ویژگی های بتن مسلح

بتن مخلوطی از سنگدانه های ریز و درشت با مواد خام (معمولا سیمان پرتلند) و آب است. هنگامی که سیمان با مقدار کمی آب مخلوط می شود، واکنش کریستال میکروسکوپی (هیدراتاسیون) ایجاد شده مخلوط را به یک ساختار سخت و محکم تبدیل می کند. ترکیبات مورد استفاده در ساخت بتن باید عاری از مواد مضر مثل ناخالصی ها، نمک، خاک رس، لجن و غیره باشد. مخلوط بتن معمولی دارای مقاومت فشاری حدود 28 مگاپاسکال است. با این حال، هر گونه تنش قابل توجه (به عنوان مثال، ناشی از خم شدن) شبکه میکروسکوپی صلب ایجاد شده را شکسته و در نتیجه باعث ترک خوردگی و جداسازی بتن می گردد. به همین دلیل، بتن معمولی غیر مسلح باید به نحو مطلوبی در برابر تنش های نامطلوب احتمالی وارده محافظت شود.

اگر موادی با مقاومت کشش بالا، مانند فولاد، در بتن قرار داده شود، در اینصورت بتن نه تنها در برابر فشار بلکه در برابر، بلکه خمش و حتی نیروی کششی وارده مقاومت می کند. بتن مسلح را که در آن بتن در برابر تنش فشاری و فولاد در مقابل تنش کششی مقاومت می کند تقریبا می توان به هر شکل و اندازه ای در صنعت ساختمان استفاده کرد.

مشخصات کلیدی بتن مسلح

بتن مسلح خواص سه ویژگی فیزیکی به شرح زیر دارد:

1.  ضریب انبساط حرارتی بتن تقریبا شبیه فولاد است بنابراین تنش های داخلی بزرگ ناشی از تفاوت در انبساط یا انقباض های حرارتی حذف می گردد.
2.  هنگامی که خمیر سیمان در بتن سخت می شود، با توجه به جزئیات سطح فولاد هر گونه تنش داخلی ایجاد شده می تواند به طور موثر بین مواد مختلف انتقال یابد. معمولا میله های فولادی(ساده و یا آجدار) انسجام بین بتن و فولاد را بهبود می بخشند.
3.  محيط شيميايی قليايی ایجاد شده و همچنین کلسيم هیدروکسید موجود در خمیر سیمان سخت شده باعث ايجاد يک لایه مقاوم در سطح فولاد مي شود و آن را در برابر خوردگي بسيار مقاوم تر از حالت خنثي یا شرایط اسیدی می نماید. هنگامی که خمیر سیمان در معرض هوا قرار می گیرد با CO2 هوا واکنش نشان می دهد، کلسيم هیدروکسید و هیدرات سیلیکات کلسیم موجود در سیمان سخت شده به طور فزاینده گازدار می شوند و pH به تدریج از 13.5 تا 12.5 و سپس به 8.5 کاهش می یابد، pH آب با کلسیت (کربنات کلسیم) متعادل شده و فولاد مقاومت خود را از دست می دهد.

به عنوان یک قاعده کلی، فولاد در pH بالاتر از 11 محافظت می شود، اما در pH های کوچکتر از 10 با توجه به ویژگی های فولاد و شرایط فیزیکی شیمیایی، زمانی که بتن گازدار می شود شروع به خوردگی می نماید. کربنیزاسیون بتن همراه با جذب کلرید یکی از دلایل اصلی شکست میله های تقویت کننده بتن می باشد.