بديهي است كه افزايش دوام و طول عمر سازه هاي بتني مستلزم بررسي بيشتر فرآيندهاي مخرب از جمله نفوذ يون كلر در بتن و... مي باشد كه در اكثر اين نوع مطالعات ايجاد شرايط واقعي محيط هاي دريايي براي نمونه هاي بتني همواره يكي از دغدغه هاي پژوهشگران بوده است. براي انجام مطالعات در خصوص خوردگي در محيط هاي دريايي، در روش هاي آزمايشگاهي نيازمند ساخت نمونه هاي بتني مسلح و غير مسلح، مطابق با ابعاد و توصيه هاي مراجع متعدد و ايجاد شرايط خورنده ي محيط دريايي براي آن ها هستيم كه اين دستگاه در همين راستا مشكلات مربوطه را مرتفع خواهد ساخت و به راحتي دردسترس پژوهشگران خواهد بود. اين دستگاه با نام مستعار خليج هميشه فارس (Persian Gulf) جهت شبيه سازي سيكلي (و حتي غير سيكلي) شرايط خورنده ي محيط هاي دريايي (بالاخص خليج فارس) براي نمونه هاي بتني و غيربتني طراحي و ساخته شده است.

در ستون سنگي-لاستيكي ابداعي توسط اينجانبان از تايرهاي فرسوده به نحو كارآ و بهينه استفاده شده است، بدين نحو كه از تايرهاي ضايعاتي به عنوان جداره ستون سنگي استفاده شده است تا ضمن ايجاد محصوريت بتوان عملكرد ستون سنگي را بهبود بخشيد و از ظرفيت هاي بيشتر آن بهره مند شد. نحوه ي ساخت اين ستون هاي سنگي به دو صورت درجا و پيش ساخته خواهد بود. در حالت درجا با حفر چاه هاي مورد نظر و جايگذاري پليت تحتاني و اتصال المان هاي قائم كششي به آن، تايرها در درون چاه ها به صورت تك تك يا چندتايي قرار داده مي شوند، سپس به صورت مرحله به مرحله درون آن ها با سنگريزه، شن، ماسه، خاك مخلوط يا ... پر مي شود و در صورت نياز مرحله به مرحله كوبيده شده و اين كار تا سطح فوقاني چاه ادامه مي يابد و در نهايت نيز با قرار دادن پليت فوقاني (پَد فوقاني) المان هاي كششي به آن بسته و چفت شده و بدين ترتيب ضمن ايجاد يك ستون سنگي محصور شده با تايرها يك پكيج منسجم و يك تكه ايجاد مي شود كه علاوه بر ساير ويژگي هاي ستون سنگي داراي ظرفيت كششي مطلوب و عملكردي مناسب نيز خواهد بود. در حالت پيش ساخته نيز مجموعه تايرها به هم متصل مي شوند و هم مي توانند به صورت پر شده در درون چاه ها قرار داده شوند و هم مي توانند به صورت پر نشده درون چاه قرار داده شوند و پس از پر كردن، پليت فوقاني آن ها قرار داده شده و المان هاي قائم بدان متصل شده و كشيده و چفت شوند. المان هاي قائم هم مي توانند به صورت داخلي (يعني با عبور از جدار داخلي تايرها) كار گذاشته شوند و هم به صورت خارجي (يعني با عبور از جدار خارجي تايرها) تايرها را به هم متصل نمايند. در صورتي كه از المان هاي داخلي استفاده شود مي توان با ايجاد لرزش در آن ها در خاك هاي دانه اي به تراكم محتويات پرشده درون تايرها نيز كمك شاياني كرد.

عنوان اختراع: "مسلح كننده سلولي خاك داراي اتصالات دوخت ماشيني و المانهاي كششي ويژه". زمينه فني: مهندسي عمران و بهسازي خاك. مهم ترين مشكلات فني موجود در مسلح كننده هاي سلولي مشابه: 1-ضعف اتصالات مسلح كننده خاك كه منجر به گسيختگي اتصالات پيش از المان ها در سطوح تنشها و كرنشهاي زياد شده و افت قابليتهاي مكانيكي مجموعه را به دنبال دارد. 2-استفاده از ژئوتكستايل بي بافت در ديواره هاي مسلح كننده كه منجر به افت سختي خاك مسلح در سطوح تنش هاي كم خواهد شد.3-عدم امكان توليد نمونه بهينه براي پروژه هاي مختلف. ارائه راه حل در اختراع حاضر: اولاً از منسوجات داراي طرح بافت و مقاوم در برابر پوسيدگي به عنوان المان ها استفاده شده لذا تنوع پذيري در پارامترهاي مكانيكي مقدور است؛ ثانياً اتصالات منسوجات صنعتي از نوع دوخت ماشيني مقاوم است و در مجموعه سه بعدي متشكل از سلول هاي منسجم و متصل به يكديگر امكان بسيج شدن كل مقاومت كششي المانها در فرآيند باربري خاك مسلح در سطوح تنشهاي زياد امكانپذير است و اتصالات زودتر از المانها گسيخته نميشوند و اين موضوع منجر به افزايش قابليتهاي باربري و سختي توده خاك مسلح شدهاست؛ ثالثاً سبك توليد اين مسلح كننده انعطاف پذير است لذا ميتوان با هر هندسه اي (اعم از ابعاد، شكل و تراكم سلولها) آن را طراحي كرد و مسلح كننده اختصاصي و بهينه براي هر پروژه توليد نمود.

يكي از دشوارترين مسائل در مباحث مربوط به ابزار دقيق و اندازه‌گيري‌هاي آزمايشگاهي، اندازه‌گيري فشار خاك مي‌باشد. سلول هاي فشار عموماً براي اندازه‌گيري تنش در داخل محيط خاك و يا فشار تماسي خاك بر روي سازه‌ها به كار برده مي‌شوند. ليكن كاليبراسيون اين سنسورها داراي مشكلات قابل توجه مي‌باشد. عموماً عمليات كاليبراسيون با استفاده از فشار مستقيم و كنترل‌شده سيال مانند هوا و يا جيوه انجام مي‌گردد. البته اين ضرايب كاليبراسيون پس از چند مرحله آزمايش (چند سيكل بارگذاري باربرداري) تغيير مي‌كند. همچنين ممكن است رفتار بارگذاري و باربرداري متفاوت باشد و در مرحله باربرداري رفتار غيرخطي داشته باشد و يا در بارگذاري مجدد رفتار مشابه بارگذاري اوليه نبوده و غيرخطي باشد (به علت ايجاد كرنش پس‌ماند در صفحه حسگر) از جمله مشكلات ديگر، خصوصاً در مورد فشار در مرز سازه و خاك اين است كه در حالت وجود فشارهاي مماسي (برش) در خاك، اختلال در نتايج فشار نرمال به چشم مي‌خورد. با توجه به وجود مشكلات فني ذكر شده اقدام به ساخت سلول اندازه‌گيري فشار خاك به همراه قطعه مورد استفاده در كاليبراسيون گرديد كه قابليت اندازه‌گيري فشار استاتيكي و ديناميكي خاك را داراست. از طرف ديگر اين سلول از لحاظ هزينه تمام شده نيز بسيار مقرون به صرفه است.

سيستم حاضر، با هدف مدلسازي فيزيكي مسائل بارگذاري و باربري فنداسيونهاي مسلح و غير مسلح تحت بارهاي محوري استاتيكي و يا سيكلي طراحي و ساخته شده است. اين سيستم ضمن رفع نقائص و نقاط ضعف سيستمهاي پيشين، از آخرين امكانات روز جهت مطالعه رفتار كمي و كيفي فونداسيونها بهره مي جويد. اين دستگاه قادر است مدلهاي فيزيكي كوچك مقياس را تحت شرايط بارهاي قائم و جانبي تست نمايد. بارهاي وارده ممكن است مونوتونيك يا سيكلي باشند. سيستم ديتالاگر موجود در آزمايشگاه امكان نصب ابزارهاي مختلف در مدل را فراهم مي سازد. دستگاه همچنين مجهز به سيستم بارش ماسه براي ساخت يكنواخت و همگن خاكهاي دانه اي مي باشد. اعمال نيرو توسط جكهاي پنوماتيك انجام مي پذيرد. از اين دستگاه براي مطالعه رفتار ديوارهاي حائل، لوله هاي مدفون، تونل و پي سطحي بر روي خاك مسلح مي توان استفاده نمود.

يكي از مراحل مهم در مطالعات آزمايشگاهي، چگونگي آماده سازي نمونه مي باشد، چرا كه روشهاي مختلف ساخت نمونه خاك (Reconstitution method) روي بافت و در نتيجه روي پاسخ تنش- كرنش خاك تأثير مي گذارد. روشهاي مختلفي براي ساخت مدل زمين وجود دارد. مي‌توان از تراكم (خشك يا مرطوب)، ارتعاش و بارش (در هوا يا در آب) جهت آماده‌سازي خاك هاي ماسه‌اي در آزمايشگاه استفاده نمود. با توجه به مزايا، معايب و كاربردهاي روشهاي مختلف و با هدف حصول دانسيته مشخص، تكرارپذيري شرايط ساخت نمونه، تسهيل و تسريع نمونه سازي و جنس خاك در بسياري از موارد ممكن است روش بارش در هوا جهت ساخت مدل زمين انتخاب گردد. ضمن اينكه، مزاياي تكنيك بارش در هوا جهت آماده‌سازي نمونه‌هاي دانه‌اي خشك با دانه بندي يكنواخت نسبت به ساير روشها موجب گرديده امروزه محققين بسياري از اين تكنيك بهره ببرند. \\"سيستم بارش مكانيزه جهت تهيه نمونه‌هاي همگن ماسه در آزمايشگاه\\" به سبب مكانيزه بودن آن، ضمن تسهيل، تسريع و افزايش دقت نمونه سازي، جهت آماده‌سازي نمونه‌هاي دانه‌اي خشك با دانه بندي يكنواخت براي پژوهشگران قابل استفاده خواهد بود. در اين سيستم با افزايش تعداد لايه هاي بارش شده و كاهش ضخامت هر لايه در حد ممكن، به يك نمونه ي همگن دست خواهيم يافت. از سويي ديگر سرعت حركت مخزن بارش و بسياري آيتم هاي ديگر نيز توسط كنترلر طراحي شده براي سيستم، قابل تعيين توسط كاربر خواهد بود.

مورد اختراع اينجانبان نوعي از مسلح كننده هاي سه بعدي خاك به شمار مي رود كه از طريق برش و اتصال تايرهاي فرسوده به يكديگر با آرايشي خاص توليد مي شود و ايده ي آن با دو رويكرد عمده ي ژئوتكنيكي (با هدف بهسازي خاك از طريق افزايش ظرفيت باربري و كاهش نشست در كنار بهبود ساير ويژگي هاي آن) و نيز زيست محيطي (به جهت استفاده از ويژگي هاي سودمند تايرهاي فرسوده و تبديل ضايعات تايرهاي فرسوده به محصولي با قابليت هاي بسيار كاربردي و رهايي از مشكلات ناشي از انباشت ضايعات تاير در طبيعت) شكل گرفته است. اين نوع مسلح كننده به لحاظ مجموعه ي متشكل از سلول هاي تايري با مكانيزم جالبي قادر است با ايجاد محصوريت در توده خاك و نيز ايجاد اصطكاك جانبي بين ذرات خاك و ديواره هاي تاير، لايه ي خاك مسلح شده را به يك دال نسبتاً مقاوم تبديل نمايد و با توزيع و پخش بارهاي وارده در سطوح وسيع تر منجر به افزايش چشمگير ظرفيت باربري خاك و به تبع آن كاهش نشست و تبديل عمده نشست ها به حالت هاي الاستيك شده و گامي اساسي در جهت بهسازي زيست محيطي خاك بردارد. از موارد كاربرد آن مي توان به زيرسازي و روسازي راه ها (در لايه هاي مختلف از بستر تا رويه) و بهسازي لايه هاي زيرين ريل هاي راه آهن، بهسازي خاك زير پي ها، يكپارچه سازي سطح فوقاني لايه هاي خاك محوطه هاي شمع كوبي شده (با ايجاد دال يكپارچه خاك مسلح شده)، پايدارسازي شيب ها، ديوارهاي حائل، جلوگيري از فرسايش خاك، تسليح آسفالت و تمامي موارد مشابه در بهسازي خاك اشاره نمود.

عمل آوري صحيح و به موقع بتن، تاثير به سزايي بر ويژگي ها و خصوصيات بتن سخت شده از جمله افزايش دوام، افزايش مقاومت فشاري و مقاومت سايشي، آب بندي و... دارد و طبق آماري كه در سمينار روز ملي بتن توسط شركت شيمي ساختمان ارايه شده است، درصدي كه روش هاي ساخت و اجراي بتن ( كه عمل آوري نيز زير مجموعه ي بسيار مهمي از آن هاست) در ميان عوامل موثر بر دوام بتن به خود اختصاص مي دهند بيش از 51 % مي باشد. از طرفي آب پاشي دستي منظم و مستمر توسط انسان در كارگاه هاي ساختماني بزرگ مستلزم صرف هزينه هاي هنگفت و نيروي انساني زياد و صرف زمان حضور بسيار مي باشد كه اين امر به دلايل بسياري من جمله به دليل مسايل اقتصادي و نيز عدم بها دادن به ارزش و اهميت عمل آوري بتن، در بسياري از كارگاه هاي ساختماني و بالاخص در كشور ما ناديده گرفته مي شود. از سوي ديگر در بسياري از مناطق با آب و هواي گرم من جمله در مناطق جنوبي كشورعزيزمان به دليل بالا بودن ميانگين دماي هوا يا در مناطقي كه در معرض وزش هاي مستمر باد قرار دارند، عمل تبخير سطحي به سرعت انجام مي گيرد و به هيچ وجه استفاده از پوشش هاي بتن به تنهايي نمي توانند با تبخير آب بتن، مقابله نمايند و نيز امكان قرار دادن افراد به صورت دايمي در تمام طول شبانه روز جهت آب پاشي قطعات و كنترل چشمي ميزان تبخير و ... وجود ندارد. با توجه به موارد فوق اميد است كه دستگاه طراحي شده توسط اينجانبان بتواند مشكلات فوق را حل نمايد و يك عمل آوري برنامه ريزي شده و دقيق را براي قطعات بتني فراهم نمايد تا ضمن صرفه جويي در مصرف آب، نيروي انساني و زمان ، منجر به يك عمل آوري كاملا بهينه و مطلوب و به تبع آن بهبود بسياري از ويژگي هاي بتن و عمر و دوام آن گردد. اين دستگاه قادر است برنامه ي عمل آوري را به طور كاملا دقيق از اپراتور دريافت نمايد و طبق آن نمونه هاي بتني نوع 1 (آزمايشگاهي) يا نوع 2 (كارگاهي) را بي نياز از دخالت هاي بعدي انسان آب پاشي و عمل آوري نمايد. لازم به ذكر است كه با توجه به مساحت و شكل قطعات بتني مجموعه لوله ها و اتصالات مونتاژ مي شوند و نيز امكان استفاده از پمپ تقويت فشار آب يا مواد افزودني يا تغييرات دماي آب نيز وجود دارد. و از سويي ديگر براي جلوگيري از اتلاف آب اضافي شره شده از قطعات ، سيني و لوله هايي تعبيه شده اند كه به سيستم مكشي مجموعه متصل مي باشند تا آب هاي اضافي ضمن عبور از فيلتر هاي تعبيه شده ، به سوي مخازن آب دستگاه هدايت شوند و مجددا در مدار آب افشاني پمپاژ گردند. دستگاه تايمر ديجيتالي لمسي طراحي شده ي دستگاه نيز مي تواند طبق برنامه اي كه از مدل آزمايشگاهي همين دستگاه منتج مي شود تنظيم گردد و يا بر اساس پيشنهاد آيين نامه هاي بتن و با توجه به جداول موجود در دفترچه ي راهنماي اين دستگاه كه با توجه به: دما ي منطقه، درصد رطوبت محيط، سرعت وزش باد، نوع سطح بتني (دال ،ستون،تير...) ، نوع پوشش مورد استفاده (گوني، نايلون و...) ، شدت تبخير سطحي و نوع سيمان مصرفي (جهت تعيين حداقل ميزان نياز به هيدراتاسيون و عمل آوري ) برنامه ريزي شوند. همچنين مي توان با تعريف مقادير حداقل براي درصد هاي رطوبت و جايگذاري سنسورهاي رطوبتي در نقاط مختلف و تنظيم برنامه ي آناليز داده هاي دريافتي توسط تايمر، عمل آوري كاملا هوشمندانه را شاهد بود.