بتن تقویت شده
همانطور که ممکن است بدانید بتن یکی از پرمصرف ترین مصالح در ساخت و ساز است که نه تنها در صنعت ساختمان، بلکه در بخش هایی همچون راه سازی، سدسازی و... به وفور کاربرد دارد . بتن نیز همانند سایر متریال های ساخت و ساز دارای انواع مختلفی است. بتن های پیش ساخته همچون بتن نیوجرسی یا بتن های تقویت شده از جمله بتن هایی هستند که هر کدام از آنها کاربری های مخصوص خود را دارند.
در این مقاله قصد داریم تا در رابطه با بتن های تقویت شده صحبت کنیم. بتن در حالت کلی ترکیبی از آب، سیمان و شن و ماسه است البته که در این بین میلگرد ها نیز در داخل بدنه بتن با آرایش مشخص قرار خواهند گرفت تا استحکام لازم ایجاد شده و کشش های سطحی باعث ازهم پاشی بتن نشود.
در حقیقت میتوان اینگونه گفت که استفاده از میلگرد در داخل بتن، نوعی تقویت بتن است به این دلیل که اگر شما یک قالب بتن را در ابعاد 50 در 50 سانتی متر تصور کنید، اگر این قالب پر از بتن شود، بدون استفاده از میلگرد در داخل آن، بسیار سریع از هم خواهد پاشید. بنابراین میلگرد و یا بهتر بگوئیم ترکیبات فلزی را میتوان اولین متریال مصرفی جهت تقویت ساختار بتن و افزایش مقاومت کششی و فشاری معرفی کرد.
اما این ترکیب همیشه در همه سازه ها پاسخگوی نیاز نیست. برای سازه های دارای انحنا یا سازه هایی که در محیط هایی همچون آهنگری کارخانه ها تحت ضربات پرس هیدرولیکی هستند، لازم است تا بتن تقویت شده باشد چرا که اگر بتن به شکل عادی ساخته شود، با چندین بار ضربه بر سطح بتن، ساختار آن تماما از هم پاشیده خواهد شد.
کلیات تقویت بتن
تقویت بتن در اثر اضافه شدن برخی ترکیبات ساده، با درصد مشخص به ساختار بتن انجام می شود. مصالحی همچون شیشه و الیاف از جمله کاربردی ترین افزودنی ها به بتن هستند. البته امروزه روش های نوینی جهت تقویت بتن وجود دارد. با توجه به اینکه با افزودن سایر ملزومات به ساختار اصلی بتن، وزن آن افزایش خواهد یافت، لذا باید به نوعی بتن را تقویت کرد که وزن آن به شکل چشمگیری افزایش پیدا نکند. حتی در شرایط خاصی میتوان بتن را تقویت و وزن آن را نیز کاهش داد که در حقیقت میتوان گفت از جمله بهترین انواع بتن ها، بتن تقویتی الیافی می باشد.
تقویت بتن تاریخچه بلندی دارد به نوعی که در زمان های گذشته از کاه و حتی موی حیوانات برای ایجاد استحکام بیشتر در ساختار اصلی بتن استفاده می‌شد به این دلیل که این مواد همواره در دسترس بوده و هزینه زیادی هم نداشتند. در حال حاضر بیشتر مواد شیمیایی همچون پلی وینیل الکل، پلی پروپیلن، پلی اتیلن، پلی آمیدها و... در ساختار اصلی بتن میتوانند ترکیب شوند.
در حالت کلی میتوان اینگونه گفت که جهت تقویت و تحکیم بتن از دو یا چند ماده دارای ویژگی های فیزیکی متفاوت استفاده می کنند. هدف اصلی از تقویت بتن نیز ایجاد خاصیت شکل پذیری بیشتر(در ابتدای مطلب به سازه های منحنی اشاره شد) و افزایش خاصیت کششی و جلوگیری از خرد شدن بافت های داخلی است. تقویت بتن توسط میلگرد یک روش مرسوم است اما در روش های نوین میتوان توسط الیاف بتن را تقویت کرد که از جمله مهم ترین الیاف میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- الیاف طبیعی
- الیاف شیشه
- الیاف فولاد
- الیاف پروپیلن
و نهایتا کامپوزیت سیمانی مهندسی شده
تقویت بتن چه مزایایی دارد؟
بتن در حالت ساده یک محصول مقاوم محسوب نمی شود و لازم است تا بسته به نوع محیطی که قرار است داخل آن استفاده شود، تقویت گردد. بهتر است بدانیم هدف از این‌همه مهندسی و انجام تغییرات مختلف بر روی بتن چیست؟ اولین مزیت تقویت بتن افزایش مقاومت کششی و همچنین استحکام در برابر فشار است. در محیط هایی با تردد ماشین آلات سنگین لازم است تا بتن دچار نشست نشود.
زمانی که بتن تقویت می شود به دلیل افزایش مقاومت و کاهش فرسایش بتن، هزینه های تعمیرو نگهداری آن نیز بسیار کاهش می یابد. بتن تقویت شده به دلیل افزایش خاصیت شکل پذیری، میتواند در قالب های مختلف و درنتیجه اشکال متنوع تولید و یا اجرا شود.
بتن همواره در معرض آسیب پذیری قرار دارد که این آسیب ها باعث ایجاد ترک های سطحی و حتی داخلی، نفوذ آب به داخل بتن و نهایتا فرسایش می شود. تقویت بتن باعث کاهش نفوذپذیری مواردی همچون آب باران داخل آن می شود، به شکلی ساده تر میتوان گفت که تقویت بتن آن را در برابر عوامل محیطی مخصوصا در فضاهایی که میزان رطوبت یا حرارت در آن بیشتر است بسیار مقاوم می کند و حتی تا 100 سال نیز میتوان روی استحکام این نوع بتن حساب کرد.
درمیان بتن های تقویت شده، بتن های تقویتی با الیاف و دربین الیاف نیز پروپیلن بسیار کاربردی‌تر است. البته استفاده از پروپیلن نیز دارای مزایا و معایب خاصی است. این الیاف هم‌اکنون مورد استفاده قرار می گیرند اما هنوزهم لازم است تا برروی آن کار شود تا بهینگی حداکثری حاصل گردد. پروپیلن از جمله اصلی ترین الیاف تقویتی است که در صورت ترکیب با ساختار بتن یک متریال اصلی برای اجرای بزرگراه ها، عرشه ها و فضاهایی با فشار بار سنگین است.