تاریخچه استفاده از بتن پیش ساخته در صنعت معماری به اوایل قرن بیستم برمی‌گردد، اما استفاده گسترده و فراوان از آن مربوط به دهه ۱۹۶۰ به بعد می‌شود.
در طراحی دیوارهای بتنی پیش ساخته می‌توان سطح خارجی دیوار را با طرح‌ها و روش‌های گوناگونی طراحی کرد. به عنوان مثال می توان از یک بافت سطحی سنگدانه ای و بسیار زینتی استفاده کرد و یا حتی از اشکال مختلف و به شکلی حجاری شده و قالبی در محل استفاده نمود.
دیوارهای پیش ساخته به صورت پانل در ابعاد مختلف تهیه می‌شوند که می‌توانند تا ارتفاع چندین طبقه گسترش یافته و یا به‌صورت روکش ستون‌ها عمل کنند. در نظر داشته باشید که معمولا دیوارهای پیش ساخته بتنی به صورت ضد آب تولید می شوند.
طراحان در زمان طراحی دیوارهای پیش ساخته ای که قرار است از آنها به عنوان روکش استفاده شوند، باید نقاط اتصال را تعیین کرده و اثر حرکت سازه بر روی روکش را ارزیابی کنند. البته لازم به ذکر است که سازنده های دیوارهای پیش ساخته بتنی و به طور کلی تمام سازه های پیش ساخته از جنس بتن، طراحی محصول خود را با توجه به بارهای تعیین شده، بارهای نصب، ضد آب بودن و عملکرد و دوام انجام داده و حتی جزئیات اتصال قطعات را نیز طراحی می کنند.
در سیستم دیوار پیش ساخته بتنی طیف گسترده ای از اشکال، رنگ ها، بافت ها و پوشش ها مشاهده می شوند که در هر صفحه پیش ساخته با استفاده از مجموعه ای از اجزای فلزی و لنگرها به طور مستقل در ساختار ساختمان پشتیبانی می شود. اتصالات اطراف هر یک از صفحات پیش ساخته معمولا با مواد درزگیر پر می شوند.
انواع صفحات پیش ساخته بتنی
چهار نوع صفحه پیش ساخته بتنی وجود دارد که به عنوان بخشی از اجزا ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دیوارهای روکش یا پرده پیش ساخته بتنی
در بین قطعات پیش ساخته بتنی روکش‌های پیش ساخته یا دیوارهای پرده‌ای بیشترین کاربرد را در ساختمان ها دارند. این نوع صفحات بتنی پیش‌ساخته بارهای عمودی را به فونداسیون انتقال نمی‌دهند و فقط برای محصور کردن فضا استفاده می‌شوند.
دیوارهای روکش تنها به منظور مقاومت در برابر باد، نیروهای لرزه ای تولید شده توسط وزن خود و نیروهای مورد نیاز برای انتقال وزن صفحه به تکیه گاه طراحی شده اند. این روکش ها معمولا شامل پانل های دیواری، واحد های دیواری پنجره، اسپندل، مولیون و روکش ستون هستند.
دیوارهای باربر پیش ساخته بتنی
دیوارهای باربر پیش ساخته دارای مقاومت بالا بوده و بارها و فشارها را از دیگر عناصر ساختمان (از جمله فشار سقف، فشار طبقات بالاتر و …) گرفته و به فونداسیون منتقل می کنند و در صورت عدم استفاده از آنها، مقاومت و پایداری ساختمان متزلزل خواهد شد.
این واحد های دیواری باربر معمولا شامل پانل های دیواری جامد، پانل های دیواری پنجره و پانل های اسپندری هستند.
دیوارهای برشی پیش ساخته بتنی
دیوارهای برشی، پانل‌های پیش ساخته‌ای هستند که برای کارآمد کردن مقاومت ساختمان در برابر بارها و تنش‌های جانبی طراحی می‌شوند. اثر بخشی این دیوارهای برشی پیش ساخته تا حد زیادی به اتصالات پانل ها به صفحات افقی کف بستگی دارد.
در برخی موارد از پانل‌های پیش ساخته به عنوان قالب برای بتن‌ریزی در محل استفاده می‌شود. این پانل‌ها به عنوان یک قالب عمل کرده و علاوه بر آن زیبایی خاصی در سیستم ساختمان ایجاد می کنند.
قالب های پیش ساخته برای بتن ریخته شده در محل
قالب های آماده اغلب در سازه های پیش ساخته بتنی که نیاز به استحکام دارند، مورد استفاده قرار می گیرند. با کمک گرفتن از این نوع قالب ها میزان استحکام سازه را در نقاط مورد نیاز با اضافه کردن لایه حفاظتی بین قالب و دیوار اصلی، افزایش می دهند.
اتصالات پانل های پیش ساخته بتنی
اتصالات پانل های بتنی پیش ساخته از اجزای مهم صنعت ساخت دیوارهای پیش ساخته هستند. تولیدکنندگان معمولا انواع مختلفی از لنگرها را بدین منظور استفاده می‌کنند اما اغلب به‌صورت اتصالات جاذبه و جانبی شناخته می‌شوند.
هدف اصلی و اولیه این اتصالات، انتقال بار به ساختار پشتیبانی و ایجاد پایداری در سازه است. معیارهای مختلفی برای طراحی اتصالات پیش ساخته در نظر گرفته می‌شود که از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استحکام و قدرت
- شکل پذیری
- تغییر حجم در صورت لزوم
- دوام
- مقاومت در برابر آتش
- ساختار پذیری
یکی از جنبه های مهم طراحی در یک مجموعه بتنی پیش ساخته توجه به اتصالات متعدد آن است. اتصالات بین واحدهای پیش ساخته یا بتن پیش ساخته با سایر اجزای ساختمان، باید به نحوی حفظ شود که یک سیستم یکپارچه را به نمایش گذاشته و دید قدرتمندی از نمای ساختمان ارائه دهد. در طراحی اتصالات باید فاکتورهای سازه‌ای و حرارتی و سایر عواملی که بر عملکرد سازه تاثیرگذارند در نظر گرفته شوند. از عناصر پشتیبان دیوارهای پیش‌ساخته بتنی و موثر بر مونتاژ این ساختارها می‌توان از گل میخ‌های عایق‌بندی شده نام برد.
اتصالات بین پانل‌های پیش ساخته بتنی باید به اندازه‌ای باشند که بتوانند حرکات انبساط و انقباضی بتن را کنترل کنند. فضای این اتصالات باید با درزگیر به طور کامل مهر و موم شود تا از نفوذ آب در فضای بین دیوار پیش‌ساخته و دیوار اصلی ساختمان جلوگیری شود. این فضا معمولا با غشایی مقاوم در برابر آب پوشانده می‌شود که می‌تواند به عنوان یک خط ثانویه برای محافظت در برابر نفوذ آب عمل کند. با توجه به اینکه دیوارهای پیش ساخته بتنی معمولا به عنوان روکش یا دیوار پرده ای استفاده می شوند لذا حساسیت و اهمیت مطلب بالا بیشتر نمود پیدا خواهند کرد.
عملکردهای دیوارهای پیش ساخته بتنی
پانل های دیوار پیش ساخته بتنی معمولا عملکرد های متفاوتی دارند.
▪ این پانل ها به نوعی طراحی می‌شوند که در برابر تنش های جانبی مانند باد و زلزله مقاومت کنند. علاوه بر آن بارهای عمودی ناشی از وزن خود را به سازه اصلی ساختمان منتقل نمایند. همچنین به صورت یک سیستم عایق نیز می توانند عمل کنند. با قرار دادن عایق در فضای بین دیوار روکش و دیوار اصلی ساختمان می‌توان خاصیت عایق حرارتی و صوتی را تا حد زیادی ایجاد کرد.
- از طرفی سیستم دیوارهای پیش ساخته بتنی می توانند به صورت مانعی در برابر رطوبت عمل کنند. این خاصیت دیوارهای پیش‌ساخته را می‌توان با درزگیری مناسب تر اتصالات و یا استفاده از پوشش بتن ارتقا داد.
- همچنین در طراحی سیستم‌های پیش ساخته بتنی می‌توان مقاومت این ساختار را در برابر آتش افزایش داد. برای این منظور باید در فاصله بین دیوار پیش ساخته و دیوار اصلی از مواد مناسب اینکار استفاده کرد.
نگهداری و زیبا سازی نهایی دیوارهای پیش ساخته بتنی
جهت اتمام کار و ایجاد زیبایی نهایی پانل‌های بتنی پیش ساخته که به صورت دیوار استفاده می شوند از روش های متفاوتی از جمله سندبلاست، اسید شویی، چکش کاری و غیره استفاده می شود.
در صورتی که از روش سندبلاست استفاده شود، مقاومت در برابر رطوبت کاهش خواهد یافت. اما در کل تمام روش‌های فوق بیشتر جنبه زیبایی شناختی دارند و تاثیر آن بر روی مقاومت کمتر است.
سیستم های پانل بتنی پیش ساخته معمولا به برخی نگهداری ها نیاز دارند. عموما این نگهداری ها به درزگیرها و اتصالات استفاده شده بر می گردد. در صورت نگهداری مناسب و اجرای صحیح آن، دیوارهای پیش ساخته بتنی عمری بین ۷ تا ۲۰ سال خواهند داشت.
