ویژگی‌های پلاستر وال‌مش از دید استاندارد ملی ایران

پیوست ششم استاندارد 2800 در تعیین الزامات فنی مهار دیوار با شبکه الیاف به تعیین مشخصات مکانیکی مش بسنده کرده و ویژگی‌های مورد نیاز ملات این سامانه را تعریف نکرده است. در صورتی که بررسی استانداردها و آیین‌نامه‌های بین‌المللی نشان می‌دهد ویژگی‌های پلاستر نقش مهمی در عملکرد کلی کامپوزیت وال‌مش دارد.

استاندارد ملی ایران ویژگی‌های انواع ملات استفاده‌شده در ساختمان و روش آزمون آن‌ها را مشخص کرده است. با مطالعه و بررسی این استانداردها می‌توان ویژگی‌هایی را که از پلاستر وال‌مش مدنظر است مشخص کرد. در ادامه با بررسی نقش پلاستر در عملکرد کامپوزیت وال‌مش به اهمیت مشخصات مکانیکی آن پی می‌بریم و ویژگی‌های ملات استفاده‌شده در وال‌مش را در استاندارد ملی ایران بررسی می‌کنیم.

نقش پلاستر در عملکرد وال‌مش

وال‌مش کامپوزیت گچی یا سیمانی تسلیح‌شده است که از پلاستر معدنی به‌منزله ماتریس و مش فایبرگلاس به‌عنوان تقویت‌کننده تشکیل شده است. هنگام زلزله نیروی عمود بر صفحه به دیوار وارد می‌شود و دیوار تحت خمش قرار می‌گیرد. لایه نازک کامپوزیت وال‌مش که روی سطح دیوار است نیز با دیوار تغییر شکل می‌دهد و نیروی کششی به آن وارد می‌شود.

این نیروی کششی باید به وسیله مش فایبرگلاس که عنصر سازه‌ای این سامانه است تحمل شود. با توجه به این موضوع، مش باید از مقاومت کششی مناسب و کافی برخوردار باشد تا بتواند پایداری دیوار در برابر نیروهای وارده را حفظ کند. با این حال مقاومت بالای مش به تنهایی کافی نیست و عوامل دیگری نیز در عملکرد کامپوزیت وال‌مش تأثیرگذارند.

علاوه بر مقاومت کافی مش برای تحمل نیروهای کششی، انتقال مناسب بار خمشی از دیوار به کامپوزیت وال‌مش نیز مسئله بسیار مهمی است. فرض کنید مش ظرفیت کافی برای تحمل نیروها را داشته باشد، اما بار وارد به دیوار به مش منتقل نشود و کامپوزیت وال‌مش از مدار باربری خارج باشد. در این شرایط ظرفیت کششی مش بدون استفاده باقی می‌ماند و دیوار باید به‌تنهایی در برابر لنگرهای خمشی مقاومت کند.

ACI 549 راهنمای منتشرشده از جانب مؤسسه بتن آمریکا در زمینه تسلیح خارجی دیوارهای مصالح بنایی با کامپوزیت سیمانی تقویت‌شده با الیاف است. این راهنما، حالات شکست دیوار تقویت‌شده با وال‌مش را در دو حالت زیر تعریف کرده است:

شکست مصالح بنایی دیوار تحت فشار

وقتی دیوار تحت خمش قرار می‌گیرد یک سمت آن به کشش می‌افتد و سمت دیگر دیوار تحت فشار قرار می‌گیرد. کامپوزیت وال‌مش تنها نیروهای کششی را تحمل می‌کند و فشار باید با مصالح خود دیوار تحمل شود. در صورتی که نیروهای فشاری وارده از ظرفیت مصالح دیوار بیشتر باشد، مصالح دیوار خرد شده و دیوار شکسته می‌شود.

شکست کامپوزیت وال‌مش

شکست دیوار می‌تواند بر اثر شکست کامپوزیت تقویت‌کننده آن رخ دهد. مطابق ACI 549 این شکست می‌تواند به دلیل موارد زیر باشد:

• جدا شدن کامپوزیت از دیوار زیرکار: در این حالت به‌دلیل کافی نبودن چسبندگی پلاستر به دیوار زیرکارش، کامپوزیت از دیوار جدا می‌شود و debonding رخ می‌دهد.
• جدا شدن مش و پلاستر: در این حالت چسبندگی بین مش و پلاستر کافی نیست و کامپوزیت به‌صورت لایه‌ای جدا خواهد شد.
• لغزش مش داخل پلاستر: در این حالت مش و پلاستر به‌خوبی با یکدیگر درگیر نشده‌اند و مش درون کامپوزیت می‌لغزد که این پدیده slippage نام دارد. درگیری ناکافی بین مش و پلاستر می‌تواند بر اثر نفوذ نامناسب پلاستر در چشمه‌های مش اتفاق افتاده باشد.
• گسیختگی کششی مش: در این حالت تقاضای وارده از ظرفیت کششی مش بیشتر بوده و مش دچار گسیختگی شده است.

با توجه به حالات شکستی که برای کامپوزیت وال‌مش در نظر گرفته شده، مشخص است ویژگی‌های مکانیکی پلاستر در ظرفیت و نحوه عملکرد کامپوزیت بسیار مؤثر است. چسبندگی پلاستر به دیوار زیرکار، چسبندگی بین مش و پلاستر، نفوذ کافی پلاستر در چشمه‌های مش، مقاومت فشاری پلاستر و… مهم‌ترین ویژگی‌های پلاستر در عملکرد کلی کامپوزیت وال‌مش هستند.

 

استانداردهای ملی ایران در زمینه ملات وال‌مش

استاندارد ملی ایران  706 تحت عنوان «ملات بنایی- قسمت 2: ملات برای کارهای بنایی- ویژگی‌ها» ویژگی‌های انواع ملات بنایی استفاده‌شده در کارهای بنایی یا اندودکاری درونی و بیرونی را مشخص کرده است. هدف از تدوین این استاندارد تعیین ویژگی‌های ملات‌های بنایی آماده برای استفاده در دیوارهای بنایی، ستون‌ها و جداگرها (برای مثال در سازه‌های بنایی باربر یا غیرباربر، برای بنا و صنعت ساختمان) است. این استاندارد عملکرد مرتبط با انواع ملات تازه و سخت‌شده را معین می‌کند. در این میان می‌توان همه عملکردها را مطابق با روش‌های آزمون مرتبط که در استانداردهای جداگانه‌ای شرح داده شده است اندازه‌گیری کرد.

بند 3-3-1 این استاندارد، ملات بنایی طراحی‌شده (designed masonry mortar) را ملاتی تعریف کرده که ترکیبات و روش تولید آن برای دستیابی به خواص ویژه توسط تولیدکننده و براساس عملکرد مورد نیاز انتخاب می‌شود. پلاستر ویژه وال‌مش نوعی ملات معدنی اصلاح‌شده با پلیمر است؛ به گونه‌ای که اصلاح پلیمری آن، ویژگی‌های مورد نیاز از قبیل چسبندگی بالا و کارپذیری مناسب را به آن داده است. با توجه به اینکه ترکیبات پلاستر وال‌مش توسط تولیدکننده آن و بر حسب عملکردی که از آن انتظار می‌رود تعیین شده است، می‌توان آن را در دسته ملات‌های بنایی طراحی‌شده استاندارد ملی قرار داد.

بند 5-4 استاندارد ملی ایران 706 ویژگی‌های انواع ملات سخت‌شده و استاندارد روش آزمون آن را مشخص کرده است. در ادامه این ویژگی‌ها را به طور خلاصه بررسی می‌کنیم:

مقاومت فشاری

برای ملات‌های طراحی‌شده، مقاومت فشاری ملات بنایی باید از سوی تولیدکننده اظهار شود. با بررسی AC 434 می‌توان این مقدار را 35 مگاپاسکال برای پلاستر سیمانی در عمر 28 روزه آن در نظر گرفت. مطابق استاندارد ملی 706، مقاومت فشاری ملات باید مطابق استاندارد BS EN 1015-11 اندازه‌گیری شود.

مقاومت چسبندگی

مقاومت چسبندگی پلاستر وال‌مش باید با توجه به محل مصرف و انتظارات سازه‌ای که از آن می‌رود مشخص شده باشد. برای مصالح بنایی طراحی‌شده، مقاومت چسبندگی برشی و خمشی قابل اندازه‌گیری است. مقاومت چسبندگی برشی و مقاومت چسبندگی خمشی براساس استاندارد EN 771 اندازه‌گیری می‌شود.

 دوام

طبق این بند استاندارد ملی 706 تا زمانی که روش آزمون استاندارد برای دوام ارائه شود، مقاومت در برابر یخ‌زدگی (یخ زدن و آب شدن) باید براساس شرایط محل مصرف ملات ارزیابی و اظهار شود.

 

روش‌های آزمون استاندارد ملی ایران برای ملات بنایی

علاوه بر استاندارد ملی 706 و استانداردهایی که برای سنجش مشخصات ملات‌های بنایی معرفی شده است، سازمان ملی استاندارد، استانداردهای دیگری نیز در زمینه روش آزمون انواع ویژگی‌های ملات‌های بنایی منتشر کرده است که در ادامه آن‌ها را به طور خلاصه بررسی قرار کرده‌ایم.

• استاندارد ملی ایران 11-9150: تعیین مقاومت خمشی و فشاری ملات سخت‌شده-روش آزمون
• استاندارد ملی ایران 12-9150: تعیین مقاومت چسبندگی ملات‌های اندودکاری بیرونی و داخلی سخت‌شده به مصالح زیرکار-روش‌های آزمون
• استاندارد ملی ایران 21-9150: تعیین سازگاری ملات‌های اندودکاری بیرونی یک لایه با مصالح زیرکار-روش آزمون

آیا استناد به استاندارد ملی ایران برای تعیین ویژگی‌های ملات وال‌مش کفایت می‌کند؟

در همین ابتدا باید مشخص کنیم که پاسخ این سؤال خیر است. استاندارد ملی ایران استانداردهای بسیار خوبی برای تعیین ویژگی‌های انواع ملات و روش آزمون آن‌ها منتشر کرده است. با وجود این تمرکز این استانداردها بر ملات‌های اندودکاری و انواع چسباننده است. باید توجه داشت که پلاستر وال‌مش به‌تنهایی به‌عنوان یک اندود یا چسباننده عمل نمی‌کند، بلکه عملکرد آن در ترکیب با یک مش تسلیح‌کننده و در قالب یک کامپوزیت شکل می‌گیرد.

بررسی منابع معتبر بین‌المللی از جمله AC 434 نشان می‌دهد در اندازه‌گیری انواع ویژگی‌های ملات از جمله چسبندگی به زیرکار، چسبندگی با مش و دوام، پلاستر به تنهایی سنجش نمی‌شود، بلکه کامپوزیت وال‌مش باید آزموده شود. AC 434  تنها در بررسی مقاومت فشاری است که ملات را به تنهایی آزمایش می‌کند.

با توجه به موارد بالا می‌توان گفت درصورت تعیین ویژگی‌های ملات وال‌مش از جانب طراح وال‌مش، روش‌های آزمون طرح‌شده در استانداردهای ملی ایران را می‌توان مبنای انجام آزمون‌ها قرار داد. با این حال، برای تعیین الزامات فنی پلاستر وال‌مش، همان‌طور که مراجع معتبر بین‌المللی عمل کرده‌اند، باید وال‌مش را یک کامپوزیت در نظر گرفت و نمونه‌های پلاستر تسلیح‌شده با مش فایبرگلاس را آزمود.

سخن پایانی

مشخصات مکانیکی مش فایبرگلاس اهمیت بسیار ویژه‌ای در عملکرد وال‌مش دارد. با این حال برای آنکه مش بتواند به‌خوبی عمل کرده و از ظرفیت خود استفاده کند، پیش‌نیازهایی لازم است که باید با پلاستر وال‌مش تأمین شود. چسبندگی مناسب به دیوار زیرکار و عملکرد یکپارچه با مش برای انتقال و توزیع متناسب بارهای لرزه‌ای ضروری است؛ در غیر این صورت نمی‌توان انتظار عملکرد مناسب از هیچ نوع مشی داشت. لازم است مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی در کنار تعیین مشخصات موردنیاز مش، که در پیوست ششم استاندارد 2800 آمده است، توجه بیشتری به این مسئله کرده و الزامات فنی مشخصی برای پلاستر وال‌مش نیز تعیین کند.