بتن مسلح یا بتن آرمه (Reinforced Concrete) به اختصار RC یکی از انواع بتن بسیار پرکاربردی است که برای بخش های حامل و غیر حامل استفاده می شود. دلیل اینکه به آن بتن مسلح یا آرمه می گویند این است که تقویت کننده های مختلف مثل میلگرد و الیاف فولادی و غیره به بتن معمولی زده شده و بسته به نوع پروژه معماری دارای انواع افزودنی بتن است. بد نیست بدانید که بتن مسلح شده توان رقابت با پروفیل های فولادی که در اسکلت ساختمان های تجاری و اداری استفاده می شوند را دارد به همین دلیل بسیار مهم هستند. در ادامه در خصوص بتن مسلح، انواع آن، کاربرد و مزایا و معایب به طور مفصل صحبت خواهیم کرد.
بتن مسلح یا بتن آرمه چیست؟
وقتی صحبت از این می شود که بتن مسلح چیست و چه فرقی با بتن غیر مسلح یا عادی دارد باید به ساختار و ترکیبات بتن مسلح اشاره کنیم. بتن آرمه به دلیل اینکه ترکیب شده با مواد تقویت کننده است به آن ماده کامپوزیتی تقویت شده با میلگرد و الیاف مختلف می گویند. دلیل وجود چنین موادی جبران مقاومت کششی و فرم پذیری نامطلوب ذاتی بتن است. به همین دلیل با ساخت بتن مسلح می توان این نقاط ضعف را پوشش داد و به جای استفاده از متریال های گران قیمت در ساخت سازه ساختمان های مسکونی و تجاری استفاده کرد.
تفاوت بتن مسلح و غیر مسلح چیست؟
همانطور که توضیح دادیم متوجه شدید که بتن مسلح چیست اما برای تکمیل توضیح داده شده تصمیم گرفتیم تفاوت آن با بتن ساده و غیر مسلح (Plain Cement Concrete) یا PCC را بیان کنیم. بتن های ساده و معمولی به دلیل اینکه مقاومت پایینی دارند بیشتر برای راه سازی و کف سازی استفاده می شوند و ترکیبی از سیمان، سنگدانه و آب است که نسبت بین این مواد تشکیل دهنده می تواند متفاوت باشد.
بنابراین با توجه به اینکه ترکیبات و متغیرهای زیادی وجود ندارند می توان مقادیر دقیق هر یک از سنگدانه ها را با سیمان و آب تعیین کرد تا کیفیت آنها را بسته به نوع پروژه ساختمانی تنظیم نمود. از طرفی پروسه ساخت کوتاهتر و راحتتر بوده و خطای انسانی کمتری دارد. بتن ساده و غیر مسلح مقاومت فشاری بالا ولی مقاومت تنشی پایینی دارد و بنابراین در معرض ترک خوردگی است. بنابراین بزرگترین تفاوت بتن ساده و بتن مسلح ترکیبات تشکیل دهنده و مقاومت آنهاست که کاربرد آنها نیز متفاوت می شود.
انواع بتن مسلح
به طور کلی بتن مسلح معماری از لحاظ نوع متریال هایی که برای تقویت آن استفاده می شوند به دو نوع بتن مسلح با میلگرد و بتن مسلح با الیاف تقسیم بندی می شوند. هر کدام از این انواع بتن مسلح بسته به نوع مواد و متریال به دسته های دیگری تقسیم بندی می شوند. در ادامه هر یک از آنها را به طور مفصل توضیح داده ایم.
-
بتن مسلح به میلگرد
از ترکیب بتن با میلگرد بتن مسلح شده ای به وجود می آید که شاید جزو نمونه های اولیه ساخت این نوع بتن ها باشد. اما نقش آرماتور در سازه های بتن مسلح چیست؟ میلگرد یا آرماتور به شکل های مختلف قابل ترکیب شدن است که می توان به میله، مش یا کابل اشاره کرد. هنگامی که بتن با میلگرد یا آرماتور تقویت می شود در واقع مقاومت کششی پایین آن را افزایش می دهد و بد نیست بدانید میلگردهای مورد استفاده غالبا فولادی هستند.
بر همین اساس دو نوع پرکاربرد بتن مسلح شده به میلگرد عبارتند از:
– بتن مسلح به میلگرد فولادی
– بتن مسلح به میلگرد شیشه ای که همان میلگردهای پلیمری هستند که با الیاف شیشه تقویت شده اند و به آنها GFRP می گویند. بد نیست بدانید که الیاف شیشه یکی از انواع الیاف بتن هستند.
از ویژگی های میلگردهایی که برای ساخت بتن آرمه استفاده می شود می توان به رزوه دار بودن آنها اشاره کرد که سبب اتصال و پیوند محکم تر بین میلگرد و بتن شده و تنش ها را بهتر منتقل می کنند. از طرفی چون میلگردها اکثرا فولادی هستند و مقاومت کششی بسیار بالایی دارد نقطه ضعف بتن را پوشش می دهد.
همچنین لازم به ذکر است که طبق اصول خوردگی در بتن مسلح و روش های جلوگیری از آن، در برخی محیط ها که احتمال خوردگی میلگرد بالا باشد، از میلگردهای اپوکسی، گالوانیزه یا فولاد ضد زنگ استفاده می کنند. همچنین میلگردهای GFRP هم به دلیل مقاومت نسبت به خوردگی و قیمت مقرون به صرفه بسیار مورد استفاده قرار می گیرند و حتی در مقایسه با میلگردهای اپوکسی وزن کمتری دارند و فشار کمتری به فونداسیون وارد می کنند، مقاومت کششی بیشتری داشته و جریان برق را عبور نمی دهند، عایق حرارتی قدرتمندی هستند و طول عمر بسیار بیشتری هم دارند.
· بتن مسلح پیش تنیده (Prestressed Concrete)
بتن پیش تنیده یکی از انواع بتن مسلح است که برای پروژه های عمرانی بزرگ استفاده می شوند. این نوع بتن ها کمک می کنند تا تنش ها و شرایط سختی که از قبل پیش بینی شده هستند به خوبی مقابله شوند. بتن مسلح پیش تنیده در شرایطی مشخص تولید می شود تا قادر باشد بارها و فشارهای زیاد در هنگام قرارگیری و سرویس دهی را تحمل کند. این نوع بتن ها بر روی کابل های از جنس آلیاژ فولادی ساخته می شوند.
مزیت بتن مسلح پیش تنیده بسیار زیاد است که می توان به استفاده حداکثری از مقاومت فشاری تقویت شده بتن، کمتر شدن تنش برشی، کم شدن سطح مقطع و وزن سازه، جلوگیری از ترک های کششی و خوردگی المان فولادی و استفاده از المان های کامپوزیت از طریق متصل ساختن بلوک های بتنی پیش ساخته اشاره کرد.
· بتن مسلح پس تنیده (Post-Tensioned Concrete)
بتن مسلح پس تنیده دقیقا برعکس بتن پیش تنیده ساخته می شوند. در بتن های پیش تنیده فشارهای مختلف قبل از گیرش کامل بتن اعمال می شود تا پیوند قوی بین فولاد و بتن شکل بگیرد به نحوی که پس از برداشتن فشارهای خارجی به حالت قبل بر نمی گشتند. اما در بتن پس تنیده، این فشارها در همان محل اجرای پروژه و قبل از بتن ریزی با شاتکریت و یا قبل از اتصال بلوک های بتنی پیش ساخته اعمال می شوند.
· بتن مسلح پیش ساخته (Precast Concrete)
یکی دیگر از انواع بتن مسلح، مدل پیش ساخته است که در کارخانجات تولید می شوند. از این نوع بتن ها برای ساخت سازه های مختلف مثل تیر و ستون و دال و فونداسیون استفاده می کنند. بتن پیش ساخته با اعمال پیش تنیدگی سبب تقویت المان و سازه های مختلف می شود. از بتن مسلح پیش ساخته به منظور ساخت سازه های مختلف ساختمانی، دیوار و نمای ساختمان، المان های پیش تنیده ای، سازه های زیر ساختی مثل عرشه، لاینینگ تونل مترو و غیره، مخزن آب و سپتیک تانک، تیرهای کف، محفظه زهکشی، تراورس راه آهن و غیره استفاده می کنند.
· بتن مسلح با عایق ماندگار (Permanent Insulated Concrete)
یکی دیگر از انواع بتن مسلح بتن هایی هستند که با المان های عایق با قابلیت ماندگاری دائمی ساخته شده اند و اصطلاحا به آنها ICF یا بتن مسلح ICF می گویند. این نوع بتن ها عایق عالی در برابر حرارت هستند و از قالب هایی متشکل از واحدهای مدولار یا ماژولار ساخته شده اند. برای ساخت بتن های ICF ابتدا قالب عایق می سازند و سپس با المان های تقویت کننده پر کرده و در نهایت از بتن با اسلامپ مناسب استفاده می کنند.
به کمک بتن مسلح با عایق ماندگار می توان انرژی مصرف ساختمان ها را کاهش دهد، سرعت اجرای پروژه های عمرانی را افزایش داد، عایق حرارتی و صوتی عالی تشکیل داد، تأسیسات مختلف را درون قالب های گفته شده گذاشت، زمان عمل آوری یا Curing را بهینه کرد و هزینه های تأمین مصالح را تقریبا کاهش داد. با این حال در آینده تغییر سازه دشوار بوده و رطوبت فضاهای داخلی را بالا می برد و باید مهاربندی انجام شود.
· بتن تقویت شده با الیاف (FRC)
به این نوع بتن ها، بتن الیاف دار هم می گویند که یکی از انواع بتن مسلح است که حاصل ترکیب الیاف فولادی با ملات سیمانی است. بتن مسلح با فیبرهای مختلف در این دسته قرار می گیرند که کاربرد اصلی آنها در سازه های نگهبان و تونل ها و ساخت دال های روی زمین و پیاده روهاست.
بسته به اینکه جنس الیاف چه باشد، حجم الیاف چقدر است، الیاف به کار رفته چه ابعاد و جهت گیری هایی دارند، سختی و مدول الاستیسیته ترکیب الیاف و مخلوط سیمانی، کارایی و تراکم بتن به چه میزان است، سنگدانه های به کار رفته در ملات بتن چه ابعادی دارد و با چه روشی ترکیب و ساخته شده باشد، کاربردهای گوناگونی می توان از بتن مسلح به الیاف فولادی و پلیمری و غیره انتظار داشت. در ادامه به معرفی انواع بتن مسلح با الیاف و فیبرهای مختلف می پردازیم.
– بتن مسلح به الیاف فولادی یا SFRC (Steel Fiber Reinforced Concrete)
بتن آرمه SFRC یکی از پرکاربردترین نمونه های بتن های مسلح شده است که برای لایه داخلی تونل، چاه های آدم رو مثل لوله های منهول، تانک های ذخیره مواد زائد و پساب، لوله، شاتکریت، بتن غلتکی و ترمیم بتن استفاده می کنند. بتن مسلح فولادی بسیار پرکاربرد و معروف است. چگالی بتن مسلح SFRC بین ۲۳۰۰ تا ۲۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.
– بتن مسلح به الیاف شیشه یا GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete)
از این نوع بتن های مسلح برای ساخت سازه های با المان های نازک و سبک استفاده می کنند. چگالی بتن آرمه GFRC بین ۲۰۰۰ تا ۲۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.
– بتن مسلح با فیبرهای پنبه نسوز یا آزبست یا AFRC (Asbestos Fiber Reinforced Concrete)
بتن های ARFC مسلح شده به منظور ساخت لوله های مختلف و المان های گوناگون در سقف استفاده می شوند که در برابر حرارت و مواد شیمیایی مختلف عایق خوبی هستند
– بتن مسلح به الیاف کربن یا CFRC (Carbon Fiber Reinforced Concrete)
بتن آرمه CFRC بخاطر مدول الاستیسیته عالی و مقاومت خمشی بسیار مناسب در بسیاری از پروژه های معماری استفاده می شود. CFRC در دسته بتن مسلح الیاف پلیمری قرار می گیرد که چگالی بین ۱۴۰۰ تا ۱۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب دارد مثل بتن های پلیمری که قبلا صحبت کرده ایم.
– بتن مسلح به الیاف طبیعی یا NFRC (Natural Fiber Reinforced Concrete)
این نوع از بتن آرمه نسبت به بتن های مسلح به الیاف شیشه ای هم ارزانتر است اما در خصوص مواد شیمیایی مقاومت کمتری دارد. به همین دلیل در پروژه های معماری که مقاومت کلی مناسب ولی هزینه پایین مدنظر باشد و شرایط خاص خوردگی آرماتور مطرح نباشد استفاده می گردند.
– کامپوزیت سیمانی مهندسی شده یا ECC (Engineered Cementitious Composite)
بتن ECC هم یکی دیگر از انواع بتن مسلح فونداسیون است که ظرفیت کرنشی بسیار بالاتری دارد.
مشخصات فنی بتن مسلح
در صنایع عمرانی و پروژه های ساخت و ساز همیشه مشخصات فنی متریال های به کار رفته اهمیت زیادی داشته است. بتن آرمه یا بتن مسلح از لحاظ ویژگی فنی و مشخصات تفاوت خاصی با بتن ساده ندارد چرا که المان های تقویت کننده بیشتر بر روی استحکام و رفع نواقص و معایب بتن های ساده تأثیر مثبت دارند. در ادامه برخی از مهمترین مشخصات فنی بتن مسلح را توضیح خواهیم داد:
· چگالی بتن مسلح
چگالی یا جرم حجمی بتن مسلح بتن آرمه بین ۲۴۰۰ تا ۲۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است و تقریبا مشابه با بتن ساده است. هر چند شیوه تقویت سازی و جنس المان های تقویت کننده می تواند تغییر دهنده باشد.
· مقاومت بتن مسلح
بتن آرمه باید مقاومت زیادی در برابر تنش های کششی مختلف و شکل پذیری سازه داشته باشد. بتن معمولی دارای مقاومت فشاری بین ۱۵ تا ۳۰ مگاپاسکال و مقاومت کششی بین ۲ تا ۵ مگاپاسکال دارد بنابراین اگر بار و فشار زیاد به شکل موضعی اعمال شود بتن خواهد شکست. بتن مسلح این محدودیت را برطرف کرده است. بنابراین حداقل مقاومت بتن مسلح ۵۰% بیشتر از بتن معمولی است و حداکثر مقاومت بتن مسلح بسته به نوع پروژه معماری تعیین می گردد. المان های تقویت کننده با افزایش شکل پذیری بتن های آرمه مقاومت آنها در برابر نیروهای وارده هم بیشتر می گردد.
· پیوستگی ساختاری
پیوستگی ساختاری بتن های آرمه به حدی است که فرم سطح داخلی مخلوط سیمانی با فرم سطح خارجی المان های تقویت ساز یکسان می شود. هر چقدر این میزان قفل شدگی و پیوستگی ساختاری بیشتر باشد، انتقال تنش بهتر انجام خواهد شد.
· ضریب انبساط حرارتی
منظور از ضریب انبساط حرارتی، مقدار تغییر حجم و ابعاد و مساحت یک ماده در اثر تغییرات و شوک حرارتی است. بنابراین المان های تقویتی نباید با بتن اصلی ضریب انبساط حرارتی متفاوتی داشته باشد چون در این صورت پیوند بین این دو از بین خواهد رفت. بنابراین ضریب انبساط حرارتی بتن مسلح با مواد تقویت کننده مشابه است و بهترین نمونه الیاف فولادی است.
کاربرد بتن مسلح
همانطور که متوجه شدید و در مورد انواع بتن آرمه توضیح دادیم کاربرد این نوع از بتن بسیار زیاد است. به عنوان جمع بندی به شکل موردی به کاربردهای مختلف بتن آرمه یا مسلح شده اشاره می کنیم:
- ساخت المان های باربر مثل تیر و ستون و دیوار و کف و سقف در کلیه ساختمان های مسکونی و تجاری و صنعتی
- ساخت المان های حامل پل های کوتاه و بلند و متوسط، عرشه و شاه تیر پل ها به منظور مقاوم سازی حداکثری و کاهش هزینه های اجرایی
- سدها یا سازه های هیدرولیکی مختلف در بخش فونداسیون، دیوار حائل سدهای خاکی، بدنه سدهای وزنی، بدنه و تکیه گاه های سدهای قوسی با بتن مسلح ساخته می شوند
- ساخت فونداسیون کلیه ساختمان ها
- ساخت دال های بتن آرمه به جای آسفالت سازی خیابان، آزادراه ها و پیاده روها و مسیر فرود هواپیماها
- ساخت سازه های شناور مثل اسکله ها
- سازه های دریایی مختلف مثل اسکله ها، برج های دیده بانی و فانوس های دریایی از بتن مسلح یا بتن آرمه ساخته شده اند. خرپاهای بتن مسلح برای انبارهای نزدیک سواحل دریایی استفاده می شوند
- لوله و کانال های صنایع مختلف مثل سیستم های فاضلاب شهری، تأسیسات بهداشتی ساختمان ها و غیره با بتن آرمه ساخته می شوند بجز مواردی که فشار بالای ۹ بار داشته باشند که در این صورت باید از غلاف های فولادی استوانه ای شکل هم استفاده گردد
مزایا و معایب بتن مسلح
بتن مسلح مشابه با سایر انواع بتن مثل بتن مگر در کنار کلیه کاربردها و مزایا، معایبی نیز دارند که در این بخش قصد داریم به آن می پردازیم.
مزایای بتن مسلح
- مقاومت فشاری و خمشی بتن آرمه فوق العاده بالاست و به طور کلی محدودیت های بتن معمولی را رفع کرده است
- با کمک قالب های مخصوص به شکل و فرم های مختلف، انعطاف پذیری سازه های مختلف افزایش پیدا می کند
- دوام و ماندگاری بتن مسلح در برابر شرایط جوی مختلف تا صدها سال خواهد بود. نفوذپذیری بتن مسلح در برابر مواد شیمیایی مختلف مثل کلریدها، سولفات ها و کربن دی اکسید پایین است به همین دلیل عملا نیاز چندانی به استفاده از بتن ضد سولفات نیست.
- مقاومت در برابر اشتعال پذیری و سوختن بتن آرمه بسیار مناسب است و بسته به کیفیت بین ۲ تا ۶ ساعت زمان لازم برای نجات آن فرصت وجود دارد. مقاومت بتن مسلح در برابر آتش گرفتگی بسیار بیشتر از بتن ساده یا غیر مسلح است
- فرم پذیری بتن های تقویت شده به خاطر وجود المان های تقویتی بیشتر است بنابراین در برابر برخی فشارها و تنش ها مقاومت بیشتری خواهد داشت و جلوی شکستگی پی و فونداسیون را می گیرد
- مقاومت در برابر زلزله بتن های مسلح و بارهای دینامیکی شدید بسیار مناسب است. با توجه به اینکه قاب خمشی بتن مسلح برای سیستم های سازه ای استفاده می شوند نیروی مقاومتی لازم در برابر بارهای جانبی را فراهم می کند.
- ساخت و پیاده سازی سازه های بتن آرمه ای ساده و بدون نیاز به نیروی متخصص می باشد
- استفاده از بتن های آرمه ای بسیاری از مواد جانبی، دور ریختنی مثل خاکستر بادی، سرباره، تکه های کنده شده از وسایل مختلف و غیره را به شدت کاهش می دهد بنابراین اثرات مخرب کمتری بر روی محیط زیست می گذارد
- با توجه به اینکه روش های مختلفی برای اجرای بتن مسلح وجود دارد و بتن های الیافی بسیار متنوعی وجود دارند، شیوه اجرا و پیاده سازی هم متناسب با نوع محیط و شرایط سازه قابل تغییر است
- کاربردهای گسترده ای دارد که در مورد آن صحبت کردیم
- مقاوم بودن در برابر نفوذ آب مخصوصا اگر افزودنی هایی مثل ژل میکروسیلیس استفاده شوند
معایب بتن مسلح
- افزایش وزن سازه
- عملیات اضافه تر جهت قالب بندی و نیاز به فضای بیشتر برای اجرای عملیات
- طولانی تر شدن بهره برداری از سازه به دلیل زمان بیشتر جهت گیرش بتن مخصوصا اگر با بتن اکسپوز مقایسه شود
- هزینه نسبتا بالای قالب های استفاده شده
محصولات بتن شیمی خاتم
در این بخش سعی داریم تا محصولاتی که مجموعه بتن شیمی خاتم ارائه میدهد را به شما معرفی نماییم:
آب بند بتن
بتن ذاتا ماده ای متخلخل است که آب و مواد مختلف به راحتی داخل آن نفوذ پیدا می کنند. نفوذ این مواد مختلف در نهایت می تواند منجر به تخریب ساختار و کاهش شدید عمر مفید آن شود. به همین دلیل از نوعی مکمل بتن به نام آب بند بتن استفاده می کنند.
چسب بتن
چسب بتن که به عنوان یکی از افزودنی های بتن در این صنعت مورد استفاده قرار می گیرد بسیار پرکاربرد است. این چسب ها به شکل مایع و با ترکیبات و انواع مختلف در بازار استفاده می شوند که امکان استفاده از آنها را در پروژه های مختلف امکان پذیر ساخته است. در ادامه قصد داریم ضمن بررسی کامل و کلیه موارد در خصوص آن، در خصوص خرید و قیمت چسب بتن نیز صحبت کنیم و راهنمایی های لازم داده شوند.
ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس یا همان مکمل بتن یک ماده بسیار پرکاربرد در اصلاح ویژگی های بتن است که برای نفوذ ناپذیر کردن بتن و آب بند کردن آن مورد استفاده قرار می گیرد.
روان کننده و فوق روان کننده
روان‌کننده بتن و فوق روان کننده بتن جزء افزودنی های بسیار مهم بتن بوده که برای سهولت کارهای مختلف، نیاز است که از انواع این روان سازها استفاده شود.
سؤالات متداول
بتن مسلح چیست؟
بتن های تقویت شده با میلگردهای فولادی و الیاف مختلف که به منظور پوشش دادن ضعف و نقاط منفی بتن های ساده تولید شده اند بتن مسلح یا بتن آرمه می گویند.
انواع بتن مسلح کدام است؟
از لحاظ نوع متریال ها و المان های تقویت کننده به دو نوع کلی بتن تقویت شده با میلگرد و تقویت شده با الیاف تقسیم بندی می شوند.
ضخامت بتن مسلح چقدر باید باشد؟
ضخامت پوشش بتن مسلح یا بتن آرمه بسته به نوع قطعه سازه مثل تیر، کف، ستون، سقف، فونداسیون و غیره و شرایط محیطی مختلف تعیین می شود. حداقل ضخامت ۳۰ میلیمتر است که برای دیوار و پوسته ها در شرایط محیطی متوسط است. حداکثر ضخامت بتن مسلح نیز ۹۰ میلیمتر است که برای شالوده ها در شرایط محیطی خیلی شدید و فوق العاده شدید استفاده می گردد.
بتن مسلح و غیر مسلح چه تفاوتی با هم دارند؟
بتن غیر مسلح و ساده در نوع افزودنی ها و تقویت کننده هایی که برای بتن آرمه استفاده می شود، نوع کاربردها و مقاومت فشاری و خمشی و تنشی با بتن های مسلح یا تقویت شده متفاوت هستند.
بدون دیدگاه