بتن آرمه چیست و چه کاربردی دارد؟
بتن مسلح یا همان بتن آرمه، یکی از پرکاربردترین و محبوب‌ترین انواع بتن در صنعت ساختمان است. یکی از مشکلات اساسی بتن ساده یا معمولی، عدم داشتن مقاومت کششی بود. بتن آرمه به دقت برای حل این مشکل طراحی شد.
بتن در ساخت انواع مختلف بخش‌های ساختمان نقش مهمی ایفا می‌کند؛ از جمله در ساخت بزرگراه‌ها، باندهای فرودگاه، تاسیسات نظامی، تیرها و… استفاده می‌شود. اما عدم مقاومت کششی در بتن‌های معمولی باعث بروز مشکلات جدی شده بود. با وارد کردن میلگرد که دارای مقاومت کششی قوی بود، بتن آرمه به وجود آمد و این مشکل با موفقیت رفع شد.
در پست های قبلی از بتن آرمه در مقاله با عنوان بررسی تخصصی انواع بتن و کاربردهای آن نام برده شد
بتن آرمه یا بتن مسلح
بتن، یک ماده است که در مقابل فشار، با تحمل بار بالا و استحکام مناسبی برخوردار است و همچنین در شرایط جوی مختلف، استحکام خود را حفظ می‌کند. با این حال، مقاومت کششی آن به اندازه کافی بالا نمی‌باشد. این نقص موجب شده که از فولاد با مقاومت کششی بالا در ترکیب با بتن استفاده شود، تا موادی به نام “بتن آرمه” به وجود آید که همچنان مقاومت کششی قابل توجهی دارد و همزمان دارای مقاومت فشاری عالی است.
مقالات بیشتر در حوزه بتن ؛ بتن چیست؟ اجزا و افزودنی های آن کدامند؟
نام‌گذاری “بتن مسلح” ناشی از مسلح کردن بتن با آرماتوربندی (میلگرد فولادی) است. برای مسلح کردن بتن از میلگردهای تقویتی، صفحات فلزی یا الیاف فولادی به عنوان تقویت‌کننده‌ها استفاده می‌شود.
با توجه به تحقیقات انجام شده، بتــن آرمه یا همان بتن مسلح به عنوان یکی از مقاوم‌ترین مصالح ساختمانی در برابر شرایط جوی در سطح جهان شناخته شده است. به همین دلیل، این مصالح به یکی از اصلی‌ترین رقبا برای پروفیل‌های فولادی در اجرای اسکلت‌های ساختمانی تبدیل شده و نقش اساسی در صنعت ساختمان‌سازی به عهده گرفته‌اند.
تاریخچه بتن آرمه
شاید برای‌تان جالب باشد اگر بدانید که اولین بار در سال ۱۸۴۹ توسط باغبانی فرانسوی به نام جوزف مونیر اختراع شد و در سال ۱۸۶۷ به ثبت رسید، البته این باغبان از این ابتکار برای ساخت گلدان استفاده کرد.
اما خب اگر بخواهیم قدیمی ترین ساختمان های ساخته شده با استفاده از بتن ارمه را بگوییم، می‌توانیم به قلعه ونسن که در قرن ۱۵ در فرانسه ساخته شده است، اشاره کنیم.
از همه‌ی این موارد که بگذریم، اولین باری که کاربرد بتــن آرمه به عنوان مصالح ساختمانی به رسیمت شناخته شد مربوط به اواخر قرن ۱۹ میلادی بر‌می‌گردد. در آن دوران، تحقیقات زیادی بر روی ترکیب بتن با آهن صورت گرفت، تغییر روش‌های به کار‌گیری میلگردهای فولادی (مثل خم کردن آنها) و بهبود پیوستگی آنها با بتن نیزاز پیشرفت‌های مربوط به آن زمان است.در سال ۱۸۸۴میلادی، اولین سازه تجاری با استفاده از بتن آرمه ساخته شد.
چرا افزودن فولاد به بتن آرمه اهمیت دارد؟
دلیل اصلی ترکیب فولاد و بتن افزایش مقاومت کششی بتن است، که بزرگترین نقطه ضعف بتن نیز همین است. در واقع، با این کار، نقطه ضعف اصلی بتن را پوشش می‌دهیم.
انواع بتن آرمه
بتن آرمه را می‌توان در یک دسته‌بندی کلی به دو دسته تقسیم کرد: بتن آرمه با الیاف و بتن آرمه با میلگرد. این نوع بتن مختلف، انواع گوناگونی دارند که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.
بتن آرمه به میلگرد
یکی از اولین، ساده‌ترین، و رایج‌ترین روش‌های ساخت بتن آرمه، استفاده از میلگرد یا آرماتور به صورت میله، مش یا کابل برای تقویت مقاومت کششی سازه‌های بتنی است. میلگردهای مورد استفاده در بتن اغلب از نوع رزوه‌دار هستند. وجود برآمدگی، باعث ایجاد پیوند بهتر بین فولاد و بتن می‌شود. به منظور جلوگیری از خوردگی فولاد، معمولا از میلگردهای اپوکسی، گالوانیزه یا فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود.
بتن آرمه با عایق ماندگار
قالب بتن عایق ماندگار، یکی از انواع قالب بتن است که برای ساخت بتـن آرمه با خصوصیت عایق حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع قالب، درون آن با استفاده از میلگردهای فولادی تقویت می‌شود و سپس با استفاده از بتنی با اسلامپ مناسب، آن را پر می‌کنند.
بتن پیش تنیده
یکی دیگر از انواع بتن مسلح، بتن پیش‌تنیده است که در پروژه‌های عمرانی بزرگ به کار می‌رود. بیشترین استفاده از بتن پیش‌تنیده در سازه‌های پل، منابع آبی، سقف‌ها و بزرگراه‌ها انجام می‌شود. در این نوع بتن، تنش کششی در یک عضو بتنی به نحوه دلخواه و به اندازه لازم اعمال می‌شود. این تنش‌ها باعث خنثی‌سازی بخشی از تنش‌های ناشی از بارهای مرده و زنده در این عضو می‌شود. در نتیجه، مقاومت و باربری آن افزایش می‌یابد.
بتن آرمه پیش ساخته
بتن پیش‌ساخته، نوعی بتن است که در کارخانه و دور از محل پروژه ساخته می‌شود. این نوع بتن‌ها عمدتاً برای سازه‌هایی مانند ستون، دال، فونداسیون و غیره استفاده می‌شوند. امکان ساخت این بتن‌ها در کارخانه، امکان اعمال پیش‌تنیدگی به اعضای بتنی را نیز فراهم می‌کند.
بتن تقویت شده با الیاف
بتن تقویت شده با الیاف به بتنی گفته می‌شود که در ساختار آن از الیاف مختلف به منظور افزایش دوام و یکپارچگی بتن استفاده شده است. بتن الیافی عمدتاً در شاتکریت به منظور تقویت و دیواره‌های سازه‌های نگهبان یا تونل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مزایای بتن آرمه
مقاومت کششی بالا
بتن آرمه به دلیل وجود فولاد، از مقاومت کششی و همچنین فشاری ایستایی بسیار خوبی برخوردار است. این ویژگی، بتن را به یکی از مصالح ساختمانی مطلوب تبدیل کرده است.
استحکام در برابر حرارت و آتش
بتن یک ماده غیرقابل اشتعال است و اجازه سوختن آن را نمی‌دهد. همچنین می‌تواند حرارت را ۲ تا ۶ ساعت تحمل کند که این زمان کافی برای عملیات نجات در صورت آتش‌سوزی است. سازه‌های بتـن آرمه نسبت به دیگر مصالح ساختمانی مانند فولاد مقاوم‌تر به آتش هستند.
قابلیت انعطاف پذیری
انعطاف‌پذیری یکی از مزایای بتــن آرمه نسبت به بتن معمولی است. این خاصیت به بتن اجازه می‌دهد که در صورت فشار بیش از حد بر روی اجزای بتن آرمه، نشانگانی مانند ترک خوردن ایجاد شود. این امر باعث می‌شود مهندسان بتوانند اقدامات مناسبی را برای پیشگیری از آسیب بیشتر در بتن در نظر بگیرند.
استقامت
یکی از مزایای چشم‌گیر سازه‌های بتن آرمه، دوام آنها در شرایط جوی مختلف است. سازه‌های بتن آرمه، در صورتی که به درستی و با رعایت اصول طراحی و اجرا شوند، دارای دوام بسیار بالایی هستند. به دلیل نفوذناپذیری این مصالح ساختمانی، بتن می‌تواند در برابر مواد شیمیایی محلول در آب، مانند سولفات‌ها، کلرید، و دی اکسید کربن که ممکن است باعث ترک خوردگی در بتن شود، بدون تخریب جدیی مقاومت کند.
سود آوری
مواد تشکیل دهنده بتن آرمه به طور گسترده در دسترس و به صرفه قیمت هستند. به همین دلیل هزینه تمام شده بتـن آرمه نیز مقرون به صرفه است. علاوه بر این، هزینه نگهداری بتن آرمه به دلیل استحکام بالای آن بسیار کمتر از سایر مصالح ساختمانی است.
استحکام در برابر زلزله
سازه های بتن آرمه، به دلیل آرماتوربندی شدن (در صورت طراحی و اجرای درست)، در برابر زلزله از مقاومت بالایی برخوردار است.
همچنین می توانید مقاله ارزيابی و بهسازی لرزه ای ساختمان های بتنی متداول موجود را بخوانید
که در آن از بتن مسلح هم نام برده شده است!
معایب بتن آرمه
- سازه‌های بتن آرمه به دلیل استفاده از بتن، نسبت به سازه‌های دیگر نظیر سازه‌های فولادی، چوبی و… وزن سنگین‌تری دارند.
- برای ساخت ساختمان‌های بتنی نیاز به قالب‌بندی وجود دارد. در بعضی از مواقع که پروژه عظیم است، عملیات در زمینه قالب‌بندی نیاز به فضای کافی به همراه نیروی کار زیاد برای اجرا دارد.
- هزینه بالا برای قالب‌های مورد استفاده برای قالب‌بندی و نیروی کار ماهر (آماتوربند) برای اجرای بتـن آرمه نسبت به بتن معمولی.
- دقت بالا در اجرای پروژه به دلیل تأثیر مستقیم نحوه اختلاط، قالب‌بندی، بتن‌ریزی و گیرش بر روی مقاومت نهایی سازه بتنی.
کاربردهای بتن آرمه
بتن آرمه امروزه به یکی از رایج‌ترین و پراستفاده‌ترین مصالح ساختمانی تبدیل شده است و در کمترین سازه‌ای نمی‌بینیم که از این مصالح ساختمانی استفاده نشود. این مصالح ساختمانی از ساخت دیوارهای برشی گرفته تا برای ساخت سازه‌های شناور کاربرد دارد.
به عنوان مثال، در ساخت دیوارهای برشی، دیواره‌های اصلی، تیرها و ستون‌ها از بتـن آرمه استفاده می‌شود. در ادامه به بررسی تعدادی از کاربردهای بتن آرمه اشاره می‌کنیم:
- صنعت ساختمان سازی
- پل‌ها
- باندفرود
- مخازن آب
- جاده‌ها
- سازه‌های شناور
- سازه‌های دریایی
- لوله‌ها و داکت‌های تاسیساتی
- دودکش‌ها و خرپشته‌ها
- دیوارهای نگهدارنده
- سیلوها
بدون دیدگاه