کدام مهندس مسوول فروپاشی بعدی است؟
۰۹:۵۵ | ۱۴۰۴/۰۲/۱۶
به گزارش اخبار ساختمان، در سال‌هایی که در قلب پروژه‌های عمرانی، در میان لایه‌های بتن، شبکه‌های فولاد و صفحات سازه‌ای زندگی کرده‌ام، بارها شاهد فروپاشی‌هایی بوده‌ام که دلیل واقعی‌شان هیچ‌گاه در گزارش‌های رسمی نوشته نشد. حقیقت این است که ما مهندسان، گاهی دانسته و گاهی نادانسته، سکوت می‌کنیم؛ سکوتی سنگین، مرگبار، و گاه عامدانه. فروپاشی سازه، هرچند ناگهانی به نظر می‌رسد، اما نتیجه زنجیره‌ای از بی‌تفاوتی‌هاست که از دفتر طراحی آغاز می‌شود، در کارگاه اجرا تشدید می‌شود، و با مصالح بی‌کیفیت مهر پایانی بر آن می‌خورد.
خطای انسانی، یا انکار علم؟
وقتی سازه‌ای دچار شکست می‌شود، افکار عمومی به دنبال پاسخ‌هایی ساده و قانع کننده است: «اشتباه محاسباتی»، «زلزله‌ای خارج از انتظار»، یا «فرسودگی طبیعی». اما واقعیت آنقدر ساده نیست. سازه‌هایی که در آن‌ها از سیمان با درصد بالای آهک استفاده شده، یا بتنهایی که نسبت آب به سیمانشان از حد استاندارد عبور کرده، بمب‌های ساعتیند. در بسیاری از پروژه‌ها، تنها کافی است نگاهی دقیق به برگه‌های آزمایشگاهی سیمان و ماسه انداخته شود تا مشخص شود که خطا، نه در محاسبه، بلکه در مصالح است. ما سال‌ها با ترکیبی از Ca(OH)₂ اضافی در سیمان‌های پرتلند و حضور واکنش دهنده‌های قلیایی در سنگدانه‌ها، به استقبال واکنش‌های آلکالی - سیلیکا رفته‌ایم؛ همان پدیده مخربی که ژل انبساطی ایجاد می‌کند و سازه را از درون می‌پاشاند.
بهای مصالح ارزان، بهای جان انسان ها
جایی در پروژه‌ای در شمال کشور، زمانی که به عنوان ناظر ویژه وارد بررسی ترکهای پراکنده‌ی یک ساختمان مسکونی شدم، متوجه شدم که پیمانکار برای صرفه‌جویی، از سیمانی با تاریخ انقضای نامشخص استفاده کرده بود. نمونه برداری و آنالیز حرارتی نشان داد که مقدار سیلیکات کلسیم فعال به طرز قابل توجهی کاهش یافته بود و میزان فازهای بی اثر بالا رفته بود. همین کافی بود تا فرآیند هیدراتاسیون به درستی انجام نشود و مقاومت نهایی بتن هیچ گاه به حد طراحی نرسد. حال تصور کنید چند صد تن بار مرده و زنده روزانه بر چنین سازه‌ای وارد می‌شود.
در همان پروژه، یکی از نکات جالب توجه این بود که به رغم ضعف در بخش سازه‌ای، دیوارچینی با استفاده از مصالح سنتی مانند آجر فشاری انجام شده بود؛ مصالحی که همچنان، به ویژه برای پروژه‌های مسکونی در اقلیم‌های خاص، کارایی بالایی دارند. حتی بازارهایی مثل خرید آجر فشاری در تهران نیز نشان می‌دهند که این مصالح هنوز جایگاه ویژه‌ای نزد سازندگان دارند، البته به شرط آن که کیفیت تولید و انبارش آن‌ها تحت نظارت دقیق باشد.
ماجرا وقتی خطرناکتر می‌شود که بدانیم در پروژه‌هایی که عمر مفید بالای ۵۰ سال برای آن‌ها در نظر گرفته می‌شود، هنوز از فولادهایی استفاده می‌شود که به درستی عملیات آنیل و تمپر روی آن‌ها انجام نشده و ریزساختار کریستالیشان در حد استاندارد نیست. در این فولادها، کربن اضافی، در کنار نیتروژن جذب شده در مرحله نورد، باعث تردی و شکست ناگهانی می‌شود. پدیده‌ای که در دمای پایین یا تحت ضربه، می‌تواند کل تیر را از مدار عملکرد خارج کند.
طراح مقصر نیست، بازار مصالح به علم خیانت می کند
مهندسی سازه، علمی دقیق است. اما وقتی داده‌های اولیه، مثل مقاومت فشاری واقعی بتن، درصد خلوص سیمان، یا کیفیت سطحی آرماتور، با واقعیت همخوانی ندارد، محاسبه هرچقدر هم دقیق باشد، نتیجه‌اش اشتباه خواهد بود. ما با مشکل ساختاری در زنجیره تأمین مصالح رو به رو هستیم. بسیاری از برندهایی که در بازار فعالیت می‌کنند، نه تنها فاقد زیرساخت تولید دقیق هستند، بلکه هیچ گونه کنترل کیفی مدونی نیز ندارند. توزیع مصالح در بسیاری موارد بر پایه سرعت تحویل و ارزان‌ترین قیمت انجام می‌شود، نه بر پایه مشخصات فنی.
در همین سال‌های اخیر، بارها شاهد بودم که سیمان‌هایی به پروژه‌ها وارد شده‌اند که حتی برگه آنالیز شیمیاییشان به روز نبوده است. این یعنی مهندس ناظر باید به سندی تکیه کند که ماه‌ها قبل تهیه شده، بدون اطمینان از تطابق محموله فعلی با داده‌های موجود. نتیجه این بی نظمی؟ اختلاط مصالح نامناسب، کاهش عمر سازه، ترکهای زود هنگام، خوردگی تسریع شده، و در نهایت، فروپاشی.
ضرورت تحلیل رفتار مصالح در شرایط واقعی
در بسیاری از پروژه‌ها، تصمیم گیری درباره‌ی نوع مصالح تنها بر اساس مشخصات آزمایشگاهی انجام می‌شود؛ در حالی که رفتار مصالح در میدان واقعی ساخت و ساز، به ویژه تحت اثرات متقاطع بارهای حرارتی، رطوبتی و دینامیکی، ممکن است تفاوت چشمگیری با نتایج آزمایشگاهی داشته باشد. به عنوان مثال، سیمان‌هایی که در شرایط آزمایشگاهی مقاومت فشاری مطلوبی از خود نشان می‌دهند، ممکن است در محیط هایی با تغییرات ناگهانی دمایی دچار ترکهای ریز حرارتی شوند که در آزمایشگاه قابل شناسایی نیست. تحلیل‌های حرارتی - رطوبتی نشان داده‌اند که مصالحی با ضریب انبساط حرارتی نزدیک به مصالح پیرامونی، پایداری طولانی مدت بیشتری در سازه ایجاد می‌کنند. اینجاست که اهمیت شناخت رفتار ترکیب‌های خاص مصالح، مانند سیمان‌های کم حرارت در مناطق کوهستانی، یا گروت‌های پلیمری در شرایط صنعتی، دو چندان می‌شود.
مصالح پنهان و فاجعه های خاموش
در یکی از بررسی‌های تخصصی که در پروژه صنعتی جنوب کشور داشتم، نمونه‌ای از ملات بند کشی ساختمانی که به ظاهر ساده و بی‌اهمیت تلقی می‌شد، تحت آنالیز XRD قرار گرفت. نتایج حیرت انگیز بود: ترکیبات فعال کلسیم سیلیکات هیدراته (C-S-H) که باید ساختار پیوسته و چسبنده‌ای درون بافت سیمانی ایجاد می‌کردند، دچار ناپایداری بلوری شده بودند. منشأ این ناپایداری، استفاده از ماسه‌های شکسته غیراستاندارد با درصد بالای ذرات رسی و سیلیسی واکنش پذیر بود. حضور این ذرات، منجر به تسریع واکنش‌های مخرب ASR (آلکالی سیلیکا ری‌اکشن) شده و طی ماه‌های اولیه، باعث بروز ترک‌هایی مویرگی در کل پوسته نما شد. اینها آسیب‌هایی هستند که در اسناد طراحی دیده نمی‌شوند، اما دقیقاً همان چیزهایی‌اند که کیفیت نهایی سازه را در سکوت، ویران می‌کنند. در چنین شرایطی، حتی اگر محاسبات مهندسی بی نقص باشد، شکست سازه تنها به فاصله چند سیکل حرارتی یا بارگذاری مکرر خواهد بود.
ویژگی های مصالح قابل اطمینان برای کاهش ریسک فروپاشی
* نسبت دقیق آب به سیمان (حدود 0.4 تا 0.5 برای بتن‌های مقاوم)
* وجود حداقل 60% فازهای فعال سیلیکاتی در سیمان
* کنترل واکنش‌های ASR با استفاده از پوزولان‌های طبیعی
* فولاد با ریزساختار فریتی - پرلیتی و بدون کرنش پسماند بالا
نجات از فروپاشی، فقط با تصمیم‌های آگاهانه
سؤال «کدام مهندس مسئول فروپاشی بعدی است؟» تنها زمانی معنا پیدا می‌کند که ما به این باور برسیم که انتخاب مصالح، تنها یک تصمیم اجرایی نیست، بلکه یک مسئولیت اخلاقی و مهندسی است. مهندسی، تنها رسم و محاسبه نیست؛ وجدان است. سازه‌ای که امروز می‌سازیم، ممکن است سال‌ها بعد فروبریزد؛ اما ردِ تصمیم‌های امروز ما، در میان آوار آن، باقی خواهد ماند.
ما نمی‌توانیم ساخت و ساز ایمن را بدون مصالح استاندارد تصور کنیم. و نمی‌توانیم مصالح استاندارد را از هر برند و فروشنده‌ای انتظار داشته باشیم. زمانی که برندی مثل «پخش مصالح ساختمانی هانی – پرتلند» می‌تواند با ارائه ترکیب دقیق مصالح، مشاوره مهندسی و خدمات حرفه‌ای، معادله خطر را به ایمنی تبدیل کند، دیگر توجیهی برای انتخاب برندهای بی‌کیفیت وجود ندارد.
البته علاوه بر این برند شما می‌توانید با سایر برندهای معتبر این حوزه از طریق وبسایت هایی از قبیل دیوار، بفروش، ترب و... آشنا شوید.
سازه، زبان ندارد، اما اگر می‌توانست فریاد میزد که از چه مصالحی ساخته شده است. و ما مهندسان، اگر سکوت کنیم، فقط منتظریم تا سازه بعدی، با فروپاشی‌اش، صدای ما را خاموش کند.
