مقایسه انواع قالب‌های یوبوت



قالبهای یوبوت با هدف صنعتی‌سازی ساخت سازه‌ها و همچنین به عنوان راه‌حل معضل زیست محیطی برای دفع زباله‌های پلاستیکی از سال 1995 معرفی شده‌اند. این قالب‌ها به منظور حذف کنترل‌شده‌ی بتن ناحیه میانی دال‌ها و کاهش بار مرده‌ی سقف‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از قالب‌های یوبوت امروزی(UBOOT) منجر به بروز دو مشکل اساسی زیر می‌شود:

1- افزایش ناخواسته و اجتناب‌ناپذیر بار مرده سقف اجرا شده نسبت به مدل ریاضی تحلیل و طراحی سازه. 2- تامین نشدن پوشش کافی برای آرماتور‌های تحتانی و فوقانی دال در سطح تماس با قالب‌ها. بروز این دو مشکل منجر به ایجاد اختلاف با فرضیات اولیه در مدل ریاضی سازه و در نتیجه مانع دست‌یابی به عملکرد‌‌های مورد نیاز سازه در طول دوره بهره‌برداری و عملکردهای مورد انتظار از جمله کنترل خسارت و تلفات جانی در برابر حوادثی از قبیل زلزله می‌شوند. هدف اصلی از قرار دادن قالب‌های یوبوت در داخل دالهای بتنی، ایجاد حفره‌های خالی در میانه دال و حذف بتن ناکارآمد و غیر سازه ای از سقف می‌باشد. این کار باعث سبک‌تر شدن سقف نسبت به دال توپر هم‌ضخامت می‌گردد. در این روش، کاهش وزن دال به مراتب موثرتر از کاهش سختی دال می باشد و در نتیجه امکان پوشش دهانه‌های بزرگتر به دلیل ضخامت و سختی بیشتر دال فراهم می‌شود. این قالب ها نقش سازه‌ای ندارند و فقط وظیفه حذف بتن و ایجاد فضای خالی در داخل ضخامت سقف را دارند که به دلیل عدم امکان خارج‌کردن قالب‌ها پس از گیرش نهایی از سقف به آن‌ها قالب های ماندگار نیز می‌گویند. در نتیجه این قالب ها باید توانایی تحمل بارهای اجرایی بدون تغییر شکل تا زمان گیرش نهایی بتن را داشته باشند.

انواع قالب های یوبوت موجود در صنعت ساختمان ایران مطابق دسته بندی زیر می باشد.

·        قالب یوبوت تک

·        قالب یوبوت دوبل

·        قالب یوبوت اصلاح شده

·        قالب یوبوت پلی استایرن

از آنجایی که هر چهار نوع قالب اشاره شده در بالا در بازار ایران قابل تهیه و استفاده می‌باشد، در ذیل به ارایه اطلاعات کامل از هر کدام و مقایسه معایب و مزایای هرکدام می پردازیم .

1-    قالب یوبوت تک

این قالب اولین قالب یوبوت استفاده شده در صنعت ساختمان می‌باشد. ابعاد این قالب در پلان 52 در 52 سانتی متر و به صورت یک تکه می‌باشد. این قالب ها دارای بند هایی در چهار طرف خود بوده که باعث تعیین فاصله بین قالب‌ها و حرکت کمتر آن ها در هنگام بتن ریزی می باشند. همچنین وجود پایه های ثابت در زیر قالب ها باعث قرار گرفتن و تعادل آن ها روی سقف و ایجاد لایه بتنی با ضخامت های مختلف و تامین کاور مورد نیاز برای آرماتور در زیر دال می گردد.

بزرگترین عیب این قالبها امکان ورود بتن به داخل قالب ها در صورت بتن ریزی نامناسب می‌باشد که در این صورت فرض اصلی طراحی سازه که وجود حفره های خالی در سقف می‌باشد زیر سوال می‌رود. این عیب موجب شده است تا کاربرد این نوع قالب یوبوت با محدودیت از سوی مراجع تدوین مقررات مواجه گردد. از مزایای این نوع یوبوت می‌توان به هزینه تمام شده کمتر، سرعت بالای تولید و هزینه حمل کم به دلیل قرار گرفتن این قالب‌ها در داخل یکدیگر در زمان حمل و انبار، اشاره نمود.

قالب یوبوت تک

عیب دیگردر کاربرد این نوع قالبها بتن ریزی در دو لایه است که ممکن است باعث ایجاد درز سرد افقی در بتن شود که از نظرآیین نامه ها مردود می‌باشد.

2-    قالب یوبوت دوبل

این قالب ها نسل دوم یوبوت هستند که با افزایش تجربیات استفاده از این سیستم در ایران و بررسی‌های بیشتر مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ساخته شد. از آنجایی که ورود بتن به داخل یوبوت‌های تک باعث از بین رفتن فرض اولیه طراحی و هدر رفت بتن می‌گردد ، با بررسی میدانی پروژه‌های مختلف اجرا شده با قالب تک توسط کارشناسان، مشخص شد در بسیاری از موارد بتن به داخل قالب یوبوت وارد شده است.

مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در ضوابط جدید ارایه شده، بسته بودن احجام یوبوت را از تمام جهات اجباری دانسته و در بند 2 و 3 ضوابط 4-3 شماره 4-3-1 به متن زیر اشاره می کند:

2_ قالب‌های یوبوت باید به صورت احجام کاملا بسته از هر طرف تولید شوند تا در حین بتن ریزی از ورود بتن به داخل قالب جلوگیری به عمل آید.

3_ بتن ریزی کل مقطع سقف شامل فضای زیر، بین و بالای قالب ها باید از آغاز تا پایان به صورت عملیاتی پیوسته انجام شده و از وجود آمدن اتصال سرد بین لایه ها احتراز شود.

در کل این موارد باعث تولید قالب های دوبل با حجم کاملا بسته گردید . شکل و ابعاد این قالب ها دقیقا مشابه قالب های تک می باشد با این تفاوت که از دو تکه بر روی هم ساخته می شوند.

قالب یوبوت دوبل

به دلیل بسته بودن حجم این یوبوت ها امکان نفوذ بتن به داخل آنها از بین می رود و دال ایجاد شده کاملا منطبق با ضوابط طراحی و آیین نامه خواهد بود. دوتکه بودن این قالب ها باعث میگردد حجم مورد نیاز در حمل و انبار کاهش یابد و هر قطعه در محل پروژه به صورت حجم بسته در می‌آید. از معایب این نوع قالب می‌توان به هزینه بالاتر تولید و زمان بر بودن آن اشاره نمود. یکی دیگر از معایب این قالب‌ها ابعاد بزرگ آن و عدم نفوذ کامل بتن به زیر قالب ها می باشد که این مشکل می تواند منجر به کرمو شدن سقف گردد. برای رفع این مشکل یک سوراخ میانی در قالب ها تعبیه گردیده است و این نوع یوبوت با عنوان یوبوت دوبل سوراخ دار شناخته می‌شود.

3-    قالب یوبوت اصلاح شده

در بتن ریزی دال‌هایی که در آنها از قالبهای یوبوت تک و دوبل با ابعاد 52 در 52 سانتیمتر و بدون سوراخ میانی استفاده شده است، باید ازبتن با روانی (اسلمپ) بالا به همراه فوق روان کننده استفاده نمود و همچنین ویبره کردن بتن جهت پرشدن زیر قالبها باید با دقت بالا انجام شود. در غیر این صورت بتن به زیر قالب ها نفوذ نکرده و نتیجه آن، ایجاد حفره در زیر سقف باشد.

یوبوت اصلاح شده با هدف برطرف نمودن این مشکل با ابعاد 30 یا 34 سانتیمتری تولید می‌شود.  همچنین با توجه به حجم بسته قالب ها، امکان ورود بتن به داخل آنها وجود ندارد که این امر مطابق خواسته ضوابط اجرایی می‌باشد. تولید این قالبها به صورت بادی بوده و در نتیجه هزینه کمتری به نسبت قالبهای تک و دوبل خواهند داشت.

قالب یوبوت اصلاح شده

یکی از معایب اصلی این قالب ها مصرف بتن بیشتر نسبت به قالب یوبوت دوبل می باشد. از آنجایی که حداقل فاصله بین قالب ها در ضوابط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، 10 سانتیمتر در نظر گرفته شده، به دلیل کوچکتر بودن قالب های یوبوت اصلاح شده به نسبت قالب یوبوت دوبل، تعداد تیرهای ایجاد شده در یک سطح مشخص بیشتر و در نتیجه وزن آن نیز بیشتر می‌باشد.

همچنین با توجه به عکس این قالب ها می‌توان متوجه شد فاصله ایجاد شده بین قالب های یوبوت اصلاح شده همیشه ثابت و 10 سانتیمتر بوده و آزادی عمل از طراح سازه جهت ایجاد فاصله بیشتر گرفته میشود. عدم وجود پایه در قالب یوبوت اصلاح شده باعث می‌گردد تعادل یوبوت به دلیل قرار گرفتن بر روی میلگردها کمتر شود و به دلیل قرار گرفتن قالب ها بر روی شبکه میلگرد پایین، بتن به طور کامل اطراف میلگرد را دربرنگیرد. از دیگر عیوب این قالب‌ها نرم بودن و له‌شدن آنها در حین کاربرد می‌باشد که موجب افزایش بیشتر حجم بتن‌ریزی نسبت به فرض طراحی می‌گردد. از آنجایی که این قالب‌ها به صورت یکپارچه تولید می‌شود، هزینه حمل آنها به نسبت قالب تک و دوبل بیشتر می‌باشد.

همچنین این قالبها به دلیل داشتن زاویه 90 درجه در گوشه‌ها آن، تمرکز تنش بیشتری به نسبت قالبهای دوبل که دارای زاویه کمتر و لبه های منحنی شکل می‌باشد، دارند. نکته قابل تامل در خصوص قالبهای یوبوت اصلاح شده این است که بر خلاف بقیه سیستم های مشابه مانند کوبیاکس، پیش تنیده و یوبوت معمولی که دارای ضوابط خاص خود در سایت مرکز تحقیقات می‌باشند و در اکثر کشورهای اروپایی مورد بررسی و استفاده قرار گرفته اند، این سیستم نه تنها دارای ضوابط معتبر مخصوص به خود نیست، بلکه فقط و فقط در کشور ایران در حال استفاده می‌باشد. در خصوص یوبوت اصلاح شده همچنین هیچگونه بررسی برای آتش سوزی انجام نشده است.

4-    قالب یوبوت پلی استایرن

این قالبها از جنس پلی استایرن تولید می‌شوند. به دلیل توپر بودن این قالب ها امکان نفوذ بتن به درون آنها وجود ندارد. در جهان پلی استایرن به صورت گسترده در اجزاء ساختمان استفاده میشود که استفاده اصلی از آنها جهت سبکسازی می‌باشد. در سال های اخیر مراکز علمی تمرکز خود را بر روی بررسی استفاده از پلی استایرن بیشتر نموده و برخی از معایب آن را عنوان نموده اند.

اولین آنها، تولید گاز سمی استایرن مونومر در دمای اتاق می‌باشد. علاوه بر این تعدادی از مطالعات انجام شده در دانشگاه پلی‌تکنیک میلان، این حقیقت را نشان داد که دالهای سبکی که در میان آنها از پلی استایرن استفاده شده است، تحت گرمای زیاد ناشی از آتش سوزی بعد از 20 دقیقه منفجر می‌شوند. علت این امر آن است که هوای گرم به داخل حفره‌های موجود نفوذ کرده و باعث افزایش تصعید می‌شود. ضمناً برای جلوگیری از انفجار دال، تولیدکنندگان دریچه‌ای جهت کاهش فشار داخل حفره ها و خروج گاز از آنها تعبیه نموده اند که این امر باعث انتشار گاز سمی در محیط می‌شود.

لازم به توضیح است که یوبوت های تک و دوبل به دلیل استفاده از پلی پروپیلن در هنگام آتش سوزی گاز سمی از خود منتشر نکرده و آزمایش ERI180  بر روی آن ها انجام گرفته است .

قابل ذکر است که هزینه حمل و انبار این قالب ها به نسبت قالب یوبوت تک و دوبل بیشتر می‌باشد.

نتیجه گیری:

با در نظر گرفتن جنبه های گوناگون فنی و اقتصادی، کاربرد یوبوت دوبل سوراخ دار با ابعاد استاندارد 52 در 52 سانتی متر و دارای پایه نسبت به سایر انواع یوبوت برتری دارد.

مطالب مرتبط در سایت بنی تک:

تاریخچه سقف یوبوت

سقف وافل