بتن مسلح چیست و تفاوت آن با بتن معمولی در چه چیز است؟
بتن معمولی ماده ای متشکل از سنگدانه و ملات است. سنگدانه های بتن شامل سنگدانه ریز (ماسه) و درشت (شن ) هستند و ملات بتن که موجب چسبندگی سنگدانه ها به یکدیگر می‌شود، ترکیبی از سیمان و آب است. بتن در مقابل نیروی فشاری دارای مقاومت قابل قبولی است با این حال در مقابل نیروی کششی ضعیف عمل می کند. از طرفی فولاد دارای مقاومت کششی قابل قبولی است. از این رو با مسلح کردن بتن به میلگردهای فولادی، بتنی حاصل می گردد که هم دارای مقاومت فشاری و هم مقاومت کششی قابل قبولی است، به این نوع بتن، بتن مسلح یا بتن آرمه اطلاق می شود.
دلیل استفاده از فولاد به منظور مسلح کردن بتن، ضریب انبساط حرارتی یکسان بتن و فولاد است. به این معنی که فولاد به دلیل تشابه ضریب انبساط حرارتیش با بتن موجب ترک خوردگی بتن در صورت منبسط شدن نمی‌شود. به عبارت دیگر فولاد بر اثر تغییر دما موجب تحمیل تنش بر بتن نمی شود. دلیل دیگر، قابلیت چسبندگی و عدم لغزش فولاد داخل بتن است. از طرفی ترکیب فولاد و بتن دارای مزیت‌های دیگری نیز هست، که در ادامه به آن‌ها پرداخته شده است. فولاد با وجود مقاومت کششی بالایی که دارد به عنوان یکی از مصالح آسیب پذیر ساختمان است. زیرا فولاد در برابر مواد شیمیایی دچار خوردگی می شود. همچنین برعکس مقاومت پذیری بالای بتن در مقابل آتش، فولاد در مقابل حرارت های بالا، مقاومت پایینی دارد. با ترکیب فولاد و بتن و ایجاد بتن آرمه یا بتن مسلح، ترکیبی مقاوم جهت استفاده در ساختمان ایجاد شده است، که تمامی معایب به کار بردن بتن و فولاد به تنهایی را برطرف کرده است.
بتن پیش تنیده و بتن پس تنیده چیست؟
با وجود اینکه بتن مسلح در مقایسه با بتن معمولی مقاوم تر است، هنوز در برابر ترک خوردگی کاملا مقاوم نیست و ممکن است در اثر وارد شدن نیروی کششی به طور کامل مقاومت نکند. همچنین در صورتی که آب به داخل بتن نفوذ پیدا کند خطر پوسیدگی فولاد وجود دارد. راه حل این مشکلات قرار دادن بتن مسلح، تحت تنش دائمی است که به آن پیش تنیدگی (pretensioned) گفته می شود.
پیش تنیدگی وارد کردن تنش داخلی در جهت مخالف نیروهای خارجی وارد بر جسم (بارهای مرده و زنده تحمیل شده بر سازه) جهت خنثی کردن آن هاست. پیش تنیدگی موجب افزایش مقاومت باربری بتن می شود. بنابراین به جای قرار دادن فولاد، درون بتنی که هنوز خیس است ابتدا کابل ها را درون قالب بتن ریزی تحت کشش قرار داده، سپس عملیات بتن ریزی را انجام می دهند. با شروع عمل گیرش بتن، کابل ها درون بتن قرار گرفته و به طور دائم بتن را تحت فشار قرار می دهند.
در بتن پس کشیده (post tensioned concrete) کابل ها را درون غلافهایی قرار داده و بعد آن ها را در قالب بتن ریزی قرار می دهند. پس از تکمیل گیرش بتن، کابل ها را از دو سر تحت کشش قرار می دهند. پس از اینکه عمل کشش کابل ها انجام شد، اگر داخل غلاف ها دوغاب سیمان تزریق شود اصطلاحا به این نوع بتن، بتن پس کشیده چسبنده گفته می‌شود.
بتن مسلح الیافی چیست؟
از انواع دیگر بتن مسلح می توان به بتن مسلح الیافی (الیاف آزبست یا الیاف شیشه ای) اشاره کرد. بتن مسلح با الیاف یا بتن الیافی، بتنی است که با سیمان هیدرولیکی، مصالح سنگی ریزدانه و درشت دانه و الیافی مجزا و غیر پیوسته ساخته می شود. بتن مسلح الیافی ممکن است از مصالح طبیعی مانند پنبه نسوز ، انواع سلولز یا از محصولات تولیدی مانند شیشه ، فولاد، کربن و پلیمر (مانند پلی پروپیلین یا کولار) ساخته شود.
فرق کلی بتن معمولی با بتن های مسلح الیافی در این است که در بتن‌های مسلح الیافی از سیمان و ریزدانه بیشتر و درشت دانه با سایز کوچکتر از درشت دانه به کار رفته در بتن معمولی استفاده می شود. کاربرد بتن مسلح به الیاف شیشه‌ای، در ساخت قطعات پیش ساخته، پانل‌ها و نماهای تزیینی است. بتن مسلح به الیاف آزبستی ارزانتر از بتن مسلح به الیاف شیشه ای است. از این نوع بتن مسلح در تولید صفحات تخت، پانل های مقاوم در برابر آتش و لوله ها استفاده می‌شود. بتن مسلح به الیاف در مقایسه با بتن معمولی دارای مقاومت کششی بالایی است. با این حال مقاومت این نوع بتن در برابر رطوبت و دما در مقایسه با بتن معمولی کمتر است. یعنی با افزایش دما و رطوبت از میزان مقاومت بتن مسلح به الیاف کاسته می شود.
