hasankhodaie
عضو جدید
رومیان اولین ترکیب بتنی جهان را در قرن سوم پیش از میلاد با ترکیب آب ، گرد و غبار آتشفشانی ، سنگدانه و گچ یا آهک اختراع کردند. دو هزار سال بعد ، بتن به عنوان یک مصالح ساختمانی قابل اعتماد جایگاه شایسته خود را به دست آورده است.
از سوی دیگر ، کشف فولاد به عنوان مصالح ساختمانی چندان قدیمی نیست-تا اواسط قرن 19 به دلیل فرایند تولید چالش برانگیز ، در ساخت و ساز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت. در دهه 1850 ، روشهای جدید تولید فولاد را سرعت بخشید و به سرعت به عنوان یک مصالح ساختمانی قوی و بادوام شهرت یافت. در طول 150 سال آینده ، محبوبیت فولاد همچنان در حال افزایش است و اکنون ، همراه با بتن ، یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است.
بنابراین ، کدام یک از این مواد برای پروژه شما مناسب تر است؟
اگر در فکر این هستید که از بتن یا فولاد به عنوان مصالح ساختمانی اولیه پروژه خود استفاده کنید ، عوامل مختلفی را باید در نظر بگیرید. هر دو از نظر ساختاری به یک اندازه ارزش دارند. بتن هزینه بیشتری دارد ، اما می توان عملکرد کلی بهتری را ارائه داد. برای درک اینکه کدام مواد مناسب پروژه شما هستند ، باید بدانید که آنها از نظر استحکام ، دوام ، مقاومت در برابر آتش ، پایداری و البته هزینه چگونه مقایسه می شوند.
1. قدرت
مقاومت فشاری ظرفیت یک ماده برای مقاومت در برابر نیروی خرد کننده است. در ساختمان ، مقاومت فشاری اسلب ، تیرها ، ستون ها و فونداسیون به این عناصر اجازه می دهد تا بدون تحمل آسیب در برابر بارهای عمودی ساختمان مقاومت کنند.
استحکام کششی مقاومت مواد در برابر شکست در هنگام کشش است. توانایی تیر در مقاومت در برابر بارهای عمودی نمونه ای از استحکام کششی است ، زیرا در صورت اعمال بار در بالا ، باعث کشیده شدن و ترک خوردن قسمت زیرین آن می شود.
خرابی برشی ناشی از دو نیروی نامتعادل است که بر روی ساختمان در جهت های مختلف عمل می کنند و معمولاً در هنگام زلزله یا بر اثر باد شدید رخ می دهد. مقاومت برشی ظرفیت یک ماده برای مقاومت در برابر این نوع خرابی است.
بتن دارای مقاومت فشاری عالی است ، اما بسیار شکننده است و به راحتی تحت کشش شکسته می شود. برای مقابله با این ضعف ، میله های تقویتی ساخته شده از مواد مقاوم در برابر کشش در آن تعبیه شده است. این میله ها معمولاً فولادی هستند ، اگرچه گزینه های کامپوزیت نیز در دسترس هستند.
در بتن مسلح ، مقاومت کلی از مقاومت فشاری بتن و مقاومت کششی میلگردهای فولادی ناشی می شود. میله های عمودی در امتداد طول عضو سازه ای با میله های کوتاهتر و عمود بریده به نام رکاب گره خورده اند ، این رکابها مقاومت برشی را ارائه می دهند.
استحکام کششی فولاد یکی از پرفروش ترین ویژگی های آن است ، اما ساختمانهای فولادی ماهرانه طراحی شده دارای مقاومت کلی برابر با ساختمانهای بتونی مسلح خود هستند. طراحی سازه ای صحیح کلیدی برای دستیابی به مقاومت فشاری ، کششی و برشی کافی در یک سازه فولادی است.
2. دوام
دوام درجه ای است که یک ماده می تواند محیط اطراف خود را تحت تأثیر قرار دهد. هر دو بتن مسلح و فولاد می توانند مدت زیادی بدون خراب شدن دوام بیاورند ، اگر آنها را به خوبی تنظیم کرده باشند.
بتن مسلح به طور مناسب چرخه یخ زدایی ، مواد شیمیایی ، آب دریا ، رطوبت ، تابش خورشید و سایش را تحمل می کند. به دلیل غیر آلی بودن ، بتن از حملات موذی رنج نمی برد. مهمتر از آن ، نمی سوزد و ذوب نمی شود.
اما با وجود دوام بالا ، بتن مسلح یک عیب بالقوه را پنهان می کند - همان تقویت فولادی مستعد خوردگی که باعث استحکام آن می شود. میلگرد زنگ زدگی پیوند خود را با بتن اطراف از دست می دهد و اکسید آهن ایجاد می کند ، که منبسط می شود و در نتیجه تنش های کششی و در نهایت خرابی ایجاد می شود. اگرچه قلیائیت طبیعی بتن خوردگی میلگرد را کاهش می دهد ، اما ممکن است حفاظت بیشتری برای بتن مسلح در معرض آب دریا یا مقادیر زیادی نمک غشایی مورد نیاز باشد. میلگردهای روکش اپوکسی ، فولاد ضد زنگ یا کامپوزیت برای این منظور به خوبی کار می کنند.
فولاد سازه ای مانند میلگرد مستعد خوردگی است و همچنین نیاز به حفاظت دارد. رنگ ، پوشش پودری ، لایه های قربانی و مواد شیمیایی مهارکننده خوردگی همه روشهایی هستند که می توانند آسیب های خورنده فولاد سازه ای را حذف یا محدود کنند.
3. مقاومت در برابر آتش
ترکیب بتن مسلح آن را عملاً بی اثر و در نتیجه غیر قابل احتراق می کند ، در حالی که سرعت انتقال حرارت پایین آن از گسترش آتش بین فضاها جلوگیری می کند.
با این وجود ، هر دو بتن و آرماتور فولادی می توانند استحکام خود را پس از قرار گرفتن در معرض دمای بالا برای مدت طولانی از دست بدهند. بسته به نوع سنگدانه مورد استفاده ، بتن ممکن است مقاومت فشاری خود را در دمای بین 800 تا 1200 درجه فارنهایت شروع کند. مطالعات نشان می دهد که بتن سبک به دلیل خاصیت عایق بودن و سرعت ضعیف تر انتقال حرارت ، بهترین مقاومت در برابر آتش سوزی را دارد.
فولاد سازه ای نسبت به بتن مسلح مقاومت کمتری در برابر آتش دارد. در دمای بیش از 550 درجه فارنهایت شروع به از دست دادن قدرت می کند و تنها 50 درصد از قدرت عملکرد دمای اتاق خود را در 1100 درجه فارنهایت حفظ می کند. روشهای گوناگونی می توانند سرعت افزایش دما در عناصر فولادی سازه ای ساختمان را کاهش دهند. اینها ممکن است شامل پوشش های مقاوم در برابر آتش ، موانع ، سیستم های خنک کننده ، محوطه بتنی و اقدامات فعال مانند آبپاش ها باشد.
4. پایداری
هر دو بتن و فولاد هنگام استفاده در ساختمان مزایای زیست محیطی را ارائه می دهند. حدود 85 درصد از فولاد مورد استفاده در جهان در نهایت بازیافت می شود. با توجه به فراوانی ضایعات فلزی و فرایند بازیافت آسان ، فقط منطقی است. بازیافت فولاد علاوه بر کاهش تقاضا برای منابع تازه استخراج شده ، تنها یک سوم انرژی مصرفی در طول تولید فولاد را مصرف می کند.
بتن همچنین دارای چندین ویژگی پایدار است. بیشتر آن از مجاورت نسبی با محل ساخت و ساز سرچشمه می گیرد و مقدار انرژی مورد نیاز برای حمل و نقل را کاهش می دهد. پس از تخریب ، می توان آن را برای تولید شن ، سنگدانه یا سنگ فرش برای ساخت راه ، کنترل فرسایش ، محوطه سازی ، ترمیم صخره های اقیانوسی و کارهای دیگر بازیافت کرد. بتن آلوده ممکن است برای مخلوط های جدید به سنگدانه تبدیل شود.
بازیافت بتن دارای مزایای زیست محیطی زیادی است. این آوارها را از محل دفن زباله دور نگه می دارد ، ضایعات ساختمانی را کاهش می دهد ، و سنگریزه ها و سنگدانه هایی را که در غیر این صورت استخراج و حمل می شوند جایگزین می کند.
5. هزینه
بتن مسلح جایگزین گرانتری برای فولاد سازه ای است. نیروی کار و مصالح مربوط به قرار دادن قالب و میلگرد ، ریختن بتن و اطمینان از پخت مناسب ، می تواند بخش قابل توجهی از کل هزینه ها را شامل شود.
با این حال ، قیمت بتن نسبتاً ثابت است. از سال 2000 ، قیمت انواع محصولات بتنی با نرخ تورم به طور پیوسته افزایش یافته است ، و این عامل مهمی است که هنگام تعیین قیمت پروژه ها برای آینده دور باید در نظر گرفته شود.
علیرغم هزینه بالاتر ، مقاومت بتن ، دوام و مقاومت در برابر آتش توسط بیمه گذاران بیمه بدون توجه نمی ماند. به طور معمول ، شرکت های بیمه به سازه های بتنی رتبه ایمنی بالاتر و حق بیمه کمتری در بیمه نامه های خود می دهند.
فولاد ارزان تر از بتن است و سریعتر نصب می شود ، اما با زمان طولانی تری عرضه می شود. به دلیل مقاومت کمتر در برابر آتش ، حق بیمه برای سازه های فولادی بیشتر است.
قیمت فولاد به طور قابل توجهی بی ثبات است و دو دهه اخیر تصویری آشفته را به تصویر می کشد. پس از اوج گیری در ماه های اولیه سال 2008 ، آنها با رکود بزرگ وارد مارپیچ نزولی شدند. ده سال دیگر فراز و نشیب و فولاد بار دیگر در سال 2018 افزایش یافت. در حال حاضر در بازار خریداران ، آنها در حال سقوط هستند اما برخی از کارشناسان انتظار دارند که آنها در اواخر سال بهبود یابند. چنین نوسانات قیمتی یک چالش عمده در بودجه بندی ایجاد می کند و با توجه به بی ثباتی اقتصادی کنونی جهان ، این احتمال وجود دارد که ادامه یابد.
از سوی دیگر ، کشف فولاد به عنوان مصالح ساختمانی چندان قدیمی نیست-تا اواسط قرن 19 به دلیل فرایند تولید چالش برانگیز ، در ساخت و ساز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت. در دهه 1850 ، روشهای جدید تولید فولاد را سرعت بخشید و به سرعت به عنوان یک مصالح ساختمانی قوی و بادوام شهرت یافت. در طول 150 سال آینده ، محبوبیت فولاد همچنان در حال افزایش است و اکنون ، همراه با بتن ، یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است.
بنابراین ، کدام یک از این مواد برای پروژه شما مناسب تر است؟
اگر در فکر این هستید که از بتن یا فولاد به عنوان مصالح ساختمانی اولیه پروژه خود استفاده کنید ، عوامل مختلفی را باید در نظر بگیرید. هر دو از نظر ساختاری به یک اندازه ارزش دارند. بتن هزینه بیشتری دارد ، اما می توان عملکرد کلی بهتری را ارائه داد. برای درک اینکه کدام مواد مناسب پروژه شما هستند ، باید بدانید که آنها از نظر استحکام ، دوام ، مقاومت در برابر آتش ، پایداری و البته هزینه چگونه مقایسه می شوند.
1. قدرت
مقاومت فشاری ظرفیت یک ماده برای مقاومت در برابر نیروی خرد کننده است. در ساختمان ، مقاومت فشاری اسلب ، تیرها ، ستون ها و فونداسیون به این عناصر اجازه می دهد تا بدون تحمل آسیب در برابر بارهای عمودی ساختمان مقاومت کنند.
استحکام کششی مقاومت مواد در برابر شکست در هنگام کشش است. توانایی تیر در مقاومت در برابر بارهای عمودی نمونه ای از استحکام کششی است ، زیرا در صورت اعمال بار در بالا ، باعث کشیده شدن و ترک خوردن قسمت زیرین آن می شود.
خرابی برشی ناشی از دو نیروی نامتعادل است که بر روی ساختمان در جهت های مختلف عمل می کنند و معمولاً در هنگام زلزله یا بر اثر باد شدید رخ می دهد. مقاومت برشی ظرفیت یک ماده برای مقاومت در برابر این نوع خرابی است.
بتن دارای مقاومت فشاری عالی است ، اما بسیار شکننده است و به راحتی تحت کشش شکسته می شود. برای مقابله با این ضعف ، میله های تقویتی ساخته شده از مواد مقاوم در برابر کشش در آن تعبیه شده است. این میله ها معمولاً فولادی هستند ، اگرچه گزینه های کامپوزیت نیز در دسترس هستند.
در بتن مسلح ، مقاومت کلی از مقاومت فشاری بتن و مقاومت کششی میلگردهای فولادی ناشی می شود. میله های عمودی در امتداد طول عضو سازه ای با میله های کوتاهتر و عمود بریده به نام رکاب گره خورده اند ، این رکابها مقاومت برشی را ارائه می دهند.
استحکام کششی فولاد یکی از پرفروش ترین ویژگی های آن است ، اما ساختمانهای فولادی ماهرانه طراحی شده دارای مقاومت کلی برابر با ساختمانهای بتونی مسلح خود هستند. طراحی سازه ای صحیح کلیدی برای دستیابی به مقاومت فشاری ، کششی و برشی کافی در یک سازه فولادی است.
2. دوام
دوام درجه ای است که یک ماده می تواند محیط اطراف خود را تحت تأثیر قرار دهد. هر دو بتن مسلح و فولاد می توانند مدت زیادی بدون خراب شدن دوام بیاورند ، اگر آنها را به خوبی تنظیم کرده باشند.
بتن مسلح به طور مناسب چرخه یخ زدایی ، مواد شیمیایی ، آب دریا ، رطوبت ، تابش خورشید و سایش را تحمل می کند. به دلیل غیر آلی بودن ، بتن از حملات موذی رنج نمی برد. مهمتر از آن ، نمی سوزد و ذوب نمی شود.
اما با وجود دوام بالا ، بتن مسلح یک عیب بالقوه را پنهان می کند - همان تقویت فولادی مستعد خوردگی که باعث استحکام آن می شود. میلگرد زنگ زدگی پیوند خود را با بتن اطراف از دست می دهد و اکسید آهن ایجاد می کند ، که منبسط می شود و در نتیجه تنش های کششی و در نهایت خرابی ایجاد می شود. اگرچه قلیائیت طبیعی بتن خوردگی میلگرد را کاهش می دهد ، اما ممکن است حفاظت بیشتری برای بتن مسلح در معرض آب دریا یا مقادیر زیادی نمک غشایی مورد نیاز باشد. میلگردهای روکش اپوکسی ، فولاد ضد زنگ یا کامپوزیت برای این منظور به خوبی کار می کنند.
فولاد سازه ای مانند میلگرد مستعد خوردگی است و همچنین نیاز به حفاظت دارد. رنگ ، پوشش پودری ، لایه های قربانی و مواد شیمیایی مهارکننده خوردگی همه روشهایی هستند که می توانند آسیب های خورنده فولاد سازه ای را حذف یا محدود کنند.
3. مقاومت در برابر آتش
ترکیب بتن مسلح آن را عملاً بی اثر و در نتیجه غیر قابل احتراق می کند ، در حالی که سرعت انتقال حرارت پایین آن از گسترش آتش بین فضاها جلوگیری می کند.
با این وجود ، هر دو بتن و آرماتور فولادی می توانند استحکام خود را پس از قرار گرفتن در معرض دمای بالا برای مدت طولانی از دست بدهند. بسته به نوع سنگدانه مورد استفاده ، بتن ممکن است مقاومت فشاری خود را در دمای بین 800 تا 1200 درجه فارنهایت شروع کند. مطالعات نشان می دهد که بتن سبک به دلیل خاصیت عایق بودن و سرعت ضعیف تر انتقال حرارت ، بهترین مقاومت در برابر آتش سوزی را دارد.
فولاد سازه ای نسبت به بتن مسلح مقاومت کمتری در برابر آتش دارد. در دمای بیش از 550 درجه فارنهایت شروع به از دست دادن قدرت می کند و تنها 50 درصد از قدرت عملکرد دمای اتاق خود را در 1100 درجه فارنهایت حفظ می کند. روشهای گوناگونی می توانند سرعت افزایش دما در عناصر فولادی سازه ای ساختمان را کاهش دهند. اینها ممکن است شامل پوشش های مقاوم در برابر آتش ، موانع ، سیستم های خنک کننده ، محوطه بتنی و اقدامات فعال مانند آبپاش ها باشد.
4. پایداری
هر دو بتن و فولاد هنگام استفاده در ساختمان مزایای زیست محیطی را ارائه می دهند. حدود 85 درصد از فولاد مورد استفاده در جهان در نهایت بازیافت می شود. با توجه به فراوانی ضایعات فلزی و فرایند بازیافت آسان ، فقط منطقی است. بازیافت فولاد علاوه بر کاهش تقاضا برای منابع تازه استخراج شده ، تنها یک سوم انرژی مصرفی در طول تولید فولاد را مصرف می کند.
بتن همچنین دارای چندین ویژگی پایدار است. بیشتر آن از مجاورت نسبی با محل ساخت و ساز سرچشمه می گیرد و مقدار انرژی مورد نیاز برای حمل و نقل را کاهش می دهد. پس از تخریب ، می توان آن را برای تولید شن ، سنگدانه یا سنگ فرش برای ساخت راه ، کنترل فرسایش ، محوطه سازی ، ترمیم صخره های اقیانوسی و کارهای دیگر بازیافت کرد. بتن آلوده ممکن است برای مخلوط های جدید به سنگدانه تبدیل شود.
بازیافت بتن دارای مزایای زیست محیطی زیادی است. این آوارها را از محل دفن زباله دور نگه می دارد ، ضایعات ساختمانی را کاهش می دهد ، و سنگریزه ها و سنگدانه هایی را که در غیر این صورت استخراج و حمل می شوند جایگزین می کند.
5. هزینه
بتن مسلح جایگزین گرانتری برای فولاد سازه ای است. نیروی کار و مصالح مربوط به قرار دادن قالب و میلگرد ، ریختن بتن و اطمینان از پخت مناسب ، می تواند بخش قابل توجهی از کل هزینه ها را شامل شود.
با این حال ، قیمت بتن نسبتاً ثابت است. از سال 2000 ، قیمت انواع محصولات بتنی با نرخ تورم به طور پیوسته افزایش یافته است ، و این عامل مهمی است که هنگام تعیین قیمت پروژه ها برای آینده دور باید در نظر گرفته شود.
علیرغم هزینه بالاتر ، مقاومت بتن ، دوام و مقاومت در برابر آتش توسط بیمه گذاران بیمه بدون توجه نمی ماند. به طور معمول ، شرکت های بیمه به سازه های بتنی رتبه ایمنی بالاتر و حق بیمه کمتری در بیمه نامه های خود می دهند.
فولاد ارزان تر از بتن است و سریعتر نصب می شود ، اما با زمان طولانی تری عرضه می شود. به دلیل مقاومت کمتر در برابر آتش ، حق بیمه برای سازه های فولادی بیشتر است.
قیمت فولاد به طور قابل توجهی بی ثبات است و دو دهه اخیر تصویری آشفته را به تصویر می کشد. پس از اوج گیری در ماه های اولیه سال 2008 ، آنها با رکود بزرگ وارد مارپیچ نزولی شدند. ده سال دیگر فراز و نشیب و فولاد بار دیگر در سال 2018 افزایش یافت. در حال حاضر در بازار خریداران ، آنها در حال سقوط هستند اما برخی از کارشناسان انتظار دارند که آنها در اواخر سال بهبود یابند. چنین نوسانات قیمتی یک چالش عمده در بودجه بندی ایجاد می کند و با توجه به بی ثباتی اقتصادی کنونی جهان ، این احتمال وجود دارد که ادامه یابد.
آخرین ویرایش توسط مدیر:
