فناوری های ساختمان های بتنی

تعریف بتن:

بتن جسم بسیارسخت وسنگ مانندی است که ازترکیب مقدارمعین وحساب شده سیمان،شن،ماسه وآب به دست می آید.گاها درساخت بتن از"موادافزودنی"استفاده می شود.

پس ازاینکه آب به مخلوط مصالح سنگی وسیمان افزوده می شود سیمان وآب واردفعل وانفعالات شیمیایی حرارت زا می شوند.دراثراین فعل وانفعالات ماده ژله مانندوچسبنده ای به وجودمی آیدکه مصالح مختلف داخل مخلوط رابه هم پیوندمی دهند وآن رابه صورت جسمی سخت تبدیل می کند.

تاریخچه بتن:

استفاده ازموادشیمیایی درساختمان اززمان های بسیارقدیم متداول بوده است.مردمان مصرقدیم گچ تکلیس شده ناخالص رادرساختمان به کارمی بردند.یونانی هاورومی ها سنگ آهن تکلیس شده رامصرف می کردندوبعدهاآموختندکه به مخلوط آهک وآب،سنگ خرده شده ویاآجرسفال های شکسته شده اضاف کنند که بااین کاراولین بتن درتاریخ به وجود آمد.

درسال1756میلادی بنایی به نام"جان اسمیتون"که ماموربازسازی چراغ دریایی ادیستون درساحل جنوب غربی انگلیس شده بود به این نتیجه دست یافت که ملات مرغوب زمانی حاصل می شود که موادپوزولانی باسنگ آهک باحاوی مقدارزیادی ازموادرسی مخلوط شود.

اسمیتون اولین کسی بودکه به خواص شیمیایی آهک پی برد.

سپس درپی آن سیمان های هیدرولیکی دیگری مانند سیمان رومی که "جیمزبارکر"ازکلسینه کردن گلوله های سنگ رسی به دست آورد،ساخته شد.درسال1824میلادی معماری به نام "زوزف آسپدین"درشهرلیدز ساخت سیمان پرتلندرا به ثبت رساند.درسال1845میلادی"ایزاک جانسون"نخستین نمونه سیمانی راکه امروزبه نام "سیمان پرتلند"می شناسیم ودرجریان آن کلینکرایجادمی شود،تولیدنمود.

بتن مسلح نیزحاصل کشف واختراع ناگهانی یک نفرنیست،بلکه نتیجه کار،تلاش وآزمایش وتجربه تعدادازمهندسان ومعماران قرن نوزدهم است.

امرزه استفاده روزافزون ازبتن مسلح باعث شده است که دراغلب کشورهای جهان موسساتی ایجادشودکه وظیفه تحقیق درموردبتن مسلح وفرمول بندی روش هاوطراحی وتدوین آئین نامه هارابرعهده دارند.

محاسن ومعایب بتن:

بتن هادارای یک سری محاسن ومعایب هستندکه درادامه به نقدوبررسی آن می پردازیم:

محاسن بتن:

1-فراوانی ودردسترس بودن مصالح:شن وماسه وآب دراکثرمناطق به آسانی وبه وفوریافت می شود.به همین دلیل اغلب می توان بتن رابه قیمت ارزان تهیه وبه کاربرد.

2-فرم پذیری:بتن قبل ازسخت شدن فرم پذیراست.بدین ترتیب می توان آن رادرهرقالبی وبه هرشکلی ریخت.

3-مقاومت فشاری بالا:اگردرساخت بتن ازمصالح خوب ومناسب استفاده شود،همچنین آب به مقدارلازم به کاررود ودرطرح اختلاط وروش های اجرا دقت کافی به کارآید،بتنی به وجودخواهدآمدکه مقاومت فشاری بالایی خواهدداشت.

4-عمرطولانی:زمانی که بهره برداری مناسب باشد سازه بتنی می تواندبدون آنکه مقاومت وباربری اش کاهش یابد مدت زمان نامحدودی دوام داشته باشد.

5-مقاومت دربرابرآتش سوزی:این بتن هادربرابرآتش سوزی بادرجه حرارتی معادل با1000درجه سانتی گراد حدودا یک ساعت طول خواهدکشیدتافولادی مه دارای پوشش بتنی برابر5/2سانتی گراداست به دمای 500درجه سانتی گرادبرسد.

تجربه نشان میدهد که ساختمان هایی که ازبتن مسلح باپوشش محافظ کافی ساخته شده اند درآتش سوزی هایی که چندین ساعت ادامه داشته ودارای شدت متوسطی بوده است،متحمل صدمات سطحی شده اند ولی فرونریخته اند.

معایب بتن:

1بتن هادارای مقاومت کششی بسیارکم هستند:بدین صورت که مقاومت کششی بتن حدودیک دهم مقاومت فشاری آن است.که این مشکل بابه کارگیری میلگردهای فولادی درسازه بتنی مرتفع می گردد.

2-سنگین بودن بتن:به علت بزرگی ابعادوجرم مخصوص بالای بتن،وزن سازه های بتنی درمقایسه باسازه های فولادی بسیارسنگین تراست.راهکاری برای برطرف کردن این مشکل این است که ازدیوارهای نازک،بتن پیش تنیده،بتن حاوی دانه های سبک ویابتن بامقاومت بالااستفاده کرد.

3-قابلیت انتقال حرارت وقدرت انتقال صوت:این نقایص رامی توان بااستفاده ازعایق های صوتی وحرارتی تاحدزیادی کاهش داد.