بتن آرمه چیست و چه فوایدی دارد؟

بتن آرمه بتنی ست حاوی مواد الیافی که انسجام سازه ای آن را افزایش می دهند. اینگونه بتن ها حاوی الیاف کوتاه و گسسته ای هستند که به صورت یکنواخت در جهت های تصادفی در کل حجم بتن توزیع شده اند. این الیاف ها از انواع فولادی، شیشه ای، مصنوعی و طبیعی هستند که هر کدام از آنها باعث به وجود آمدن ویژگی های متفاوتی در بتن می شوند. علاوه بر این، خصوصیات بتن آرمه بسته به انواع مختلف بتن، مواد الیافی، هندسه‌، نحوه توزیع، جهت گیری و تراکم آن ها تغییر می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بتن آرمه، در اینجا به هدف، کاربردها و مزایای بیشمار آن خواهیم پرداخت.

بتن آرمه چیست؟

بتن آرمه بتنی است حاوی مواد الیافی که این الیاف به منظور افزایش دوام و یکپارچگی سازه با آن مخلوط شده اند. این الیاف کوچک، کوتاه و گسسته هستند که درجهت‌های تصادفی و در عین حال به صورت یکنواخت در کل حجم بتن توزیع شده اند. الیاف می توانند به صورت حلقوی و یا مسطح باشند و غالباً یک تا سه درصد از حجم کل مخلوط بتن را تشکیل می دهند.الیافی که به صورت متداول در مخلوط بتن استفاده می‌شوند از انواع الیاف فولادی ، شیشه‌ای ، مصنوعی و طبیعی هستند.

 

چرا از بتن ‌آرمه استفاده می کنند؟

بتن به خودی خود فاقد مقاومت کششی و مستعد ترک خوردگی است. اما بتن آرمه می تواند مقاومت کششی آن‌ را بهبود بخشد و ترک هایی که در اثر انقباض خمیری (جمع شدگی پلاستیک) و یا انقباض ناشی از خشک شدگی در سازه های بتنی به وجود می آیند را کنترل کند.

الیاف موجود در بتن همچنین می توانند نفوذ پذیری بتن را کاهش دهند، که این امر باعث کاهش آب‌ انداختن بتن و در نتیجه کاهش ترک های حاصل از انقباض آن در طول مدت عمل آوری می شود. برخی از انواع الیاف نیز برای مقاوم سازی بتن در برابر سایش، ضربه و خورد‌شدگی آن استفاده می شوند.

بتن آرمه اغلب برای موارد زیر استفاده می شود:

  • پروژه های در تراز سطح زمین، مانند پیاده روها و کف ساختمان ها
  • فونداسیون زیرزمینی
  • ستون های ساختمان
  • تیرهای تکیه گاهی
  • پل ها
  • گنبدخانه های مدفون- سردابه ها
  • جاده ها
  • سقف شینگل وکاشی ها
  • شاتکریت – مانند استخرها ، حوضچه ها ، آبراه های کشاورزی و دیوارهای سنگی
  • لوله های زهکشی
  • مخازن سپتیک
  • سیستم های فاضلاب
  • قطعات بتنی پیش ساخته – مانند عرشه کامپوزیت و ورق ها و صفحات سیمانی نازک
  • گاو صندوق ها

انواع الیاف مورد استفاده در بتن

در اینجا به تعدادی از متداول ترین الیاف های مورد استفاده در بتن اشاره می کنیم.

فولاد یکی از متداول ترین مواد برای بتن آرمه است. الیاف فولادی گرد (الیاف با مقطع دایره‌) را از طریق برش سیم های فولادی در طول های کوتاه و الیاف فولادی مسطح و با مقطع مستطیل را با صاف کردن ورق های فولادی و برش آن ها تولید می کنند.

الیاف فولادی با توزیع تنش های موضعی باعث افزایش مقاومت مخلوط بتن شده و همچنین میزان فولاد سازه ای مورد نیاز بتن نظیر میلگرد و مش را کاهش می دهد.

پلی پروپیلن (PFR)

در بتن آرمه با الیاف پلی پروپیلن (PRF) از پلیمر ارزان و بسیار در دسترس پلی پروپیلن استفاده می شود. الیاف پلی پروپیلن در برابر بیشتر مواد شیمیایی مقاوم بوده و دارای نقطه ذوب بالا در حد 165 درجه سانتیگراد هستند که به موجب آن می تواند برای مدت کوتاهی در دمای 100 درجه سانتی گراد مقاومت خود را حفظ کند.

بتن آرمه با الیاف شیشه GFRC

بتن آرمه با الیاف شیشه (GFRC) از انواع متداول دیگر بتن آرمه است که این گونه بتن اغلب در تولید ورق های بتنی با ضخامت کم استفاده می شود.

بتن با الیاف کربن

بتن با الیاف کربن از مقاومت خمشی و ارتجاعی(الاستیسیته) بالایی برخوردار است و از این منظر قابل مقایسه با الیاف فولادی و حتی بالاتر از آن است. منتها الیاف کربنی حتی از الیاف شیشه ای هم آسیب پذیرتر هستند. از این رو از یک پوشش رزین برای الیاف کربنی استفاده می شود.

بتن با الیاف پلاستیک

بتن با الیاف پلاستیک در دنیای بتن آرمه تا حدی به تازگی عرضه شده است و به گونه ای فرصتی برای بازیافت مواد پلاستیکی فراوان فراهم می آورد تا بتن های اقتصادی و در عین حال سازگار با طبیعت داشته باشیم.

مزایای بتن آرمه

تمامی الیاف ها نیاز بتن به تقویت کننده های فولادی را کاهش می دهند و از آنجا که الیاف ها ارزانتر از میلگردهای فولادی هستند( و همین طور کمتر دچار خوردگی می شوند)، بتن را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر می کند.

الیاف همچنین می توانند خواص:

  • کارایی
  • انعطاف پذیری
  • مقاومت کششی
  • شکل پذیری
  • انسجام و چسبندگی

بتن را بهبود بخشند.

عوامل تاثیرگذار بر خاصیت بتن آرمه

در استفاده از بتن آرمه، عوامل زیادی روی کارایی و عملکرد بتن تاثیرگذار هستند نظیر:

سختی نسبی ماتریس الیاف

برای اطمینان از این که انتقال تنش به خوبی در بتن آرمه صورت می پذیرد، مدول الاستیسیته ی ماتریس بتن باید کمتر از مدول الاستیسیته ی الیاف باشد.

حجم الیاف

حجم الیاف به کار رفته در بتن روی سختی و مقاومت بتن تاثیرگذار است. با افزایش مقدار الیاف، مقاومت کششی و سختی بتن افزایش می یاید.

اختلاط بتن

در هنگام اختلاط بتن آرمه، باید ملاحظات ویژه ای بر اساس تمامی عوامل فوق به منظور جلوگیری از مواردی که در ادامه بیان می شود صورت پذیرد:

  • پدیده ی گلوله شدن الیاف ها
  • جداشدگی الیاف ها در مخلوط بتن
  • عدم یکنواختی در توزیع

قیمت بتن آرمه

برای تولید هر متر مکعب بتن مسلح به موارد زیر نیاز خواهید داشت که قیمت هر یک به صورت جدگانه یک عامل مهم در تعیین هزینه کل است:

  • سیمان با توجه به بافت و برند
  • میلگرد و نوع آن
  • ماسه سنگ
  • دستمزد کارگران

کلام  پایانی

تامین کنندگان مخلوط بتن آماده در مورد مزایای استفاده از بتن تقویت شده با الیاف بحث می کنند. اما هدف از این کار چیست؟ آیا این مبحثی است که اخیراً توسعه داده شده است یا مدت هاست که مورد استفاده قرار می‌گیرد؟به زبان ساده ، این فرایند همان چیزی است که بتن را تقویت می کند و انسجام و امنیت سازه را تضمین می‌کند – اساساً چیزی که آسمان خراش ها را از فروریختگی و سرنگونی باز می دارد. در این مقاله تلاش شد به  بررسی بتن آرمه و اهمیت آن در ساخت و ساز بپردازیم.