بتن مسلح چیست؟

بتن مسلح یا بتن آرمه یکی از انواع بتن‌های قابل استفاده برای ساخت اعضای باربر و غیر باربر سازه‌های عمرانی است که معمولا از ترکیب بتن معمولی با المان‌های تقویت‌کننده نظیر میلگرد یا الیاف فولادی تشکیل می‌شود. بتن مسلح، کاربردهای فراوانی در مهندسی سازه دارد. این مصالح ساختمانی به عنوان مهم‌ترین رقیب پروفیل‌های فولادی در ساخت اسکلت ساختمان‌های مسکونی و تجاری به حساب می‌آید. در این مقاله، به معرفی تاریخچه، انواع، کاربردها، مشخصات و مقایسه بتن مسلح با فولاد می‌پردازیم.

 

بتن آرمه چیست ؟

«بتن مسلح» (Reinforced Concrete) یا بتن آرمه، یک ماده کامپوزیتی و از مصالح ساختمانی پرکاربرد است که از ترکیب بتن با المان‌های تقویت‌کننده نظیر میلگرد و یا الیاف تشکیل می‌شود. المان‌های تقویت‌کننده، به منظور جبران مقاومت کششی و شکل‌پذیری پایین بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ترکیب بتن با میلگردهای فولادی از شناخته‌شده‌ترین و متداول‌ترین روش‌های ساخت بتن آرمه است که اغلب برای اجرای اعضای سازه‌ای ساختمان‌های مسکونی و تجاری به کار برده می‌شود. این مصالح ساختمانی، انواع و کاربردهای فراوانی دارد که در بخش‌های بعدی به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت.

 

بتن ریزی بر روی آرماتور
                                               بتن‌ریزی بر روی شبکه آرماتور به منظور اجرای عضو بتن آرمه

تاریخچه بتن مسلح

قدیمی‌ترین اثر استفاده از میلگرد در ساختمان‌های بنایی به قرن 15 میلادی (اواخر قرن 8 شمسی) و ساخت «قلعه ونسن» (Château de Vincennes) در کشور فرانسه باز می‌گردد. در قرن 18 میلادی (اواخر قرن 11 شمسی) نیز از میلگرد برای ساخت اسکلت «برج خمیده‌ی نوینسک» (Leaning Tower of Nevyansk) در روسیه استفاده شد. با وجود به کارگیری میلگردهای فولادی یا چدنی در سازه‌های مذکور، شواهدی دال بر استفاده از این مصالح با هدف تقویت استحکام سازه وجود ندارد.

 

قلعه ونسن در فرانسه، یکی از سازه‌های اولیه ساخته شده از ترکیب مصالح سیمانی و میلگرد
قلعه ونسن در فرانسه، یکی از سازه‌های اولیه ساخته شده از ترکیب مصالح بنایی و میلگرد

 

 

بتن آرمه یا بتن مسلح، در سال 1849 میلادی (1228 شمسی) توسط یک باغبان فرانسوی با نام «ژوزف مونیه» (Joseph Monier) اختراع شد. این باغبان از ترکیب مش‌های فولادی با دوغاب سیمانی برای ساخت گلدان استفاده می‌کرد. در سال 1853 میلادی (1232 شمسی)، بتن آرمه برای اولین بار جهت ساخت یک ساختمان چهار طبقه مورد استفاده قرار گرفت. البته هدف از به کارگیری این مصالح ساختمانی، نه افزایش مقاومت بلکه یکپارچگی سازه و جلوگیری از دوران دیوارهای ساختمان بود. در سال 1854 میلادی (1233 شمسی)، یک پیمانکار انگلیسی از بتن مسلح برای اجرای کف و سقف خانه‌های دو طبقه استفاده کرد. نحوه چینش آرماتورها در این خانه‌ها، بیانگر به کارگیری میلگرد با هدف افزایش مقاومت کششی بتن بود.

 

نمونه‌هایی از طرح‌های ژوزف مونیه برای ساخت گلدان‌های بتن مسلح
نمونه‌هایی از طرح‌های ژوزف مونیه برای ساخت گلدان‌های بتن مسلح

 

 

به رسمیت شناختن کاربرد بتن آرمه به عنوان مصالح ساختمانی به اواخر قرن 19 میلادی (قرن 12 شمسی) باز می‌گردد. در این دوران، مطالعات زیادی بر روی ترکیب سیمان پرتلند با آهن به عنوان مصالح ساختمانی مقرون به صرفه و مقاوم در برابر آتش برای ساخت سقف، کف و سطوح عابر پیاده انجام شد. تغییر روش‌های به کارگیری میلگردهای فولادی (مثل خم کردن آن‌ها) و بهبود پیوستگی آن‌ها با بتن نیز از پیشرفت‌های مربوط به این دوران است. در سال 1884 میلادی (1263 شمسی)، ساخت اولین سازه تجاری با استفاده از بتن آرمه انجام گرفت.

 

 
«ساختمان اینگالز» (The Ingalls Building)، یکی از اولین ساختمان‌های بتن آرمه بلند
«ساختمان اینگالز» (The Ingalls Building)، یکی از اولین ساختمان‌های بتن آرمه بلند

 

 

در سال 1903 میلادی (1282 شمسی)، یکی از اولین آسمان‌خراش‌ها توسط بتن مسلح با ارتفاع 16 طبقه ساخته شد. با گذشت زمان، المان‌های تقویت‌کننده مختلفی نظیر الیاف فولادی، مصنوعی و طبیعی برای ساخت بتن آرمه مورد استفاده قرار گرفتند. به کارگیری این نوع بتن در سال‌های اولیه معرفی آن با چالش‌های فراوانی در زمینه طراحی و اجرا همراه بود. با این حال، ویژگی‌هایی نظیر دسترسی آسان به مواد اولیه و وجود انواع مختلف با خواص متنوع، بتن مسلح را به یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی در ساخت انواع سازه‌های عمرانی مدرن تبدیل کردند.