود در این زمینه به قرار زیر هستند: 
•       حداکثر تعداد کلی فرم در یکصد میلی لیتر فاضلاب نباید بیشتر از یکصد عدد باشد . این رقم در 80 درصد نمونه های فاضلاب احیا شده باید برقرار باشد. در مورد آبیاری جنگل تعداد کلی فرم در هر یکصد میلی لیتر فاضلاب تا 1000 عدد قابل قبول است.
•    BOD5   فاضلاب مصرفی برای کشاورزی و  آبیاری فضای سبز را تا 80 میلی گرم در لیتر تعیین نموده اند.
•    COD   فاضلاب مصرفی برای کشاورزی و  آبیاری فضای سبز را تا 160 میلی گرم در لیتر تعیین نموده اند.
•      PH فاضلاب برای آبیاری بین 6 تا 8 مجاز است.
•       حداقل تماس کلر با فاضلاب تصفیه شده مصرفی کمتر از یک ساعت نباشد.
•      فاضلاب  تصفیه شده مصرفی در کشاورزی نباید در موارد شرب به کار رود.
•       کلر موجود در فاضلاب تصفیه شده مصرفی برای آبیاری نباید از 10 میلی گرم در لیتر تجاوز نماید.

نقش بتن اسفنجی در پایداری سازه ها

مقدمه

همانطور که می دانیم امروزه صنعت بتن نقش مهمی در ساخت و سازهای جوامع بشری ایفا می کند و یکی از عوامل بسیار موثر در سازه های بتنی در جهان است، البته باید به این امر مهم هم توجه داشت که مصرف بتن فقط در سازه های بتنی و امثال آن نیست.در این راستا تحقیقاتی به منظور استفاده از بتن در دیگر پروژه هاتوسط بسیاری از محققین این امر انجام شده و پس ازاین آزمایشات و تحقیقات فراوان، محققان موفق شدند به راه حل بسیار خوبی به نام بتن اسفنجی (بتن تراوا) دست یابند.

بتن اسفنجی توانست تحولات زیادی را در محوطه سازی شهرهای اروپا و آمریکا ایجاد کند، بتنی که از لحاظ وزنی بسار سبک و با تخلخل بالا می باشد.البته این نوع بتن هنوز در ایران جا نیفتاده است ‚ ولی اینجانب امیدوارم با تلاش مسئولین ادارات، مهندسین و متخصصین فن، این بتن نیز جایگاهی برای استفاده در پروژه های مختلف کشورمان داشته باشد. بعد از مطالعات، تحقیقات و آزمایشاتی که اینجانب در مورد این بتن انجام دادم به نتایج بسیار ارزنده ای رسیده ام که به بعضی از موارد مهم و اساسی آن در پایین اشاره کرده ام. مطمئنا هر چیزی معایب و مزایایی دارد ولی به حق می توان گفت که مزایای این بتن در نوع خود برای مصارف در بسیاری موارد نه تنها بهتر که مقرون به صرفه تر نیز می باشد. امید وارم نتیجه مطالعات و آزمایشات بنده که این مقاله می باشد مورد توجه انجمن مهندسین و متخصصین قرار بگیرد و به منظور تامین و تدارک زمینه هرچه بیشتر فاید این بتن از جمله حفظ بیشتر محیط زیست و مقرون به صرفه بودن مورد استفاده در پروژه های کشورمان نیز قرار بگیرد.
بتن اسفنجی چیست؟
با توجه به مقوله ها و مشکلات زیر:
1- خشکسالی که بسیاری از مناطق کشور ما گریبانگیر آن است.
2- پایین بودن سفره های آب زیرزمینی بدلیل گرمتر شدن جو زمین و استفاده نادرست از منابع آب زیر زمینی.
3- حفظ محیط زیست و توجه هر چه بیشتر به این مساله.
4- سرد تر شدن مناطق سردسیر بدلیل تلمبار شدن برف بر روی بامها، خیابانها و...
5- آلوده شدن نزولات جوی بدلیل جریان در سطوح آلوده و در نهایت آلوده کردن منابع آبهای زیر زمینی.
و هزاران دلایل دیگر و مطرح شدن این امر در مهندسی عمران به خصوص گرایش محیط زیست آن و در مقوله های مختلف اعم از بتن، باعث می شود تا فکر من و هر مهندس عمران علاقه مند به رفع این مشکلات به فکر چاره ای باشیم. نوع بتن جدیدی که بتنهای معمولی دیگر بنا به عدم تخلخل و نداشتن مقاومت بالا در برابر یخ زدگی قابل استفاده برای این راهکار نیستند. ولی بتن اسفنجی یا بتن تراوا بهترین نوع بتن برای حل این موارد صرفا از نظر مهندسی عمران و بتن مورد استفاده در محل می باشد.پس باید بدانیم بتن اسفنجی از چه موادی تشکیل شده و بهترین حالت اندازه مواد آن چه بوده و در حالت بهینه میزان موارد، چه رفتاری از خود نشان می دهد و مشخصات آن رفتار چیست، که بر اساس مشخصات و رفتارهای بتن در مقابل آزمایشهای آزمایشگاهی و صحرایی تا حد زیادی هم می توان به معایب و مزایای آن پی برد.
بتن اسفنجی یک مخلوط سنگدانه درشت(شن) سیمان ‚ آب و ماسه به میزان اندک(و گاهی اوقات بدون ماسه) است، استفاده از شن به جای ماسه در این نوع بتن دلیل تخلخل و فضای خالی مورد نیاز این بتن بنا به ضرورت مصرف می گردد.در ساختار این بتن %25-15 (از لحاظ حجم) فضای خالی وجود دارد و این امر موجب عبور آب از داخل این بتن می شود.
در بتن اسفنجی از آب نسبت به دیگر انواع بتن کمتر استفاده می شود و این مساله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن، آب آن به سرعت تبخیر شده و مخلوط در مدت یک ساعت کاملا از آب تخلیه شود.
نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجی:
با توجه به نتایج تحقیقات بنده بهترین حالت برای میزان مواد مختلف در بتن اسفنجی عبارتند از:
نسبت مواد مقدار مواد
1- مواد دارای خواص بتن 270 تا 415 کیلوگرم بر متر مکعب
2- سنگدانه 1190 تا 1480 کیلوگرم بر متر مکعب
3- نسبت آب به سیمان (از لحاظ جرم) 0.27 تا 0.30 به ازای واحد
4- نسبت سنگدانه به سیمان (از لحاظ جرم) 4 تا 4.5 به ازای واحد
5- نسبت سنگدانه ریز (ماسه) به سنگدانه درشت (شن) 0 تا 1 به ازای واحد
رفتار بتن اسفنجی:
که با توجه به بهترین حالت برای میزان مواد در بتن، رفتار بتن و ویژگیهای آن اینگونه بروز نموده و ثبت گردید. (آزمایشاتی که بنده در آزمایشگاه دانشگاه انجام داده و گزارش گیری کردم.)
مشخصات مقدار
اسلامپ 20 میلیمتر
چگالی 1600 تا 2000 کیلوگرم بر متر مکعب
زمان گیرش 1 ساعت
تخلخل 15 تا 25 درصد
مقاومت فشاری 3.5 تا 4.2 مگا پاسکال
مقاومت خمشی 1.3 تا 3.8 مگا پاسکال
نصب بتن اسفنجی:
نصب بتن اسفنجی شامل 4 مرحله اساسی است:
1-مخلوط کردن
2-جا گذاری کردن(گماردن‚ قراردادن)
3-تراکم و فشرده سازی (کوبیدن)
4-عمل آوردن بتن
بوجود آوردن ‚ قراردادن و عمل آوردن بتن اسفنجی همه به جای اینکه در یک کارخانه زیر شرایط یکسان انجام شوند ‚ در محل کار(پای کار) انجام می شوند.
اگر چه بتن اسفنجی می تواند توسط همان تهیه کننده های بتن توپر تهیه شده و توسط همان کامیونهای بتن توپر تحویل داده شوند‚ اما این ویژگی های فیزیکی منحصر بفردش است که نیاز به یک پیمانکار با تجربه تخصصی دارد. همچنین تفاوت های ساختاری ما بین بتن اسفنجی و بتن غیر قابل نفوذ نصب متفاوت آن را نیازمند است.
به هر حال کیفیت و عملکرد بتن اسفنجی بستگی به میزان آشنایی و عملکرد نصب کننده و خاصیت ضربه های ساختاری (کمپکت) دارد.
این نوع بتن به دلیل مقاومت نسبتا پائین آن Psi 400 الیPsi 4000 اساس مشخص شده و پذیرفته شده ای برای مقاومت بالا نیست.و مساله مهمتر در موفقیت یک روسازی بتن اسفنجی مقدار پوکی (فضای خالی) آن است. البته باید بدانیم که زیر سازی این بتن و زمین زیرینش نباید کاملا غیر قابل نفوذ باشد و باید حداقل اندکی خاک و زیر سازی آن نفوذ پذیری داشته باشد.در مناطق ماسه ای هم بتن اسفنجی مستقیما بالای ماسه گذاشته می شود.
همچنین باید به این موضوع اشاره کرد که یخ زدن آب در داخل این بتن مشکلی ایجاد نمی کند زیرا آزمایش هایی صورت گرفته که در آن بتن اسفنجی را به مدت بیش از 15 سال در آب و هوای سرد گذاشته و آب باران و برف پس از ورود به داخل بتن یخ می زد.کاربرد موفق بتن اسفنجی در این مناطق این مساله را حل نموده است و مشکلی در به کاربردن این بتن در این مناطق وجود ندارد.
نقش مواد افزودنی (مواد دارای خواص سیمانی)در بتن اسفنجی
حال به برخی از آنها که نقش بسیار مهمی در ساختار بتن دارند و می توانند به جای سیمان مورد استفاده قرار گیرند (که در ایران از آنها به ندرت استفاده می شود)اشاره می کنیم.در واقع این موارد بر عملکرد زمان گیرش، میزان افزایش مقاومت، تخلخل، نفوذ پذیری و.... در بتن تاثیر می گذارند و در یک کلام کلید عملکرد بالای بتن در استفاده از موارد افزودنی (SCMS) است.
از آنجمله می خواهیم به گاز سیلیس خاکستر بادی و روباره که همگی دوام بتن را بوسیله کم کردن نفوذ پذیری و شکاف (ترک خوردگی) افزایش می دهند اشاره کنیم:
گاز سیلیس(Silica Fume):یک فراورده فرعی (محصول جانبی)از تولید سیلیکون است ‚ و از دانه های خیلی ریز و ذرات کروی شکلی تشکیل شده است و به طور موثری مقاومت و دوام بتن را افزایش می دهد.و به طور مکرربرای ارتفاعات بلند ساختمان ها به منظور افزایش مقاومت فشاری بتن (با استفاده از گاز سیلیس مقاومت فشاری بتن از Psi 20000 هم فراتر می رود.)استفاده می شود و می توان از آن %12-5 به جای سیمان در بتن استفاده کرد.
خاکستر بادی(Fly Ash): خاکستر بادی، محصول فرعی انبار زغال سنگ سوزان در نیروگاههای برق است و سالها قبل بعنوان ماده ای بی مصرف روی زمین روی زمین انباشته می شد و بدون استفاده بود. اما حالا بعنوان یک ماده مهم در صنعت سیمان سازی به کار برده می شود و می توان از آن 5 تا 65 درصد به جای سیمان در بتن استفاده کرد.
روباره (Blast Furnace Slang): روباره، محصول فرعی زباله در صنعت پولاد (فولاد) است، و سهم آن در مقاومت و دوام بتن بیشتر است و می توان از آن 20 تا 70 درصد به جای سیمان در بتن استفاده کرد.
مزایای بتن اسفنجی چیست و پیشنهادات بنده برای موارد استفاده از آن کدام است؟
بتن اسفنجی دارای مزایای اقتصادی و زیست محیطی فراوانی است، که البته مزایای زیست محیطی آن بیشتر مد نظر است. از مزایای اقتصادی آن می توان به پایین آمدن خرجهای فراوان به منظور هدایت آب باران و فاضلاب اشاره داشت. در واقع می توان گفت با وجود بتن اسفنجی نیازی به ساختن جوی های آب فراوان در سطح شهر و کنار خیابان و کوچه ها و همچنین کانالهای بزرگ آب نیست. زیرا این بتن هرگونه بارندگی را مستقیما به زمین و سفره های آب زیر زمینی منتقل می کند و در واقع یک مزیت زیست محیطی نیز محسوب می شود. از دیگر مزایای زیست محیطی آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- جلوگیری از بروز آب گرفتگی در معابر و مکانها به هنگام بارندگی
2- جلوگیری از آلوده شدن آب بارندگی ها (زیرا اگر زمین غیر قابل نفوذ باشد، آب باران و برف در سطح زمین که آلودگی فراوان دارد جریان می یابد و منجر به آلوده شدن آب بارندگی می شود). (پیشنهاد اینجانب)
3- پر شدن ذخایر آب زیر زمینی
4- در نقاط سرد که ماندن برف و باران روی زمین (بعد از بارش) منجر به سردتر شدن آن مناطق می شود می توان با استفاده از این بتن آب باران وبرف را به داخل زمین هدایت کرد و از سردتر شدن آن ناحیه جلوگیری کرد.
5- همچنین می توان از این نوع بتن در مکانهایی که نیاز به زمین خشک است استفاده کرد مثلا در زیر سازی چمنهای استادیوم های فوتبال. (پیشنهاد اینجانب)
6- همچنین در مناطق سردسیر، بدلیل عبور آب از این بتن از یخ زدگی سطح معابر و در نتیجه ایجاد خطر جلوگیری می کند که شهرداریها می توانند از این بتن در پیاده رو سازیها و محوطه سازی پارکها، پارکینگها ومعابری که مشکل آبگیری دارند استفاده نمود.(پیشنهاد اینجانب)
7- ایجاد مناظری زیبا به هنگام بارندگی، زیرا با وجود این بتن دیگر هنگام بارندگی آب گرفتگی وجود ندارد. (پیشنهاد اینجانب)
به امید روزی که شاهد استفاده بیشتر و بیشتر از این نوع بتن منحصر بفرد در موارد اصولی آن باشیم.

مراجع و مؤاخذ:
1- تکنولوژی بتن نویسنده: دکتر فرهاد کشاورز
2- مصالح ساختمانی نویسنده: مهندس کریم صمرقندی
3- مهندسی خاک وپی نویسنده: مهندس طاحونی
4- تکنولوژی بتن نویسنده: آلبرت دیسنی، مترجم: خانم ملیحه ذاکروند

بتن ریزی در زیر آب

بتن ریز در زیر آب در ساختمانهای دریایی و آبی به کار می رود و لازمه آن:
کاربرد روشهای ویژه برای جلوگیری از خطر آب شستگی است،
استفاده از فرمول مخصوص برای ترکیب بتن، تا بتن همگنی خود را به هنگام فرو رفتن در آب حفظ کند.
1- روشهای مورد استفاده
برای بتن ریزی در زیر آب، چندین روش به کار برده می شود که تمام آنها حاصل یک اصل می باشند: به استثنای اولین بتنی که در زیر آب قرار داده می شود، بقیه باید طوری ریخته شوند که در تماس با آب واقع نشوند، بیشترین طرق مورد استفاده به شرح زیرند:
* روش پشته پیشرو
این روش در جاهایی به کار می رود که عمق آب کم بوده (حداکثر 8ر0متر9 و آب به حد کافی آرام باشد. روش این است که ابتدا مقداری بتن در آب، روی شیب ساحل، می ریزند، تا سطح بتن به بالای آب برسد، سپس بتن ریزی را روی آن ادامه می دهند. بتن جدید مقداری را که اول ریخته شده به طرف آب می راند، و این بتن است که در ادامه بتن ریزی، در تماس با آب خواهد بود و بقیه محفوظ خواهد ماند.
* روش بتن ریزی با لوله در داخل آب
این روش به کار می رود و نتیجه بهتری دارد. طریقه عمل این است که لوله ای فلزی، به قطر 25 تا 45 سانتی متر، که به طور موقت پاین آن را بسته اند، در آب فرو برده می شود و از داخل آن بتن را به پایین می فرستند، و موقعی که وزن بتن ریخته شده از رانش آب روی دهانه بیشتر می شود، بتن بیرون می ریزد و توده هایی به شکل حباب تشکیل می دهد که به تدریج که بتن اضافه می کنند، بزرگتر می شود.
لازم است که انتهای لوله در داخل بتن ریخته شده باقی بماند تا اثر آب فقط بر رویه حباب محدود گردد. این روش، به ویژه برای بتن ریزی در زیر آب پی پیاه های پلها (تحت حفاظت سیرهای فلزی یا سد موقتی) و برای بتن ریزی شمع ها و دیوارهای جدا کننده، در زر گل بنتونیت، به کار برده می شود.
2- مشخصات بتن ریخته شده در زیر آب
مشخصات بتن مورد استفاده در زیر آب را باید آزمایشگاه متخصص و با سابقه در این نوع کار تعیین کند، و نکات زیر رعایت شود:
چون بتن را زیر آب نمی توان لرزش داد، لذا باید سفتی بین 14 تا 16 سانتی متر داشته باشد که با اضافه کردن موادی که حالت خمیری به بتن بدهد و یا آن را روان تر نماید می توان تامین کرد.
مواد ریز کوچکتر از 80 میکرون (که ذرات سیمان هم جزو آن است) بیشتر از 400 کیلوگرم در متر مکعب بتن باشد، تا در مقابل آب شستگی بهتر مقاومت کند.
غالباً افزودنی های کاهنده مقدار آب و دیر گیراننده به کار گرفته می شوند.
موسساتی که بتن آماده به کار تهیه می کنند، در این موارد موادی از نوع کولوییدها به صورت گرد به بتن در حال مخلوط شدن اضافه می نمایند. این مواد با اجزای ریز بتن پوششی را به وجود می آورند، که در برابر شسته شدن مقاوم است.



برقراری پناهگاه حفاظتی
این عمل در تکمیل روش هایی که ذکر شد و برای کاهش اثرات تشعشع آفتاب یا باران بر روی بتن تازه انجام می شود. ضمنا نباید برقرار کردن پرده هایی را در دو طرف ساختمان که جریان هوا را از روی بتن محدود می کند (جریان هوایی که سبب تسریع تبخیر می شود) فراموش کرد.
2- شرایط اجرایی عمل آوری
عمل آوری بتن پس از قالب برداری و بر حسب طول مدتی که قالب بر قرار بوده انجام می شود.
اگر روی بتن قالب بندی نداشته باشد مانند کف ها، سطوح بالای تیرها، و سطوح از سرگیری بتن ریزی، عمل آوری بتن بلافاصله پس از اینکه آب زیادی را از دست داد (سطح بتن مات شد)، انجام می شود:
طول مدت ادامه عمل آوری تابع چندین عامل است:
سرعت سخت شدن بتن که تابع طبقه مقاومت بتن است،
رطوبت نسبی هوا،
گرمای هوا،
باد،
تابندگی آفتاب،
از سرگیری بتن ریزی
کمتر اتفاق می افتد که یک سازه بتنی در یک مرحله بتن ریزی شود. لذا باید در پایان بتن ریزی مرحله اول، و در ابتدای مرحله بعدی، ترتیباتی اتخاذ گردد که ظاهر بتن قابل پسند شود، و به پیوستگی مکانیکی هم خدشه ای وارد نگردد.
برای تامین زیبایی منظر، به هنگام تهیه طرح، مقاطع از سرگیری بتن ریزی را مشخص می نمایند و برای حسن انجام کار باید:
روی قالب ها، در نقاط تعیین شده قطعه چوبهای تراشیده ای قرار داد تا در سطح بتن یک خط صاف به وجود آورد، و یا در خط از سرگیری بتن ریزی "فرو رفتگی ایجاد شود که جزیی از منظره بنا به چشم آید. ضمناً ضخامت پوششی میله های فولادی در مقطع فرو رفته باید کافی باشد.
نقشه آهن بندی باید طوری تهیه شود که از سرگیری بتن ریزی در مقطع پیش بینی شده میسر باشد، البته آهنهای انتظاری که احیاناً لازم باشند، در نقشه منظور شده باشد.
در از سرگیری بتن ریزی باید دو گونه آماده سازی، هر دو روی بتن مرحله اول رعایت شود: یکی بعد از بتن ریزی مرحله اول و دوم قبل از شروع بتن ریزی مرحله دوم.
1- آماده سازی بعد از بتن ریزی مرحله اول
از سرگیری بتن ریزی ممکن است در سطحی افقی یا سطحی قائم انجام شود، ولی در هر حال باید سطح بتن قبلی زبر و عاری از شیره سیمان و گردوخاک و برآمدگی و تیزی قابل خورد شدن و ضایعات بتن و هر نوع ماده خارجی باشد.
اگر سطح بتن ریزی افقی باشد، ولو اینکه در آن آهنهای انتظار وجود داشته باشد، بتن ریزی به سهولت انجام و سطح افقی به آسانی به دست می آید. ولی برای سطوح قائم لازم است قالبی قبلاً قرار داد تا کار به نتیجه برسد.
قالب برای از سرگیری بتن در سطح قائم ممکن است:
مانند سایر سطوح قسمت مورد عمل بنا باشد،
به ترتیب فوق ولی با نصب شبکه فولادی یا قطعه فلز گسترده،
یا با شبکه فلزی ریز بافت که به وسیله گیره هایی کشیده شده و در جا نگهداری شده باشد.
آماده کردن محل از سرگیری بت ممکن است در زمانهای مختلف پس از بتن ریزی مرحله قبلی انجام شود:
- حالت بتن نسبتاً تازه و یا در حال گیرش (حدود 2 تا 3 ساعت پس از بتن ریزی).
آماده سازی محل از سرگیری بتن، در این حالت تنها در سطوح افقی میسر است، و عبارت است از شستن سطح بتن با آب تحت فشار خفیف (5 بار) که شیره سیمان را پاک کرده و سنگدانه های داخل بتن را آشکار می سازد.
- حالت بعد از پایان گیرش بتن (3 تا 24 ساعت پس از بتن ریزی).
در این حالت، آماده سازی ممکن است هم در سطوح افقی و هم در سطوح قائم، بلافاصله پس از قالب برداری و کندن شبکه فلزی انجام شود. طرز عمل این است که سطح بتن با آب تحت فشار تا حدی که مورد نظر است پاک شود.
- حالت پس از سخت شدن بتن
این روش که در تمام موارد قابل اجراست، از سایر موارد گرانتر است و در آن چکش هوایی یا کلنگ حجاری به کار برده می شود و در پی آن، با هوای تحت فشار سطح بتن را پاک می کنند. این روش تنها در صورتی که نتوانسته باشند در شرایط قبلی اقدام کرده باشند، اجرا می شود.
- به تاخیر انداختن سخت شدن بتن
یک ماده تاخیر کننده گیرش روی سطح بتن می پاشند، تا بتوانند بدون مشکلات اضافی، کار از سرگیری بتن را به تاخیر اندازند. در این مورد باید حداکثر توجه به سطح مورد نظر معطوف گردد، زیرا هر تجاوزی که به سطح مورد نظر بشود، در موقع به کار برد هوا فشرده یا آب تحت فشار، منجر به خسارت دیدن آن خواهد شد.
برای سطوح قائم، بهتر است یک کاغذ مخصوص آغشته به ماده تاخیر کننده روی سطح مورد نظر چسبانده شود. در مواردی که آب تحت فشار به کار برده می شود، باید آب یا شی به حد وفور انجام شود تا تمام آبهای آلوده به شیره سیمان تخلیه گردد.
2- آماده کردن محل قبل مرحله دوم بتن ریزی
برای اینکه بتن مرحله دوم بتواند گیرش را در شرایط مناسب انجام دهد، و با بتن مرحله اول یک پارچه گردد، کاری که معمولاً انجام می دهند، اشباع کردن سطح بتن مرحله اول از آب است تا سطح خشک بتن مرحله، آب بتن مرحله دوم را نکشد.
بررسیهای زیادی جهت تهیه چسبهایی خاص برای بتن انجام شده، که از سرگیری بتن ریزی آسان گردد. این مواد گاهی "مواد چسبان" نامیده می شود. هر چند آنها گران قیمت هستند، ولی نتیجه کاربردشان رضایت بخش است. با این وجود در هر مورد حساسیت آنها به آب باید بررسی شود.
کاربرد بتن در شرایط جوی سخت
هنگامی که در کارگاه، درجه گرمای هوا کمتر از 5 درجه سانتی گراد، و یا بالاتر از 25 درجه باشد، باید ترتیبات خاصی هم در مرحله بتن سازی و هم در مرحله کاربرد آن اتخاذ شود.



انواع محصولات بتنی
با قرار دادن اعضای کششی در قطعات بتنی توان کششی آنها را بالا می برند. این تکنیک محصولات بتنی را به دو دسته اصلی قطعات بتنی غیر مسلح و قطعات بتنی مسلح تقسیم می نماید.
با بالا رفتن مهاجرت به شهر و گسترش جمعیت در آنها، نیاز به ابنیه روز به روز افزایش می یابد. این مساله متخصصان دانش ساختمانی را بر آن داشت که در شرایط مطلوبی که در کارخانه ها فراهم می آورند در تمام طول سال قطعات بتنی را در مدت زمان کوتاه ریخته و آماده مصرف نمایند.این پیشرفت قطعات بتنی را به دو سته کلی محصولات بتنی در محل ریخته شده و محصولات بتنی پیش ساخته تقسیم می نماید.



بتن مسلح
بتن در برابر فشار مقاوم است، مقاومت آن در برابر خورد شدگی بین N/mm2 20 – 40 است و این مقدار در بتن های محکم N/mm2100 می باشد. با این حال مقاومت بتن در برابر کشش فقط 10 در صد مقاومت فشاری آن است. فولاد به عنوان یک ماده تقویت کننده در همه جا پذیرفته شده، چون مقاومت کششی بالایی دارد و ضریب انبساط حرارتی آن نزدیک به بتن است. قرار گیری فولاد در بتن مسلح بسیار مهم است. و باید اطمینان حاصل کرد که نیروه های کششی و برشی بر فولاد منتقل می شوند. میلگردهای طولی نیروهای کششی را تحمل می کنند در حالی که میلگرد های عرضی (خاموت) نیروهای برشی را متحمل می شوند و همچنین فولا را در داخل بتن ثابت نگه می دارند. به همبن دلیل خاموت ها بیشتر در محل هایی که نیروی برشی زیاد است و جود دارند، هرجند می توان از خم کردن میلگرد نیز برای این منظور استفاده کرد.
فولاد مورد استفاده در بتن مسلح به صورت میلگرد، میلگرد آجدار و یا میلگرد آجدار تاییده تولید می شود. فولاد با مقاومت بالا نیز با نورد گرم به میلگرد آج دار تبدیل می شود و همچنین با آهنکاری سرد به به میلگردهای تاییده آجدار تبدیل می شود.
حد اقل مقاومت متوسط فولاد با مقاومت بالا N/mm2460 است، تقریبا دو برابر فولاد معمولی. از فولاد ضد رنگ می توان در جاهایی که خطر خوردگی و جود دارد برای بتن مسلح استفاده کرد. شبکه های فولادی جوش کاری شده (مش) نیز برای تقویت دال های بتنی، راه ها و بتن پاشیده شده به کار می رود.
پیوند بین بتن و فولاد
برای اینکه بتن مسلح بتواند به عنوان یک ماده مرکب عمل کند باید پیوند بین بتن و فولاد محکم باشد، به این ترتیب همه نیروهای کششی به فولاد منتقل می شوند.
شکل و وضعیت سطح فولاد و کیفیت بتن همگی بر قدرت پیوند تاثیر می گذارند.
برای اینکه کارآتر ین پیوند ممکن به دست بیاید، باید سطح فولاد پوسته به صورت زنگ نداشته و چرب نباشد، ولی لایه نازک رنگی را که معمولا در نگه داری در کارگاه ایجاد می شود نباید برداشت. استفاده از انتهای قلاب شده در میلگرد معمولی خط بیرون آمدن میلگردها از بتن را تحت بار کاهش می دهد، ولی بهترین چسبندگی در میلگردها ی آجدار، که در تمام طول خود با بتن با بتن درگیر می شوند، به و جود می آید.گاهی تقویت بتن با استفاده از قفس های پیش ساخته (که می توان آنها را به جای بست ها و با مفتول های آهنی با جوش کاری به هم متصل کرد) انجام می شود. البته باید دانست که جوش کاری خیلی به ندرت در کارگاه بر روی خاموت ها انجام می گیرد.
این اتصالات را می توان به راحتی با مفتول فولادی که با پیچاندن سفت می شود، محکم کرد. از فاصله نگه دارها برای تامین فاصله مناسب بین تقویت کننده ها و سطح قالب بندی استفاده می شود.
بتن مرغوب چگال بهترین پیوند با فولاد را ایجاد می کند، باید بتن اطراف میلگردها را به خوبی متراکم کرد. بنا بر این اندازه دانه بندی سنگی در بتن نباید بیش از حد اقل فاصله قطعات فلز باشد.
خوردگی فولاد در بتن مسلح
فولاد در صورتی که بتن اطراف آن مرغوب باشد به خوبی متراکم شده و خود گیری آن کامل باشد، خودگی ندارد محیط قوی قلیایی داخل بتن (بر اثر سیمان هیدراته) فولاد را حفظ می کند. اما، اگر به دلیلی فضای خالی ایجاد شود یا پوشش کافی نباشد فولاد خراب می شود. ازدیاد حجمی که در اثر زنگ زدگی ایجاد می شود سطح فولاد را پوسته پوسته می کند و در نتیجه فولاد عریان می شود و زنگ زدگی پیشرفت می کند و در نهایت زنگ در به سطح بتن رسوب می کند. در بتن مسلح نباید از زود گیرهای کلرید کلسیم استفاده کرد.چون پس مانده آن باعث خوردگی سریع فولاد می شود.برای محافظت بیشتر در برابر خوردگی می توان از فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه، با پوشش اپوکسی استفاده کرد.
سطح بتن بر اثر عمل کربناسیون حالت قلیایی خود را از دست می دهد و این باعث عدم محافظت از فولاد می شود. عمق کربناسیون به نفوذ پذیری بتن، مقدار رطوبت و ترک خوردگی در سطح آن بستگی دارد. به همین دلیل میزان اسمی پوشش محافظتی فولاد داخل بتن بر اساس میزان پیش بینی شده شرایط محیطی و درجه بندی مقاومت بتن محاسبه می شود.
میزان محافظت شده محاسبه شده برای همه نو مسلح کننده از جمله میلگرد، مفتول و الیاف مسلح کننده ثابت اعتبار دارد. گاهی می توان میزان کربناسیون را با استفاده از پوشش های محافظتی کاهش داد.
در حالی که در مورد ضخامت بتن پوششی اطراف اجزای کششی شک داریم می توان با یک دستگاه پوشش سنج ضخامت بتن را اندازه گرفت. اگر فولاد در بتن در حال پوسیدگی باشد می توان از محافظت کاتدیک به
وسیله یک جریان پیوسته که به فولاد وارد می شود برای جلو گیری از پوسیدگی بعدی استفاده کرد، این کار بتن کربناته را دوباره قلیایی می کند.



بتن پیش فشرده
مقاومت بتن در برابر فشار بالا است ولی در مقابل کشش ضعیف است. ایجاد پیش فشردگی در بتن با کابل های فولادی باعث می شود بتن همواره در تنش فشاری باقی بماند و در نتیجه میزان بار بری آن افزایش خواهد یافت. چون کابل ها در حالت فشرده قرار دارند و هر نیرویی را به نیروی فشاری تبدیل می کند و هیچ ضعفی در مقطع بتنی ایجاد نمی کند و بتن فقط تحت بارهای بسیار زیاد به کشش می افتد و ترک می خورد.
برای پیش فشرده کردن بتن دو سیستم متفاوت وجود دارد. در پیش کشیدن، کابل ها قبل از خود گیری بتن کشیده می شود و در پس کشیدن کابل ها پس از سخت شدن بتن کشیده می شوند.
پیش کشیدن
تعداد زیادی از قطعات بتن پیش فشرده، از جمله دال ها ی کف با روش پیش کشیدن تولید می شوند. کابل ها را به صورت آزاد در داخل قالب قرار می دهند و با دستگاه مخصوص کشش لازم را وارد می کنند. بتن ریزی را انجام می دهند و به کمک لرزاندن، هوای آن را تخلیه می کنند و شرایط لازم برای انجام خود گیری سریع تر را فراهم می کنند.طول اضافی کابل ها را که در دو انتها به کمک قطعات مخصوص صابت شده اند می برند و بتن را تحت فشار رها می کنند. مانند بتن مسلح پیش ساخته مقطع و محل قرار گیری کابل ها بر اساس بارها ی محاسبه شده مشخص و رعایت می شود.
پس کشیدن
در روش پس کشیدن، کابل ها را در قالب کار، داخل غلاف هایی قرار می دهند، بتن ریزی را انجام می دهند و وقتی به اندازه کافی خود را گرفت دو سر کابل ها را به طرف بیرون می کشند. این کار به وسیله گوه های مخصوصی که به دو سر سیم ها بسته می شوند و پس از قطع شدن کشش محکم می شوند انجام می گیرد.
معمولا بتن را به ویژه در نزدیکی گوه
ها، مسلح می کنند. در یک روش پس از کشیدن فضاهای خالی داخل غلاف را با دوغاب مخصوص پر می کنند. این کار فشار بر قلاب ها را کاهش می دهد. البته در روش دیگر سیم ها رها می مانند تا در داخل بتن آزادانه حرکت کنند. غلاف ها از تسمه های گالوانیزه یا پلی تن سنگین ساخته می شوند. ضریب پس کشیدن بر پیش کشیدن این است که می توان آنها را خمیده کرد تا در مسیر تنش قرار گیرند. به این ترتیب می توا ن بتن را به شکلی ریخت که کمترین حجم ممکن را داشته باشد. در تخریب یا دوباره سازی بهتر است بتن های پیش فشرده نچسبیده را از فشار خلاص کرد. البته تجربه نشان داده است که در صورت آزاد نکردن قطعه از فشار خطری ایجاد نمی شود. در دوباره سازی و تعییرات، سیم های تحت فشار گاهی باید دوباره قلاب دار و فشرده شوند. البته استفاده از بتن پیش فشرده جلوی جا به جایی سازه ای را نمی گیرد





بتن در نما
در بتن نما، چه پیش ساخته چه در کارگاه نه تنها به کنترل کیفیت بالایی نیاز است بلکه باید مشخصات و جزئیات مصالح را کاملا و با دقت در نظر گرفت. و یک سطح پایانی مرغوب که هوا زدگی شکل آن را به هم نریزد به دست آورد.
عوامل اصلی موثر در ظاهر بتن عبارتند از:
- ترکیب مخلوط اولیه (نسبت ها، نوع مواد)



بتن پیش ساخته
قطعات بتن پیش ساخته به صورت عمودی یا افقی هستند.البته نوع دوم فراوان است.به هر حال در قطعه نما دار و یا بدون نما رعایت مشخصات وکنترل کیفیت از اهمیت زیادی برخوردار است.قالب ها معمولا از تخته چند لا یا فولاد ساخته می شوند. هرچند قالب های فولادی با دوام ترند و برای استفاده مداوم منااسب می باشند، در کارهایی که فرم های پیچیده دارند از قالب های چوبی استفاده می شود. زیرا آنها را راحت تر می توان به شکل مورد نظر درآورد. قالب ها طوری طراحی می شوند که بتن به آنها نچسبد و اندازه های آنها دقیق باشد تا از کیفیت کاراطمینان حاصل شود.
از آنجایی که برای ساخت قالب ها قیمت بالایی پرداخت می شود، در کارها ی اقتصادی باید تعداد طرح های مختلف را کاهش داد. این مضوع می تواند اثر محسوسی در زیبایی ساختمان بگذارد.اتصالات و نگاهدارنده ها باید در داخل بتن کارگزاشته شوند و معمولا به قطعات کششی داخل بتن وصل می شند.



بتن کارگاهی
کیفیت بتن کارگاهی بستگی زیادی به قالب کار دارد، چون هر نقصی در بتن منعکس می شود. قاب باید به اندازه کافی محکم باشد تا فشار بتن تازه را تحمل کند و اتصالات باید بتوانند جلوی نشت بتن یا دوغاب آن را بگیرند. که در غیر این صورت سطح بتن به هم می ریزد. برای ساخت قالب می توان از انواع چوب، فلزات و پلاستیک ها بسته به سطح نهایی دلخواه استفاده کرد.