مهندسان عمران در ساختمان سازی باید به فاکتورهای زیادی توجه داشته باشند تا کیفیت سازه را افزایش دهند. یکی از این فاکتورها، مقاومت و استحکام سازه است. روش‌های زیادی برای افزایش مقاومت سازه وجود دارد. یکی از این روش‌ها استفاده از آهن در بتن است.
وقتی این دو ماده اولیه به صورت استاندارد با یکدیگر ترکیب شوند، میزان استحکام ساختمان در برابر فشار را افزایش می‌دهند. بنابراین به این شکل ساختمان در برابر فشارهای مختلف مقاوم می‌شود. در این مقاله قصد داریم در مورد روش استفاده از آهن در بتن اطلاعاتی در اختیارتان قرار دهیم. در ادامه مطلب همراه ما باشید.
علت استفاده از آهن در بتن چیست؟
جزئیات زیادی در مورد دلیل استفاده از آهن در بتن وجود دارد. بتن در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی مقاومت فشاری بالاتری دارد. این خاصیت سبب شده تا از آن در ساخت قطعات تحت فشار نظیر ستون استفاده کنند. با این حال نمی‌توان گفت که بتن به تنهایی سبب افزایش مقاومت سازه می‌شود.
همان‌طور که گفتیم بتن در برابر فشار مقاوم است اما در برابر شکنندگی ضعیف بوده و مقاومت کششی پایینی دارد. بنابراین نمی‌توان در ساختمان سازی و پروسه افزایش مقاومت سازه، از بتن خالص استفاده کرد. مهندسان عمران برای اینکه بتوانند در ساختمان سازی از بتن استفاده کنند، آن را به وسیله آهن تقویت می‌کنند. آهن و فولاد کشش بالایی دارند و می‌توانند نقاط ضعف بتن را پوشش دهند.
استفاده از آهن در بتن چه اهمیتی دارد؟
وقتی میلگرد یا آهن به بتن اضافه شود، محصولی تحت عنوان بتن مسلح به دست می‌آید. در قسمت بالا اشاره کردیم که بتن به تنهایی مقاومت چندان بالایی ندارد و به وسیله آهن تقویت می‌شود. حالا فرض کنید در تقویت بتن از آهن استفاده نشود. چه می‌شود؟ در این صورت بتن در برابر فشار بالا دستی دچار شکستگی شده و ساختمان متزلزل می‌شود.
علت سازگاری آهن و بتن با یکدیگر چیست؟
دقیقاً نمی‌توان گفت استفاده از آهن در بتن به چند سال قبل برمی‌گردد. شاید اولین بار به صورت اتفاقی آهن و بتن را با یکدیگر ترکیب کردند اما با این وجود روزبه‌روز استفاده از این ترکیب افزایش پیدا می‌کند. این دو ماده اولیه سازگاری بالایی با یکدیگر دارند. در قسمت زیر دلایل سازگاری بتن و آهن را ذکر میکنیم:
1_ یکسان بودن ضریب انبساطی این دو متریال
2_ بتن در برابر نیروهای کششی آسیب پذیر است و آهن می‌تواند این نقطه ضعف را پوشش دهد.
3_ این دو متریال ضعف‌های همدیگر را پوشش می‌دهند.
4_ این دو متریال چسبندگی خوبی دارند.
5_ ترکیب این دو مواد اولیه بافتی منسجم تشکیل می‌دهد.
چگونگی بکارگیری آهن در بتن
منظور از استفاده از آهن در بتن، به‌کارگیری میلگرد و آرماتور در بتن است. به‌کارگیری آهن در بتن اصول خاصی دارد. در قسمت زیر به نکاتی در مورد نحوه به‌کارگیری آهن در بتن اشاره میکنیم.
- قبل از اینکه بتن را به آهن اضافه کنید باید میلگردها را به صورت شبکه‌ای بچینید.
- به علاوه قبل از جوش دادن آرماتورها به یکدیگر، باید آرماتورها یا میلگردها به همدیگر متصل کنید.
- برای ایجاد تعامل بین نیروهای برشی و جلوگیری از گسترش ترک‌های بتن از خاموت استفاده کنید.
- برای افزایش مقاومت برشی خاموت از میلگرد سنجاقی استفاده کنید.
- برای اینکه میلگردهای طولی دال را در یک امتداد نگه دارید از رکابی استفاده کنید.
چگونگی محاسبه هزینه بکارگیری آهن در بتن
میلگردها در ساختمان سازی کاربرد بسیار زیادی دارند. از آنجایی که میلگرد و آرماتور در بافت بتن استفاده می‌شوند، قیمت میلگرد بر روی قیمت پروژه ساختمانی اعمال می‌شود. هزینه استفاده از آهن در بتن بر اساس معیارهایی نظیر قیمت میلگرد، تعداد میلگرد مورد استفاده، نوع میلگرد، نقشه ساختمان و… محاسبه می‌شود.
مزایای استفاده از میلگرد در بتن مسلح
استفاده از آهن در بتن، مزایای زیادی برای ساختمان دارد. در حقیقت بتن و آهن به نوعی مکمل هم هستند، بنابراین وقتی با یکدیگر ترکیب شوند، محصولی مقاوم تولید می‌کنند. محصولی که از ترکیب آهن و بتن ساخته می‌شود، در صنایع ساختمانی کاربرد زیادی دارد. استفاده از آهن در بتن سبب افزایش ماندگاری و طول عمر این دو مصالح می‌شود.
فولاد یا آهن موجود در داخل بتن، بار فشاری که توسط بتن دریافت می‌شود را تحمل می‌کند. به این شکل مقاومت کششی بتن افزایش پیدا می‌یابد. از طرف دیگر بتن خاصیت نفوذ ناپذیری بالایی دارد، بنابراین وقتی اطراف آهن قرار گیرد، از آهن در برابر خوردگی، رطوبت و زنگ‌زدگی محافظت می‌کند. به این شکل آهن مقاومت و استحکام خود را حفظ می‌کند. از طرف دیگر میلگردها انعطاف پذیری بالایی دارند، به این ترتیب به راحتی با بتن فرم‌ریزی می‌شوند.
ترکیب آهن و بتن سبب می‌شود مقاومت سازه در برابر شرایط جوی گوناگون و آتش‌سوزی افزایش پیدا کند. به علاوه ترکیب این دو متریال منجر به افزایش مقاومت برشی، خمشی و پیچشی مقاطع می‌شود. به طور کلی بتن مسلح قابلیت‌ها و مزایای زیادی دارد. به طور مثال با استفاده از بتن مسلح می‌توانید پوسته‌های مقاوم اما نازک بسازید.
چه میلگردی در ساخت بتن مسلح کاربرد دارد؟
در ساخت بتن مسلح از انواع میلگرد استفاده می‌شود. نمونه نرم و بدون آج میلگرد A1، مدل آجدار و ساده میلگرد A2، نوع سخت و خشک میلگرد A3، نوع سخت با آج پیچیده میلگرد A از پرکاربردترین‌ها هستند. از آنجایی که این تجهیزات برای بتن نقش تقویتی ایفا می‌کنند، لازم است با دقت انتخاب شوند. در هنگام انتخاب میلگرد باید به فاکتورهایی نظیر شرایط اقلیمی، نوع طراحی پروژه، میزان بودجه و نوع سازه و… توجه داشته باشید. به علاوه میلگردهایی را انتخاب کنید که عاری از هرگونه زنگ زدگی و آلودگی باشند.
جمع بندی
در این مطلب از سایل مانیسیل در مورد ساخت بتن مسلح و استفاده از آهن در بتن صحبت کردیم. در ساخت بتن مسلح از میلگرد یا آرماتور و بتن استفاده می‌کنند. ترکیب این دو متریال سبب افزایش استحکام سازه می‌شوند. به همین جهت این ترکیب در ساختمان سازی اهمیت بسیار زیادی دارد. بتن چسبندگی بسیار بالایی دارد و از زنگ زدگی آهن جلوگیری می‌کند. با این حال بتن در برابر فشار ضعیف است. آهن و بتن نقطه ضعف‌های یکدیگر را پوشش می‌دهند به همین خاطر می‌توان گفت با یکدیگر سازگار هستند. بتن آرمه که از ترکیب این دو متریال به دست می‌آید، در ساخت ستون و پی‌ریزی کاربرد دارد.
