بتن مسلح چه میباشد ؟
بتن مسلح یا این که بتن آرمه به بتن گردیده با میلگرد گفته میگردد.
برای مسلح کردن بتن از میلگردهای تقویتی، کانال‌های توری تقویتی، صفحه ها فلزی یا این که الیاف تقویتی به کارگیری میشود.
انگیزه اصلی به کار گیری از بتن آرمه، واگذاری نیروهای کششی بوجود آمده در بتن به میلگردهاست تا به این روش نیروهای کششی به بتن وارد نشده و
سبب ساز ترک‌خوردگی و در نهایت پکیدن بتن نشود.
مقاومت کششی بتن ۰٫۱ مقاومت فشاری آن میباشد. این دسته از بتن، در سال ۱۸۴۹ بوسیله باغبانی فرانسوی به اسم جوزف مونیر ابتکار عمل گردیده و
در سال ۱۸۶۷ به تثبیت رسید. کلمه فرو بتن نیز (به انگلیسی: Ferro Concrete) صرفا به بتنی اشاره دارااست که بوسیله آهن یا این که فولاد تقویت گردیده باشد. از مواد دیگری همچون الیاف آلی و معدنی نیز می‌توان به مانند کامپوزیت‌هایی در انواع متعدد برای تقویت بتن بهره برد.
بتن نیروهای فشاری را به نیکی تحمل می نماید؛ ولی در قبال نیروهای کششی ضعیف میباشد.
پس با مسلح کردن بتن، می‌توان مقاومت کششی آن را ارتقا بخشید.
علاوه بر این، کرنش باخت بتن در کشش، بسیار تحت میباشد که با مسلح نمودن آن می‌توان دو کناره بتن ترک‌خورده را به هم نزدیک کرد.
برای داشتن یک ساختمان سفت، انعطاف‌پذیر و بادوام، مواد و مصالح تقویت کننده بتن می بایست خصوصیت‌های تحت را داشته باشند:
- مقاومت بالا
- کرنش کششی زیاد
- پیوستگی مطلوب با بتن
- سازش با حرارت زیاد
- ماندگاری خوب در دور و اطراف بتن
در طولانی تر موردها، برای بالا بردن تاب بتن، ازمیلگرد فولادی جهت مسلح کردن بتن استعمال میگردد.
تاریخچه
در ایالات متحده، ویلیام وارد، اولیه ساختمان بتن آرمه را در سال ۱۸۷۵ در نیویورک سازه نمود.
همینطور، تادیوس هیات، که در صدر یک نماینده قانونی بود، در ده سال ۱۸۵۰ تجربیاتی را راجع‌به تیر بتن آرمه انجام اعطا کرد.
او میله‌های آهنی را در حوزه کششی تیر قرار اعطا کرد و
در اطراف تکیه‌گاه آن را به طرف بالا خم کرده و در حیطه فشاری مهار نمود.
وی هم‌چنین میله‌های قائمی را در اطراف توکل‌گاه‌ها برای تحمل برش به‌عمل برد.
هیات در سال ۱۸۷۷ یک کتاب ۲۸ صفحه‌ای در رابطه با مسئله پژوهش ها خویش منتشر کرد.
بتن آرمه
مصالح ساختمانی گوناگونی از دیرباز بوسیله بشر گزینه استعمال قرار گرفته میباشد. درین میان شاید بتوان از چوب، سنگ،
فولاد و بتن تحت عنوان پرمصرف ترین مصالح ساختمانی اسم برد.
بتن که در واقعیت یک مدل سنگ ساخته دست آدم میباشد، از مقاومت فشاری قابل پذیرش و
مقاومت کششی بسیار ذیل (نزدیک به ۱۰% مقاومت فشاری) برخوردار‌است.
از طرفی در بخش اعظمی از قطعات بنا ای، کشش بی واسطه ویا
کشش ناشی از خمش تولید میگردد.
به همین جهت برای جبران ضعف مقاومت کششی بتن، ایده ی بتن مسلح نوآوری شده‌است.
در‌این طریق، در هر بخش که قطعه ی بنا ای زیر کشش
(کشش بی واسطه یا این که کشش ناشی از خمش)
قرار گیرد، ازیک ماده با مقاومت کششی مطلوب نظیر فولاد تحت عنوان
یک ماده ی مقاوم در مقابل کشش ساخت گردیده، استعمال میشود.
اگرچه ایده ی نخستین در نوآوری بتن مسلح، واگذاری نقش مقاومت در مقابل تنش‌های کششی به فولاد بوده میباشد؛
با این وجود فولاد میتواند تحت عنوان یک عنصر کمکی در تحمل فشار نیز در کنار بتن قرار گیرد.
به همین دلیل میلگردهای مسلح کننده در قطعات فشاری نظیر ردیف‌ها و
یا این که حتی‌در حوزه فشاری تیرها تحت عنوان فولاد فشاری نیز به عمل رود.
اعتنا شود که در یک زمان بتن آرمه، ممکن میباشد ترک‌های کششی در
حوزه کششی بتن و در سمت و سوی متعامد نسبت به دلیل تنش‌های کششی تولید شوند.
این ترک‌ها ممکن میباشد از میلگردهای کششی نیز عبور کرده و تا نزدیکی‌های تار خنثی بالا روند.
با این وجود، معمولا پهنا این ترک‌ها بسیار محدود بوده
(کوچکتر از ۳/۰ میلی متر) و در همت قطعه بتن مسلح دخالت نمیکنند.
سازگاری بتن و فولاد
بتن و فولاد سازگاری قابل توجهی برای تشکیل یک جسم مرکب دارا‌هستند که درین در میان می شود به مورد ها ذیل اشاره نمود:
- الف- ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد بسیار به هم نزدیک میباشد؛ به همین عامل زیر تاثیر تغییرات دمای متداول، تنش‌های قابل توجهی در میان آنان تولید نمی‌شود.
- ب- بتن و فولاد چسبندگی بسیار خوبی با یکدیگر داشته و در بین آن دو معمولا لغزش واقعه نمی افتد؛
به این ترتیب می‌توانند تلاش مرکبی با یکدیگر داشته باشند و همانند یک جسم واحد کار نمایند.
چسبندگی بسار خوب میان بتن و فولاد، ناشی از چسبندگی شیمیایی در بین دو ماده،
و نیز ناصافی‌های سطحی و برآمدگی‌های آج میلگرد میباشد.
- ج-فولاد ماده ای میباشد که به راحتی در معرض خوردگی شیمیایی قرار میگیرد؛ در حالی که بتن معمولا نفوذ ناپذیری مناسبی دارااست و قادر است فولاد مسلح کننده را در مقابل خوردگی مراقبت کند.
- د- مقاومت فولاد در مقابل دمای آتش بسیار زیر میباشد؛ در حالی که پوشش بتن که روی میلگرد‌ها قرار گرفته میباشد، مقاومت بسیار خوبی در مقابل اتش سوزی تولید می نماید.
پیشینه تاریخی بتن آرمه
در‌صورتی‌که چه گفته می گردد سیمان از دیرباز به وسیله ایرانیان و رومانیان(به طور آهک شکفته وملات ساروج)
تحت عنوان یک ماده ساختمانی به فعالیت گرفته می شده‌است،
البته سابقا تثبیت سیمان پرتلند به جوزف آسپیدین انگلیسی در سال ۱۸۲۴ بر میگردد.
از آن پس بتن غیر مسلح برای سالها تحت عنوان یک مصالح ساختمانی خوب، ساخت شد.
سوابق به کارگیری از بتن مسلح به سال ۱۸۵۰ بر میگردد که جوزف لامبوت فرانسوی یک قایق بتنی را که با کانال ای
از سیم‌های موازی مسلح گردیده بود، ساخت کرد. با این هم اکنون ابتکار بتن آرمه معمولا به جوزف مونیر فرانسوی نسبت داده میگردد.
او در سال ۱۸۶۷، ابتکار عمل ایجاد حوضچه‌ها و مخازن بتنی مسلح به کانال ای از سیم آهنی را برای خویش تثبیت نمود.
از آن به بعد از آن مونیر تا سال ۱۸۸۱،مورد ها زیادی از کاربرد بتن مسلح را از جمله در تولید لوله‌ها و تانک‌ها،
صفحه های و دال‌های مسطح، پل‌های عابر پیاده، قوس‌ها، ساختمان‌ها و اجزاء رابط خطوط آهن به اسم خویش به تثبیت رساند.
با این وجود گفته میشود که او علم مرتبط با رفتار بتن آرمه و یا این که روش مطلوب جهت محاسبات پباده سازی را نداشته میباشد.
در ایالات متحده ویلیام وارد اول ساختمان بتن آرمه را در سال ۱۸۷۵ در نیویورک سازه نمود.
همینطور تادیوس هیات که در صدر یک نماینده قانونی بود، در ده سال ۱۸۵۰ تجربیاتی را درباره‌ی تیر بتن آرمه انجام بخشید.
او میله‌های آهنی را در حوزه کششی تیر قرار بخشید و در حوالی محل تکیه دادن آن را به طرف بالا خم کرده و در حیطه فشاری محار نمود.
وی همینطور میله‌های قائمی را در اطراف محل تکیه دادن‌ها برای تحمل برش به عمل برد.
هیات در سال ۱۸۷۷ یک کتاب ۲۸ ورقه ای در رابطه با مورد پژوهش ها خویش منتشر کرد.
همینطور رانسام در ده سال ۱۸۷۰ در شهر سانفرانسیسکو مواقعی از به کارگیری از بتن آرمه تجربه نمود.
او در سال ۱۸۸۴، به کارگیری از میله‌های آجدار را با پیچاندن میله‌هایی با سطح برهه زمانی مربعی و
به مراد فراهم نمودن چسبندگی بهتر میان فولاد و بتن، به اسم خویش تثبیت کرد.
همینطور او در سال ۱۸۹۰، ساختمان یک موزه دو طبقه به ارتفاع ۹۵ متر را به طور بتن آرمه سازه نمود.
این ساختمان در زمین لرزه سال ۱۹۰۶ سانفرانسیسکو و نیز در حریق سوزی متعاقب این زمین لرزه،
جراحت جزئی روئت کرد که‌این همت و نیز سعی مطلوب بقیه ساختمان‌های بتن آرمه در آن زمین‌لرزه و
حریق سوزی متعاقب، باعث به بخت همگانی بدین سیستم تازه ساختمان سازی شوید.
در سال ۱۹۰۳، تشکیل یک کمیته مشترک از نمایندگان سازمان‌های علاقه مند در مورد بتن آرمه در ایالات متحده،
نقطه شروعی برای عمومی کردن علم پباده سازی بتن آرمه بود. از آن به آن‌گاه در ده سال اولیه قرن بیستم،
آزماشات زیادی به وسیله محققان در ایالات متحده و اروپا
جهت گزینش مقاومت فشاری بتن، و مدول الاستیسیته بتن انجام گرفت.
از سال ۱۹۱۶ تا ۱۹۳۵، طولانی تر پژوهش ها بر ردیف‌های بتن آرمه با بار بیرون از محور، پایه بتن آرمه و
نیز مقاومت آخرین تیرها اضافه آیتم اعتنا محققین قرار گرفت.
از آن به آن گاه و تا به امروز پژوهش ها بسیار متعددی در مورد رفتار قطعات و بنا‌های بتن آرمه انجام گرفته میباشد.
هزاران رساله فوق لیسانس و دکترا در این باره در ده سال‌های اخیر به حرفه تحریر در آمده میباشد.
با این وجود به یقین نگارنده، هنوز ناشناخته‌های فراوانی در مورد کردار اجزاء بتن آرمه موجود هست.
از همین رو اکنون نیز اکثری از پژوهش ها زنده ی دانشکده‌های دارای اعتبار و
مرکز ها تحقیقاتی عالم در مسئله اجزاء و قطعات بتن آرمه معطوف می کردد.
مزایا و معایب بتن آرمه
مصالح مختلفی مثل فولاد، چوب، مصالح بنایی و بتن ممکن میباشد
تحت عنوان مورد‌هایی برای ایجاد یک سازه مطرح باشند.
این آیتم‌ها برای بخش اعظمی از بنا‌های متداول وجود دارا هستند؛
در شرایطی که چه در ایجاد اسکلت بنا‌های بلند، ممکن میباشد به فولاد و بتن محدود گردند.
با این وجود امروزه بتن آرمه تحت عنوان یک مورد قابل اعتماد برای تولید اکثری از بنا‌های کوچک و وسیع محسوب میگردد؛
به گونه ای که شاید بتوان از آن تحت عنوان مهم‌ترین ماده ساختمانی موجود با کاربردی فراگیر در تمام جهان اسم برد.
امروزه اکثری از ساختمان‌های کوچک و پهناور،
پل‌ها، سد‌ها، تونل‌ها، شبکه‌ها، مخازن و تانک‌ها، دیوارهای حائل، لوله‌ها و روسازی‌ها از بتن آرمه ساخته میگردد.
موفقیت شایان توجه بتن آرمه نسبت به بقیه مصالح ساختمانی و
به خصوص فولاد در کاربرد فراگیر آن را می توان مرهون موردها پایین دانست:
-
۱٫ بتن مقاومت فشاری مناسبی در مقایسه با اکثری از مصالح ساختمانی دیگر دارااست.
-
۲٫ کلیه اجزاء تشکیل دهنده بتن(به غیر از سیمان) تحت عنوان مصالح محلیو ارزان بها محسوب میشوند. نسبتاً در کلیه جا می توان آب، ماسه و شن را از فواصل در حدود محل بتن ریزی حمل نمود که‌این مساله سبب به سهولت و تمایل اضافه به بتن، و ارزانتر تمام شدن آن خواهد شد.
-
۳٫ بتن را می شود به سهولت به هر صورت دلخواه در آورد. با ساختن قالب مطلوب، نسبتاً هر سیرتکامل زمان بنا ای و صورت معماری را می توان از بتن آرمه ساخت نمود. در مقابل، مقاطع فولادی در بعد ها مشخص و معلوم و در کارگاه ایجاد میشوند و ایجاد بازه زمانی یگانه از مصالح فولادی گاه خلل و یا این که نا ممکن خواهد بود.
-
۴٫ بتن مقاومت بسیار خوبی در مقابل حریق داراست.یک ساختمان بتن آرمه میتواند ساعتها در مقابل حریق سوزی‌های مهیب مقاومت نماید، فارغ از آنکه فرو ریزد. این مساله مجال کافی برای مهار حریق و نیز تخلیه ساختمان از نفرات و اموال را مهیا می‌نماید. در مقابل یک ساختمان فولادی در قبال حریق سوزی تماما ضعیف خواهد بود. فروریزی ساختمان بلند‌های دوقلوی نیویورک که در رخداد ۱۱ سپتامبر سال ۲۰۰۱ گزینه حمله قرار گرفتند، به جهت اسکلت فولادی آن‌ها بود. در صورتی‌که این ساختمان بلند‌ها از مصالح بتن آرمه تشکیل شده بودند، جان هزاران آدم و نیز میلیون‌ها دلار ثروت موجود در آن‌ها مراقبت می‌شد.
-
۵٫ بتن همینطور مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و آب دارااست. درصورتی که آب در تماس با بتن، دربردارنده برخی از یون‌ها از قبیل یون سولفات و یا این که یون کلرور نباشد، برای بتن و حتی میلگردهای مو جود در بتن، مشکلی ساخت نمی نماید.
-
۶٫ اجزاء بتن آرمه از صلبیت بالایی برخوردار میباشند. به همین ادله معمولا ساکنان یک ساختمان بتن آرمه در هنگام وزش شدید باد و یا این که تحرک زیاد همسایگان، لرزه ای را احساس نمیکنند و آرامش آنان نگهداری می گردد.
-
۷٫ اجزاء بتنی در مقایسه با بنا فولادی به طور ذاتی به مراقبت و مراقبت کمتری نیاز دارا‌هستند. به خصوص در شرایطی که بتن ریزی به طور متراکم انجام گرفته باشد و در نصیب‌های در تماس با هوا از بتن هوادار مصرف شده باشد، بعداز آغاز بهره‌برداری از بنا ی بتن آرمه نسبتاً نیاز به حفظ جدی ندارد.
-
۸٫ بتن در مقایسه با بقیه مصالح ساختمانی، قدمت بهره دهی بسیار طولانی داراست.
پایین وضعیت مشخص و معلوم، یک بنا بتن آرمه قادر است برای مدام سوای کاهش در گنجایش باربری گزینه استعمال قرار گیرد.
این مساله مبنی بر این حقیقت میباشد که بتن در حین عصر نه فقط کاهش مقاومت ندارد،
بلکه با سپری شد طولانی عصر با تحکیم بیش تر سیمان، ارتقا مقاومت نیز داشت. با این وجود، تاثیر کارداران مخرب محیطی و یون‌های تهاجمی ممکن میباشد دوام بتن را در حین دوره به مخاطره بیندازد.
-
۹٫ بتن در برخی از اجزاء بنا ای نظیر پی‌ها، دیواره‌های ذیل زمین و شمع‌ها، تحت عنوان صرفا آیتم اقتصادی به حساب آورده می شود.
-
۱۰٫ اجرای بتن و بنا ی بتن آرمه در مقایسه با بقیه مصالح نظیر فولاد و یا این که حتی چوب، نیاز به نیروهای اجرایی و کارگران با مهارت بالا ندارد.
با قرار دادن اعضای کششی در قطعات بتنی توان کششی آنان‌را بالا میبرند. این تکنیک
محصول ها بتنی را به دو مدل اصلی قطعات بتنی غیر مسلح و قطعات بتنی مسلح تقسیم می‌نماید.
با بالا رفتن مسافرت به شهر و توسعه و گسترش جمعیت در آن ها ،
نیاز به ابنیه روز آپ دیت ارتقا می‌یابد. این مساله متخصصان علم ساختمانی را بر آن داشت
که در حالت مطلوبی که در کارخانه‌ها مهیا می‌آورند
در تمام ارتفاع سال قطعات بتنی را در زمان عصر کوتاه ریخته و فراهم مصرف کنند.
این پیشرفت قطعات بتنی را به دو سته کلی تولیدها بتنی در محل ریخته گردیده و
محصول ها بتنی پیش ساخته تقسیم می‌کند.
بتن مسلح
بتن در قبال فشار مقاوم میباشد ، مقاومت آن در قبال خورد شدگی فی مابین
N/mm2 20 – ۴۰ میباشد و این مقدار در بتن‌های سفت N/mm2100 است.
با این درحال حاضر مقاومت بتن در قبال کشش تنها ۱۰ در صد مقاومت فشاری آن میباشد.
فولاد تحت عنوان یک ماده تقویت کننده در همگی جا پذیرفته گردیده، زیرا مقاومت کششی بالایی دارااست و
ضریب انبساط حرارتی آن در حدود بتن میباشد. قرار گیری فولاد در بتن مسلح بسیار مهم میباشد.
و بایستی اطمینان نتیجه ها کرد که نیروه‌های کششی و برشی بر فولاد منتقل می گردند.
میلگردهای طولی نیروهای کششی را تحمل میکنند در حالی که میلگردهای عرضی
( خاموت) نیروهای برشی را متحمل میشوند و همینطور فولا را در داخل بتن اثبات نگه می دارا‌هستند .
به همبن عامل خاموت‌ها اضافه در محل‌هایی که نیروی برشی زیاد میباشد و جود دارا هستند،
هرجند می توان از خم کردن میلگرد نیز برای این مراد استفاده نمود.
فولاد گزینه استعمال در بتن مسلح به طور میلگرد ،
میلگرد آجدار و یا این که میلگرد آجدار تاییده ساخت میشود .
فولاد با مقاومت بالا نیز با نورد گرم به میلگرد آج دار تبدیل میشود و
همینطور با آهنکاری سرد به به میلگردهای تاییده آجدار تبدیل میگردد.
حد اقل مقاومت میانگین فولاد با مقاومت بالا N/mm2460 میباشد ،
نسبتاً دو برابر فولاد معمولی . از فولاد ضد رنگ می توان در جاهایی که خطر خوردگی و جود داراست
برای بتن مسلح بهره برد. کانال‌های فولادی جوش کاری گردیده ( مش ) نیز برای تقویت دال‌های بتنی ،
رویکرد‌ها و بتن پاشیده گردیده به عمل می رود.
بتن مسلح چه میباشد ؟
برای بازدید از سایت دیگر ما اینجا کلید کنید.
با تشکر از دیدن شما
