سازه های ضد انفجار

ساختمان های ضد انفجار به منظور افزایش ایمنی و امنیت در برابر آثار ناشی از انفجار میباشند . 

 

لزوم طراحی سازه های ضد انفجار

 

پارامترهای تاثیرگذاری در طراحی سازه ها تاثیرگذار میباشند اما مهمترین این پارامترها عبارتند از مقاومت در برابر حوادث گوناگون از قبیل زلزله ، مقاومت در برابر آتش سوزی و همچنین مقاومت در مقابل انفجار . 
در سال های اخیر احتمال انفجار در ساختمان ها به دلایل متعددی افزایش پیدا کرده است . به همین منظور مهندسان ساختمان و طراحان تمایل دارند ساختمان های ضد انفجار طراحی کنند . 
ساختمان های ضد انفجار به منظور افزایش ایمنی و امنیت در برابر آثار ناشی از انفجار میباشد . 

 

 

 

بتن هوشمند ضد انفجار چیست

 

برای ساختن سازه های ضدانفجار از نوعی بتن مخصوص به نام بتن هوشمند ضدانفجار استفاده میکنند . در واقع بتن های هوشمند نوعی کامپوزیت پایه سیمانی میباشند که چند منظوره هستند . 
این سیمان ها دارای عملکردهایی از قبیل خود ترمیم شوندگی ، گرمایش از خود ، هدایت الکتریکی و ویژگی های مغناطیسی خاص میباشند . 
این نوع سیمان ها به علت کامپوزیت به کار رفته در ساختارشان میتوانند مقاومت ، دوام و انعطاف پذیری زیرساخت را تا حد قابل توجهی افزایش دهد . 

 

 

 

 

 

اصول ساخت بتن هوشمند ضد انفجار

ساختن بتن های هوشمند ضد انفجار مشابه بتن معمولی میباشد با این تفاوت که مقداری افزودنی های مقاوم در برابر انفجار به طرح اختلال بتن آن افزوده میشود . 
مواد اصلی تشکیل دهنده ی بتن هوشمند ضد انفجار عبارت اند از : سیمان ، سنگدانه های نسبتا درشت ، سنگدانه های ریز ، آب و نانو لوله های کربنی . 
در سیمان های ضد انفجار نسبت آب به سیمان تنها به سطح مخصوص سیمان و توزیع دانه بندی سنگدانه ها بستگی دارد . این نسبت معمولا عددی بین 0.45 تا 22 متغیر میباشد . 

مهمترین و اساسی ترین مرحله ساختن بتن های هوشمند ضد انفجار ، برگزیدن و اضافه کردن نانو لوله های کربنی به مخلوط بتن میباشد . از آن جایی که نانو لوله های کربنی دارای سطح انرژی بسیار بالا و نیروهای پیوندی بین مولکولی قوی هستند ، دچار حالت کلوخه ای و تجمع میشوند . این در حالی است که برای ساختن بتن هوشمند ضد انفجار باید افزودنی های نانو لوله به صورت کاملا یکنواخت در تمام سطح بتن پراکنده شود . 

 

 

برای جلوگیری از کلوخه شدن نانو لوله کربن سه روش داریم که عبارت هستند از : 

 

1.ساده ترین و معمول ترین روش برای جلوگیری از کلوخه شدن نانو لوله کربن این است که هنگامی که نانو لوله های کربن داخل آب اختلاط کربن ریخته شدن ، به مدت 30 دقیقه داخل حمام التراسونیک قرار بگیرد تا امواج صوت کمک کنند ای ذرات از یکدیگر فاصله بگیرند و در آب پراکنده شوند . 

 

2.در این روش یک ماده ی اصلاح کننده خواص سطحی ، به آب اختلاط بتن هوشمند ضد انفجار افزوده میشود و سپس نانو لوله کربنی را با آن ترکیب میکنند .حال محلولی که به دست آمده است میتواند به روش مکانیکی ، دستی یا با استفاده از روش فراصوت مخلوط بشود و در نتیجه نانو لوله های کربنی به صورت یکنواخت در آب اختلاط پراکنده شوند . 

 

3.در این روش از ماده های کربنی علاوه بر نانو لوله های کربنی استفاده میشود . این ماده کمکی قابلیت این را دارد که حالت آب دوستی نانو لوله ها را تا حدی تغییر دهد و همین امر سبب پراکنده شدن بهتر نانو لوله های کربنی در آب میشوند .

 

 

کاربرد طراحی سازه های ضد انفجار

 

از سازه های ضد انفجار برای ساختن انبار مواد منفجره ، ایستگاه های سوختگیری ، انبار واحدهای شیمیایی و صنعتی و ساختمان های حساس نظامی استفاده میشود . نمونه هایی از این نوع ساختمان ها در کشورهای مختلف جهان وجود دارد که عبارت هستند از :

1.ساختمان مرکز داده های کشور مکزیک ، ساختمانی بتنی بسیار مقاوم میباشد که در مقابل آتش سوزی و هرگونه انفجار مقاومت بسیار بالایی از خود نشان میدهد . 

2. در کشور هلند ساختمان های نزدیک به پمپ های بنزین را به دلیل بالا بودن احتمال انفجار ، از بتن های هوشمند ضد انفجار میسازند . 

 

 

 

 

 

مزایای طراحی سازه های ضد انفجار

 

1.مهمترین مزیت ساختمان های ضد انفجار این است که چند منظوره میباشند . این ساختمان ها طوری طراحی میشوند که بتوانند در مقابل انواع تنش ها  به طور همزمان مقاومت مکانیکی و دینامیکی لازم را از خود نشان دهند . 

2.مصالح ساختمانی که در این نوع سازه ها به کار میرود سبب آن شده است که طول عمر ، دوام و مقاومت این نوع سازه ها تا حد قابل توجهی افزایش پیدا کند .

3.این نوع سازه ها محافظ جان انسان در مقابل انفجار و حملات تروریستی میباشد . 

 

 

معایب طراحی سازه های ضد انفجار

 

1.مهمترین خورده ای که میتوان بر سازه های ضد انفجار گرفت ، بالا بودن هزینه های ساخت و طراحی آن ها میباشد . قیمت بالای این سازه ها از این جهت است که تجهیزات و افزودنی های دارای تکنولوژی پیشرفته در این نوع سازه ها به کار برده میشود .

2. عیب بعدی که این نوع سازه ها دارند این است که گاها با معیارهای زیبایی شناختی ، دسترسی و مقررات اطفا حریق هم خوانی ندارند .