or

علت اصلی مصرف فولاد

بتن دارای مقاومت زیادی در فشار است. بنابراین استفاده از آن برای قطعات تحت فشار مانند ستون‌ها و قوس‌ها بسیار مناسب است. ولی به علت مقاومت کششی کم و شکنندگی نسبتاً زیاد بتن، استفاده از آن برای قطعاتی که تماماً یا به طور موضعی تحت کشش هستند محدود می‌شود. برای رفع این محدودیت اعضای بتنی را با قرار دادن فولاد در آنها تقویت می‌کنند و جسم مرکبی را بدین ترتیب حاصل می‌شود بتن آرمه یا بتن مسلح می‌نامند.

بنابراین ایده‌ی اصلی در ایجاد بتن مسلح، استفاده از بتن برای تحمل فشار و فولاد که معمولاً آرماتور یا میلگرد نامیده می‌شود برای تحمل کشش است. البته سایر اعضای بتنی نظیر ستون‌ها را که عمدتاً تحت نیروهای فشاری هستند با میلگردهای فولادی نیز مسلح می‌کنند وجود میلگرد در چنین اعضایی سبب افزیش مقاومت می‌شود زیرا فولاد علاوه بر کشش در فشار نیز مقاومت بالایی دارد.


عوامل اصلی موفقیت بتن مسلح

اساس رفتار مشترک فولاد و بتن، اجتماع دو خاصیت فیزیکی و مکانیکی این دو ماده با یکدیگر است. اول آن که بتن، در اثر سخت شدن‌، چسبندگی قابل ملاحظه‌ای با آرماتور فولادی پیدا می‌کند. هنگامی که به یک عضو بتن آرمه، باری وارد می‌شود این چسبندگی سبب می‌شود که هر دو ماده‌ی فولادی و بتن با هم تغییر شکل دهند. دوم آن که بتن و فولاد دارای ضرایب انبساط حرارتی تقریباً یکسانی هستند (مقدار این ضریب به طور متوسط برای بتن برابر با ۰/۰۰۰۰۱ و برای فولادی برابر با ۰/۰۰۰۰۰۱۲ به ازای هر درجه‌ی سانتیگراد است) و در نتیجه در اثر تغییرات درجه حرارت در هیچ یک از دو ماده تنش‌های اولیه ی قابل توجهی ایجاد نمی‌شود و لغزشی بین فولاد و بتن رخ نمی‌دهد.

سایر مزایای بتن مسلح

بتن مسلح علاوه بر این که دارای مقاومت نسبتاً بالایی است در مقابل شرایط نامساعد محیطی نیز مقاومت خوبی دارد، زیرا پوشش بتنی روی میلگردها، آن‌ها را در مقابل خوردگی و اثر مستقیم آتش سوزی محافظت می‌نماید. تجربه نشان داده‌ که در آتش سوزی‌های با شدت متوسط‌، سازه‌های بتن مسلح تنها دچار خسارت‌های سطحی شده، خللی در مقاومت و ظرفیت باربری آن‌ها به وجود نمی‌آید.

ساختمان‌های مرتفع مسکونی و ادرای، ساختمان‌های صنعتی‌، پل‌ها، سیلوها‌، تونل‌ها، انواع پوسته‌ها، سازه‌های هیدورلیکی و بسیاری از سازه‌های دیگر، از جمله مواردی هستند که اسکلت اصلی و باربر آن‌ها از بتن مسلح تشکیل شده است.

بتن پیش تنیده

یکی از جنبه‌های خاص رفتار سازه‌های بتن مسلح تحت اثر بارهای وارده امکان ایجاد ترک در قسمت‌های کششی مقاطع اعضای بتنی است. البته به وجود آمدن چنین ترک‌هایی تحت بارهای معمولی وارد بر سازه‌، غالباً به قدری کم اهمیت است که به آمدن چنین ترک‌های تحت بارهای معمولی وارد بر سازه غالباً به قدری کم اهمیت است که به هیچ وجه کاربری سازه را تحت تاثیر قرار نمی‌دهد. اما چنان در موارد خاصی با توجه به عملکردی که از سازه انتظار می‌رود. وجود این ترک‌ها‌ به عنوان یک نقص تلقی شود و لازم باشد از ایجاد ترک جلوگیری شود و یا میزان بازشدگی آن محدود شود. از ایده‌ی پیش تنیدگی بتن استفاده می‌شود.

در این روش به جای میلگرد از فولادی با مقاومت بالا که به صورت مفتول یا کابل است، استفاده می‌شود. بدین ترتیب که قبل از بتن ریزی‌، کابل‌ها به میزان قابل ملاحظه‌ای کشیده می‌شوند و پس از بتن ریزی و گرفتن بتن و ایجاد چسبندگی کامل بین فولاد و بتن، عامل کشش در فولاد حذف شده و در نتیجه تمامی نیروی کششی فولادی به صورت فشاری به بتن وارد می‌شود. بنابراین بتن قبل از بارگذاری دارای تنش‌های فشاری در تمام نقاط خود است. حال وقتی این عضو تحت خمش قرار می‌گیرد. تا مرحله‌ای که تنش‌های فشاری موجود، تنش‌های کششی ناشی از خمش را خنثی می‌نماید‌، عضو می‌تواند باربری داشته باشد. با استفاده از این شیوه‌، ترک‌های موجد در ناحیه‌ی کششی بتن مسلح معمولی حذف شده و همچنین از تغییر شکل‌های خمشی نیز به مراتب کاسته می‌شود.

انواع فولاد مصرفی در بتن

فولادهای مورد استفاده در بتن مسلح شامل میلگرد، سیم و شبکه‌های جوش شده از سیم است. البته در موارد خص از فولاد ساختمانی مانند نیمرخ‌های I شکل‌، ناودانی یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده می‌شود.

روش تولید

آرماتورهای فولادی معمولاً به یکی از روش‌های زیر تولید می‌شود.

  1. ‌فولاد نورد شده در حالت گرم (گرم نورد شده)
  2. ‌فولاد اصلاح شده در حالت سرد به وسیله عملیات مکانیکی از قبیل پیچاندن‌، کشیدن‌، نورد کردن یا گذراندن از حدیده (سرد اصلاح شده)
  3. ‌فولاد ویژه که با عملیاتی مانند گرمایش و آب دادگی سخت شده است. (گرم عمل آمده)

چگونگی سطح میلگردها

از نظر شکل ظاهری سطح میلگردها و سیم‌ها یا صاف بوده و نوع دوم را میلگرد یا سیم آجدار می‌نامند و ناهمواری سطح میلگرد یا سیم که برای افزایش چسبندگی فولادی با بتن تعبیه می‌شود، در میلگردهای آجدار به صورت برآمدگی و در سیم‌های آجدار به صورت فرورفتگی است. امروزه عموماً آیین نامه‌های بتن، فقط استفاده از میلگردها و سیم‌های آجدار را مجاز می‌دانند. این موضوع مخصوصاً در ساختمان سازی در مناطق زلزله خیز قابل تاکید است.

ابعاد میلگرد

قطر میلگرد‌ها بستگی به استاندارد مورد استفاده در کشورهای مختلف دارد و معمولاً بین ۶ تا ۶۰ میلیمتر است. سیم‌ها با قطرهای کوچکتر ساخته می‌شوند و بسته به استاندارد مورد استفاده ممکن است در اندازه‌های ۳ تا ۱۵ میلیمتر تولید شوند. میلگردها در قطرهای ۶ الی ۳۲ میلیمتر به راحتی در بازار یافت می‌شوند ولی برای قطرهای بزرگتر باید سفارش مخصوص داده شود. طول معمول میلگردهای تولیدی ۱۲ متر است . برای طول‌های بزرگتر میلگردها را به یکدیگر وصله می‌کنند و یا در صورت لزوم در طول‌های بزرگتر به طور سفارشی تهیه می‌شود.

شکل‌های رایج و کاربرد میلگردها در بتن

میلگردها به شکل‌های مختلف در اعضای بتنی مسلح مورد استفاده قرار می‌گیرند که معمولاً در نقشه‌های سازه‌ای به طور دقیق ترسیم می‌شود.

برخی از اشکال مهم ارائه شده که کاربردهای مختلف آنها در زیر ذکر می‌شود.

  • میلگرد راستا: برای افزایش مقاومت کششی بتن
  • خاموت: برای جلوگیری از بیرون زدگی آرماتورهای طولی در اثر کمانش و تحمل نیروهای برشی و جلوگیری از گسترش
  • سنجاقک: برای تقویت مقاومت برشی خاموت‌ها و اتصال کامل بین میلگردهای طولی و خاموت
  • خرک: برای قرار دادن دو شبکه‌ی متوالی افقی با فاصله‌ی معین در داخل قالب (در بتن ریزی‌های کف و فونداسیون)
  • رکابی: برای در امتداد نگاه داشتن آرماتورهای طولی یا عمودی در بتن ریزی دیوارها
  • میلگرد ادکا: برای تحمل لنگرهای منفی در تکیه گاه های تیر (تیرهای یک‌سو‌) و برای تحمل نیروهای برشی

پیوستگی و مهار میلگرد در بتن

عامل اصلی در عملکرد یک قطعه بتن مسلح به عنوان یک جسم یکپارچه‌، پیوستگی و چسبندگی کامل بین میلگرد و بتن است تا در صورت کشیده شده میلگرد تا حد پاره شدن پیوستگی بین میلگرد و بتن قطع نشود.

طبیعت پیوستگی و چسبندگی بین میلگرد و بتن، اصطکاک موجود در سطح تماس آنها است. در میلگردهای صاف، این اصطکاک بسیار ناچیز است. برای بهبود اصطکاک بین میلگرد و بتن، از میلگردهای آجدار استفاده می‌شود و به همین دلیل است که آیین نامه بتن ایران استفاده از میلگردهای صاف را در اعضا بتن مسلح مجاز نمی‌داند.

پوشش بتنی روی میلگردها

پوشش بتنی روی میلگردها برابر است با حداقل فاصله‌ای بین رویه‌ی میلگرد‌ها اعم از طولی یا عرضی تا نزدیک‌ترین سطح آزاد بتن. طبق آیین نامه بتن ایران، ضخامت پوشش بتنی روی میلگردها بر حسب وضعیت محیطی متفاوت است.

وضعیت محیطی ملایم

به وضعیتی اطلاق می‌شود که در آن هیچ نوه عامل مهاجم از قبیل رطوبت، تعریق، تر و خشک شدن متناوب، یخ زدگی، تماس با خاک‌های مهاجم، مواد خورنده، فرسایش شدید، عبور وسایل نقلیه و خطر ضربه موجو نباشد.

وضعیت محیطی متوسط

به وضعیتی اطلاق می‌شود که در آن قطعات بتنی در معرض رطوبت  گاهش تعریق قرار می‌گیرند.

شرایط محیطی شدید

وضعیتی است که در آن قطعات بتنی در معرض رطوبت یا تعریق شدید، تر و خشک شدن متناوب و یا یخ زدگی سطحی قرار می‌گیرند.

وضعیت محیطی  بسیار شدید

به وضعیتی اطلاق می‌شود که در آن قطعات بتنی در معرض گازها، مواد خورنده ویا رطوبت همراه با یخ زدگی شدید قرار می‌گیرند.

وضعیت محیطی فوق العاده شدید

‌وضعیتی است که در آن قطعات بتنی در معرض فرسایش شدید، عبور وسایل نقلیه و یا آب جاری با PH حداکثر ۴/۵ قرار می‌گیرند.

حفاظت و انبار کردن میلگردها

به علت جذب رطوبت محیط به وسیله میلگردهای فلزی  و اکسید شدن فلز آهن و همچنین کمتر شدن قطر موثر میلگرد فولادی که باعث کاهش مقاومت سازه‌ی بتنی می‌شود لازم است میلگردهای فولادی در محیطی خشک و سر پوشیده عاری از رطوبت و گل و خاک نگهداری شوند. قبل از مصرف لازم است از طریق برس زدن یا پاک کردن مکانیکی‌، سطح فلز از زنگ پاک شود تا چسبندگی بتن و فولاد در حد مطلوب صورت گیرد. زنگ زدایی میلگرد ممکن است به طریق سندبلاست (ماسه پاشی روی فلز) نیز انجام شود.

انبار کردن میلگردها باید بر اساس قطر و اندازه‌ی آنها و به صورت منظم و مجزا باشد. این روش موجب تسریع در کار می‌شود زیرا گروه برشکار و آرماتوربند به راحتی می‌توانند میلگردهای مورد نیاز را انتخاب کنند. برای جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین سعی می‌کنند میلگرد را در ارتفاع مناسبی از سطح زمین قرار دهند. به گونه‌ای که با گل و روغن و سایر آلودگی‌ها در تماس نباشند. افزون بر آن، تمیزی محل انبار کردن سبب جلوگیری از زنگ زدگی میلگردها می‌شود. میلگردها باید به روشی حمل و انبار شوند که دچار خمیدگی بیش از حد نشوند.

ثبت رایگان مشاغل و نیازمندی ها





اطمینان به اصالت سایت / راهنمای خرید/ کد تخفیف / گزارش مشکل در خرید/ تبلیغات در سایت

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.