بخشی از مقاله
مقدّمه
انسان از دیرباز همواره به دنبال سرپناه و مکانی امن برای زندگی بوده و برای رسیدن به این هدف، از مصالح مختلف همچون سنگ، چوب و شاخ و برگ درختان ، آهک، رس وخاک و با گذشت زمان و پیشرفت علم توانسته آهن را گداخته، و از آن در ساخت سرپناه بهرهگیرد. حدود یک قرن پیش و با کشف سیمان، انقلابی در صنعت ساختمان اتفاق افتاد طوری که در حال حاظردرصد قابل توجهی از اسکلت سازهها از بتن و در واقع سیمان است.
در حالت کلی عوامل زیادی در انتخاب نوع مصالح در ساخت یک سازه تاثیر گذار است که از مهمترین آنها میتوان به طراحی سازه، کاربری سازی، تعداد طبقات، زمان اتمام پروژه، منابع مالی و محدودیتهای اقتصادی اشاره کرد. علاوهبر موارد ذکر شده در فوق ×آئین×نامههای طراحی و اجرایی نیز بیتاثیر نبوده و انها را نیز باید در نظر گرفت. در حال حاضر دو ماده آهن - فولاد - و بتن از دیگر مصالح پیشی گرفتهاند و از اصلیترین مصالح ساخت سازهها به حساب میآیند که همواره در حال رقابت و ترغیب افراد برای استفاده از آنها هستند. هر یک از این مصالح دارای ویژگیهای مثبت و منفی بوده که به بررسی و مقایسه آنها میپردازیم .
بتن
بتن خود از چهار ماده: سیمان، ماسه، شن و آب ساخته و عملآوری میشود. هنگامی که سه ماده را باهم ترکیب کرده و سپس آب را به آنها میافزاییم، عمل هیدراسیون انجام شده و در گرمای حاصله خمیری به نام بتن تولید شده و با گذشت زمان شکل ضاهری آن از حالت خمیری به حالت جامد و سفت و محکم تبدیل میشود. بتن دارای مقاومت فشاری بسیار خوب و بالایی ست طوری که میتواند کلیه وزن یک سازه را تحمل کند. در واقع مقاومت فشاری بتن به عیار سیمان - میزان مصرف سیمان در هر مترمکعب بتن - بستگی دارد و هر قدر سیمان بکار رفته شده در بتن بیشتر باشد، مقاومت فشاری آن نیز بیشتر میشود.
اما دارای مقاومت کششی پایینی است”در×حدود×%×ًٌ×مقاومت× فشاری“ و در مواقعی که تحت کشش و یا خمش قرار میگیرد دچار ضعف شده و نمیتواند آن را تحمل کند. از این رو برای جبران این ضعف طرح بتن مسلح مطرح گردید و با بکارگیری فولاد به شکل میلگرد در نقاطی که تحت کشش×مستقیم×یا× کشش ×ناشی ×از ×خمش هستند، این نیروی کششی را به میلگرد انتقال دهند تا بوسیله آن مقاومت کنند. میلگرد بکار رفته در بتن مسلح، علاوهبر تحمل نیروی کششی، میتواند در مقاومت فشاری بتن نیز تاثیرگذار بوده و باعث افزایش آن بشود.[1]
فولاد
در ابتدا بشر توانست سنگ آهن را شناسایی و آن را گداخته کند و آهن مذاب بدست آورد. این روند قرنها ادامه داشت تا اینکه عناصر و ترکیبات آهن شناخته شد و درصد این عناصر در آزمایشگاهها بدست آمد و دانشمندان دریافتند که با کم یا زیاد کردن درصد این عناصر تغییرات اساسی در خواص آهن حاصل کنند. یکی از مهمترین عناصر اولیه موجود در آهن، کربن است. با کم کردن درصد این عنصر، میتوان به آهن کم کربن دست یافت به نحوی که نسبت به همان آهن با کربن بیشتر - چدن - خاصیت شکل پذیری بیشتری پیدا کرده و در ساخت بناها بیش از پیش مورد توجه قرار میگیرد.
