لزوم استفاده از شمع های بتنی پیش تنیده در صنعت فولاد

دیربازی است که حاشیه جنوبی کشورمان که مجاورت با خلیج فارس دارد، از خرمشهر و آبادان و قفاس و اروند کنار گرفته تا شادگان و بندر امام خمینی و ماهشهر که در استان خوزستان واقع شده اند و بنادر دیلم و گناوه و بوشهر و عسلویه در استان بوشهر و سایر شهرها و بنادر جنوبی در استان های هرمزگان و سیستان و بلوچستان، محل تمرکز و استقرار صنایع مهمی نفت و گاز و پتروشیمی و پالایشگاهها و بنادر صیادی و کشتیرانی و صنایع فولاد و بسیاری از صنایع دیگر بوده است. در کنار نعمت همجواری با خلیج فارس و آبهای آزاد و منابع نفت و گاز، به عنوان یک مزیت انکار ناپذیر، احداث این صنایع که سرمایه های ملی محسوب می گردند، در این مناطق با مخاطراتی همراه است. خاکهای سست حاشیه خلیج فارس، به تنهایی بستر قابل اتکایی برای استقرار این سرمایه های ملی نبوده و حتما می بایست با روشهایی مستحکم گردند.

یکی از این روشهای استحکام بستر، استفاده از شمعهای بتنی پیش تنیده سانتریفیوژ می باشد. متاسفانه در چهار دهه اخیر بواسطه اینکه این شمعها وارداتی بودند و تامین آنها برای صاحبان صنایع با محدودیتهای مالی و زمانی مواجه بود، گزینه شمعهای سنتی علی رغم آنکه برای خاکهای چسبنده و شرایط خورنده مناطق جنوبی گزینه مناسبی نیستند، جایگزین شمعهای پیش تنیده گردند. با درک حساسیت موضوع و اینکه سالانه میلیارد ها دلار صنایع سنگین در این مناطق احداث می گردند، شرکت بنیان گستر اروند با هدف در دسترس قرار دادن این محصول و بی نیاز نمودن کشور از واردات شمعهای پیش تنیده سانتریفیوژ و ایجاد بستری مناسب برای استقرار سرمایه های ملی، در سال ۱۳۹۰ در منطقه آزاد اروند ثبت گردید و پس از مراحل تملک زمین در شهرک صنعتی خرمشهر، عملیات ساخت کارخانه در زمینی به وسعت چهار هکتار شروع نمود. این کارخانه که تامین سرمایه اولیه آن توسط بخش خصوصی صورت پذیرفت، و فاز نخست آن در سال ۱۳۹۴ با حضور آقای مهندس ترکان افتتاح گردید. در خط تولید این کارخانه از تجهیزات و آزمایشگاهای به روز استفاده شده و و فاز نخست آن قادر به تولید روزانه یک کیلومتر شمع بتنی با سایزهای ۴۵۰ و ۶۰۰ میلیمتر و طولهای ۹ الی ۱۵ متر می باشد که با طرح توسعه ای که در نظر گرفته شده این عدد به سه کیلومتر در روز خواهد رسید.

یکی از مهمترین پارامترها در این محصول موضوع حمل است، لذا موقعیت کارخانه به گونه ای انتخاب شده است که ضمن پوشش جاده ای مناسب تا شعاع ۳۰۰ کیلومتری، با همجواری با بندر و ایستگاه راه آهن، امکان انتقال دریایی و ریلی به نقاط دوردست داخلی و برون مرزی وجود دارد.

این مجموعه با در نظر گرفتن موضوعات اجرایی نیز اقدام به تامین دستکاههای کوبش شمع بصورت هیدرولیک استاتیک نموده که بزرگترین مزیت آن، به حداقل رساندن آسیب به شمعها و عدم ایجاد لرزش در زمین در حین اجرا می باشد. این مزیت در عملیات اجرایی در مجاورت سایتها و یا ساختمانهای در حال بهربرداری به نوبه خود بینظیر است.

با توجه به آنکه این محصول تا کنون فقط از طریق واردات از کشورهای آسیای شرقی صورت میگرفته و تامین آن مستلزم زمان و هزینه بسیار بوده، لذا صاحبان صنایع و مهندسان علی رغم آنکه به مزیتهای فراوان و انکار ناپذیر فنی این محصول واقف بودند و همچنین با توجه به آنکه عملیات شمع کوبی عمدتا به عنوان اولین فعالیت در سایتهای صنعتی بلحاظ زمانبندی در مسیر بحرانی می باشد، نا خواسته به سراغ روشهای سنتی روی می آوردند.

اما امروز با توجه به آنکه این محصول با قیمت بسیار مناسب نسبت به نمونه های وارداتی و نیز حتی نسبت به روشهای سنتی در دسترس است، با استقبال بسیار خوبی از طرف صنایع نفت گاز پتروشیمی فولاد و بنادر مواجه شده است بطوریکه تا کنون بالغ بر صد کیلومتر از محصولات این شرکت در صنایع مختلف استفاده و اجرا شده است.

شرکت بنیانگستر اروند افتخار دارد به عنوان اولین تولید کننده شمعهای پیش تنیده سانتریفیوژ در سطح خاورمیانه، با تکیه بر دانش بومی و سرمایه گذاری بخش خصوصی ضمن ایجاد اشتغال در محرومترین نقاط مرزی کشور، وابستگی صنایع کشور را به واردات از این دست از بین برده و محصولی با کیفیت و در دسترس ارایه نماید.

لزوم استفاده از شمعهای بتنی پیش تنیده
مهمترین موضوع در لزوم استفاده از شمعهای بتنی پیش تنیده، تحمل باربری کششی اینگونه شمعها در برابر بارها و نیروهای کششی ای است که چه قبل از بهره برداری )حمل و کوبش( و چه پس از بهره برداری )بارهای سرویس و فوق العاده و تحرکات داخلی زمین( به شمع وارد می گردد، بدون آنکه در مقطع بتنی ترکی ایجاد گردد. همانطور که مشخص است در مقاطع بتنی مسلح غیر پیش تنیده، مقاومت کششی توسط میلگردهای فولادی تامین می گردد، و این مقاومت کششی در ازای تغییر شکل طولی این میلگردها و نهایتا ایجاد ترک در مقطع بتنی صورت میگیرد. از این رو در طراحی المانهای بتنی غیر پیش تنیده سعی می گردد از ایجاد نیروی کشش در المانهای محافظت نشده پرهیز گردد و توزیع بار و سیستم سازه ای بگونه ای انتخاب گردد که تحت بارهای سرویس کل مقطع بتنی تحت کشش خالص قرار نگیرد و در مواردی که این امکان وجود ندارد، ترکها در برابر شرایط خورنده محیطی به نحوی محافظت گردند. در مورد المان شمع بتنی نیز با توجه به آنکه روش مناسبی برای محافظت بتن شمع کوبشی در مجاورت و معرض خاکهای خورنده وجود ندارد و از طرفی با توجه به آنکه دسترسی چشمی به المان شمع پس از کوبش وجود ندارد و زوال و خوردگی در دوره بهره برداری قابل مشاهده نیست، لذا یا باید اطمینان حاصل کرد که در هیچ مقطعی از شمع کشیدگی ایجاد نمیشود )بار کشش کمتر از ظرفیت کششی ترک نخورده مقطع باشد( و یا المان شمع بصورت پیش تنیده در نظر گرفته شود. در این ارتباط طراحان سازه عمدتا برای طراحی و انتخاب سایز المان شمع فقط به نیروهای روسازه توجه دارند و در مدلهای طراحی فقط دو پارمتر سختی و مقاومت شمع را در محاسبات وارد می نمایند. حال آنکه برای حصول اطمینان از سلامت شمع در مراحل حمل، اجرا و دوره بهره برداری می بایست بارگذاری های متناظر نیز لحاظ گردد. در آیین نامه های مختلف شمع نظیر آیین نامه شمع استرالیا ) -AS2159 ( 2010در بخش سوم این آیین نامه به لزوم در نظر گرفتن این بارها در طراحی المان شمع به تفصیل اشاره شده است. لذا چنانچه بر اساس موراد یاد شده تمام بارهای ناشی از روسازه، حمل و اجرا، بارهای زلزله و تحرکات داخلی زمین و اثرات
چسبندگی خاک در طراحی المان شمع لحاظ گردد، این طراحی هیچگاه در مناطقی نظیر حاشیه جنوبی کشور منجر به انتخاب المانهای غیر پیش تنیده نخواهد شد. از طرفی روش اجرا و جایگذاری بتن به روش گریز از مرکز، به شرط کنترل انرژی مناسب تراکم، بتن سخت شده ای با تراکم بسیار بیشتر نسبت به روش درجاریز ایجاد می نماید که این تراکم زیاد بتن در کنار فاکتور پیش تنیدگی، عاملی برای اطمینان از عدم ایجاد ترک در بدنه شمع خواهد بود. همچنین در تکنولوژی تولید شمعهای بتنی پیش تنیده سانتریفیوژ نیاز به بتن با گریدهای مقاومتی بالا در حدود ۷۰مگاپاسکال است، که این مقاومت بتن در کنار سایر مزیتهای یاد شده دوام و پایایی بتن را در طول مدت بهره برداری تضمین می نماید. این موضوع زمانی از نظر اهمیت جایگاه ویژه ای پیدا می کند که در یابیم عموما سازه هایی که در مناطق جنوبی کشور نیاز به شمع کوبی پیدا می کنند، سازه هایی با درجه اهمیت بالا و بسیار پرهزینه بوده و سرمایه های ملی محسوب می گرددند.
محمد پاکدل
شرکت بنیان گستر اروند