بتن

مقدمه
در قرن حاضر، بتن به عنوان يكي از پرمصرف‌ترين فرآورده‌هاي ساختماني در جهان شناخته شده است. از ويژگي‌هاي بسيار خوب آن، اقتصادي بودن، سهولت دسترسي به اجزاي تشكيل دهنده آن در اكثر مناطق، شكل‌پذيري و پاياني نسبتاً بالاي آن را بايد نام برد. اين عوامل باعث توجه روزافزون به آن شده است. بدين جهت لازم است كه متخصصان، خواص اجزاي تشكيل دهنده و مراحل اساسي در ساخت، نگهداري و در مواقع لزوم تعمير و مرمت آن را به خوبي بشناسند.
در ساختمان يك سازه بتني، لازم است نسبت اجزاي بتن طراحي شود، برخلاف نولاد، در مورد بتن نمي‌توان به مشخصات ارائه شده از سوي توليدكنندگان اكتفا كرد. به علت آشنايي و شناخت كامل بعضي از مجريان كارهاي عمراني با خصوصيات و رفتار بتن و آشنا نبودن با شيوه‌هاي صحيح اختلاط اجزاي آن در سال‌هاي اخير گسيختگي و خرابي‌هاي زيادي در تعدادي از سازه‌هاي بتني مشاهده شده است. به نظر مي‌رسد در پاره‌اي از موارد، اثرات آب و هوا و دما و شرايط محيطي و تطبيق خصوصيات بتن با استانداردهاي بين‌المللي در ساخت بتن مورد توجه قرار نمي‌گيرد.

تاريخچه
تاريخچه سيمان در سال ۱۷۵۶ ميلادي به نام جان اسميتون كه مامور بازسازي چراغ دريايي اديسون در سال جنوب غربي انگلستان شده بود، به اين نتيجه رسيد كه بهترين ملات وقتي بدست مي‌آيد كه مواد پوزولاني با سنگ آهك حاوي مقدار زيادي از مواد رسي مخلوط شود. اسميتون اولين شخصي بود كه به خواص شيمياي آهك پي برد.
به دنبال آن، سيمان‌هاي هيدروليكي ديگري مانند سيمان روي كه جيمز پاركر از كلسينه كردن گلوله‌هاي سنگ آهك رسي آن را بدست آورد، توسعه پيدا كرد. در سال ۱۸۲۴ ميلادي، معماري به نام ژوزف آسپرين در شهر ليدز، سيمان پرتلند را به ثبت رساند. در سال ۱۸۴۵ ميلادي، ايزاك جانسون نخستين نمونه سيمان را كه امروز به نام سيمان پرتلند مي‌شناسيم، توليد كرد.

تاريخچه بكارگيري بتن در فولاد
بتن مسلح حاصل كشف و اختراع ناگهاني يك نفر نيست، بلكه نتيجه كار تلاش، آزمايش و تجربه تعدادي از مهندسان و معماران قرن گذشته است. در سال ۱۸۴۸ ميلادي با ساختن يك قايق پارويي كه به وسيله شبكه‌هاي مربع مستطيل شكل ميله‌هاي آهني مسلح شده بود، اولين سازه بتن مسلح را به صورتي كه ما امروزه آن را مي‌شناسيم، به وجود آورد. تا اوايل قرن بيستم، هيچ روش تئوريكي معتبر و مورد قبول همگان جهت طرح قطعات بتن مسلح وجود نداشت.
در قرن بيستم با پيشرفت تحقيقات تحولي اساسي در شناخت و بررسي رفتارهاي بتن مسلح بوجود آمد. بطور كلي به علت دوام عالي، شكل‌پذيري، قيمت مناسب، مقاوم در مقابل آتش‌سوزي و استحكام آن، اكنون بتن مسلح به عنوان يكي از پرمصرف‌ترين فرآورده‌هاي ساختمان به شمار مي‌رود.

تاريخچه بتن
استفاده از مواد شيميايي از سال‌هاي بسيار قديم متداول بوده و مصريان قديم گچ تكيلس شده ناخالص را بكار مي‌برده‌اند. يونانيانو روميان سنگ آهك تكليس شده را مصرف مي‌كردند و بعدها آموختند كه به مخلوط آهك و آب، سنگ خرد شده آجر و سفال‌هاي شكسته اضافه كنند. اين اولين نوع بتن در تاريخ بود، چون ملات آهك در زير آب سخت نمي‌شود. بدين جهت براي ساختمان‌هاي زيرآب سنگ آهم و خاكستر آتشفشاني يا پور بسيار نرم سفال‌هاي سوخته را با هم آسياب كرده و بكار مي‌بردند و آنچه را كه بعدها به نام سيمان پوزولاني شناخته شده توليد كردند.

تاريخچه سازه‌هاي بتني
استفاده از بتن مسلح باعث شده است كه در غالب كشورها، موسساتي جهت بررسي علمي بتن مسلح و فرمول‌بندي روش‌ها و نيز طراحي و تدوين آيين‌نامه‌ها ايجاد شود و نتيجه كار موفقيت‌آميز پيش از نيم قرن آزمايش و مطالعه و بررسي اين موسسات را مي‌توان در تكامل روش‌هاي طراحي و در تعدادي از سازه‌ها ساخته شده از بتن مسلح را در تمام نقاط جهان مشاهده كرد. بطور مثال چند نمونه از سازه‌هاي بتني با كاربري‌هاي متناوب را با نمايش شكل بررسي مي‌كنيم.
الف: يك پل معلق در ژاپن به طول ۲۶۰۰ متر كه طول بزرگترين دهانه آن، ۴۵۰ متر است.
ب: ساختمان‌هاي تيپ پيش ساخته در شاهين شهر اصفهان.

توضيحات
اولين روز حضور در كارگاه ساختماني، آشنايي با مصالح و شرايط كار و انواع لوازم و مواردي كه با آنها بايد سر و كار داشته باشيم، گذشت.
در اين زمان بتن‌ريزي سقف طبقه سوم تمام شده و آماده براي قالب‌برداري شده بود. بعد از قالب‌برداري آرماتوربندي، ميلگردهاي طبقه چهارم وصله شده و ميلگردگذاري تيرها هم انجام شد، سپ آماده براي بتن‌ريزي گرديد. دور ميلگردها قالب‌گذاري شده و با زدن پشت‌بند و آماده كردن قالب قبل از قالب‌گذاري روغن كاري بدنه قالب انجام شده بود.
بعد از قالب‌بندي ستون‌ها، بتن‌ريزي ستون‌ها شروع شد و در اين زماني كه بتن به سوي بدست آوردن مقاومت پيش مي‌رفت، كارهاي بعد از شروع به انجام شده مانند گرفتن تيرچه از كارگاه‌هاي ساخت تيرچه و بلوك و خريدن بلوك‌ها سفالي و يونوليتي در آن زمان بعد از اين كارها شروع به بوشكاري و خمكاري ميلگردهاي كلاف‌هاي زيرسقف و خاموت‌ها شوند، بعد از بدست آوردن مقاومت بتن با احتياط شروع به برداشتن قالب‌هاي ستون و تيركردن كه بايد با برداشتن قالب گرفتن بتن ستون و تير تا چند روز در معرض نور آفتاب و هوا و با به دست آوردن مقاومت نهايي در اين زمان شروع به قرار دادن تيرچه‌ها و بلوك‌ها به وسيله استادان ماهر شدن تيرچه‌ها با دقت و با صبر و حوصله فراوان بر روي تيرها قرار مي‌گرفت و بلوك‌ها در حدفاصل بين تيرچه‌ها كار گذاشته مي‌شد.
بعد از اين كار كه تيرچه و بلوك‌گذاري به اتمام رسيد. نوبت به بستن و گذاردن ميلگردهاي شناژ رابط بين تيرچه‌ها و بلوك‌ها شد كه توسط افرادي كه در اين كار دستي داشتند، انجام مي‌شد.
بعد از اينكه شناژ‌گذاري و بستن كلاف قائم به اتمام رسيد، سطح آماده به كار براي بتن‌ريزي تميز و بدون آشغال شده بود و در زير سقف كه قرار بوده بتن‌ريزي شود، با استفاده از شمع‌هاي چوبي و فلزي كه از بيرون كارگاه تهيه شده بود، قرار گرفت كه در اين هنگام بايد با دقت فراوان انجام گيرد و تيرچه‌ها در اثر با ناشي از بتن‌ فرو نريزند.
بعد از شمع‌بندي با مصالح كه در پاي كار قرار دارد، شروع به ساختن بتن براي بتن‌ريزي سقف آمدع مي‌شد. ابتدا مقداري آب را در داخل بتونير مي‌ريختند، بعد مقداري مصالح سنگي و سيمان به همراه يكديگر داخل بتونير وارد مي‌شود. در همين حين بتونير در حال چرخيدن است و عمل اختلاط را انجام مي‌داد.
اين بتن كه داخل بتونير آماده شده است، توسط فرغون به پاي كار حمل و در داخل و روي بلوك و تيرچه و شناژ مي‌ريختند و با ويبراتور حمل و ويبره كردن بتن هواي داخل بتن را خارج و چسبندگي بيشترين بتن مصالح بوجود مي‌آيد.
به علت گستردگي كار سقف بتن‌ريزي در يك روز به اتمام نمي‌رسيد و در چند روز انجام گرفت. بعد از اتمام بتن‌ريزي و ويبره كردن بتن كار به اتمام رسيد و بعد از چند روز و بدست آوردن مقاومت بتن اقدام به برداشتن قالب و شمع‌ها كرده و روال كار به طريقه قبلي پيش مي‌رود كه كارآموزي به اتمام رسيد.

در اين تصوير، همانگونه كه ملاحظه مي‌كنيد، فضاهاي خالي بين كف طبقات تعبيه شده است كه براي جاي قرار گرفتن آسانسور اجرا شده است.

همانطور كه در شكل ديده مي‌شود، بيرون‌زدگي ميلگرد از قالب و سقف براي تامين پاگرد پله‌ها و به همين دليل به طور كامل با سقف بتن‌ريزي نشده است. اين ميلگردها به طور جداگانه بتن‌ريزي مي‌شوند.

در عكس گرفته شده بالا، همانطور كه مي‌بينيد طريقه خالي بتن آماده بر روي اجزايي كه در زير بتن قرار مي‌گيرند را مي‌بينيد.
در اين شكل، ميلگردهاي ستون و ميلگردهاي تير كه در ستون كلاف شده بلوك‌ها و شناژهاي اطراف آن و قالب‌بندي اين اجزا را نشان داده است.

در شكل بتن‌ريزي يك سقف ديده مي‌شود كه در آن تيرچه‌ها و شناژ‌هاي آن در زير بتن قرار مي‌گيرند.
بعد از اينكه بتن ريخته شده به وسيله ويبراتور، هواي داخل بتن را خارج كرده و بلوك‌ها و شناژهاي اطراف آن به خوبي با يكديگر مي‌چسبند.

در عكس بالا شكل يك تيرچه نمايش داده شده است كه تيرچه تشكيل شده است. ميلگردهاي طولي و ميلگردهاي مهاري آن كه به ميلگرد طولي جوش مي‌شود و ميلگردهاي طولي تحتاني در درون بتن قرار دارند.
دو سر اين ميلگردها بر روي تير قرار مي‌گيرد و بلوك‌ها در اطراف آن پيده مي‌شوند.

|
در تصاوير فوق، از اجزاي ابتدايي يك پله عكس گرفته شده است و چگونگي اتصال پله به ستون و پاگرد در عكس اول نشان داده شده است، ولي در عكس دوم شكل يك پله از بالا نشان داده شده است و بيرون زدگي ميلگردها از سقف‌ها براي ايجاد پاگرد تا فرد به راحتي بتواند پله‌ها را طي كند

همانطور كه در شكل مي‌بينيد، بتن‌ريزي يك سقف ساختمان انجام مي‌گيرد كه كليه ضوابط براي بتن‌ريزي سقف اجرا شده است، مانند قالب‌بندي زير سقف و قالب‌بندي در زير قالب‌ها و براي مهار قالب‌هاي كف سقف ديده مي‌شود.

در دو عكس گرفته شده همانطور كه ملاحظه مي‌كنيد، چگونگي طرخ اختلاط بتن نشان داده شده است كه چه مصالح و چگونه به داخل بتونير بايد ريخت. در اين لحظه بايد مصالح به اندازه تاثير دستگاه نظارت و با سرعت يكنواخت بتونير شود.

در تصوير بالا، چيزي كه ديده مي‌شود، يك شمع چوبي است كه براي نگهداري از تيرچه و يونوليت‌هاي اطراف آن استفاده شده است.
ارتفاع اينگونه شمع‌ها يكنواخت است و براي بالا بردن ارتفاه اينگونه شمع‌هاي در زير آن قطعاتي مانند آجر قرار مي‌دهند.