بتن آرمه یا همان بتن مسلح یکی از رایج‌ترین و محبوب‌ترین بتن ها در صنعت ساختمان، یکی از معایب اصلی بتن ساده یا معمولی نداشتن مقاومت کششی بود، بتن آرمه دقیقا برای حل همین مشکل به وجود آمد.
بتن در ساخت بخش‌های مختلفی از ساختمان نقش دارد، از این ماده در ساخت بزرگراه‌ها، باند فرودگاه‌ها، تاسیسات نظامی، تیرها و… استفاده می‌شود. اما نداشتن مقاومت کششی در بتن‌های معمولی باعث به وجود آمدن مسئله‌ایی جدیی شده بود که با به کار بردن میلگرد که مقاومت کششی خوبی داشت، بتن آرمه به وجود آمد و این مشکل رفع شد.
بتن آرمه یا بتن مسلح چیست؟
بتن ماده ای است که در برابر فشار و از نظر تحمل بار، مقاومت بالایی دارد و همینطور در برابر شرایط جویی مختلف استحکام بالایی دارد، اما از مقاومت کشش خوبی برخوردار نیست، این مسئله باعث شده که از فولاد که مقاومت کششی بالایی دارد در بتن استفاده کنند تا از مخلوط این دو، ماده‌ای به نام بتن آرمه را به وجود بیارند که هم مقاومت کششی بالایی دارد و هم مقاومت فشاری فوق العاده‌ای.
یکی از دلیل‌های نام گذاری این بتن به نام بتن مسلح، مسلح کردن بتن با آرماتوربندی ( میلگرد فولادی ) است. برای مسلح کردن بتن از میلگردهای تقویتی، صفحات فلزی یا الیاف فولادی تقویت استفاده می‌شود.
طبق تحقیقات صورت گرفته، بتن ارمه یا همان بتن مسلح مقاوم ترین مصالح ساختمانی در برابر شرایط جوی در جهان است. به همین‌خاطر این مصالح تبدیل شد به یکی از اصلی‌ترین رقبا برای پروفیل‌های فولادی در ساخت اسکلت‌ساختمان و نقش اسکلت بتنی را بیش از پیش در ساختمان‌سازی پررنگ کرد.
تاریخچه بتن آرمه چیست؟
شاید برای‌تان جالب باشد اگر بدانید که اولین بار در سال 1849 توسط باغبانی فرانسوی به نام جوزف مونیر اختراع شد و در سال 1867 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 15 در فرانسه ساخته شده است، اشاره کنیم.
از همه‌ی این موارد که بگذریم، اولین باری که کاربرد بتن آرمه به عنوان مصالح ساختمانی به رسیمت شناخته شد مربوط به اواخر قرن 19 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 1884میلادی، اولین سازه تجاری با استفاده از بتن آرمه ساخته شد.
چرا در بتن آرمه از فولاد استفاده میکنند؟
دلیل اصلی ترکیب فولاد و بتن افزایش مقاومت کششی بتن است، که بزرگترین نقطه ضعف بتن هم است در واقع با این‌کار نقطه ضعف اصلی بتن را پوشش می دهیم.
انواع بتن مسلح
بتن مسلح را در یک دسته بندی کلی می‌توان به دو دسته مسلح تقسیم کرد، مسلح به الیاف و مسلح به میلگرد. بتن مسلح انواع مختلفی دارند که در ادامه به آن ها اشاره می‌کنیم:
بتن مسلح به میلگرد
یکی از نخستین، ساده‌ترین و متداول‌ترین روش‌های ساخت بتن مسلح است. میلگرد یا آرماتور به شکل میله، مش یا کابل برای تقویت مقاومت کششی سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
میلگردهای مورد استفاده در بتن، اغلب از نوع رزوه‌دار هستند. وجود برآمدگی، سبب پیوند بهتر بین فولاد و بتن می شود. برای جلوگیری از خوردگی فولاد، معمولا از میلگردهای اپوکسی، گالوانیزه یا فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود.
بتن مسلح با عایق ماندگار
قالب بتن عایق ماندگار، یکی از انواع قالب بتن است که به منظور ساخت بتن مسلح با ویژگی عایق حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. درون قالب عایق ماندگار را با میلگردهای فولادی تقویت میکنند سپس آن را به وسیله بتنی با اسلامپ مناسب پرمی‌کنند.
بتن پیش تنیده
یکی دیگر از انواع بتن مسلح، بتن پیش تنیده است که در پروژه‌های عمرانی بزرگ استفاده می‌شود. بیشترین استفاده از بتن پیش تنیده در سازه‌های پل، منابع آبی، سقف‌ها و بزرگراه‌ها است، با اعمال تنش کششی در یک عضو بتنی به نحوه دلخواه و به اندازه لازم، به طوری‌که در اثر این تنش، مقداری از تنش‌های ناشی از بارهای مرده و زنده در این عضو خنثی شده و در نتیجه مقاومت و باربری آن افزایش پیدا می‌کند.
بتن مسلح پیش ساخته
بتن پیش ساخته، نوعی بتن است که در کارخانه و دور از محل پروژه ساخته می‌شود. بتن‌های پیش ساخته اغلب برای سازه‌هایی مثل ستون، دال، فونداسیون وغیره به کار می‌رود.
ساخت این نوع بتن‌ها در کارخانه امکان اعمال پیش تنیدگی به اعضای بتنی را فراهم می‌کند.
بتن تقویت شده با الیاف
بتن تقویت شده با الیاف به بتنی گفته می‌شود که درساختارآن از الیاف مختلف با هدف افزایش دوام و یکپارچگی بتن استفاده شده است. بتن الیافی اغلب درشاتکریت به منظورتقویت ودیواره‌های سازه‌های نگهبان یا تونل مورد استفاده قرارمی‌گیرد.
مزایای بتن آرمه
در ادامه به بررسی دلیل‌های محبوبیت این بتن در بین ساختمان‌سازان را بررسی می‌کنیم.
توان بارگذاری
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.
مقاومت در برابر حرارت و آتش
بتن ماده ای قابل اشتعال نمی‌باشد و اجازه سوختن آن را نمی‌دهد. همینطور می‌تواند حرارت را 2 تا 6 ساعت تحمل کند و این زمان کافی برای عملیات نجات در صورت آتش سوزی است. سازه‌های بتن ارمه نسبت به دیگرمصالح ساختمانی معمولی مانند فولاد و… دربرابر آتش مقاوم‌تر است.
شکل پذیری
شکل پذیری یکی از مزایای بتن ارمه نسبت به بتن معمولی است. شکل پذیری بتن را قادر‌می‌سازد تا در صورت فشار بیش از حد اعضای بتن ارمه، نشانه‌ی مانند ترک خوردن را نشان دهد. این امر باعث می‌شود مهندسان بتوانند اقدامات مناسبی را برای جلوگیری ازآسیب بیشتر بتن درنظر بگیرند.
دوام
یکی از مزیت‌های پررنگ سازه‌های بتن ارمه دوام آن‌ها در شرایط جوی مختلف است. سازه‌های بتن آرمه اگر به درستی و اصولی طراحی و اجرا شوند، دوام بسیار بالایی دارند. به دلیل نفوذناپذیری این مصالح ساختمانی، بتن می‌تواند دربرابر 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.
مقرون به صرفه بودن
مواد تشکیل دهنده بتن آرمه به طور گسترد‌ه‌ای در دسترس و ارزان است. به همین دلیل هزینه تمام شده بتن آرمه هم مقرون به صرفه است، ازاین گذشته هزینه نگهداری آن به دلیل استحکام بالای آن بسیار پایین است.
سهولت در ساخت
برای ساخت سازه های بتن آرمه به نسبت سازه‌های فولادی، نیروی کار کمتر برای نصب قالب بتن و بتن ریزی احتیاج دارد.
انعطاف پذیری
بتن ارمه را می‌توان به گونه‌ای قالب بندی کرد و شکل داد که برای برخی مصالح دیگر امکان پذیر نیست و فرصت‌هایی را برای طراحی خلاقانه به وجود می‌آورد. البته طراحی بتن مسلح بسیار با اهمیت است؛ به‌طوریکه اگر به اندازه کافی تقویت نشود، بتن ضعیف شده و در معرض شکست قرار گیرد.
مقاومت لرزه‌ای
سازه های بتن آرمه، به دلیل آرماتوربندی شدن (در صورت طراحی و اجرای درست)، در برابر زلزله از مقاومت بالایی برخوردار است.
استفاده از مواد بازیافتی
محصولات جانبی بسیاری از صنایع مانند خاکستری بادی، ضایعات شیشه و حتی لاستیک‌های کهنه وسایل نقلیه را می‌توان به عنوان جایگزین سیمان یا سنگدانه برای ساخت بتن آرمه به کار برد. در نتیجه تولید بتن اثرات زیست محیطی ناشی از ضایعات صنعتی را تا حدی کاهش داده همینطور هم کیفیت سازه را بهتر می‌کند و هم قیمت سازه را پایین می‌آورد.
بتن مسلح
تنوع در اجرای بتن آرمه
قابل اجرا بودن آن با استفاده از روش‌های متفاوت از دیگر مزایای بتن آرمه است. بتن‌ها می‌توان با دست اجرا کرد، گاهی پمپاژ شود یا به صورت پاششی و غیره در محل پروژه اجرا کرد.
معایب بتن آرمه
- سازه‌های بتن آرمه به دلیل استفاده از بتن، نسبت به سازه‌های دیگرمانند سازه‌های فولادی، چوبی و… وزن سنگین تری دارند.
- برای ساخت ساختمان‌های بتنی نیاز به قالب بندی وجود دارد، در بعضی ازمواقع که پروژه عظیم است عملیات درزمینه قالب بندی نیا به فضای کافی به همراه نیروی کارزیادی برای اجرای دارد.
- هزینه بالا قالب های مورد استفاده برای قالب‌بندی و نیروی کار ماهر(آماتوربند) برای اجرای بتن آرمه نسبت به بتن معمولی.
- دقت بالا در اجرای پروژه به دلیل تاثیر مستقیم نحوه اختلاط، قالب بندی، بتن ریزی و گیرش بر روی مقاومت نهایی سازه بتنی.
کاربردهای بتن آرمه
بتن آرمه امروزه به یکی از رایج ترین و پراستفاده‌ترین مصالح ساختمانی تبدیل شده است و در کمتر سازه می‌بینیم که این مصالح ساختمانی استفاده نشود. این مصالح ساختمانی از آسمان خراش ها گرفته تا برای ساخت سازه‌های شناور کاربرد دارد.
بعنوان مثال در ساخت ساختمان در ساخت دیوار‌های برشی، دیواره‌های اصلی، تیرها و ستون‌ها کاربرد دارد. در ادامه به بررسی تعدادی از کاربردهای بتن آرمه اشاره می‌کنیم:
- ساختمان سازی.
- پل‌ها.
- باندفرود.
- مخازن آب.
- جاده‌ها.
- سازه‌های شناور.
- سازه‌های دریایی.
- لوله‌ها و داکت‌های تاسیساتی.
- سازه‌های پیش ساخته.
- دودکش‌ها و خرپشته‌ها.
- دیوار‌های نگهدارنده.
- سیلوها.
تخریب بتن مسلح
تخریب بتن اتفاقی است که ممکن در هرپروژه‌ای به دلایل مختلف از جمله اشتباه دربتن ریزی، مطابقت نداشتن بتن ریزی با نقشه ها حتی تغییر در نقشه‌ها به وجود بیاید. تخریب بتن فرآیند برش، جدا سازی و حذف کنترل شده بتن است. این‌کار بسیار حساسی است و باید توسط تیم های با تجربه و تخصصی انجام گیرد.
تخریب بتن مسلح روش‌های مختلفی دارد، که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم:
تخریب بتن با واترجت
یکی از روش‌های نوین تخریب بتن، که با استفاده از یک روزنه باریک آب با فشار زیاد، ذرات بتن را از یکدیگر می کند و در نهایت منجر به تخریب آن می شود.
تخریب بتن با کتراک و مواد شیمیایی
کتراک، با استفاده از ریختن آن در حفره‌های ایجاد‌شده در بتن وسپس منبسط شدن آن، ترک هایی را در سطح بتن به وجود می‌آورد.
این روش هیچ گونه حرارت ناشی از انفجار و آلودگی صوتی ندارد.
تخریب بتن با پیکور
پیکور با استفاده از ضربه زدن مداوم، سریع به طور مداوم سعی به تخریب بتن مسلح می کند، پیکورها درسایزهای مختلفی وجود دارند از پیکورهایی که تخریب آن با کمک دست صورت می‌گیرد تا سایز‌های بزرگ‌تر که آن‌ها را به بیل مکانیکی متصل میکنند.
تخریب بتن با اسید
این روش خیلی مرسوم نیست و بیشتر برای پروژه‌های کوچک استفاده می‌شود. خطرات و در دسترس نبودن اسیدهای مخصوص، از مهم‌ترین چالش‌های این روش است.
نتیجه گیری
در این مقاله چیستی بتن آرمه یا همان بتن مسلح را به صورت کامل توضیح دادیم و همینطور بزرگترین دلیل به وجود آمدن آن را شرح دادیم. سپس به مزایای آن اشاره کردیم که از جمله دلایل محبوبیت آن سازگاربودن با محیط زیست، قابل اجرا بودن در هر محیطی و همچنین، مقرون به صرفه بودنش است.
