

مقایسه بتن آرمه و بتن پیش تنیده
بتن آرمه
بتن آرمه ترکیبی از بتن و میلگردهای فولادی معمولی است. بتن خود در برابر فشار قوی است ولی در برابر کشش ضعیف عمل میکند، به همین دلیل برای تحمل تنشهای کششی به این میلگردها متکی است. میلگردها به صورت غیرفعال در بتن تعبیه میشوند و تا زمانی که بار خارجی به سازه وارد نشود، تنشی را تحمل نمیکنند. در بتن آرمه، تنشهای کششی عمدتاً توسط میلگردهای فولادی جذب میشوند زیرا بتن به راحتی در برابر کشش ترک میخورد. این ترکها با میلگردها کنترل میشوند، اما کاملاً حذف نمیشوند، وجود ترکها تا حد معینی قابل قبول هستند اما ممکن است دوام سازه را کاهش دهند. در بتن آرمه از میلگردهای فولادی معمولی و بتن با مقاومت معمولی استفاده میشود.
فرآیند ساخت این نوع بتن ساده است و به طور گستردهای اجرا میشود در این نوع بتن میلگردها در موقعیتهای مورد نظر در داخل قالب قرار داده شده و بتن اطراف آنها ریخته میشود. پس از سخت شدن بتن، میلگردها به صورت غیرفعال برای مقاومت در برابر تنشهای کششی عمل میکنند.
از لحاظ وزنی معمولاً سنگینتر است زیرا سطح مقطع بتن به طور کامل مورد استفاده قرار نمیگیرد و ممکن است به مصالح بیشتری برای دستیابی به استحکام مورد نظر نیاز باشد.
از جنبه تضمین کیفیت، عملکرد بتن آرمه تا زمانی که سازه تحت بارهای واقعی قرار نگیرد، به طور کامل قابل ارزیابی نیست. ترکها ممکن است تحت شرایط سرویس نیز ظاهر شوند و نیاز به تعمیر داشته باشند.
بتن پیش تنیده
بتن پیش تنیده شامل اعمال نیروهای کششی اولیه به بتن از طریق کابلها یا استرندهای فولادی با مقاومت بالا است. این استرندها به دو صورت تحت کشش قرار میگیرند: 1- قبل از ریختن بتن (پیشکشیده) 2- بعد از سخت شدن بتن (پسکشیده).
هدف این است که تنشهای کششی که تحت بارهای خارجی ایجاد میشوند، خنثی شده و از ایجاد ترک در بتن جلوگیری شود. این ویژگی باعث میشود سازه بتواند بارهای بزرگتری را تحمل کند و در برابر تغییر شکل ناشی از کشش مقاوم باشد. در بتن پیش تنیده از کابلها یا استرندهای فولادی با مقاومت بالا که توانایی تحمل نیروهای کششی بسیار زیاد را دارند و بتن با مقاومت بالا استفاده میشود تا بتواند تنشهای ایجاد شده در هنگام پیشتنیدگی را تحمل کند.
با نگه داشتن بتن در حالت فشار، از تمام سطح مقطع بتن به طور مؤثر استفاده میشود. این ویژگی بتن پیش تنیده را برای کاربردهایی مانند پلها، پارکینگها و ساختمانهای بلند ایدهآل میکند.
از لحاظ وزنی استفاده بهینه از بتن و فولاد امکان کاهش وزن را بدون کاهش استحکام فراهم میکند. این ویژگی در سازههای بزرگ که کاهش وزن خود سازه مهم است، مزیت محسوب میشود.
از جنبه کیفیت نیز میتوان هر قطعه را میتوان قبل از استفاده تحت آزمایش و ارزیابی قرار داد. این امکان اطمینان از کیفیت بالا در طول ساخت را فراهم میکند.
جدول مقایسه فنی و اقتصادی بتن آرمه و بتن پیش تنیده | ||
ویژگی | بتن آرمه | بتن پیش تنیده |
ظرفیت باربری | متوسط | بالا |
رفتار ترکخوردگی | قابل کنترل اما رایج | حداقل یا بدون ترک |
کاربردها | ساختوساز عمومی | دهانههای بزرگ، زیرساختهای مهم |
دوام | مستعد خوردگی | بسیار بادوام |
فرآیند ساخت | ساده | پیچیده و نیازمند تخصص |
تضمین کیفیت | محدود قبل از استفاده | قابل آزمایش پیش از بهرهبرداری |
هر دو نوع بتن دارای مزایای خاص خود هستند. بتن آرمه برای پروژههای کوچکتر و بارهای متوسط مناسب است، در حالی که بتن پیش تنیده برای سازههای بزرگ، بارهای سنگین و نیاز به دوام بیشتر ایدهآل است.
مزایای بتن پیش تنیده چیست؟
یکی از مهمترین خواص ساختمانهای بتن پیش تنیده نداشتن ترکهای دائمی میباشد. این موضوع باعث تداوم بیشتر این امرخصوصاً در محیط هایی با گاز و زمین های مشکل ساز و همیچنین ساختمانهای دریایی بسیار حائز اهمیت میباشد. برتری بتن پیش تنیده نسبت به بتن آرمه جهت نداشتن ترک واضح است. وزن ساختمانهای بتن پیش تنیده به مراتب از وزن ساختمانهای بتن آرمه معادل کمتر است. زیرا اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود میزان بتن لازم کمتر است، ثانیاً چون فولاد مصرفی دارای مقاومت زیادتری است معمولاً وزن فولاد لازم بین ۵/۱ تا ۳/۱ وزن فولاد معمولی معادل می گردد.
– خیز به طرف پایین تیرهای بتن پیش تنیده تحت اثز بارهای سرویس معمولاً بسیار کم میباشد. زیرا قبل از وارد آمدن بارهای سرویس تحت تاثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به طرف بالا در تیر به وجود آمده است که از شدت خیز به طرف پایین می کاهد.
– در ساختمانهایی بتن پیش تنیده قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ساختمان بوسیله نیروی پیش تنیدگی به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت اثر تنشهای زیادی قرای می گیرد و این خود یک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد میباشد اگر چنانچه دراین مرحله، ساختمان از خود حالت غیر عادی نشان ندهد میتوان مطمئن شد که تحت تاثیر بارهای سرویس نیز عیبی نخواهد کرد . با تغییرات مقداری نیروی پیش تنیدگی می توان سازه را صلب و یا انعطاف پذیر کرد بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییری پیدا بکند. واضح است که یک سازه انعطاف پذیر بیشتر خاصیت فنری و ارتجاعی داشته و می تواند قبل از اینکه در اثر ضربه گسیخته گردد مقدار قابل توجهی انرژی را جذب کند به همین ترتیب چنین سازه هایی تحت تاثیر بارهای زلزله و دینامیکی رفتاربهتری نشان می دهند. یک نمونه از چنین سازه هایی شمع های ضربه گیر اسکله ها میباشد, از همین طرف دیگر یک سازه بسیار صلب بهتر می تواند لرزش ها و نوسانات بسیارسنگین را تحمل کند. (برای مثال فونداسیون موتورهای توربینی)