علت استفاده از فولاد در بتن چیست؟

مقاومت بتن در برابر فشار، بسیار عالی است؛ اما در بحث قدرت کششی ضعف‌هایی دارد. برای رفع این مشکل، از فولاد استفاده می‌شود. بنابراین، مهم‌ترین علت استفاده از فولاد در بتن، تقویت مقاومت کششی آن است. از سوی دیگر، فولاد و بتن با یکدیگر سازگار هستند؛ به همین دلیل، استفاده از ترکیب آن‌ها روزبه‌روز در حال افزایش است. از دلایل سازگاری آن‌ها نیز می‌توان به یکسان بودن ضریب انبساط حرارتی و چسبندگی مطلوبشان اشاره کرد. درواقع، فولاد و بتن مکمل یکدیگر هستند و نقاط ضعف همدیگر را پوشش می‌دهند. بتن با پوشش‌دهی فولاد مانع از تخریب بافت آن در گذر زمان می‌شود و فولاد نیز مقاومت بتن را در برابر نیروهای کششی تقویت می‌کند.

بتن مسلح چیست؟

بتس مسلح بتن آرمه یک اصطلاح مرسوم است که به یک عضو بتنی دارای آرماتورهای فولادی گفته می‌شود. وجود آرماتورهای فولادی در بتن مانع از شکنندگی آن در زمان اعمال نیروی کششی خواهد شد. ماده حاصل‌شده از ترکیب بتن و آرماتورهای فولادی را بتن مسلح (RC) می‌گویند. بتن مسلح، ضعیف بودن مقاومت کششی بتن را جبران می‌کند. ضمن اینکه بتن مسلح تفاوت‌هایی با بتن غیرمسلح دارد. مدل غیرمسلح، همان بتن ساده سیمانی است که از ترکیب انواع سنگدانه، سیمان و آب به دست می‌آید و معمولا جهت کف‌سازی و سنگ‌فرش کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ در صورتی که بتن مسلح به دلیل ترکیب قوی‌تر، کاربردهای مهم‌تری دارد و در پروژه‌های بزرگی مانند ساختمان‌سازی، پل‌سازی، سدسازی و... استفاده می‌شود.

انواع بتن مسلح با مقاطع فولادی

بتن مسلح یا بتن آرمه شامل بتن مسلح به الیاف و بتن مسلح به میلگرد می‌شود. ترکیب بتن با میلگرد فولادی یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال، رایج‌ترین روش‌های تولید بتن مسلح در کشور است. میلگردهای فولادی مورد استفاده در این روش اغلب از مدل رزوه‌دار هستند و کیفیت بالایی دارند. به این ترتیب، میلگرد فولادی که نوعی فولاد ساختمانی است، یکی از المان‌های تقویتی در دنیای ساخت‌وساز است که محبوبیت زیادی دارد. بتن مسلح با الیاف فولادی یکی دیگر از روش‌های امروزی است که منجر به تقویت عالی بتن در برابر بارهای سبک و سنگین می‌شود. این نوع بتن مسلح بسیار پرکاربرد است و در اماکنی نظیر تونل‌ها و جاده‌ها به کار گرفته می‌شود. به‌طورکلی، الیاف فولادی در بتن به افزایش دوام و ماندگاری آن کمک می‌کند.

کاربردهای ترکیب فولاد و بتن مسلح

در قسمت زیر، به کاربردهای ترکیب فولاد و بتن مسلح اشاره شده است:

• قابل ‌استفاده در سیلوهای بتنی
• قابل ‌استفاده در انواع فونداسیون
• امکان ‌استفاده در تمام دیوارهای بتنی
• قابل ‌استفاده در تمام ستون‌های بتنی
• قابل ‌استفاده در صنعت ساخت‌وساز از ساختمان‌سازی گرفته تا پل‌سازی و تونل‌سازی

ویژگی‌های فولاد مناسب برای استفاده در بتن مسلح

افراد فعال در صنعت ساخت‌وساز از مقاطع فولادی همچون میلگرد و الیاف فولادی در بتن مسلح استفاده می‌کنند. این مقاطع فولادی باید استانداردهای لازم را داشته باشند تا بتوانند ایمنی سازه را تامین کنند. در حقیقت، فولاد باید محکم و مقاوم باشد تا به خوبی بتواند نیروهای جانبی بزرگ را خنثی کند. ضمنا، محصولات فولادی دارای مشخصات فنی تعریف‌شده‌ای هستند و برندهای تولیدی نیز باید آن‌ها را طبق همین ویژگی‌ها تولید کنند. در صورتی که فولاد به کار رفته در بتن مسلح چنین ویژگی‌هایی را نداشته باشد، نمی‌تواند قدرت کششی بتن را تقویت کند که در چنین شرایطی، حتی احتمال ریزش سازه طی حوادثی مانند وقوع زلزله وجود دارد. از‌این‌رو، استفاده از فولاد مناسب در بتن مسلح الزامی است.

نحوه استفاده مناسب فولاد در بتن

مقاطع فولادی را باید به شکل شبکه‌ای کنار یکدیگر قرار داد. به عبارتی، مقاطع قبل از جوشکاری باید به صورت مرتب به هم وصل شوند. سپس بتنی که با فولاد، مسلح شده است در اجزای سازه اعم از دیوارها، پی‌ها، تیرها، ستون‌ها و... قرار می‌گیرد. ضمنا، نحوه استفاده مقاطع فولادی مانند میلگرد در بتن گاهی به صورت خاموت است که از گسترش ترک‌ها جلوگیری می‌کند و برخی مواقع نیز به حالت سنجاقی در بتن به کار می‌رود. میلگرد سنجاقی در بتن باعث افزایش مقاومت برشی در خاموت‌ها می‌شود و یک اتصال قوی میان میلگردهای طولی و خاموت‌ها برقرار می‌کند.

مدل رکابی نیز یکی دیگر از اشکال مناسب استفاده از فولاد در بتن است؛ در این حالت، میلگردهای طولی دال‌ها در یک راستا قرار می‌گیرند. مدل بعدی، میلگرد ادکا است که با هدف تحمل ممان یا لنگرهای منفی در تیرها و نیروهای برشی استفاده می‌شود. روش دیگر، استفاده از میلگردهای فولادی در بتن، میلگرد خرک است. این روش، با تعبیه دو شبکه متوالی از میلگردها با فواصل معین از یکدیگر در بتن ایجاد می‌شود. میلگردهای فولادی گاهی نیز در یک راستا و امتداد قرار می‌گیرند که این حالت منجر به تقویت عالی قدرت کششی بتن می‌شود.