آیا مصالح ضد زلزله ما را نجات می‌دهند؟
در تمام این سال‌هایی که در قلب صنعت ساخت و ساز مشغول به کار بوده‌ام، همیشه با این سؤال رو به رو بوده‌ام: آیا واقعا مصالح ضد زلزله می‌توانند ناجی ما در برابر ویرانی‌ها باشند؟ یا این نیز همانند بسیاری از ادعاهای بازاری، بیش از آن که کاربردی و واقعی باشد، تلاشی برای آرام کردن ذهن ناآگاه مشتری است؟ مسئله‌ای که در ظاهر فنی به نظر میرسد، اما عمق آن به لایه‌های پیچیده‌ای از علم مصالح، رفتار دینامیکی سازه‌ها، و حتی ساختارهای اجتماعی و اقتصادی گره خورده است.
واقعیت های علمی پشت مصالح ضد زلزله
زمانی که صحبت از مصالح ضد زلزله به میان می‌آید، بسیاری تنها به گریدهای جدید فولاد یا بتن‌های مسلح با الیاف فکر می‌کنند. اما حقیقت این است که طراحی یک مصالح مقاوم در برابر زلزله، تنها با تقویت مقاومت فشاری یا کششی حاصل نمی‌شود. رفتار دینامیکی مصالح در مواجهه با امواج زلزله، تابعی از ضریب میرایی، جذب انرژی، شکل پذیری و حتی واکنش‌های رئولوژیکی آن‌هاست. برای مثال، بتن‌های پلیمری دارای ترکیبات رزینی، نه تنها به علت وزن پایین‌تر نسبت به بتن سنتی، بلکه به دلیل توانایی جذب ارتعاشات، رفتار بهتری در سازه‌های سبک دارند.
در یکی از پروژه‌های تحقیقاتی‌ام، از سیمان‌های پوزولانی حاوی متاکائولن و میکروسیلیس استفاده کردیم. این سیمان‌ها به دلیل واکنش پوزولانی فعال خود با هیدروکسید کلسیم حاصل از هیدراتاسیون، فازهای ثانویه‌ای از C–S–H با ساختار بلوری منسجم‌تری ایجاد می‌کنند که در برابر رطوبت و تغییرات حرارتی بهتر دوام می‌آورند. زمانی که این بتن‌ها در تست‌های ارتعاشی قرار گرفتند، مقدار تغییر شکل پلاستیک نهایی آن‌ها نسبت به نمونه کنترل تا ۳۲٪ کاهش داشت.
نقش رفتار هیسترزیس مصالح در پایداری سازه
آنچه در طراحی لرزه‌ای اغلب نادیده گرفته می‌شود، حلقه هیسترزیس مصالح است. مصالحی که ظرفیت شکل پذیری بالایی دارند، در زمان زلزله، قادرند انرژی ورودی را در قالب تغییر شکل دائمی جذب کرده و از بازتاب آن به اعضای دیگر جلوگیری کنند. فولادهای نورد گرم با ترکیب کنترل شده از کربن (کمتر از ۰.۲ درصد) و منگنز، قادر به تحمل چندین چرخه بارگذاری رفت و برگشتی هستند بدون آن‌که دچار شکست ترد شوند. برخلاف تصور عمومی، همیشه افزایش مقاومت، نشانه کیفیت بهتر نیست؛ گاهی مصالحی با مقاومت متوسط ولی شکل پذیری بالا، جان هزاران نفر را در زلزله نجات می‌دهند.
چالش های پنهان در اجرای مصالح پیشرفته
در پروژه‌ای در جنوب کشور که در مجاورت گسل فعال اجرا می‌شد، به توصیه دفتر طراحی، از بتن‌های حاوی فیبر پلی‌پروپیلن استفاده کردیم. این نوع الیاف درون بتنی، قابلیت جذب ترک‌های کششی موضعی را دارند و از پیشرفت آن‌ها جلوگیری می‌کنند. اما اشتباهی در فرآیند اختلاط و عدم رعایت نسبت حجمی دقیق، باعث شد بخشی از فیبرها در یک ناحیه متمرکز شوند و به جای تقویت، منجر به افزایش تخلخل موضعی و ضعف فشاری شوند. این تجربه نشان داد که استفاده از مصالح ضد زلزله، بدون شناخت دقیق فنی، می‌تواند حتی خطرناک‌تر از مصالح سنتی باشد.
مصالح هوشمند، آینده یا فریب؟
در سال‌های اخیر، استفاده از مصالح هوشمند در برابر زلزله موضوع داغی شده است. موادی مانند آلیاژهای حافظه دار (SMA) و بتن‌های دارای سنسور، که می‌توانند تغییر شکل دهند، بازگردند، یا حتی داده ارسال کنند. اما آیا این‌ها واقعاً به فاز صنعتی و اجرایی رسیده‌اند؟ در ارزیابی یکی از پروژه‌های بین‌المللی در ژاپن، مشخص شد که کاربرد SMA تنها در اتصالات خاص مقرون به صرفه است و تعمیم آن به کل سازه، فعلاً در حد تحقیقاتی باقی مانده است. مهم‌تر از تکنولوژی، مسئله «تناسب هزینه – فایده» در مقیاس پروژه‌های ملی است.
از تئوری تا میدان ساخت، مثال هایی از تجربه شخصی
در تجربه‌ای که در منطقه‌ای زلزله خیز در شرق کشور داشتم، ما از بلوک‌های سبک AAC با لایه بیرونی ملات پلیمری استفاده کردیم. این سیستم با وجود ظاهر غیرمتعارفش، در آزمون‌های لرزه‌ای واقعی مقاومت بسیار بهتری از خود نشان داد. حتی وقتی زلزله‌ای ۵.۹ ریشتری در منطقه رخ داد، ترک‌هایی که در سازه‌های مجاور مشاهده می‌شد، در این سازه به طور محسوسی کمتر بود. آنچه این سیستم را موفق کرد، نه فقط نوع مصالح، بلکه تطبیق مهندسی شده آن با نیاز سازه و شرایط بستر زمین بود.
در ادامه همان پروژه، پس از ثبت اولیه ارتعاشات ناشی از زلزله، بررسی‌های میدانی ما با استفاده از تجهیزات اندازه‌گیری دینامیک سازه نشان داد که میزان انتقال شتاب به طبقات بالا، در حدود ۱۸٪ کمتر از میانگین ساختمان‌های مشابه با مصالح متعارف بوده است. این عدد هرچند شاید در نگاه اول چشمگیر به نظر نرسد، اما در ابعاد مقیاس یک سازه پنج طبقه، به معنای کاهش قابل توجه تنش‌های القایی بر عناصر باربر است. نکته کلیدی اینجاست که بلوک‌های AAC نه تنها وزن مرده سازه را کاهش دادند، بلکه به دلیل ساختار متخلخل خود، توانایی بالایی در جذب انرژی دینامیکی از خود نشان دادند.
در مرحله نهایی، ما حتی لایه پوششی بیرونی را با پودر سنگ کوارتز تقویت کردیم تا مقاومت در برابر سایش و نفوذ آب افزایش یابد. در آن پروژه، تهیه مصالحی مانند پودر سنگ باکیفیت به ویژه برای آن پوشش نهایی، چالشی جدی بود. در نهایت، بخشی از نیازمان از طریق خرید پودرسنگ در تهران تأمین شد که با توجه به تنوع برندها، توانستیم گزینه‌ای با دانه بندی دقیق و خلوص بالا انتخاب کنیم. نتیجه نهایی، سازه‌ای بود که نه تنها از آزمون زلزله سربلند بیرون آمد، بلکه از نظر هزینه اجرا نیز حدود ۱۷٪ پایین‌تر از ساختمان‌های مشابه تمام شد. چنین تجربیاتی، دقیقاً همان نقاطی است که نشان می‌دهد مصالح ضد زلزله در صورتی که به درستی طراحی، ترکیب و اجرا شوند، می‌توانند فراتر از وعده‌های تبلیغاتی، در میدان واقعی جان انسان‌ها را نجات دهند.
مصالح ضد زلزله، ناجی مطلق نیستند
باید با صراحت بگویم که هیچ مصالحی، به تنهایی ناجی یک سازه نخواهد بود. ما نمی‌توانیم ضعف در طراحی، کم کاری در اجرا، یا خطای محاسباتی را پشت نام «مصالح ضد زلزله» پنهان کنیم. بسیاری از شکست‌های لرزه‌ای در ساختمان‌های مدرن، نه به دلیل ضعف مصالح، بلکه ناشی از عدم درک مهندسی صحیح از رفتار کل سیستم بوده است. حتی بهترین مصالح نیز اگر در مکان و زمان اشتباه استفاده شوند، تنها جلوه‌ای گول زننده خواهند بود.
هوشیاری در انتخاب مصالح، نه شعار زدگی
مصالح ضد زلزله می‌توانند نجات بخش باشند، اما تنها در صورتی که با دقت، دانش و تجربه به کار روند. انتخاب یک برند، توجه به آنالیز ترکیب شیمیایی، درک رفتار حرارتی و دینامیکی مصالح، و انطباق آن با طراحی سازه‌ای، همه در کنار هم معنا پیدا می‌کنند. تجربه من نشان داده که کیفیت و شفافیت برند تأمین کننده مصالح، تأثیر مستقیمی بر دوام و ایمنی سازه دارد. برندی مانند پخش مصالح ساختمانی هانی – پرتلند، که توانسته است در عرضه مصالح با ترکیب دقیق، کنترل شده و قیمت مناسب در بازار مطرح باشد، نمونه‌ای از این انتخاب‌های آگاهانه است.
وقتی شما یک سازه می‌سازید، در واقع آینده‌ای برای انسان‌ها می‌سازید. انتخاب اشتباه در مصالح، فقط هزینه نیست؛ گاه، زندگی‌ست. از این رو انتخاب مصالح صحیح و کارآمد بسیار حائز اهمیت است، چرا که مستقیما با جان هموطنانمان رو به رو هستیم.
معتقدم علاوه بر پخش مصالح هانی، برندهای معتبر دیگری از جمله ایران پخش نیز در بازار وجود دارد. جدای از این عناوین نام آشنا، شما می‌توانید با سایر برندهای مطرح از طریق وبسایت‌هایی از قبیل دیجی کالا، ترب، بفروش، دیوار و… آشنا شوید.
رپورتاژ / ۴۴۷۷۵۶
نظرات