علت استفاده از آهن در بتن

استفاده از آهن در بتن ، جزء اصلی از زیرساخت‌های تولید بتن مسلح می‌باشد. چرا که آهن موجود در بتن، مسئول تحمل بارهای کششی می‌باشد.

کمبود منابع طبیعی و اثرات آن بر محیط ‌زیست و همچنین افزایش تقاضا برای مصالح ساختمانی دغدغه‌هایی را به وجود آورده است. به ‌منظور حفظ تعادل میان مواد و متریال به‌ کاررفته و حفظ سلامت کره زمین از پیامدهای ناشی از استخراج مواد، می‌توان از راهکارهای مختلفی استفاده نمود تا تغییرات لازم و اثرگذار در تولید مصالح ساختمانی ایجاد شود.

یک نمونه از این تغییرات استفاده از براده‌های آهن می‌باشد. براده‌های آهن می‌تواند جایگزین خوبی برای شن و ماسه در بتن باشد و موجب افزایش مقاومت فشاری و کششی شود. بررسی‌ها بیانگر این است که با اضافه کردن براده‌های آهن به بتن می‌توان میزان سایش آن را به‌ صورت قابل‌ توجهی کاهش داد.

تأثیر آهن بر مقاومت فشاری

در بررسی علت استفاده از آهن در بتن به این نتیجه می‌رسیم که آهن با هدف افزایش مقاومت فشاری بتن مورداستفاده قرار می‌گیرد. اثر پودر آهن بر مقاومت فشاری، مقاومت کششی و عملکرد بتن تحت بررسی و مطالعه قرار گرفته است.

بدین منظور سیمان پرتلند با توزین پودر آهن به‌اندازه‌ی 1.5، 2.5، 3.5 و 5 درصد مورد استفاده قرار گرفته است. میزان نسبت آب به اتصال‌دهنده ثابت لحاظ شده است. عملکرد بتن کامپوزیت شده با بهره‌گیری از تکنیک مخروطی آبرامز مشخص شد. خواص مکانیکی اعم از استحکام فشاری و کششی در روزهای 7،14 و 28 مورد بررسی قرار گرفت.

بررسی‌ها حاکی از آن است که مقاومت فشاری و کششی با جایگزینی پودر آهن به میزان پنج درصد دچار تغییراتی شد. با این‌ وجود ماکزیمم بهبود در 2.5 درصد وزنی برای استحکام فشاری و 1.5 درصد وزنی برای استحکام کششی حاصل شد. کارآیی ترکیب‌های جدید با افزایش میزان پودر آهن افت پیدا کرد. نتایج بدست ‌آمده حاکی از آن است که تخلخل به‌ترتیب به میزان 21.88 و 26.77 در جایگزینی 1.5 درصد وزنی و 2.5 درصد وزنی افت پیدا کرد.

استفاده از آهن در بتن چه اهمیتی دارد؟

زمانی‌که میلگرد یا آهن کار گذاشته می‌شود، مصالحی به‌ عنوان بتن مسلح ایجاد می‌شود. در بتن پیش تنیده از فولاد استفاده می‌شود. فولاد به‌ کار رفته در بتن پیش تنیده از قبل در معرض کشش قرار می‌گیرد و این مسئله سبب می‌شود که بتن پیش تنیده دارای مقاومت کششی بسیار بالاتری نسبت ‌به بتن مسلح و بتن معمولی باشد.

اگر در بتن از آهن یا فولاد استفاده نشود، مشکلات زیادی به وجود می‌آید و بتن در مقابل فشارهای زیاد دچار مشکلاتی نظیر ایجاد ترک یا شکاف خوردگی و شکست می شود. تمامی این موارد منجر به کاهش طول عمر و مقاومت ساختمان می‌شود.

علت سازگاری آهن و بتن با یکدیگر چیست؟

استفاده از آهن در بتن هیچ مشکلی را برای بتن به وجود نمی‌آورد. چراکه آهن و بتن با یکدیگر سازگار می‌باشند. استفاده از انواع آهن در بتن از سال‌های دور رواج داشته است. این احتمال وجود دارد که نخستین بار به‌ صورت اتفاقی آهن و بتن را با یکدیگر ترکیب کردند و متوجه سازگاری این دو مواد با یکدیگر شدند. برخی از دلایل سازگاری این دو مصالح با یکدیگر عبارتند از:

• بتن و آهن دارای چسبندگی خوبی می باشند.
• ترکیب این دو مواد اولیه موجب بافتی منسجم می‌شود.
• بتن و آهن می‌توانند نقاط ضعف یکدیگر را جبران کنند.
• ضریب انبساطی بتن و آهن یکسان و یک اندازه نمی‌باشد.
• بتن در مقابل تنش‌های کششی آسیب‌پذیر است و در مقابل آهن از مقاومت خوبی دربرابر تنش‌های کششی برخوردار است. درنتیجه ترکیب این دو موجب افزایش مقاومت در برابر تنش‌های کششی می شود.

نحوه استفاده از آهن در بتن

منظور از استفاده از آهن در بتن، استفاده از میلگرد و آرماتور در بتن می‌باشد. استفاده از آهن در بتن باید با راهکارهای مشخصی صورت بگیرد. اصولی در این زمینه باید مورد توجه قرار بگیرند شامل موارد زیر است:

– پیش‌ از این‌ که بتن را به آهن بی افزایید، باید چینش میلگردها را به‌ صورت سلولی یا شبکه‌ای انجام دهید.

– پیش‌ از جوش دادن آرماتور ها به همدیگر، آرماتور ها یا میلگردها را به یکدیگر وصل کنید.

– به‌ منظور برقراری تعامل میان نیروهای برشی و پیشگیری از افزایش ترک های بتن، نیاز به خاموت می‌باشد.

– به‌ منظور به حداکثر رسیدن مقاومت برشی خاموت باید از میل‌گرد سنجاقی استفاده شود.

– به‌ منظور قرارگیری میلگردهای طولی دال در یک امتداد از رکابی استفاده شود.

مزایای استفاده از آهن در بتن

استفاده از میلگرد در بتن امتیازات زیادی برای سازه دارد. بتن و آهن می‌توانند مکمل‌های بسیار خوبی برای همدیگر باشند و ضعف‌های یکدیگر را جبران کنند. لذا زمانی‌که این دو با یکدیگر ترکیب می‌شوند مصالح مستحکمی تولید می‌شود. مصالح ترکیبی از آهن و بتن در کاربردهای مختلفی مورداستفاده قرار می‌گیرند. بکارگیری انواع آهن در بتن موجب به حداکثر رسیدن طول عمر هر دو مصالح می‌شود.

فولاد موجود در بتن متحمل بار فشاری وارد بر بتن می‌شود. در این شرایط مقاومت کششی بتن به بیشترین میزان می‌رسد. بتن دارای خاصیت نفوذناپذیری می‌باشد. لذا زمانی ‌که پیرامون آهن قرار می‌گیرد، مانع از خوردگی و زنگ‌ زدگی آهن می‌شود. به‌ گونه‌ای که آهن می‌تواند استقامت خود را حفظ کند.

میلگردها از انعطاف‌ پذیری بالایی برخوردار هستند و سریعاً با بتن فرم ریزی می‌شوند. قطعاً ادغام آهن و بتن موجب مستحکم‌ سازی سازه در برابر شرایط جوی مختلف می‌شود. همچنین مقاومت سازه در برابر آتش‌ سوزی بیشتر می‌شود.

میلگرد مناسب برای ساخت انواع بتن مسلح

به‌ منظور استفاده از آهن در بتن باید به انتخاب نوع آهن مناسب توجه نمود. برای تولید بتن مسلح می‌توان از انواع میل‌گردها شامل میلگردA1, میلگرد A2, میلگرد A3 و …استفاده نمود.

با توجه به این‌که این تجهیزات با هدف تقویت بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند، انتخاب آنها به‌دقت زیادی نیاز دارد. در زمان انتخاب میلگرد برای نصب در بتن باید به فاکتورهای مختلفی مانند فاکتورهای اقلیمی، نوع طراحی پروژه، میزان بودجه و نوع سازه و … توجه نمود. همچنین دقت کنید که میلگرد هایی برای نصب در بتن مناسب هستند که فاقد هرگونه زنگ زدگی و آلودگی باشند. کیفیت پایین میلگرد موجب عدم دستیابی به اهداف مورد انتظار از تقویت بتن می‌شود.

جزئیات زیادی در ارتباط با نحوه استفاده از آهن در بتن وجود دارد که توجه به هر یک از آن‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. قطعاً انواع آهن می‌توانند موجب تقویت بتن شوند و مقاومت کششی پایین آن را تقویت کنند.