دانلود مقاله بتن

view (نظر اجمالی) مواد ساختمانی و اینکه چگونه آنها استخراج، تولید، انتقال، بهره‌برداری و بازیافت می‌شوند، تأثیر بسیار مهمی بر روی بهره‌وری اقتصادی، تأثیرات محیطی و دوام و ایمنی محیط ساختمان می‌گذارد.

از قدیم مقدار زیادی از توجهات به استفاده از مواد نوآورانه به منظور تقویت صرفه اقتصادی،‌ ایمنی و دوام‌پذیری محیطی از ساختار زیربنایی محیطی، مبذول شده است مثلاً جاده‌های ما، پلها و تونلها و غیره.

بهرحال، زیر ساختهای صنعتی، یک عامل اصلی از ظرفیت تولید صنعتی و کارآمدی و کیفیت امکانات مرتبط با آن می‌باشد و دارای اهمیت حیاتی است.

زیربنای صنعتی که اشاره به زیربنای مالکیت خصوصی دارد و تنها برای استفاده از استخراج مواد و تولدی محصولات صنعتی می‌باشد، از موضوعات پیچیده این تحقیق بوده و ترسیم کننده تمام حوضه‌های اصلی طراحی، مهندسی و ترکیب‌بندی می‌باشد.

هرحال بواسطه حجم پایه تولید صنعتی آمریکا، انتخابهای متفاوتی در مواد و روشهای مورد استفاده وجود دارد که تأثیرات مهم و برجسته اقتصادی و محیطی را بر جای می‌گارد.

بنابراین علاوه بر حفاظت صنعت زیربنای، توانایی ایجاد محیطی صمیمانه، گزینشهای پایدار بدن کارآیی مواد، ادغام ساختاری، بادوامی، هزینه و بهره‌وری صنعتی، اهمیت ویژه‌ای دارد.

این مقاله قصد دارد یک نظر اجمالی در خصوص انواع مختلف مواد جدید و تکنولوژیهایی که وجود دارد، ارائه دهد ما قصد نداریم یک نگاه جامع به نوآوریهای جدید در مواد و تکنولوژیها داشته باشیم.

همچنین قصد ما این نیست که یک گفتگو را در خصوص مکان تحقیق و گسترش آن ارائه دهیم زیرا در این راه موانعی وجود دارد این مقاله در دو بخش اصلی تنظیم گردیده است.

بخش اول که یک نظر اجمالی در خصوص دسته‌های مختلف و متعددی از تکنولوژیها و یا روشهای پروسه شده می‌باشد که یا گسترش‌یافته‌اند و یا در حال کاربری هستند.

هر کدام از اینها بعنوان یک نمونه از مواد تکنولوژیها و روشهایی است که برای بکارگیری در زیر ساختهای صنعتی وجود دارد و همچنین بحث در خصوص ابتکارات آنها و مزایای انرژی، محیطی، اقتصادی‌ای که آنها ارائه می‌دهند می‌بشد.

این بخش همچنین ویژگیهای این مواد را مورد بررسی قرار می‌دهد این ویژگیها شامل استقامت، انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر ترک، مقاومت در برابر فرسودگی، دوام در برابر انعطاف پذیری مقاومت در برابر سایش و پوسیدگی می‌باشد.

بخش دوم نگاهی دارد به موانعی که این مواد و تکنولوژیها برای ورود به بازارهای بزرگتر تجاری با آنها روبرو هستند.

زمانیکه به مسائل پیرامون تأثیر گزینش مواد برای زیربنایی صنعتی نگاهی می‌اندازیم، درک محیط بزرگتری که در آن آنها مورد استفاده خواهند بود، مه می‌شود.

بیش از تحقیقات عادی به منظور تقویت و دوام، یک سؤال باید در خصوص تأثیرات محیطی آنها و همچنین پتانسیل آنها برای پاسخگویی به بلایای طبیعی و ساخته بشر مطرح گردد.

تکنولوژیهای جدید و عملکرد بالای مواد برای برآورده کردن ای نازها گسترش یافته است.

همچنین راه‌حلهای پایدار و خلاق برای مشکلات پایدار ارائه گردیده است.

این مواد و تکنولوژیها، از آلیاژهای مقاوم در برابر پوسیدگی تا محصولات ترمیمی بتنی برای عایق‌بندی در مقابل لرزش ر در بر می‌گیرد.

همگی آنها مزایایی را ارائه می‌دهند.

چه از نظر پایداری ساختاری، محیطی و یا از نظر نگهداری و فرآیند تعمیرات.

ساختار یک بنا، که می‌تواند مستقیماً انرژی را مصرف کند، تأثیر بسیار مهمی بر کل انرژی مورد استفاده در اقتصاد را از طریق بنا و امکاناتی که ایجاد می‌کند، داشته باشد و ارائه‌کننده فرصتی مهم برای بهره‌برداری از مواد جنبی و بی‌استفاده سایر صنایع و فرآیند‌های تغییر انرژی می‌باشد.

دلیل این عوامل، صنعت پتانسیل بسیار بالایی را در تغییر الگوها و سطوح مصرف انرژی در کاهش اسراف مواد و ایجاد زیربنای بادوام، در حوزه عمومی و صنعتی، دارد.

بعبارت دیگر، زیر ساخت ایجاد شده می‌تواند تقویت‌کننده بهره‌وری در کل صنعت گردد اگر بطور کارآمدی طراحی و اجرا شود.

برعکس آن می‌تواند بعنوان یک تباهی برای آن محصول گردد اگر طرح و ساختش ضعیف باشد.

بهمین دلیل، مفاهیم،‌ ابزارها و روشهای جدید در طراحی و ساختار صنعتی می‌تواند سهم بسزایی را در کارآیی انرژی، تغییر متعادل جو جهانی و ایجاد توسعه پایدار داشته باشد.

این سطح‌بندی بطور خاص مرتبط با آن چیزی است که ما آنرا بعنوان مسائل گسترده و جدیدی از ایمنی زیر ساخت مورد توجه قرار می‌دهیم.

جامعه ما بدرستی نمی‌تواند بدون الحاق پایدار، کارآمدی انرژی و بهره‌وری اقتصادی در داخل آن طرح، طرحی دقیق ارائه دهد.

تکنولوژی Road maps (نقشه‌های جاده‌ای) برای صنایع متنوع تولید انرژی متمرکز تحت عناوین زیر تولید شده است.

تحت حمایت اداره امور انرژی و انرژی جایگزین شونده (DOE-EERE) صنایع برنامه‌ریزی تکنولوژیکی برای استراتژی آینده (IOF).

این Road map یک پهنه وسیع از زمینه مشترک را نشان می‌دهد و نظرت بسیاری را که ممکن است در حوزه ساختار صنعتی قابل اجرا باشد، ارائه می‌دهد.

ظهور مجدد چنین اهدافی نظیر افزایش حساسیت محیطی افزایش کارآمدی اقتصادی، تأکید بیشتر بر روی همکاری و برداشتن موانع تحقیق و توسعه، همگی ممکن است بعنوان گواهی بر روندهای مؤثرتر، ارائه گردد.

همچنانکه قبلاً ذکر شد، صنعت ساختمان نقش ممتازی را هم برای مصرف‌کننده و هم برای تهیه‌کننده کالا و خدمات برای صنایع IOF دارد.

ارتباط اختصاص یافته بین صنعت ساختمان و صنایع معدنی، الوار، آلومینیوم، شیشه،‌ استیل ریخته‌گری و سیمان باید پاسخگوی این روند باشد.

از این رو معطوف داشتن توجه به نوآوریها در مواد و روشهای موجود ضرورت دارد و این در صورتی است که صنایع طراحی و ساختمانی، روابط هم زیستانه خود را با صنایع آتی به حداکثر برسانند.

What are the Criteria ملاک چه چیزهایی است؟

قبل از اینکه در خصوص مواد جدید و فرآیندهای موجود بحث کنیم.

ضرورت دارد که مشخصه‌های مورد جستجو را تعریف نمائیم.

مواد جدید و فرآیند تولید ممکن است یک پهنه وسیعی از مزایا، کم کردن تأثیرات محیطی تا افزایش تقویت و دوام و صرفه اقتصادی را در بر گیرد.

برای اهداف این نوشته، معیارش توسط سازمان تحقیقات مهندسی شهری و سیستمها و مواد ساختمانی (CONMAT) استفاده خواهد شد.

این برنامه یک تلاش مشترک در راستای صنعت طراحی و ساختمان است و نگاهی داد به مشخصه‌هایی که در مواد جدید منظور تنظیم اهداف چهارگانه صنعتی مطلوبیت دارد.

علاوه بر این، این برنامه قصد دارد از طریق نگاهی به مواد قدیمی دارای عملکرد بالا و همچنین مواد و تکنولوژیهای جدید، نوآوریها را تشویق نماید.

معیارهای مشخص شده توصیف کننده ویژگیهای مطلوب در خود زیر ساخت می‌باشد.

اما بخاطر ساختار صنعتی باید مشخصات مناسب و ویژه‌ای را کسب نماید.

این مشخصات شامل موارد زیر است: · انعطاف‌پذیری، سختی و قدرت بالا · تقویت دوام و خدمات زندگی · افزایش مقاومت در برابر فرسایش، پوسیدگی، مواد شیمیایی و فرسودگی · مقرون به صرفه بودن چرخه زندگی · در برابر بلایا و آتش‌سوزیها طبیعی مقاومت داشته باشد.

· ترکیب، کاربرد و نصب آن آسان باشد.

· زیبایی‌شناسی و سازگاری با محیط · توانایی خود تشخیصی، خود بهبودی و کنترل ساختاری (1994 CERF) در خصوص حملات تروریستی سپتامبر 2001، بهبود مقاومت در برابر انفجار و همچنین بهبود ادغام ساختاری و flexural به علت تقاضای زیاد م‌تواند به این لیست اضافه گردد.

در حالیکه این مشخصات ممکن است از روی حدس و گمان برای مواد زیربنایی صنعتی مطلوب باشد،‌ آنها بخاطر صنعت شدیدی که در این خصوص برای طراحی و صنعت ساختمان در گذشته وجود داشته است مورد خطاب قرار می‌گیرند.

بهرحال، آنها همچنین بینشی را در خصوص توانایی صنعتی بمنظور فکر کردن بر فراز محدوده‌های موجود آن ارائه می‌دهد.

و همچنین تلاش دامنه‌داری را برای بهبود و بهره‌برداری از منابع آن به هدف تحقق کامل نظرات ابتکاری، پیشنهاد می‌دهد.

موضوعات اصلی‌ای که در ارتباط با کشف این ویژگیها نمایان می‌شود شامل پردازش و کار به مواد قدیمی و همچنین ایجاد مواد جدید، با کیفیت،‌ آلیاژها و کامپوزیتها قابل تحقیق است.

در نوشته زیر روشها و محصولات متعدد ویژه‌ای را اشاره خواهیم داشت.

این مقاله قصد ندارد که هر محصول ویژه یا شرکت را مورد تأیید قرار دهد و شامل محصولات موجود در بازار هم می‌شود.

از آنها فقط به عنوان نمونه‌ها و شمایلی از آنچه که در بازار برای استفاده صنعتی وجود دارد، نام برده می‌شود.

پلیمرهای فیبری تقویت‌شده Fiber Rein Foreed Polymers پلیمر های فیبری تقویت شده (FRP) در سالهای اخیر بکار گرفته می‌شود.

آنها ساخته شده از فیبرهای کار گذاشته شده در یک رزین پلیمری می‌باشد و بجای فولاد تقویت شده برای ساختمانهای بتنی استفاده می‌شود.

FRP از مواد غیر متالیک و پوسیده نشدنی ساخته شده است بدین معنی که در معرض پوسیدگی (زنگ‌زندگی) قرار نمی‌گیرد.

علاوه بر این نشان داده شده است که کشش پذیری بالایی دارد و نسل جدیدتر قالبهای FRP می‌تواند انعطاف‌پذیری مناسبی داشته باشد و برای کاربریهای ساختمانی مناسب‌تر می‌باشد.

علاوه بر این نصب تکه‌ها بر روی بنا سبب صرفه‌جویی در وقت و انرژی می‌گردد و نسب بنا بسیار سریع شود از هزینه‌های کارآمدی می‌کاهد.

بر طبق موسسه صنعتی ساختمان، تکه‌های شیشه‌ای FRP ممکن است جایگزین مناسبی برای فولاد تقویت شود در بتن معماری می‌شود.

این بتن در معرض نمک‌های یخ‌زدا، نمکهای دریایی یا بکار گرفته شده نزدیک وسیله الکترومگنتیک می‌باشد (2002 Cll).

FRP می‌تواند هم برای تعمیر و هم برای اهداف ساختار مستقل استفاده شود.

متفاوت با سایر موادی که ممکن است برای تعمیر یا مراقبت بکار می‌روند، FRP ممکن است بطور دائم در مکانی گذارده شود.

بدون هیچ‌گونه نگران که بعلت مواد فرسوده وجود داشته باشد.

FRP فابریک یا ورقه‌ها می‌تواند اطراف ستونهای بتنی یا میله‌ها پیچیده شود و سختی و دوام آنرا افزایش می‌دهد.

این ورقه‌ها به المنت‌های ساختاری می‌چسبد و چسبندگی بالایی دارد و نسبت به ورقه‌های فولادی، وقت و تلاش کمتری را برای نصب می‌گیرد.

میله‌گذاری مجدد FRP هم‌اینک بجای میل‌های فولادی استفاده می‌گردد، زیرا قدرت کشش‌پذیری بالا و سختی دارد و از نظر ساختاری ممکن است.

یکی از موانع در راه استفاده از FRP که در زیر بطور مفصل مورد بررسی قرار خواهد گرفت، هزینه بسیار بالای آن در مقایسه با فولاد است.

بهرحال، انواع و مقدار فیبرها و رزین‌های مورد استفاده و همچنین کیفیت، نه تنها تعیین‌کننده قیمت مواد می‌باشد بلکه کیفیت فنی و ساختاری پلیمر ایجادشده را معین می‌کند.

تحقیق و آزمایش در یک پهنه وطنی و فرامرزی تحت انجام است.

برای مثل Confibrecrefe شبکه تحقیق اروپا همراه با (فدراسیون بین‌المللی بتن) 3/9TG و lsls کانادا حول آزمایشهای Robin برای تقویت FRP سازمان یافته است.

اطلاعات در خصوص پروژه بر روی اینترنت موجود است.

Concrefe Cement Product تولیدات بتن و سیمان تعمیر و مراقبت از ساختمان های بتنی، یک بودجه مهم برای زیربنای دولتی و صنعتی می‌خواهد.

طول مدت و سختی فرآیند تعمیر منجر به هزینه‌هایی می‌شود که بسرعت انباشته می‌گردد.

علاوه بر این، ضرورت تعمیرات ساختاری ممکن است ایمنی و امنیت ریسک را بوجود آورد علاوه بر هزاران تغییر روی داده در اقتصاد جهانی، صنعت باید هم‌اکنون مایل به مسائل امنیتی و ایمنی باشد که چالشهایی را از هر دو سمت مهندسی و نقطه‌نظر اقتصادی ارائه می‌دهد.

پیدایش تکنولوژیهای بتن فرصتی را برای کاهش احداث و زمان تعمیر ایجاد کرده و همچنین پروژه‌ها را مقرون به صرفه می‌نماید.

تعمیر و مراقبت از ساختمانهای بتنی، یک بودجه مهم برای زیربنای دولتی و صنعتی می‌خواهد.

SIMCON بتن MAT که بصورت گل آب از صافی در شده است (simcon) ، یک دسته از موادی است که بعنوان کامپوزیتهای تقویت شده بتن ی دارای عملکرد فیبری زیادی هستند، شناخته می‌شود.

(HPFRCCS) .

این مواد در سالها اخیر برای پاسخ به هزینه‌های ایجاد و حفظ زیربنا گسترش یافته است.

آنها در زمانیکه با بتنهای مرسوم و متداول مقایسه می‌شوند یک پایداری، قدرت زیاد، عمکرد در مقابل زلزله و کنترل ترک برداشتن را از خود و نشان می‌دهند.

علاوه بر این HPFRCCS ویژه، نظیر SIMCON ممکن است بسیار سریعتر به کار گرفته شود و هزینه کمتری را نسبت به روشهای عادی داشته باشد.

(2000cll) .

SIMCON با استفاده از فیبرهای فولادی استیدلس قابل نصب است.

این Mat (معادل فارسی ندارد) در لوله‌های بزرگ به سایت انتقال می‌یابد و پس از آن فقط نیاز به جداسازی و قرار دادن آنها حول شکل کار می‌ماند.

پس از اینکه Matها نصب گردید با یک غلظت بر پایه گل‌آب و سیمان تزریق می‌گردد.

فیبر Mat برای تعیین مکان فیبر ساده می‌باشد و نسبت به SIFCON حجم فیبری بسیار پائین‌تری دارد.

SIMCON برای اهداف تنظیم مجدد و برای سیستمهای ساختاری کامپوزیت بنا بکار می‌رود.

این تکنولوژی می‌تواند احتیاجات زیر ساخت صنعتی را در بسیاری از راهها برآورده سازد.

نصب آن بسیار سریعتر و ساختارش مقابل اطمینان و انتخابهای تعمیری آن بدون جهت گیری بر روی کیفیت و قدرت مواد عالی است.

آزمایش گسترده بر روی SIMCON نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری بالا و کنترل مناسب ترک و قدرت بالا می‌باشد.

بواسطه ساختار فیبری MAT و مزایای انعطافی که آن ارائه می‌دهد،‌ ممکن است برای استفاده در فعالیت زلزله‌ای که مورد نگرانی است، مفید باشد.

تکنولوژیهای مرمت سریع Rapid Repair Technologies یک کاربرد مهم مواد پیشرفته، تغییر ساختار بتنی در محل می‌باشد.

این امر می‌تواند ابزار مهم بهبود کم کردن هزینه و خدمت زندگی زیربنای صنعتی باشد.

یک تعداد از سازندگان محصولات مرمت سریع را ارائه می‌دهند و برنامه‌های تحقیقی فعالی را در نظر دارند.

موسسه مالی استاندارد و تکنولوژی، آزمایش تحقیقاتی ساختمان و آتش (BFRL) ، یک کانون ویژه از این تحقیق است.

این کار توسط یک گروه از صنایع که شامل مواد زیر است حمایتی می‌گردد: گروه Conproco شرکت سازندگان ارشد شرکت Sika سیستمهای حفاظت ساختاری شرکت WR Grace CERF همچنین کارش ارزیابی مواد سریع تعمیر شونده می‌باشد.

یک مثال اخیر، که انرژی ویژه و مزایای محیطی دارد، Ceracrefe می‌باشد.

Ceracrefe اشاره دارد به یک تکنولوژی فرآیند شیمیایی که مورد استفاده برای ایجاد محصولات مرمت بتنی در سه قسمت می‌باشد، روکش جاده یا پیاده‌رو، Laymend و Verrimend .

تمام این سه تولید شامل درصد بالایی از مواد بازیافت نظیر، خاکستر زغال، خاکستر زائد خاک شهری، پس مانده شنی، مواد لایروبی و گز تنوره دی‌سولفات است که توسط سایر تولیدات سبب ایجاد مزایای زیربنایی و همچنین محیطی می‌شود.

تولیدات Ceracrefe یک گروه از سیمانهای فسفاتی هستند که در استفاده آنها از یک درصد بالا از مواد پس‌مانده و تولیدات زائدی که قبلاً ذکر شد یگانه هستند.

بستگی به مورد استفاده از محصول که می‌تواند گستره‌ای از پایدار سازهای ماسه‌ای را برای مرمت سریع باندهای فرودگاه در بر داشته باشد، آنها مواد ر بازیابی می‌کنند که می‌توانند در یک تراکم بالای 80درصد وزنی بکار رود.

برای کاربردهای مرمت سریع، مقداری که پیشنهاد می‌شود، هنوز قدرت بالای حفظ آن حدود 40 درصد از مواد پس‌مانده است.

در یک آزمایش که در فرودگاه نیروی هوایی آمریکا انجام شد، تولیدات Ceracrefe برای تعمیر چاله‌های باند فرودگاه بکار گرفته شد و قادر شد پس از 45 دقیقه از بکارگیری آن، یک ترافیک کامل را ساپورت کند.

علاوه بر این آن می‌تواند در یک پهنه وسیع از حرارت بالا، وابسته به طول زمان ترکیب قبل از اینکه محصول بکار رود، استفاده شود.

بواسطه واکنش اگزوترمیک که در مدت اختلاط روی می‌دهد هیچ نیازی به ماده افزودنی برای همراهی با درجات حرارتی بالا نیست تنها یک زمان ترکیب طولانی‌تر مورد نیاز است.

علاوه بر این اینها مواد کوچک شده صفر هستند، از اینرو مرمتهایی که در محیطهای آب شدن یخ انجام می‌گیرد و حتی در مدت ماههای زمستان بسیار بادوام خواهد بود و نیازمند مراقبت کمتر نسبت به مواد سرهم‌بندی شده قدیمی است که نمی‌تواند سفتی و سختی آنها را یکسان و هماهنگ سازد.

علاوه بر این، نسل جدیدی از محصولات یک زمان کارکردی مشخص دارند که به آنها اجازه می‌دهد برای تنها بیش از مرمتهای سریع استفاده شوند.

اپوکسی‌ها سابقاً برای مرمت سریع جاده‌ها و باندهای فرودگاه استفاده می‌شدند اما قیمت هر واحد معمولاً در مقایسه با محصولات سیمانی بالا بود.

یک روش ویژه که در آن امکان استفاده مخصوص در کاربردهای زیربنایی صنعتی است توسط لوله‌های بتنی انجام می‌گیرد، و هر دوی آنها بعنوان یک ماده مرمتی و برای درست کردن مواد از پیش ریخته شده استفاده می‌شود.

تولیدات Ceracrefe ساختار منفذ‌دار ظریفی نسبت به سیمان بتنی نفوذ کند، نتیجه‌اش ضعیف شدن آن خصوصاً در نقاطی می‌گردد که از میله‌های فولادی استفاده شده و نسبت به اکسیده شدن حساس هستند.

علاوه بر این به آنها اجازه می‌دهد تا از این میله‌ها بهتر از بتنهای قدیمی محافظت شود.

Ceracrefe یک محصول خنثی PH می‌باشد و نظیر مزایای قلیایی نظیر آنچه که در بتن سیمانی پرتلند هست نمی‌باشد اما زمانیکه بطور کامل بر روی میله روکش شود از آن در برابر پوسیدگی حفاظت می‌کند.

علاوه بر این،‌ بدلیل خنثی بودن PH، مانند آلومینیوم که در سیمان پرتلند خورده می‌شود نمی‌باشد.

موادی نظیر Ceracrefe ارائه دهنده مزایای مختلفی با توجه به تأثیر اقتصادی و محیطی هستند.

اولین آنها استفاده از بازیافت است و مواد زاید می‌تواند با یک روش پایدار در گورستان زباله‌ها بازیابی گردند.

علاوه بر آن فرایند ایجاد کردن معمولاً انتشار بسیار جزئی می‌باشد نظیر فرایندی که یکی از مخلوطهای پودرهای fine - grain می‌باشد و در برابر فرایند مرسوم ایجاد سیمان پرتلند می‌باشد.

شورای جهانی کار برای توسعه پایدار (WBCSD) سیمانهایی را با محتوی کمتر خاک جوش نظیر کامپوزیتهایی که برای fingash و سیار محصولات بازاریابی پیشنهاد می‌دهد، نظیر یک روش برای کاهش انتشار Co2 .

هزینه‌های کل پروژه را می‌توان از طریق بکارگیری مواد مرمت سریع خیلی پایین بیاید.

زیرا حرکت متناوب کم می‌شود.

قدرت، سختی، دوام و ضخامت در برابر حرارت بسیار بیشتر از سیمان‌های (بتنهای) مرسوم و قدیمی است.

علاوه بر این مهمترین فاکتور در حفظ و نگهداری، زمان است خواه زمان احداث بنا و حفظ کارگران برای انجام تعمیرات و خواه طول مدت زمانی که یک ساختمان جاده و یا لوله باید برای تعمیر بیرون آورده شود.

موادی نظیر Cerarrefe پتانسیلهایی را برای استفاده در کاربردهای امنیتی پیشنهاد می‌دهد.

یک پتانسیل که بطور متناوب در توسعه بکار می‌رود استفاده از حفاظ برای ساختمانهاست.

آن می‌تواند برای شکل دادن یک کف‌پوش(کاشی) سبک وزن بکار رود و در محل خارجی ساختمانها بکار رود.

اگر اسلحه و یا هر نوع ماده انفرادی دیگر به این کاشی منفرد برخورد کند، آن بصورت ضربه‌گیر عمل می‌کند و شوک را جذب می‌نماید.

اگر کاشی خرد شود بسادگی می‌توان آنرا از بخش خارجی ساختمان برداشته و عوض نمود.

مزیت چنین سیستمی نظیر این مورد اینست که کاشی‌ها (کف‌پوشها) نظیر المانهای ساده معماری طراحی شده‌اند با این حال آنها یک ارزش امنیتی دارند، جذب‌کننده شوک هستند و از ساختمان حفاظت می‌کنند.

یک سیستم مشابه هم اکنون برای برخی ماشینهای نظامی از کاشیهای سرامیک استفاده می‌شود.

Innovate Cement Manufacturing Processes فرآیند تولید ابتکاری صنعتی سیمان یکی دیگر از ابزارهای پیشرفته تولیدی، طراحی مجدد و یا تقویت شیوه تولید صنعتی به منظور ایجاد یک محصول بهتر است.

یک چین شیوه‌ای «سیمان اصلاح شده انرژیک» می‌باشد (EMC).

EMC یک شیوه ثبت شده‌ای است که شامل «شبکه داخلی مخلوطی از سیمان پرتلند معمولی» (OPC) و موادی نظیر fly ash تفاله سوزانده شده کوره یا متن کوارتز از طریق شبکه آسیاب شده دارای غلظت چندگانه می‌باشد.

محصول حاصل شده بواسطه روش شبکه‌بندی مورد استفاده کارآیی سطح را افزایش می‌دهد و نسبت بیشتری از Pozzolanاخیراً در تقویت مواد استفاده می‌شود.

واژه Pozzolan به هر ماده fine rain اشاره دارد که در آب واکنش نشان داده و با هیدروکسید کلسیم و قلیا برای شکل‌دهی ترکیبات سیمانی بکار رود.

آن یک ماده افزودنی معدنی است که ممکن است بعنوان یک مکمل برای سیمان استاندارد پرتلند بکار رفته و ملاطی اضافه در مخلوط بتن می‌باشد.

در آزمایش انجام گرفته در ایالات متحده و اروپا، بتنهای ساخته شده از EMC در خانه‌های ساخته شده از OPC بکار رفته و در برخی موارد آنها عملکرد بهتری داشته‌اند.

نتیجه استقامت ، سختی و بادوامی محصول در نهایت وابستگی زیادی به ترکیب و درصد اجزائی دارد که درسیمان بکار رفته است.

WBCSD ارزیابی نموده که علی‌رغم افزایش هزینه‌های سرمایه‌ای برای فرآیندهای اضافی مورد نیاز برای ایجاد EMC، آن احتمالاً نسبت به OPC برای تولید کمتر هزینه برمی‌دارد و آن امر خاطر درصد بالای بازیافت، اصلاح و یا مواد زائد مورد استفاده در این روند می‌باشد.

...

تولید سیمان پرتلند، در اثر استخراج مواد تشکیل دهنده آن، میزان قابل توجهی از دی اکسید کربن (Co2) تولید می کند و در نتیجه عملیات استخراج معدن میزان آلاینده های محیط زیست را نیز افزایش می دهد.

اضافه شدن خاکستر معلق، سرباره (تفاله)،‌ یا سایر مواد، استخراج کنند، مصرف کمتر انرژی و تولید کمتر CO2 را به همراه دارد.

(2001,Horst).

تولید سیمان پرتلند عملیاتی است که به انرژی فوق العاده زیادی نیاز دارد، به طوری که برای تولید 1 تن سیمان تقریباً 6 میلیون BTV انرژی الزم است.

با وجود این که پیشرفتهایی در زمینه مراحل تولید صنعتی صورت گرفته که میزان انرژی مورد نیاز برای تولید سیمان پرتلند را کاهش داده است، اما هنوز هم مرحله تولید آن هم به لحاظ انرژی و از نظر مالی پر هزینه می باشد.

با توجه به هزینه تولید سمان پوتلند، استفاده از مواد زاید، به میزان زیادی مقدار انرژی و سرمایه، صرف شده برای تولید سیمان را کاهش خواهد داد.

علاوه بر فوائد زیست محیطی، WBCSD همچنین پی برد که از استفاده از هوادی همچون پی برد که استفاده از موادی همچون خاکستر معلق می تواد ماندگاری با استفاده از مراحل شیمیایی، ماند تقویت واکنش آلکالی ـ سیلکا، و نیز نفوذپذیری گاز و مایعات، افزایش دهد.

(پلاسیت وفلاور، 2002).

فلزها و آلیاژهای شبه فلز : پیشرفتهای تکنولوژی در زمینه فلزها و الیاژهای شبه فلز که در سالهای اخیر صورت گرفته است و منجر به تولید نسل جدیدی از فولاد و سایر آلیاژهایی که سبکتر و قوی تر هستند، قابلیت جوشکاری را در آنها افزایش داده است و در مقابل پوسیدگی مقاوم تر شده اند.

این ویژگیها به نوبه خود، باعث تولید محصولاتی خواهده شد که از دوام بیشتری برای امور ساختمانی و پروژه های مختلف برخوردارند.

فولادهای Fe-3Cr-w(v)Femitic : دو گروه عمده فولادهای ضد رنگ وجود دارد : austentitic , ferritic.

فولادهای austenitic مقاوم بیشتری در برابر پوسیدگی دارند و به عنوان بزرگترین گروه فولادهای تولید شده محسوب می شوند.

آنها نسبت به فولادهای ferritic از درصد بالای نیکل و کروم برخوردارند.

فولادهای ferritic که دومین گروه بزرگ فولاد می باشند،‌برای کاربردهای ضد زنگ به طور عمومی و دماهای بالا مناسب تر هستند.

تحقیقات و پیشرفتهای اخیر در زمینه فولاد نشانگر موفقیت های بزرگی اشت که در صنایع بزرگ گوناگونی قابل استفاده است.

به ویژه، صنعت شیمیایی بهره بیشتری از نوآوریهای ایجاد شده در فولادهای ferritic می برد، با توضیحی که در مورد حداکثر دماها برای این فلزات ذکر، می توان به درستی این مسائل پی برد.

ساخت اخیر تجهیزات شیمیایی با استفاده از فولادهایی که از اهن، کروم و مولبید نرم تشکیل شده است، که نیاز به گرما دارد و بدون محدود کردن سازگاری محصول، انجام نخواهد شد.

آلیاژهای جدید تشکیل شده از آهن، کروم و تنگستن (Fe 3cr-w(v)) توسعه یافته اند و ممکن است نیاز به گرم کردن بعد از جوشکاری نداشته باشند و از استحکام بیشتر، وزن کمتر و درصد تراکم بیشتری برخوردار باشند.

(طرح تکنولوژی صنعتی DOE-EERE 2002).

چنین فوایدی می تواند روند تولید را ساده تر کرده، و با نیاز کمتری که به گرم کردن بعد از جوشکاری دارد، انرژی و هزینه کمتری مصرف کند و امکان تغییرات بیشتری را فراهم نماید، و در نتیجه منجر به تولید محصولاتی شود که نیاز مصرف کننده را به نحو احسن برطرف می کند.

آلیاژهای مقاوم در برابر پوسیدگی : ذترکیبات سرامیک ـ فلز، دارای فواید زیادی برای تأسیسات صنعتی می باشد، این مواد ترکیب خوبی از مواد بوده عامه لحاظ داشتن وزنی ثابت و مقاومت در برابر دماهای زیاد و پوسیدگی،‌ از مزایای زیادی برخوردار می باشد.

از آنها می توان در موارد گوناگونی استفاده کرد، مانند مواد مستقل، یا روکشی برای جلوگیری از پوسیدگی و از بین رفتن سایر مواد، که از حساسیت بیشتری برخوردارند.

یک تکنیک که اخیراً برای استفاده در تولید این آلیاژها، کشف شده، ‌تزریق فلز واکنش پذیر (RMP) سرامیک متراکم است.

این کار از فواید متعددی نسبت به استفاده قدیمی از ترکیبات کروم، که تولید و کاربرد آن پر هزینه تر بود، برخوردار است و اکنون نیز نتایج قابل اعتمادی را منجر می شود.

RMP از طریق استفاده از سرامیک نسبتاً ارزانی روش کم هزینه تری برای تولید گونه ترکیبات می باشد و به حالتی که تقریباً شبکه ای که میزان عملیات پودر کردن و ماشین کردن ضروری برای تولید محصول لازم است، نزدیک تر می شود.

این مراحل همچنین انرژی بسیار زیادی تولید می کند و از هدر رفتن آن جلوگیری می نماید.

نتیجه جانبی کار با RMP، دریافتن مواد جدید و مارحل بهتری برای استفاده در صنعت تولید فلز می باشد.

پیشرفتها و یافته های موجود در ترکیبات واکنش پذیر و واکنش ناپذیر، بهترین نوع مواد برای استفاده در تولید فلزات را برای دستیابی به محصولاتی با کیفیت بالا مشخص می کند.

به علاوه، از این ترکیبات می‌توان بعنوان روکش برخی فلزات آسیب‌پذیر، مانند آلومینیوم و سایر انواع فولاد، استفاده کرد.

ترکیبات پیش سرامیکی با دارا بودن تنوع زیادی از پرکننده‌ها، بهتر ترکیب می‌شوند و سپس به خوبی به فلز می‌چسبند و روکش بسیار مقاومی در برابر پوسیدگی می‌باشند.

(Loehman et al,1998) RMP نسبت به ترکیبات قدیمی فواید بیشتری دارند.

به ویژه به هنگام بررسی ویژگی‌های خاص ترکیبات، تغییر در مراحل تولید یا فرمول ضروری می‌باشند.

چنین تغییراتی ممکن است پر هزینه بوده و منجر به کاهش بازدهی مهم از نظر انرژی و هم اقتصادی شود.

در RMP هرگونه تغییر جزئی در مراحل تولید می‌تواند ترکیب نهایی را تغییر دهد.

تغییرات در ترکیب اجرایی نیز تاثیر بزرگی بر ویژگی‌های ترکیب نهایی مانند، استحکام سختی و قابل اعتماد بودن آن محصول می‌گذارد.

فولاد مقاوم: پیشرفت‌های مداومی که در طی سال‌ها صورت گرفته، منجر به تولید محصولات با استحکام بیشتر شده است.

با این حال، این محصولات بدون نقص نبوده‌اند، و پیوسته نیاز به کنترل در مراحل تولیدی داشته‌‌اند.

به دلیل این معایب، این فولادهای مقاوم در بازارها کمتر مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

در اواسط دهه‌های 1990، سازمان اتوبانهای فدرال، موسسه فولاد و آهن آمریکا و سازمان نیروی هوایی یک پروژه مشترکی را برای تولید فولادهای با مقاومت بیشتر، بدون نیاز به جوشکاری و برنامه کلی شروع کردند.

این انواع جدید فولاد HPS-485Wیا HPS 70W تغییراتی را در ترکیب شیمیایی به منظور تولید مواد سبک‌تر و مقاوم‌تر، ایجاد کرده‌اند و دارای مقاومت بیشتری در برابر شکنندگی هستند و با توجه به نصف میزان کربن و میزان سولفور قراردادی در فولاد، آسیب‌ کمتری به محیط زیست می‌رسانند.

علاوه بر مزایای زیست‌محیطی، HPS صد در صد قابل بازیافت می‌باشد.

همچنین افزایش مقاومت آن در برابر پوسیدگی، عمر مفید آن را بیشتر می‌کند، و از این طریق نیاز به تعویض مداوم و در نتیجه بالا رفتن هزینه ندارد.

در سال 2001، ksi.70 فولاد مقاوم در 370 فوت، در ساخت سه پل عظیم، توسط سازمان راه و ترابری نبراسکا مورد استفاده قرار گرفت، در حالی که قیمت پیشنهادی نیز مشخص بود، نرخ فولاد پایین آمد، علی‌رغم اینکه قیمت بالای HPS کاملاً طبیعی بود.

در این مثال، که در آن هم از فولاد ksi50 و فولاد مقاوم ksi70 استفاده شده بود، به این نتیجه رسیدند که مقاوم افزایش یافته فولاد ksi70 عامل تولید محصولات سبکتر با ضخامت کمتر شده که باعث کاهش قیمت محصولات می‌شود.

اگرچه این پروژه صرفاً با موسسات دولتی سر و کار دارد، تجربه NDOR در زمینه HPS درس ارزشمندی برای موسسات صنعتی نیز می‌باشد.

با این که ممکن است هزینه هر واحد HPS از میزان هزینه واقعی فولاد بالاتر رود، NDOR قادر بود که با استفاده از HPS به صورت گزینشی، هر جا که سود قابل‌توجهی به لحاظ قیمت و بازدهی وجود داشته باشد، اقدام به ساخت پل نماید.

چنین دیدگاه انتقادی نسبت به موفقیت پروژه، در نظر اول، مشخص‌ترین گزینه به لحاظ قیمت محسوب می‌شد.

سایر انواع آلیاژهای مقاوم در برابر پوسیدگی انواع متعددی از آلیاژ‌های مقاوم در برابر پوسیدگی که استفاده می‌شوند، می‌توانند استحکام خود را حفظ کرده و در دماهای بسیار بالا و پایین‌ نیز مقاومت می‌کنند.

شرکت بین‌المللی Haynes و شرکت ذوب فلزات متراکم، هر دو خطوطی از آلیاژها، اساساً نیکلی را تولید می‌کنند، که برای استفاده در صنایع کاغذ، شیمیایی و پتروشیمی مناسب می‌باشند.

محصولات Hastelloy، که توسط Haynes تولید می‌شود، به گونه‌أی طراحی شده‌اند که در برابرطیف گسترده‌أی از مواد شیمیایی که باعث پوسیدگی در فلزات می‌شوند، مانند اسیدهای هیدروکلرویک، سولفوریک و هیدروفلوریک، مقاومت می‌کنند.

این آلیاژهای نیکلی همچنین در برابر شکستگی و سوراخ شدن مقاوم بوده و ممکناست در محیط‌های اکسید‌کننده یا احیا‌کننده استفاده شوند.

آلیاژهای خاصی وجود دارند که برای اهداف و مراحل خاصی تهیه شده‌اند، مانند آلیاژ – Hastelloy N که فقط در تهیه نمک‌های مذاب فلورید مصرف می‌شوند.

شرکت فلزات مذاب و متراکم، یک خط تولید آلیاژهای نیکلی، مقاوم در برابر پوسیدگی که همچنین در محیط‌هایی که از خطر فرسایش بالایی برخوردارند، به راه انداخته است .

مزایای استفاده از فولادهای Ferretic: - عمل گرما دادن بعد از جوشکاری غیرضروری است.

- مقاومت بیشتر - کمی وزن - ویژگی‌های تراکمی مزایای RMP: - دارای فواید موجود در سرامیک می‌باشد، با این تفاوت که هزینه‌اش کمتر و درصد اطمینانش بیشتر است.

- مقاومت بیشتر در برابر پوسیدگی - ایجاد تغییر در ویژگی‌های این محصولات راحت‌تر از سرامیک‌های قدیمی است.

مزایای HPS: - از فولادهای معمولی سبک‌تر و مقاوم‌تر است.

- قابلیت جوشکاری بهتر - مقاوم در برابر شکنندگی - به دلیل موجود کربن و سولفور در ترکیب‌ آن، آسیب‌های محیطی کمتر وارد می‌کند.

تکنولوژی های خود عیب یابی، کاهش صدمات و تعمیر یکی از بیشترین زمینه های دسیسه در طراحی و ساختمان پیشرفت تکنولوژی های خود عیب یابی، کاهش صدمات و تغییر می باشد.

به اینها گاهی مواد باهوش هم می گویند.

استفاده از این محصولات بهر مالکان ساختمانها و متصدی های آنها اجازه می دهد تا در هر رور ساخت مهارت ساختمانی را دقیقا بررسی کنند و به ویژه بعد از یک واقعه مصیبت بار وقتی که بررسی کنترل به وسیله انسان ممکن است خطرناک باشد.

برخی از بیشترین کارهای پیشرفت جاری برروی موادی مانند پارچه ها، پلاستیک ها و ترکیبها متمرکز شده که جزو زیربناها به حساب نمی آیند.

در حالی که اینها به خودی خود ماده نیستند اینها انجام پیشرفتهای فزاینده جایگزین موجود برای استفاده در زیربناهای صنعتی توصیه نمی کنند تکنولوژی هایی که در زیر توصیف می شود مثالی برای مواد هوشمند و سیستمهایی را هم اکنون برای استفاده آماده اند می باشد.

در مورد سیستمهای تجزیه لرزش، آنها ثابت کرده اند که وسایل خیلی کارآمدی در کاهش پتانسیل صدمات ناشی از زمین لرزه هستند نه فقط به حفاظت ساختمان بلکه به حفاظت از محتوای ساختمانها به وسیله تعدیل شتاب طبقه در طول زمین لرزه کمک می کند .

دیگر تکنولوژی های موجود در صنایعی که با مواد خطرناک کار می کند و یا با دماهای خیلی زیاد مواجه هستند کاربرد دارد جایی که ساختمان مهارت آنها مسئله‌ای از ایمنی عمومی و همچنین ایمنی کارگرانشان می باشد.

به علاوه وسایل عیب یاب و همچنین وسایلی که به خودی خود تعمیر می شوند ممکن است مالک و متصدی را با یک موقعیت خطرناک مواجه کند مثل نشدنی شیمیایی و یا پتروشیمیایی در پیشرفت یک موقعیت بحرانی بدین وسیله یک زمان کافی برای یک پاسخ مناسب فراهم می آید.

آنها همچنین ممکن است مدت زمان بهبود را کاهش دهند و همچنین مقاومت نسبتبه حوادث مصیبت بار مثل بلایای طبیعی را بالا ببرد.

یا طاقهای تجریه لرزش حوادث لرزش می تواند منجر به صدمات ساختمانی در مقیاس بزرگ شود و یک تهدید برای زیربنای صنایع و زیربنای عمومی باشد.

کنوانسیون طراحی و ساخت به طور سنتی استفاده از فلسفه طراحی کش پذیری را ساخت که به قدرت و خاصیت کش پذیری عناصر فندانسیون ساختمان یا پل تکیه می کرد.

یا طاقهای تجریه لرزش فواید بسیاری دارند مثلا آنها به کمتر شدن و یا جلوگیری کردن از آسیبهای سازه ای کمک می کنند در حالی که قابل تعمیر باقی می مانند.

آنها حرکت زمین را از محل قرارگیری یا طاقانها تجزیه می کنند بنابراین فشار بر روی عناصر سازه که ممکن است از یک نیروی داخلی که در اثر شتاب کرانشی زمین شناسی می شود آسیب ببیند را از بین ببرد.

توانایی اتلاف انرژی آنها در ترکیب با انحطافی که آنها به سازه اضافه می‌کنند به سازه اجازه می دهد تا در برابر لرزش واکنش نشان دهد بدون آنکه هیچ تغییر شکل در اجزاء سازه به خاطر خاصیت الاستیک آنها به وجود آمد.

به علاوه آنها تنش را از عناصر ضعیف دور می کنند و فشار نیروی زمین لرزه را برای کمک به نگهداشتن سازه کاهش می دهد همچنین توانایی آنها برای کمتر کردن نسبی جابجایی سازه و کاهش شتاب طبقات که در اثر کاهش از دست دادن تجهیزات و دیگر موارد غیر سازه ای که درون خود سازه است را وجود می آید چهار دلیل اصلی برای به کارگیری لوازم تجزیه ارزش وجود دارد: