• کد پدیده هواشناسی:

در هواشناسی ۱۰۰ کد بین‌المللی برای بیان پدیده‌های جوی وجود دارد. که بیانگر انواع بارندگی‌ها، مه‌ها، رعد و برق‌ها و طوفان‌ها است. در پدیده‌شناسی هواشناسی از کد ۰۴ تا کد ۰۹ و۳۰ تا ۳۳ از بین ۱۰۰ کد هوای حاضر مخصوص غبار، طوفان گرد و خاک و شن است. ۰۶ حالتی که دید عمودی کاهش یابد و این مصداق حالتی است که از سطوح فوقانی گرد و خاک به لایه‌های سطح زمین فرود آید.

۱۳-۱-۲ نقشه‌های سینوپتیک
نقشه‌های سینوپتیک، نقشه‌هایی هستند که پس از دریافت اطلاعات از مراجع دو گانه ایستگاه‌های سینوپتیک و داده‌های اخذ شده از رادیوسوند، در زمان‌های مختلف تهیه می‌شوند. این گونه نقشه‌ها مبنایی برای انجام پیش‌بینی‌های روزانه در مراکز و سازمان‌های هواشناسی کشورند و اطلاعات مهمی را برای مطالعات اقلیم‌شناسی سینوپتیک تشکیل می‌دهند (فرج زاده، ۱۳۸۶: ۲۳).
۲-۲ بررسی منابع
گرد و غبار می‌تواند از طریق جذب و پراکنده نمودن انرژی دمایی هوا، تشکیل ابر، فعالیت‌های همرفتی، غلظت دی‌اکسیدکربن و گوگرد در آتمسفر چرخه‌های زمین و بیابان‌زایی تاثیر گذارد. یکی دیگر از موضوعات مطرح شده در این زمینه آن است که گرد و غبار به واسطه غلظت و توزیع عمودی آن در آتمسفر، اندازه و ویژگی کانی‌شناسی ذرات می‌تواند به عنوان عامل تغییر آب و هوا عمل نماید. از مهم‌ترین پیامدهای مستقیم طوفان‌های گرد و غبار تاثیر مخرب آن بر سلامتی انسان است. به طوری‌ که جدا شدن گرد و غبار از بسترهای خشک باعث انتقال ذرات ریز خاک، املاح و ترکیبات شیمیایی وریزگردها به آتمسفر شده و در نهایت، باعث ایجاد مشکلات فراوان می‌شود. با توجه به آثاری که این پدیده در بعد جهانی بر جای می‌‌گذارد، کارشناسان مربوطه با ابزارهای متفاوت از جمله تصاویر ماهواره‌ای، نقشه‌های هوا، روش‌های آماری مختلف آن را بررسی می‌کنند تا با شناسایی منشاء و آثار آن‌ها اقدامات لازم برای کاهش آسیب‌های احتمالی ناشی از گرد و غبارها انجام شود.
۱-۲-۲ منابع خارجی
انگلستادلر^[۹] (۲۰۰۱) در ارتباط با پهنه‌بندی مکانی فراوانی وقوع گرد و غبارهای جهان مطالعه کرد و نتیجه گرفت که بستر خشک دریاچه‌ها و صحرای کبیر آفریقا تولیدکنندگان اصلی گرد و غبار هستند.
جودی و میدلتون^[۱۰] (۲۰۰۱) گزارش کردند که صحرای آفریقا بیش از هر بیابان دیگری در دنیا گرد و غبار تولید می‌کند. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که شمال شرق کشور موریتانی، غرب کشور مالی و جنوب الجزایر مهم‌ترین منابع تولید گرد و غبار هستند. بررسی متون موجود در زمینه گرد و غبار نشان می‌دهد که عمده مطالعات بر ویژگی‌های فیزیکی ذرات گرد و غبار، تأثیر گرد و غبار بر کیفیت هوا و آثار بهداشتی و پزشکی آ‌ن‌ها متمرکز شده است.
وانگ و همکاران^[۱۱] (۲۰۰۹) با بررسی خصوصیات گرد و غبار و شناسایی منابع آن در نواحی خشک و نیمه خشک چین مشخص کردند که بیابان‌های وسیع عربستان و صحرای شمال آفریقا متاثر از سامانه های همدید مقیاس و امواج غربی، گرد و غبار را به مناطق مختلفی هم‌چون ایران گسترش می‌دهند.
گائو و هان ^[۱۲](۲۰۱۰) ویژگی‌های تکاملی گردش‌های جوی برای مطالعه فراوانی طوفان گرد و غبار بهاری و پیش‌بینی احتمال وقوع آتی آن‌ها را در شمال چین مورد مطالعه قرار داده و با بهره گرفتن از تکنیک بوتاستروپینگ، شاخص‌های عناصر گردش جوی را از نظر کمی تعیین نمودند. این شاخص‌ها می‌توانند سیگنال‌هایی را برای پیش‌بینی فصلی طوفان گرد و غبار در شمال چین فراهم آورند.
بارکان­ و آلپرت^[۱۳] (۲۰۱۰) شرایط سینوپتیکی را که انتقال گرد و غبارها در مسافت‌های بسیار طولانی از صحرای آفریقا تا قطب شمال را میسر می­سازد مطالعه کرده­ و به این نتیجه رسیدند که استقرار پرفشار جنب حاره بر روی جنوب شرق مدیترانه و کم‌فشار ناشی از ناوه ایسلند در آفریقا عامل اصلی رخداد گرد و غبار می‌باشند. وجود بیابان‌های منطقه را نیز در این امر دخیل می‌دانند.
آن و همکاران^[۱۴] (۲۰۱۱) از مهم‌ترین پیامدهای مستقیم طوفان‌های گرد و غبار، تاثیر مخرب آن بر سلامتی انسان می‌دانند و نتیجه می‌گیرند که جدا شدن گرد و غبار از بستر خشک باعث انتقال ذرات ریز و نهایتا ایجاد اختلالات تنفسی در انسان می‌شود.
تگن و همکاران^[۱۵] (۲۰۱۳) به شبیه سازی انتشار گرد و غبار در جنوب صحرای آفریقا در سال‌های ۲۰۰۷ و ۲۰۰۸ پرداختند. در این پژوهش از تصاویر ماهواره‌ای و تصاویر مادون قرمز برای دستیابی به هدف استفاده شد و به این نتیجه رسیدند که مکانیزم مهم برای فعال سازی منبع گرد و غبار در صحرای بزرگ آفریقا از شکست جت‌های سطح پایین شبانه به وجود می‌آید و مقایسه نشان داد از زمان شروع روز میزان گرد و غبار افزایش می‌یابد. مشاهدات نشان داد که یک افزایش قوی در فرکانس‌های فعال‌سازی منبع گرد و غبار در سال ۲۰۰۸ نسبت به ۲۰۰۷ دیده می‌شود.
۲-۲-۲ منابع داخلی
همتی (۱۳۷۴) به بررسی فراوانی وقوع طوفان گرد و غبار در نواحی مرکزی و جنوب غرب کشور پرداخت و به این نتیجه رسید که طوفان‌های شدید به علت حضور سامانه‌های چرخندی است که از قسمت شمال عربستان منشأ گرفته و هم‌چنان که به طرف شرق حرکت می‌کند از خلیج فارس رطوبت می‌گیرد و در بعضی مناطق علاوه بر طوفان‌های شدید خاک، رگبارهای پراکنده‌ای همراه با رعد و برق نیز ایجاد می‌کند.
علیجانی (۱۳۷۶) مهم‌ترین شرایط ایجاد گرد و غبار در کنار هوای ناپایدار را وجود یا عدم وجود رطوبت می‌داند و نتیجه می‌گیرد که اگر هوای ناپایدار رطوبت کافی داشته باشد بارش همراه با طوفان و رعد و برق است و در صورتی که هوا فاقد رطوبت باشد، طوفان گرد و غبار ایجاد می‌شود.
حسین‌زاده (۱۳۷۶) گزارش کرده که کاهش قدرت دید، یکی از ویژگی‌های اصلی سیستم‌های گرد و غباری می‌باشد که علاوه بر آثار ناخوشایند بهداشتی مثل مشکلات تنفسی و ریوی برای انسان و آلوده کردن محیط زندگی انسان‌ها، اختلالاتی را نیز در سیستم‌های حمل و نقل زمینی و هوایی به‌وجود می‌آورد. مطالعات پزشکی نشان می‌دهند که مشکلات بینایی و بیماری‌های تنفسی مثل آسم و بیماری‌های عفونی از مهم‌ترین عوارض طوفان‌های گرد و غبار به شمار می‌آیند و نتیجه می‌گیرد که منشا طوفان‌های صد و بیست روزه‌ی سیستان ناشی از وجود یک مرکز کم فشار در شرق ایران و یک ناحیه پرفشار در شمال شرقی ایران و دریای خزر است.
کاویانی (۱۳۸۰) نیز علت تشکیل گرد و غبار در بیابان‌ها را ناشی از ناپایداری هوا می‌داند و معتقد است که جو بالای سطح بیابان‌ها از نظر همرفتی بسیار ناپایدار بوده و شرایط تکوین پدیده‌های ناپایداری مثل پیچانه‌های کوچک گرد و غباری را دارند.
فیاض (۱۳۸۴) با بهره گرفتن از داده‌های سنجش از دور بر اساس تفاوت‌های ناشی از بازتاب طیفی پدیده‌های زمینی بر روی تصویر، هم‌چنین کنترل زمینی، دامنه اثر فرسایش بادی و جریان‌های جوی موثر بر آن طوفان‌های ماسه‌ای دشت سیستان را منشایابی کرده و نتیجه می‌گیرد که منشا این طوفان‌ها در سه منطقه پایین دست هامون، لبه غربی هامون هیرمند در ابتدای محل هامون سابوری به هیرمند و در منتهی‌الیه و لبه غربی هامون هیرمند می‌باشد.
ایرانمنش و همکاران (۱۳۸۴) مناطق برداشت ذرات گرد و غبار و ویژگی‌های انتشار آن‌ها در طوفان‌های منطقه سیستان را با بهره گرفتن از پردازش تصاویر ماهواره‌ای بررسی کرده‌ و به این نتیجه رسیدند که عمده‌ترین محل برداشت و مرکز طوفان روی دریاچه هامون قرار دارد و پس از آن هامون پوزک و هامون هیرمند در درجات بعدی قرار می‌گیرند.
ذوالفقاری و عابدزاده (۱۳۸۴) شرایط پیدایش و منشا سیستم‌های گرد و غبار غرب ایران را در بازه‌ی زمانی ۵ ساله از سال ۱۹۸۳ تا ۱۹۸۷ بررسی کرده و نتیجه گرفتند که جریان پرفشار آزور همراه با سیستم‌های مهاجر بادهای غربی، مهم‌ترین عوامل سینوپتیکی تاثیر‌گذار بر سیستم‌های گرد و غبار منطقه هستند. مهم‌ترین منبع گرد و غبارهای وارد شده به غرب ایران، صحرای سوریه، صحرای نفود در شمال شبه جزیره عربستان و شمال صحرای بزرگ آفریقا هستند. هم‌چنین ذکر کردند که عوامل بسیاری در ایجاد طوفان‌ها نقش دارد؛ اما گردش جو و شرایط سطح زمین از عوامل اصلی ایجاد طوفان‌های گرد و غبار هستند. از عوامل گردش جو، پر فشار آزور و سامانه مهاجر بادهای غربی و مهم‌ترین منابع، بیابان‌های سوریه، ایران، اردن، عراق، شمال آفریقا و شبه جزیره عربستان است. به طور کلی بهترین شرایط رخداد یک طوفان گرد و غبار، وجود سامانه حرارتی- دینامیکی همراه با شرایط نا مساعد سطح زمین است.
دهقان‌پور (۱۳۸۴) پیدایش طوفان‌های گرد و غبار غرب ایران را با حاکمیت یک رودباد جنب حاره‌ای قوی که در دوره گرم سال در این منطقه وجود داشته و می‌تواند باعث انتقال هوای شبه جزیره عربستان به سمت پایین گردد همراه می‌داند.
امیدوار (۱۳۸۶) در پژوهشی به بررسی و تحلیل سینوپتیکی طوفان‌های ماسه در دشت یزد - اردکان، با بهره گرفتن از نقشه‌های سینوپتیکی سطح زمین و تراز ۵۰۰ و ۸۵۰ هکتوپاسکال پرداخته و به این نتیجه رسیده که در توده هوای کم‌فشار دینامیک که با جبهه سرد همراه می‌باشند، جریان‌های قائم هوا سبب ناپایداری شدید جو و ایجاد طوفان‌های شدید ماسه در منطقه می‌گردد. علت دیگر رخداد طوفان‌های ماسه در منطقه به سبب عبور یا نزدیک شدن ناوه‌ای است که در غرب منطقه مورد مطالعه قرار می‌گیرد.
حیدری (۱۳۸۶) به بررسی گرد و غبار غرب کشور پرداخته و به این نکته اشاره کرد که چرخندهای بسته روی عراق و شمال عربستان که شرایط ناپایداری و صعود را ایجاد می‌کند عامل اصلی طوفان‌های گرد و غبار در غرب کشور است.
لشکری و کیخسروی (۱۳۸۷) با بررسی شرایط سینوپتیکی طوفان‌های گرد و غبار خراسان رضوی در فاصله زمانی ۱۹۹۳ تا ۲۰۰۵ به این نتیجه رسیدند که شرایط مساعد گردش جوی به وجود آمده از کم فشار مرز ایران و افغانستان و پر فشار مستقر روی دریای خزر دلیل ایجاد طوفان گرد و غبار می‌باشد.
طهماسبی بیرگانی و همکاران (۱۳۸۸) چگونگی طوفان‌های گرد و غبار و فرسایش بادی در استان خوزستان را بررسی کرده و راهکارهای مقابله با آن را ارائه دادند و نتایج پژوهش حاکی از آن است که اصلی‌ترین علت وقوع گرد و غبار در نواحی جنوب غربی کشور، جریان‌های مربوط با وقوع طوفان در کشورهای عربستان و عراق بوده و فرسایش بادی که در اراضی کشور ایران صورت می‌گیرد به عنوان عامل داخلی مؤثر در وقوع گرد و غبارها است.
رشنو (۱۳۸۸) پدیده گرد و غبار را در استان خوزستان به لحاظ آماری و با بهره گرفتن از سنجش از دور بررسی و تحلیل کرد. وی عوامل ایجاد گرد و غبار در منطقه را به دو دسته عوامل انسانی و طبیعی تقسیم‌بندی نمود. نامبرده خشکسالی‌های اخیر را یکی از مهم‌ترین دلایل طبیعی و جنگ تحمیلی، کشاورزی، سد سازی، جنگ آب و سیاست انتقال آب از مناطق پرآب به مناطق کم‌آب را از دلایل انسانی مؤثر در پدیده گرد و غبار ذکر می‌کند .
مهرشاهی و نکونام (۱۳۸۸) با بررسی گلبادهای سالانه و ماهانه در یک دوره بیست ساله، از روند افزایشی وقوع گرد و غبار و رخداد حداکثری در ماه‎‌های اردیبهشت و خرداد در منطقه سبزوار خبر دادند و علاوه بر این، نمودار گلباد منطقه را نیز ترسیم کردند.
کرمی (۱۳۸۸) با بررسی طوفان‌های گرد و غباری استان خوزستان طی سال‌های ۱۳۷۴ تا ۱۳۷۸ نشان می‌دهد که طی دوره گرم سال همگرایی مداری سامانه کم فشار ایران و پاکستان از سمت شرق و سامانه پرفشار آزور از سمت غرب و در نتیجه افزایش شیب فشار روی خوزستان طی روزهای اوج طوفان‌های گرد و غباری باعث انتقال و انتشار پدیده گرد و غبار در استان خوزستان و استان‌های اطراف می‌شود. جریان هوای آلوده به ریزگردها از بیابان‌های عراق و عربستان در این طوفان‌ها عامل اصلی قلمداد شده است.
میهن­پرست و همکاران (۱۳۸۸) نقش گرادیان فشاری و ناوه ۸۵۰ هکتوپاسکالی در ایجاد و انتقال گرد و غبارهای تابستانه نیمه غربی کشور را بررسی کرده و به این نتیجه رسیدند که مهم‌ترین عامل در ایجاد طوفان‌های گرد و غبار در منطقه عراق، وجود گرادیان­های فشاری از مرکز عراق تا مرکز سوریه و از شمال عراق تا شمال ترکیه می‌باشد. گسترش ناوه ۸۵۰ هکتوپاسکالی تا سوریه با گرادیان ارتفاعی مناسب موجب ایجاد بادهای قوی شمال غربی در سطح ۸۵۰ هکتوپاسکالی بر روی عراق شده که با کند شدن سرعت باد بر روی نیمه غربی کشور، همگرایی مناسبی جهت استقرار گرد و غبار برای مدت طولانی در این منطقه شده است. گرادیان فشاری غرب ایران (رشته کوه زاگرس) در ایجاد پدیده فوق نقشی ندارد.
دهدارزاده و صلاحی (۱۳۸۹) الگوهای همدید مولد گرد و غبار استان فارس را در سال‌های ۱۹۹۳ تا ۲۰۰۲ تحلیل نموده و بیان کرده‌اند که در تراز سطح دریا وجود مراکز کم فشار بر روی عربستان و عراق به علت عدم
همراهی رطوبت و وزش بادهای شدید و هم‌چنین در تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال قرارگیری در جلوی فرود با آرایش غربی - شرقی به علت ناپایداری هوای خشک موجب انتقال ریزگردها به ایران شده و قرارگیری در جلوی فراز با هوای پایدار زمینه ماندگاری گرد و غبار در جو منطقه را فراهم آورده است.
رییس‌پور و همکاران (۱۳۸۹) با بررسی سینوپتیکی طوفان‌های گرد و غبار در دوره ده ساله در منطقه خوزستان که با بهره گرفتن از نقشه‌های ارتفاع ژئوپتانسیل و بردار باد و فشار سطح دریا صورت گرفته است نشان دادند که در دوره‌ی گرم سال، استقرار کم فشار حرارتی سطح زمین و در دوره‌ی سرد سال، سامانه مهاجر و رودباد قطبی، به همراه قرارگیری ناوه در غرب ایران روی مناطق بیابانی، نقش اساسی در ایجاد این طوفان‌ها را دارند.
رسولی و همکاران (۱۳۸۹) به شناسایی روند تغییرات زمانی و مکانی وقوع گرد و غبار در غرب کشور پرداختند. و برای انجام کار تغییرات میانگین سال به سال و ماهانه روزهای همراه با گرد و غبار با بهره گرفتن از نمودارها و نقشه‌ها مورد تحلیل قرار دادند و نتیجه گرفتند که تعداد روزهای گرد و غباری سالانه از شمال به سمت جنوب افزایش می‌یابد و فراوانی وقوع گرد و غبارها در نیمه غربی ایران در طول نیم قرن اخیر دارای حرکت دوره­ای سینوسی بوده است.
خسروی ( ۱۳۸۹) توزیع عمودی گرد و غبار ناشی از طوفان در خاورمیانه را با بهره گرفتن از مدل NAAP روی سیستان ایران در دوره زمانی (۲۰۰۳ تا ۲۰۰۵ ) مورد مطالعه قرار داد. نتایج مطالعه نشان داد که محیط طبیعی دشت سیستان به همراه استقرار الگوهای سینوپتیکی به ویژه در دوره تسلط بادهای ۱۲۰ روزه شرایط مناسبی برای ایجاد طوفان های گرد و غباری فراهم می کنند.
شاهسونی و همکاران (۱۳۸۹) به بررسی عوامل ایجاد کننده گرد و غبار، اثرات آن بر محیط زیست، سلامت، اقتصاد و هم‌چنین روش‌های منشا یابی و کنترل طوفان‌های گرد و غباری با بهره گرفتن از جستجوی کلمات کلیدی مرتبط در پایگاه‌های اطلاعاتی پرداختند که در مجموع ۲۰۰ مقاله را استخراج و ۵۹ مقاله را مورد استفاده قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که که ذرات تولید کننده گرد و غبار تا ارتفاع ۶ کیلومتری صعود و تا مسافت ۶۰۰۰ کیلومتری انتقال یافته و دید افقی را به ۱۰^۴ و ۱۰^۳ متر کاهش می‌دهند. غبار اتمسفری مانع از نفوذ نور خورشید و کاهش تولیدات کشاورزی و افزایش بیماری‌های مننژیت و آسم می‌گردد و به ازای افزایش هر ۱۰ میکروگرم در متر مکعب در غلظت ذرات معلق کوچک‌تر از ۱۰ میکرون در زمان پدیده گرد و غبار، میزان مرگ و میر، ۱ درصد افزایش می‌یابد.
طاووسی و همکاران (۱۳۸۹) به بررسی سینوپتیکی طوفان‌های گرد و غبار در دوره ۱۰ ساله در منطقه خوزستان با بهره گرفتن از نقشه‌های ارتفاع ژئوپتانسیل، بردار باد و فشار سطح دریا پرداختند و به این نتیجه رسیدند که که در دوره گرم سال، استقرار کم فشار حرارتی سطح زمین و در دوره سرد سال، سامانه‌های مهاجر و رودباد قطبی، به همراه قرارگیری ناوه در غرب ایران روی مناطق بیابانی، نقش اساسی در ایجاد طوفان دارند.
ذوالفقاری و همکاران (۱۳۹۰) به بررسی عوامل همدید موثر بر رخداد پدیده گرد و غبار در بخش‌های غربی ایران طی دوره ۵ ساله پرداختند. در این پژوهش با بهره گرفتن از الگوهای همدید و مکانیسم تشکیل به این نتیجه رسیدند که استقرار یک سامانه کم فشار بر منطقه خاورمیانه و تقویت شرایط ناپایداری در سطح بیابان‌ها و هم‌چنین تاثیر هماهنگ یک موج کم فشار دینامیک بر فراز جو منطقه، زمینه مناسب را برای انتقال ریزگردها به جو منطقه را فراهم می‌آورد.
میری و همکاران (۱۳۹۰) به مطالعه طوفان‌های گرد و غبار منطقه سیستان پرداختند و به این نتیجه رسیدند که پس از وقوع خشکسالی‌های اواخر دهه ۷۰ و اوایل دهه ۸۰، فراوانی رخداد طوفان افزایش چشمگیری داشته است.
کریمی و شکوهی (۱۳۹۰) تشکیل کم فشار روی خلیج فارس و پیشروی آن تا جنوب ترکیه را مورد بررسی قرار دادند و نشان دادند که مساعدت جریان‌های سطوح میانی و بالایی جو با استقرار ناوه روی این سطوح سبب ایجاد گردشی چرخندی در جنوب شرق سوریه، در سطح زمین روی زمین‌های بدون پوشش سطحی (پوشش گیاهی، سنگ فرش بیابانی) و دارای خاک سطحی ریزدانه و گچی شده است. این جریان‌ها با حرکت به سمت شرق ناوه و عمیق شدن شرایط ناپایداری، گرد و غبار را با حرکت شرق سوی خود از روی ارتفاعات زاگرس عبور داده و تمام کشور، به استثنای جنوب‌ شرق را تحت تاثیر قرار داده است.
خورشید دوست و همکاران (۱۳۹۰) به بررسی وضعیت اقلیمی گرد و غبار کشور براساس گرد و غبارهای مشاهده شده‌ی ۵۰ ایستگاه هواشناسی با بهره گرفتن از روش آماری و تحلیل مولفه­های اصلی پرداختند و در ابتدا به منظور مطالعه تغییرات مکانی و زمانی گرد و غبارها، ایستگاه‌های مورد مطالعه را به دو دسته تقسیم کردند و با بهره گرفتن از روش PCA به این نتیجه رسیدند که سامانه پرفشار آزور از طریق ایجاد کم­فشارهای گرمایی سطح زمین بیش‌ترین نقش را در پراکندگی فراوانی روزهای گرد و غباری در غرب ایران دارد. هم‌چنین مشخص کردند که تغییرات سال به سال فراوانی روزهای گرد و غباری در مرحله اول متاثر از تغییرات اوضاع سینوپتیکی بوده و تغییرات چشم­اندازهای زمین و نوسانات بزرگ مقیاس اتمسفری در مراتب بعدی اهمیت قرار دارند.
خوش‌کیش و همکاران (۱۳۹۰) به شناسایی مشکلات عدیده‌ای که گرد و غبار در استان لرستان و تحلیل شرایط موثر در ایجاد پدیده گرد و غبار از نظر سینوپتیکی پرداختند. نتایج نشان داد که فرود تراز میانی جو و سیستم‌های فشار سطح زمین که مهم‌ترین آن، کم فشار منطقه‌ی خلیج فارس می‌باشد و جریانی که به خاطر دما از شرق ترکیه و شمال غرب عراق با جهت شمال غربی - جنوب شرقی می‌وزد عامل اصلی ایجاد گرد و غبار و انتقال آن به منطقه مورد نظر می‌باشد.
کریمی و همکاران (۱۳۹۰) به شناسایی خاستگاه پدیده گرد و غبار در منطقه خاورمیانه پرداختند. در این پژوهش از داده‌های ماهواره‌ای برای انجام مطالعه استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که کشور عراق، سوریه، عربستان، ایران، اردن و ترکیه به ترتیب در تولید گرد و غبار در خاورمیانه نقش دارند. هم‌چنین با ایجاد یک نقشه تراکم تولید گرد و غبار در خاور میانه مشخص شد که مناطقی در غرب عراق و شرق سوریه عامل‌های اصلی در تولید گرد و غبار در خاورمیانه می‌باشند.
مفیدی و جعفری (۱۳۹۰) علل وقوع طوفان‌های گرد و غباری تابستانه در جنوب غرب ایران و منابع اصلی گرد و غبار را مورد بررسی قرار دادند. در این پژوهش از روش شبکه‌بندی و شاخص آئروسل سنجنده Toms استفاده کردند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که الگوی زوجی تابستانه در قیاس با سایر الگوی همدیدی از بالاترین تمرکز منطقه‌ای گرد و غبار نیز برخوردار است.
میری و همکاران (۱۳۹۰) پدیده گرد و غبار در نیمه غربی ایران را از نظر آماری و همدیدی و سنجش از دور مورد بررسی قرار داد. در این پژوهش با بهره گرفتن از تجزیه و تحلیل داده‌های آماری طولانی مدت و شناسایی روزهای همراه با گرد و غبار، منشا گرد و غبارهای وارد شده به نیمه غربی ایران و مسیر حرکت آن‌ها شناسایی شد.
بوچانی و فاضلی (۱۳۹۰) به بررسی پدیده گرد و غبار و نیز به رابطه میزان آلودگی هوا و پیامدهای آن در استان ایلام با بهره گرفتن از تجزیه و تحلیل آماری در دوره زمانی مشخص پرداختند و به این نتیجه رسیدند که تعداد کانون‌های گرد و غبار در دو دهه گذشته در کشورهای عراق و عربستان و سوریه تقریبا ۵/۳ برابر شده و به تبع آن تقربیا هر سال تعداد و غلظت روزهای همراه با گرد و غبار در همه ایستگاه‌های مورد بررسی نسبت به سال گذشته بیش‌تر شده است.
بحیرایی و همکاران (۱۳۹۰) به بررسی وضعیت گرد و غبار استان ایلام براساس آمار ایستگاه‌های هواشناسی سینوپتیکی برای دوره آماری ۲۰ ساله پرداختند. در این پژوهش از الگوهای گردشی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکالی و سطح دریا از پایگاه داده‌های اقلیمی نووآ برای انجام تحلیل استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که در ماه ژوئیه قرارگیری هسته کم فشار بر روی دریای مدیترانه و زبانه فرود آن که بر روی بیابان‌های عراق، سوریه و عربستان قرار دارد باعث ایجاد گرد و غبار در غرب کشور می‌گردد. با استقرار محورهای فرود سطح بالا در مناطق گرم و خشک آفریقا، عربستان و عراق که منبع اصلی گرد و غبار هستند، شرایط گرد و غباری در کشور حادث می‌گردد.
رنجبر و عزیزی (۱۳۹۱) به بررسی و شناسایی منشا گرد و غبارهای وارد شده به نیمه غربی ایران و ردیابی مسیر حرکت آن‌ها پرداختند. در این پژوهش از داده‌های ساعتی گرد و غبار و تصاویر ماهواره‌ای استفاده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در فصل بهار بیش‌ترین رخداد گرد و غبار را در غرب ایران داریم ومنطقه مرزی بین سوریه و عراق و غرب و جنوب غرب عراق به ترتیب دو کانون اصلی گرد و غبار هستند.

در این تحقیق پس از تهیه پرسشنامه جهت کسب روایی صوری به اساتید و صاحب­نظران مراجعه و نظرات آنان در پرسشنامه اعمال شد.
اعتماد ( پایایی )
یک مقیاس قابل اعتماد مقیاسی است که در آن افراد در دو موقعیت زمانی مختلف امتیاز یکسانی را به دست آورند. فقدان قابلیت اعتماد در یک مقیاس، ناشی از گویه ­های غیر قابل اعتماد است، بنابراین لازم است هر گویه را برای قابلیت اعتماد آن بیازمائیم.

مقیاس تک بعدی مقیاسی است که در آن همه گویه ها مفهوم واحدی را اندازه گیری می کند که برای سنجش آن از تکنیک تحلیل گویه ها استفاده شده است. راه پی بردان به اینکه آیا پاسخهای مربوط به یک گویه خاص، با پاسخهای گویه ­های دیگر هماهنگی دارد یا خیر، محاسبه ضریب همبستگی میان نمره افراد در آن گویه و نمره آنها در بقیه مقیاس است. این ضریب، ضریب گویه به مقیاس نامیده می شود^[۷۲]. ضریب همبستگی از ۰ تا ۱ در تغییر است. هر چه این ضریب بالاتر باشد تعلق گویه به مقیاس بیشتر آشکار می شود، بر اساس یک قاعده سرانگشتی اگر این ضریب کمتراز ۳/۰ باشد، باید گویه مربوط بدان از مقیاس حذف شود. (دواس،۱۳۷۶: ۳۳۱)
از آنجا که بیشتر اوقات دستیابی به افراد در دو موقعیت امکان­ پذیر نیست، رهیافت علمی­تر توجه به هماهنگی پاسخ یک فرد به یک گویه در مقایسه با هر یک از گویه ­های دیگر مقیاس است. (همبستگی­های گویه به گویه) این رهیافت سنجه­ای برای اندازه ­گیری قابلیت اعتماد کلی مقیاس فراهم می­ کند. شاخص آن آماره­ای است که ” آلفای کرونباخ ” نامیده می­ شود. این آماره از ۰ تا ۱ تغییر می­ کند، هرچه این رقم بالاتر باشد، قابلیت اعتماد مقیاس بیشتر است. براساس یک قاعده سر انگشتی، آلفا باید حداقل ۷/۰ باشد تا بتوانیم بگوییم که مقیاس دارای قابلیت اعتماد است.(همان،۳۳۲) نتایج آزمون آلفای کرونباخ مربوط به متغیرهای تحقیق به صورت زیر می‌باشد:
جدول شماره۳-۱: ضرایب مربوط به آزمون مقیاس سنجش متغیر “میزان مهارت تشخیص”

نتایج آزمون طبق جدول شماره۳-۱نشان می­دهد که مقیاس از اعتبار کافی برای سنجش متغیر “میزان مهارت تشخیص” برخوردار است. چرا که مقدار آلفای کرونباخ آن (۷۴۲۶/۰) بالاتر از ۷/۰ می­باشد.
جدول شماره۳-۲: ضرایب مربوط به آزمون مقیاس سنجش متغیر “میزان مهارت مقایسه”

مدیریت

تعالیسازمانی،بهبودمستمرنظاممدیریت،ارتقایشناسه(برند)مرکزوبرخورداری ازمدیرانحرفه‌ای ومتخصص

مسئولیتاجتماعی

نهادینه‌سازی وترویجفرهنگوسوادآماری

تأمینوتولید

بهبودتهیهوتولیدآمارهای واقعی وبی‌طرفانه،باکیفیت،منسجمومقایسه‌پذیر،جامعومتنوع

انتشارواطلاع‌رسانی

بهبودعرضهسریع،بهنگام،گستردهوباقابلیتدسترسی برابرآمار‌های رسمی کشور

زیر‌ساختار

فراهم‌سازی زیرساخت‌های سخت‌افزاری ونرم‌افزاری مبتنی براستاندارد‌های جهانی

مدیریتمنابع‌انسانی

برخورداری ازنیروی انسانی متعهد،متخصصوحرفه‌ای

منابعمالی

بهبودتأمینمستمروپایدارمنابعمالی ومنطقی‌سازیمصارفمالی

تعاملوهمکاری

بهبودوارتقایهمکاری‌های سازندهعلمی وحرفه‌ای درسطحملی وبین‌المللی

هوشمندی محیطی

ایجادنظامرصد،شناخت،پایشوارزیابی نیازذی‌نفعاندرسطحملیوبین‌المللی

۳-۳. روشپژوهش
درعلم،تحقیقدرعملیاتبرایاجرایتجربهازمدل‌سازیوعمدتاًمدل‌هایریاضیاستفادهمی‌شود. باتوجهبهرویکردطراحیمدلریاضیبرایارزیابیعملکردخدماتمرکزآمارایران،روشتحقیقدراینپایان‌نامهتجربیریاضیونوعتحقیقکاربردیاست.

باتوجهبهاینکهموضوعاینپژوهشازنظرزمانیبراساسآخرینداده‌هایموجوداست،درپیآنیمکهباگردآوریاطلاعاتبهشناختبهتروکامل‌تریازوضعموجودبرسیم. ازنظرهدف،اینپژوهشازنوعکاربردیوازنظرگردآوریاطلاعات،ابتدامتکیبرمطالعاتکتابخانه‌ایوبررسیتحقیقاتپیشینوسپستعیینمعیارهاینهاییارزیابیعملکردوتعیینورودی‌هایمناسببرایاندازه‌گیریکاراییبابررسیتحقیقاتمشابه،استفادهازنظراساتیدوکارشناسانمرکزوبه‌کارگیریتکنیکIPAبرایبررسیوضعیتخدماتارائه‌شدهازسویمرکزآمارایرانازلحاظهرشاخصوارائهاستراتژیمناسباست.
۳-۴. جامعه،محدودهزمانیومکانیپژوهش
ازنظرمحتواییموضوعاینپژوهشدرحوزهکاراییوارزیابیعملکرد،ازنظرزمانیقلمرواینتحقیقسال ۱۳۹۳ وبراساسجدیدترینداده‌هایبه‌دستآمدهخواهدبودوازنظرمکانی،مرکزآمارایرانبودهاست.
جامعهآماریاینپژوهش،کارشناسانومتخصصانمرکزآمارایرانبوده‌اند.
۳-۵. روشگردآوریاطلاعات
درمرحلهاولبامطالعاتکتابخانه‌ایوبررسیمتونعلمیموجوددرخصوصارزیابیعملکرد،ادبیاتتحقیقگردآوریشد. ازآنجاکهبرایطراحیمدلریاضیدراینپژوهشاحتیاجبهداده‌هایخامودستهاولاست. دراینرسالهبرایجمع‌آوریاینداده‌هاابتدابامطالعاتکتابخانه‌ایبهکتب،پایان‌نامه‌ها،مقالاتوسایت‌هایاینترنتیشاخص‌هایموردنظرانتخابوبانظراستادراهنماوکارشناسانمرکزآمارتکمیلگشت.سپساطلاعاتموردنیازبعدازطراحیپرسش‌نامه،به‌دست۱۸ نفرازکارشناسانمحترممرکزآمارتکمیلوآمادهپردازشگردید.
۳-۶. مدلمفهومیتحقیق
دراینبخش،بهمراحلاجراییتحقیقاشارهشدهوکلیاتآندرقالبمتدولوژیاجراییتدوینودرشکل ۳-۲ ارائهشدهاست (حسینیوهمکاران،۱۳۹۱):
شکل۳-۲.مدلمفهومیتحقیق
۳-۷. شاخص‌هایبرگزیدهارزیابیعملکردمرکزآمارایران
اکنونکهبیانیهمأموریت،بیانیهچشم‌انداز،اهدافومقاصددرجایگاهخودقراردارند،روشیجهتاندازه‌گیریمیزانپیشرفتوموفقیتدراجراموردنیازاست. انتخابمجموعه‌ایمتوازنازشاخص‌هایعملکردجهتاندازه‌گیریمیزانموفقیتدردستیابیبهاهدافومقاصدکهبرمبناینتایجاستوارباشد،یکیازمهم‌ترینومشکل‌ترینمراحلارزیابیوکنترلعملکردوپیشرفتاست.
تعداد ۳۲ شاخصارزیابیکهدرذیلآوردهمی‌شوند،بعدازبررسیاطلاعاتموجوددرسایتمرکزآمارایران،اینترنتمرکزآمار،مصاحبهباکارشناسانوبابهره‌گیریازراهنمایی‌هایارزش‌منداستادراهنما،گردآوریشدهاستکهبهشرحذیلاست:

• تهیهحساب‌هایملی،منطقهایواقماری؛

• راهبردهای ST

معنا و مفهوم این دسته از راهبردها استفاده از نقاط قوت برای جلوگیری از مواجهه با تهدیدها میباشد. درنتیجه راهبردهای ST پیادهمداری نیشابور عبارتنداز:

• جلوگیری از افزایش گازهای گلخانهای و مضرات مرتبط با آن با اجرایی شدن طرحهای مطالعاتی حملونقلی ( طرح جامع حملونقل، طرح شبکه دوچرخه، سیستمهای هوشمند و غیره )

• اعمال قانون مالیات بر ارزش افزوده کاربری های تجاری و مختلط که سبب میشود بر میزان توان مالی شهرداری برای پروژه های عمرانی افزوده گردد

• اتخاذ تصمیماتی برای تسریع در اجرا و همچنین تدابیر مالی و اقتصادی برای کوتاه کردن دوره بازگشت سرمایه و حمایت از سرمایهگذاران در حوزه حملونقل شهری

• استفاده از حضور فعال مردم و شهروندان ( چشمان ناظر خیابان ) جهت افزایش امنیت اجتماعی در معابر و فضاهای بی دفاع شهری

• نظارت بیشتر بر ساختوسازها و جلوگیری از ساخت‌گراهای غیرمجاز

• هماهنگی و تطابق توسعه شهری و نظامهای حملونقلی ( خصوصاً در زمینه پیادهمداری ) با کمک تهیه و اجرای طرحهای مطالعاتی حملونقل و نیازمندیهای ترافیکی نیشابور

• فراهم نمودن زیرساختها و ارتقاء خدمات مؤثر در پیادهمداری برای استفاده از ظرفیتهای موجود در مراکز جاذب جمعیت

• کنترل آسیبهای اجتماعی و افزایش نظارت عمومی

• بهسازی و نوسازی بافتهای فرسوده و فراهم آوردن زیرساختهای گردشگری با محوریت بناهای با ارزش و مراکز جاذب سفر

• افزایش حساسیت مدیریت شهری و شهروندان به کاهش آلودگی و حفظ محیطزیست

• استفاده از مصالح و انرژیهای پاک در اجرای پروژه های حملونقلی

• تهیه و اعمال ضوابط جهت اخذ عوارض ترافیکی-زیستمحیطی ناشی از حملونقل شهری با کمک تسهیلات حملونقل هوشمند

• اعمال متقابل ویژگیهای شهر و انطباق طرحهای شهری در طرح جامع حملونقل و نیازها و پیامدهای ترافیکی در طرحهای توسعه شهری

• ساماندهی و گسترش کمی و به ویژه کیفی تسهیلات حملونقل عمومی

• آگاهسازی مردم در خصوص مزایا و منافع پیادهروی در تمام ابعاد اجتماعی، اقتصادی و زیستمحیطی در معابر و میادین با نصب بروشور، بنر و غیره

• راهبردهای WO

این راهبردها به دنبال استفاده از مزیتهای بالقوهای که در فرصتهای نهفته است برای جبران نقاط ضعف موجود میباشد. پس از تحلیل و بررسی عوامل ۴ گانه نامبرده راهبردهای WO برای نیشابور عبارتند از:

• افزایش تعلق مکانی و فرهنگ مشارکت در ساکنین

• اطلاعرسانی مناسب برای طرح و زمینهسازی برای جلب آرا و ارتقاء مشارکتهای مردمی در اجرای طرح

• طراحی با توجه به اقلیم و شرایط آبوهوایی؛ تعبیه سایبان و حفاظهای متحرک و زیبا در برابر باد و باران در زمستان و آفتاب در تابستان

• ایمنسازی معابر

• بهسازی معابر و پیادهروها با کمک مشارکت بخش خصوصی

• احیاء، بهسازی و نوسازی بافتهای فرسوده شهری

• کاهش ترافیک در مرکز شهر با طراحی مسیرهای ویژه حملونقل ( پیاده، دوچرخه و اتوبوس )

• ایجاد مناطقی جذاب و پر تحرک از طریق طراحی، مقیاس و کیفیت ساختمانها، خیابانها و منظر شهری؛ برای ارتقاء کیفیت محیطی و ایجاد هویت و خوانایی در ساختار شهری

• افزایش میزان خوانایی و سرزندگی مسیرها با حضور فعال مردم، استقرار و ارتقاء کاربری های جاذب جمعیت، استفاده از نمادها و نشانه ها و غیره و تأکید بر بناهای واجد ارزش تاریخی و فرهنگی

• طراحی اجزای محدودهی پیاده جهت استفاده بهینه از نور طبیعی و متناسب با اقلیم

• ساماندهی سیما و منظر شهری با محوریت چشماندازهای طبیعی و مصنوعی

• ایجاد تناسب بین عرض پیادهرو با حجم آمد و شد

• توجه مسئولین امور شهری به محدود کردن محورهای حرکتی سواره و گسترش مسیرهای پیاده و همزمان با توسعهی حملونقل عمومی

• راهبردهای WT

راهبردهای WT به راهبردهایی که هدف آن به حداقل رساندن زیانهای ناشی از نقاط ضعف و تهدیدها است، گفته میشود و برای توسعه پیادهمدار نیشابور بهصورت زیر لیست شده است:

• طراحی محیط بهگونهای که گروه های مختلف اجتماعی ( گروه های سنی، درآمدی، طبقاتی، فرهنگی و نژادی ) را پذیرا بوده و نیازهایشان را پاسخ دهد.

 شکل ۲- نتایج آزمایش کشش آرماتور به قطر ۸ میلیمتر…………………………………………………………….۸۸
شکل ۳- نتایج آزمایش کششی آرماتور به قطر ۱۰ میلیمتر …………………………………………………………۸۹
 شکل ۴- نتایج آزمایش کششی آرماتور به قطر ۱۲ میلیمتر ………………………………………………………. ۹۰
چکیده
بتن را می توان به عنوان یکی از محورهای شاخص سازه و ابنیه معرفی کرد . در کنار تمامی ویژگیهای مثبت و منحصر به فرد ، بتن همانند هر ماده دیگری در جهان هستی دارای پاره ای خواص منفی نیز می باشد که منجر به بروز چالشها در استفاده از آن میگردد . از جمله می توان به مواردی چون خزش ، فرسایش ،… اشاره کرد . یکی دیگر از عواملی که در کنار عوامل فوق می تواند روی بهره برداری بهینه از بتن موثر باشد تورم سنگدانه های موجود در بتن تحت تاثیر پدیده ای به نام واکنش قلیایی سنگدانه است .
واکنش قلیایی سنگدانه ها ، یک واکنش شیمیایی در سنگدانه های خاص و قلیایی موجود در بتن است که منجر به تشکیل یک ژل سیلیسی- قلیایی که تولید فشار کرده و در نهایت سبب انبساط و ایجاد ترک و کاهش مقاومت بتن می شود .
در این پژوهش اثر این پدیده در دراز مدت روی تیر بتنی مسلح و وضعیت تیر از لحاظ رفتار خمشی ، همچنین تاثیر درصد آرماتورهای کششی و فشاری و ظرفیت باربری بررسی خواهد شد . تیرهای بتن آرمه بر اساس خواص مکانیکی بتن در نظر گرفته شده است . تیرها mm1100 درازا داشت ̨ سپس مدلی به روش اجزاء محدود توسط برنامه ABAQUS برای واکنش قلیایی - سنگدانه ها طراحی شده است . در مدل ارائه شده واکنش قلیایی بصورت فشار داخلی یکنواخت و با معادلات حاکم بر این پدیده منظور گردیدند و نتیجه کلی واکنش قلیایی باعث افزایش تنش آرماتور کششی می گردد که در هنگام طرح تیر بایستی در نظر گرفته شود . همچنین برای بررسی صحت نتایج بدست آمده از مدل با نتایج واقعی با مطالعاتی که در گذشته در این زمینه صورت گرفته است به قیاس گذاشته شده است .

واژه های کلیدی : واکنش قلیایی سیلیسی سنگدانه ها ، انبساط ، تیر بتنی مسلح ، مقاومت خمشی
مقدمه
بدون شک دستیابی بشر به تکنولوژی بتن یکی از مهمترین جهش ها در فعالیتهای عمرانی محسوب می شود . مقاومت بالا و سهل الحصول بودن اجزاء تشکیل دهنده ، بتن را به عنوان یکی از اجزاء شاخص و کلیدی سازه و ابنیه معرفی می کند .
یکی از دغدغه های مهندسین سازه ، استفاده بهینه و ایمن از بتن است . در کنارتمامی ویژگیهای مثبت و منحصر به فرد بتن نیز مانند هرماده دیگری در جهان طبیعت دارای خواص و رفتاری است که منجر به بروز پاره ای چالشها در استفاده از آن میگردد . از جمله می توان به مواردی چون یخ زدگی ، سولفاته شدن ، انقباض ، خزش و فرسایش اشاره کرد . این عوامل می توانند باعث تغییر در خواص بتن شده و سبب پیدایش ترک و یا خرابی در سازه گردند . یکی دیگر از عواملی که در کنار عوامل فوق می تواند روی بهر برداری بهینه از بتن موثر باشد تورم سنگدانه های موجود در بتن تحت تاثیر پدیده ای به نام واکنش قلیایی سنگدانه است .
واکنش قلیایی سنگدانه ها پس ار آنکه دراوایل سال ۱۹۴۰ توسط (stanton) شناسایی شد ̨ تا کنون موضوع تحقیق دانشمندان بیشماری در سراسر دنیا بوده و هست . علت تحقیقات گسترده در این زمینه آن است که تاثیرات منفی این واکنش در برخی موارد بسیار جدی و خطرناک بوده و هزینه های زیادی ایجاد کرده است و عملکرد سازه ای متاثر را مختل نموده است . پاره ای از محققین در زمینه های آزمایشگاهی و رفتار سنجی بتن تحت تاثیر واکنش ̨ فعالیت داشته و بخش دیگری به یافتن مدلهای عددی جهت پیش بینی رفتار بتن تحت تاثیر واکنش قلیایی پرداخته اند . بعضی دیگر از محققین به یافتن استانداردهای مناسب ، برای آزمایشهای لازم در تعیین میزان قلیایت سیمان و واکنش پذیری سنگدانه ها و مواردی از این قبیل پرداخته اند و همین امر گستردگی زمینه فعالیت در خصوص این پدیده را نشان می دهد .
روش مستقیم جهت کاهش خرابی بتن توسط این پدیده شناسایی پتانسیل فعالیت سنگدانه ها و خودداری از استفاده از آنها می باشد . اما در بعضی اوقات به علت فقدان وجود منابع سنگدانه های غیر فعال و هزینه حمل و نقل سنگدانه های مناسب ، استفاده از سنگدانه های فعال اجتناب ناپذیر است . در یک چنین شرایطی استفاده از سیمان با قلیایی کم توصیه می شود که آن هم به علت در دسترس نبودن غیر ممکن است . بنا به دلایل ذکر شده وقوع این واکنش در داخل بتن در محیط های مستعد اجتناب ناپذیر است .
تیرهای بتنی در پل ها و قطعات خمشی تحت اثر واکنش قلیایی سنگدانه ها ، یکی از عناصر سازه ایست که می تواند مورد پژوهش باشد . دراین زمینه نیز تحقیقاتی انجام گرفته ولی اثر توام این پدیده با بارگذاری در نظر گرفته نشده است . هدف از این پژوهش ، بررسی اثر این پدیده همراه با بارگذاری با درصدهای مختلف آرماتور می باشد .
در فصل اول نگاهی گذرا به ماهیت پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها و نکات لازم در جهت مدیریت و علاج بخشی سازه های مبتلا به آن خواهیم داشت .
فصل دوم به مطالعات علمی وتجربی که در گذشته صورت گرفته می پردازیم . این مطالعات به دو صورت آزمایشگاهی و مدلسازی ارائه شده است .
در فصل سوم آزمایش مبناء و نتایج و ارزیابی آنها ارائه گردیده است .
در فصل چهارم مدل های عددی ارائه شده مورد بررسی قرار خواهد گرفت و نتایج حاصله از مدل با نتایج آزمایشگاه مقایسه می شود .
در فصل پنجم نتیجه گیری حاصل از تحقیق نهایی صورت گرفته است .
در فصل ششم پیشنهاداتی جهت تحقیقات آینده ارائه گردیده است .
فصل اول
کلیاتی در خصوص پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها
۱-۱-مقدمه
پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها واکنشی است شیمیایی که بین یون هیدروکسید که به صورت هیدروکسید سدیم و پتاسیم در سیمان پرتلند یافت می شود و در بعضی از انواع سنگدانه های موجود در بتن اتفاق می افتد . آب نیز به عنوان یکی از مواد اصلی بتن نقش یک کاتالیزور را در واکنش ایفا کرده و باعث تسریع واکنش می شود .
این واکنش سبب تورم بتن ، ترکهای ریز و در نهایت ترکهای قابل رویت در بتن می شود . این اثر در بتن توده بیشتر قابل ملاحظه می باشد . این واکنش می تواند در دراز مدت روی بهره برداری سازه اثر بگذارد . سازه هایی چون نیروگاههای برق آبی- سدهای بتنی - پل ها - دال ها - که در شرایط مناسب برای انجام این واکنش قرار دارند و مانند اینها می توانند تحت تاثیر این واکنش قرار گیرند .
۱-۲-انواع واکنش قلیایی سنگدانه ها
۱-۲-۱-واکنش قلیایی سیلیسی¹
این نوع واکنش که شایعترین نوع واکنش سنگدانه هاست بین یون هیدروکسید موجود در سیمان و سنگدانه های سیلیسی ̨ سیلیسی چخماقی ̨ بلورهای آتشفشانی ومانند اینها اتفاق می افتد .
۱-Alkali Silica reaction(ASR)
در طی این نوع واکنش یک ژل سیلیکاتی در بتن ایجاد می شود که قابل انبساط است و سبب تورم و ترک بتن می شود . در صورتی که میزان سنگدانه هایی که از موادی چون شن چرتی تشکیل شده اند در بتن بین ۱تا ۵ درصد باشد انبساط بتن سریعترشده و پس از ۱۰ سال ترکهایی در بتن دیده می شود.
۱-۲-۲-واکنش قلیایی سلیس- سیلیکات¹
این نوع واکنش قلیایی بیشتر به دلیل وجود کوارتز رخ می دهدو طی آن علاوه بر بتن ̨ سنگدانه های درشت بتن نیز دچار انبساط می شوند . در این نوع واکنش پس از گذشت بیش از ۲۰ سال ترکهای بتن قابل رویت است .
۱-۲-۳-واکنش قلیایی کربنات²
این نوع واکنش بین سنگ آهک دولومیت و یون هیدروکسید اتفاق می افتد . فراوانی این واکنش نسبت به دو نوع قبل کمتر است و در آن ترکهایی پس از حدود ۵ سال در بتن قابل رویت است .
۱-۳-مکانیسم واکنش قلیایی سنگدانه ها
۱-۳-۱-واکنش قلیایی سیلیسی (ASR )
واکنش ASR یک فرایند چند مرحله ایست . از آنجا که سیلیس در PH بالا ناپایدار است واکنش با حل شدن سیلیس موجود در سنگدانه ها آغاز می شود . در این مرحله یون هیدروکسید موجود در قلیای سیمان به گروه سیانول Si-OH و پیوندهای Si-O-Si شبکه کریستال سیلیکا حمله می کند . فرایند مرحله اول واکنش به طور خلاصه به صورت زیر نشان داده می شود :
۱-Alkali-Silica/Silicate reaction(ASR)
۲-Alkali Carbonate Reaction(ACR)
در واکنش اول پیوند سیلیکسان شکسته و پیوندهای سیانول شکل میگیرد . این پیوندها با یون هیدروکسید واکنش میدهند . در محیطی که یون   کم باشد بار منفی حاصل از واکنش دوم با یون های قلیایی   و   توازن ایجاد می کند . مکانیسم مرحله دوم واکنش که سبب تولید مواد قابل تورم می شود هنوز به خوبی شناخته نشده است . اما به نظر می رسدکه یونهای نامحلول محیط در حفره های ریز و ترک ها پخش شده و محصولاتی چون ژل و رسوب و حتی کریستال تشکیل می دهند .
تشکیل ژل سیلیکاتی باعث به وجود آمدن فشار داخلی فزاینده در بتن می شود . این فشار داخلی می تواند ناشی از جذب آب یا فشار اسمزی باشد . در تمامی موارد همین فشار داخلی است که سبب تورم و انبساط بتن می شود .
واکنشهای فوق الذکر تحت تاثیر عواملی چون حرارت و رطوبت نسبی و قابلیت واکنش پذیری سنگدانه ها قرار دارد که به اختصار توضیح داده خواهند شد . مکانیسم ASR وابسته به دماست . بدین معنی که هر چه دما بالاتر باشد فرایند سریعتر رخ می دهد و در دماهای خیلی پایین ممکن است واکنش متوقف شود .
این اثرناشی ازآن است که هر دو فاز مکانیسم یعنی حل شدن سیلیس و تشکیل ژل سیلیکاتی تحت تاثیر دما قرار دارند .
رطوبت لازمه ASR است . چرا که هم نقش حلال سیلیس را دارد و هم محیطی برای پخش یونها در حین واکنش فراهم می کند که سبب پیشرفت واکنش ASR در سازه می شود .
میکرو ترکهای ناشی از تورم ASR ابتدا پیشاپیش جبهه موثر واکنش دیده می شود . فشاری که تورم ASR در پشت این بخش به وجود می آورد با تنشهای کششی که در سازه ایجاد می شود خنثی می گردد . در نهایت این تنشهای کششی بر مقاومت کششی بتن غلبه کرده و پاره ای خرابیها در سازه ایجاد می کند .
بنابراین مکانیسم کلی ASR به صورت زیر بیان می شود :
حل شدن مشتقات سیلیس که در محیط قلیایی (PH بالا ) ناپایدار هستند .
انجام یک سری واکنش و رسیدن سیستم به پایداری شیمیایی
به وجود آمدن محصولاتی نظیر ژل سیلیکاتی و میکرو کریستال ناشی از واکنش
تورم بتن و یا سنگدانه ها در اثر جذب محلول حاوی ژل و نیز تورم خود ژل
به وجود آمدن فشار زیاد در حدود ۵ تا ۶ مگا پاسکال در سیمان مجاور