روش اجرای قالب بندی بتن
در ساختمانها و ابنيه بتني قالبها، که در حقيقت ظروف موقتي با شکل و فرم مورد نظر براي نگهداري ميل‌گردها (آرماتور) و بتن خيس تازه هستند، نقش مهمي به عهده دارند. قالب‌بندي قسمت عمده‌اي از مخارج ساخت و اجراي اسکلت‌هاي بتني و اجزاي بتني ساختمان را به خود اختصاص مي‌دهد. هزينه مصالح، ساخت و اجراي قالبهاي بتني بستگي به شکل قالب و دشواري ساخت آن و نوع مصالح مصرفي دارد. در پاره‌اي از موارد ممکن است قالب بندي تا بيش از 75 درصد هزينه يک عضو بتني را به خود اختصاص دهد.
يک قالب، در عين حال که بايد داراي فرم مورد نظر بوده و از نظر اقتصادي قابل قبول باشد، بايد استحکام و ايمني کافي داشته باشد.
طرح قالبهاي بتن که براي استحکام کافي براي نگهداري بتن داشته و در اثر فشارهاي وارده مقاوم باشد و در موقع بتن‌ريزي، از فرم اصلي خارج نشده و به اصطلاح شکم ندهد مسئله‌ايست سازه‌اي. اين مسئله، جز در مواردي که از قالبهاي پيش‌ساخته با مشخصات معين استفاده شود، در رابطه با طرح قالبهاي ديوار، ستون و يا تاوه‌ها که از صفحات و يا تخته‌هاي چوبي ساخته مي‌شوند. صادق است پس از طرح و محاسبه بارهاي وارده، هر يک از قسمتهاي اصلي قالب را ممکن است به عنوان يک تير تحليل نموده و حداکثر ممان و برش و خمشي که ممکن است وجود داشته و پيش آيد محاسبه نمود. سپس با محاسبه بارهاي کششي و فشارهاي وارد بر قطعات تقويتي عمودي و تيرهاي نگهدارنده خارجي اندازه‌هاي لازم آنها را محاسبه مي‌نمايند.
براي آنکه يک قالب از نظر اقتصادي با صرفه بوده و هزينه‌هاي مصرفي براي ساخت آن به حداقل برسد بايد به نکات زير توجه نمود:
1ـ مخارج تهيه مصالح و ساخت قالب متناسب با نيازهاي مورد مصرف آن باشد.
2ـ مصالح مصرفي براي ساخت قالب با دقت کافي انتخاب و تهيه شود به نحوي که بين دفعات استفاده از قالب و تداوم فعاليتهاي کارگاه از نظر اقتصادي تعادل برقرار باشد. به عبارت ديگر هرچقدر امکان تعداد دفعات بيشتر استفاده از قالب وجود داشته باشد به همان ميزان در استحکام آن و انتخاب نوع مصالح مرغوب بايد توجه بيشتري مبذول داشت.
3ـ انتخاب روش ساخت و مصالح مناسب و در صورت لزوم پوشش مناسب سطوح داخلي قالب، به نحوي که امکان دستيابي به نتايج مورد نظر مستقيماً ميسر باشد. ترميم بتن و يا تغيير و اصلاح فرم مورد نظر طرح شده قبلي پس از گرفتن بتن و باز کردن قالبها هم بسيار دشوار و حتي در صورتي که امکان داشته باشد، به مراتب از پيش‌بينيهاي لازم اوليه گران تر تمام مي‌شود.
4ـ روش مناسب و وسايل کافي براي حمل، بلند کردن و سوار نمودن قالب ها در محل کار انتخاب و پيش‌بيني شده باشد.
5ـ انواع مصالحي که ممکن است به کار برده شوند، نظير قالبهاي فلزي و يا چوبي بايد مورد توجه و بررسي قرار گيرند و هر کدام که برحسب مورد مناسب‌تر تشخيص داده شد انتخاب شود. قالبهاي چوبي معمولاً سبک‌تر و لذا امکان ساخت قطعات بزرگتر و استفاده از آنها بيشتر از قالبهاي فلزي نظيرشان است. در عوض قالبهاي فلزي را به دفعات بيشتر از قالبهاي چوبي مي‌توان مصرف نمود.
6ـ طراحي قالب بايد به نحوي انجام شود که در چهارچوب خواسته‌هاي معماري و سازه‌اي بتوان به تعداد دفعات هر چه بيشتر مصرف کرد و تطبيق و تنظيم آن براي کارهاي بعدي تکراري سهل و راحت باشد. تعادل موارد فوق بايد طوري باشد که قبل از شروع قالب‌بندي امکان محاسبه مخارج آن مقدور بوده و از نظر اقتصادي به صرفه و توجيه‌پذير باشد.
در زير طرز قالب بندي اجزاء مختلف ساختمانهاي بتني شرح داده شده است.
قالب بندي ديوارهاي بتني :
الف) روش معمولي :
دو نمونه از قالب‌بندي ديوارهاي بتني به طريق معمولي وجود دارد. قسمت اصلي قالب (سطوحي که مستقيماً با بتن در تماس است) از صفحات چوبي و يا از تخته‌هاي چوبي ساخته مي‌شود. براي استحکام قالب و جلوگيري از باز شدن آن هنگام بتن‌ريزي و حفظ فاصله بين دو ديواره قالب بستهاي مخصوصي را به کار مي‌برند. براي نصب بستها يا دو عدد چهارتراش، که به فاصله معيني از هم به صورت افقي قرار مي‌گيرند و يا يک چهارتراش به کار مي‌برند. در حالت اخير بايد براي عبور ميله‌هاي بستها چهارتراش‌ها را در محلهاي لازم سوراخ کرد.
براي جلوگيري از فشار بتن روي مجموعه قالب در هنگام بتن‌ريزي، و همچنين پايداري قالب، تيرهاي چوبي که به آنها دستک گفته مي‌شود و يک سر آن بر روي زمين محکم شده و سر ديگر آن را به قالب محکم کرده‌اند، به کار مي‌برند. پاره‌اي از انواع مختلف بستها وجود دارند. بستها ممکن است همراه با صفحه فلزي نيرو پخش‌کن، نظير واشر باشند به طوري که بتوان فاصله دو ديواره قالب را تا موقع بتن‌ريزي به اندازه لازم حفظ کرد. به طور کلي بستها ممکن است شامل يک ميله ساده‌اي که دو سر آن و يا گاهي فقط يک سر آن، پيچ شده است باشد که در اين صورت يا ميله را پس از بتن‌ريزي در بتن گذاشته و پس از باز کردن قالب قسمتهاي اضافي که بيرون مانده است را قطع مي‌کنند و يا پس از گرفتن بتن و قبل از سخت شدن آن را بيرون مي‌کشند و يا به صورت دو پوسته‌اي است که امکان جدا کردن ميله از داخل پوسته وجود دارد.
در قالب‌بندي گوشه‌ها و پايه‌ها بايد دقت کافي مبذول داشت و با پشت‌بندهاي اضافي آنها را تقويت کرد.
ب) روش بالارو :
از جمله محسنات اين روش قالب‌بندي که براي ديوارهاي نسبتاً بلند استفاده مي‌شود تعداد دفعات بيشتر استفاده از قالب و سرعت عمل بيشتر آن است. در اولين دفعه استفاده از قالب دو ديواره قالب با تکيه به پاخور بتني (رامکا) به صورت معکوس قرار مي‌گيرد. پس از ريختن بتن و سخت شدن آن، قسمتهاي داخلي قالب را تا حد نهايي بتن ريخته شده بالا مي‌برند و پس از محکم کردن آن قسمت دوم ديوار را بتن ريزي مي‌کنند. پس از سخت شدن بتن، قالب را باز کرده و نظير دفعه اول عمل مي‌کنند. عمل قالب‌بندي و بتن‌ريزي را به همين ترتيب تا انتهاي کار و اتمام بتن‌ريزي ديوار ادامه مي‌دهند.
ج) روش لغزنده :
در اين روش قالب را به صورت پيوسته و پس از هر مرتبه بتن‌ريزي به کمک جکهاي هيدروليکي و در حالي که دو جداره قالب به بتن ريخته شده قبلي چسبيده است به سمت بالا مي‌کشند. اين روش براي ساختن سازه‌هايي نظير منابع آب، هسته مرکزي ساختمانهاي چند طبقه و يا سيلوها روش مناسبي است.
از آنجايي که روش لغزنده به صورت پيوسته انجام مي‌شود براي استفاده هر چه بهتر و اقتصادي‌تر از قالب و جلوگيري از وقفه کار نياز به برنامه‌ريزي دقيق و آماده کردن وسايل و امکانات لازم نظير، تعيين ساعات کار کارگران در مراحل مختلف، فراهم کردن نور مصنوعي کافي براي کار در شب و تهيه و حمل و ريختن به موقع بتن دارد.
فرم معماري و طرح سازه‌اي که قرار است با استفاده از قالبهاي لغزنده بتن‌ريزي کرد بايد مناسب براي اين سيستم قالب‌بندي باشد. معمولاً نکته اصلي در اين مورد يکنواختي ضخامت ديوار با حداقل حفره‌ها و سوراخ در بدنه آن با ارتفاعي حداقل برابر 20 متر است.
قسمتهاي اصلي يک قالب لغزنده عبارتند از:
ديواره‌هاي قالب :
ديواره‌هاي قالب بايد به اندازه کافي محکم و مقاوم باشند. جنس اين ديواره‌ها ممکن است چوبي و يا فلزي باشند. قالبهاي فلزي به مراتب سنگين‌تر از قالبهاي چوبي‌اند ولي در عوض استحکام بيشتري داشته و تعداد دفعات استفاده از آنها بيشتر است. تعميرات و يا تغييرات احتمالي قالبهاي فلزي نيز نسبت به قالبهاي چوبي دشوارتر است در عوض تميز کردن آنها آسانتر و نماي بتن پس از باز کردن قالب صاف‌تر است.
طوقه‌ها :
اين طوقه‌ها براي نگهداري سکوي کار و انتقال آن و همچنين نگهداري و تحمل وزن قالب و کابل جک در نظر گرفته مي‌شوند. طوقه‌ها معمولاً فلزي و به صورت پروفيلهايي مناسب طرح و در نظر گرفته مي‌شوند.
سکوي کار :
معمولاً سه سطح کار در نظر مي‌گيرند. يکي که بالاتر از طوقه‌ها و در ارتفاعي در حدود دو متر و بالاتر از انتهاي ديوار قرار گرفته و براي استفاده از بستهاي فلزي ثابت‌کننده به کار مي‌روند. ديگري سکويي است که در بالاي کف و هم‌تراز بالاي قالب قرار مي‌گيرد و براي قرار دادن ظرف بتن و انبار کردن مصالح و وسايل تراز کردن و همچنين وسايل کنترل جک مورد استفاده قرار مي‌گيرد و بالاخره سومين سکو به صورت چوب‌بست آويزان و يا يکسره که معمولاً در دو طرف ديوار قرار گرفته و براي دسترسي به نماي قسمتي از ديوار، که به تازگي قالب آن را باز کرده و ترميم احتمالي آن، مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
جکهاي هيدروليکي :
جکهاي هيدروليکي مورد استفاده معمولاً با ظرفيت خود، نظير جکهاي سه تني و يا شش تني مشخص مي‌شوند.
قالب‌بندي ستونها :
ديواره‌هاي قالب ستونها نظير قالب ديوار است. پشت‌بندها معمولاً از چهارتراشهايي با مقطع مربع و به اندازه لزوم و به فواصل معين و مساوي هم ساخته شده و به کمک بستهاي فلزي و گوه‌ها محکم مي‌شوند. با توجه به زيادي تعداد ستونها، به خصوص در ساختمانهاي بزرگ، قالب ستونها را مي‌توان به دفعات نسبتاً زيادي مورد استفاده قرار داد. به همين علت بايد در طراحي و ساخت آنها دقت کافي به کار بست تا ضمن استحکام کافي، باز و بسته کردن آنها ساده و عملي باشد.
قالب ستونهاي گرد به صورت لوله‌هايي با قطر مشخص و از جنس فايبرگلاسهاي مسلح شده و يا از اجناسي نظير آن ، که ضمن استحکام کافي نسبتاً سبک باشد، انتخاب مي‌کنند. قالبهاي ستونهاي گرد را گاهي از چوب نيز مي‌سازند. در اين حالت عرض صفحات چوبي را به مراتب کمتر از حالت قالبهاي ستونهاي چند ضلعي در نظر مي‌گيرند.
امروزه در ايران، به علت کمبود و گراني چوب، ساختن و استفاده از قالبهاي فلزي براي ستونهاي بتني رايج شده است. اين قالب که به دفعات نسبتاً زيادي مي‌توان به کار برد و از ورق‌هاي فلزي با پشت‌بندهايي از نبشي ساخته مي‌شوند وزن نسبتاً زيادي داشته و جابجايي آنها دشوارتر از قالبهاي چوبي نظيرشان است.
نکات عمومي در ساختن قالبها :
در ساختن قالب اجزاء مختلف بتني نکات زير را بايد رعايت کرد:
1ـ صفحات و اندازه قالبها بايد به اندازه کافي به هم چسبيده و متصل شوند تا از خارج شدن شيره بتن، که باعث ايجاد حفره‌هايي در سطح بتن مي‌شود، کرموشدن بتن، جلوگيري گردد.
2ـ قبل از بتن‌ريزي قالبها را بايد در کليه جهات عمودي و افقي، کنترل نمود و از استحکام پشت‌بندها، دستکها و تيرهاي نگهدارنده قالب مطمئن گرديد.
3ـ در موقع بتن‌ريزي قالبها را بايد پيوسته کنترل کرد و در صورت لزوم آنها را تنظيم و يا تقويت کرد.
4ـ قبل از بتن‌ريزي کليه قسمتهاي داخلي قالب را بايد کنترل نمود و آن را از هر گونه اشياء اضافي، نظير خرده‌هاي چوب پاک کرد.
5ـ اگر ارتفاع بتن‌ريزي بيش از 5/1 متر باشد بايد از وسائلي نظير ناودانهاي فلزي و يا لوله‌هاي لاستيکي استفاده کرد تا از جدا شدن دانه‌هاي شن و ماسه و دوغاب سيمان از هم جلوگيري شود.
6ـ در موقع ويبره کردن بتن بايد انتهاي ويبراتور تا حد پايين بتن پايين برد و حتي بتن ريخته شده قبلي را تا حداکثر 20 سانتيمتر ويبره کرد. بايد توجه داشت که ويبره کردن بتن ريخته شده قبلي، بخصوص اگر بتن نسبتاً سخت شده باشد، ممکن است باعث باز شدن و شکستگي قالب، به خصوص در مورد ديوارها و بتنها شود. يادآوري مي‌شود که ويبره کردن بتن ريخته شده قبلي در صورتي که بتن به حالت پلاستيکي درآيد براي بتن ضرري نخواهد داشت.
7ـ موقعي که بتن‌ريزي با پمپ و از ته قالب انجام مي‌شود بايد توجه داشت که پر کردن قالب از بتن با سرعت زياد صورت گيرد تا از سخت شدن آن قبل از پر شدن قالب جلوگيري شود. در صورتي که قدرت پمپ و ميزان بتن‌ريزي به اندازه‌اي کم باشد که بتن شروع به گرفتن کند فشار زيادي به سطوح داخلي قالب وارد آمده و ممکن است باعث باز شدن و يا شکستگي شود