بتن، یکی از مهم‌ترین مصالح پر مصرف، در صنعت ساخت و ساز است. با توجه به تقاضاهای روزافزون کاربران برای کیفیت (عمدتاً دوام و مقاومت) و پیشرفت‌های عظیم در فناوری افزودنی آن، اکنون امکان تولید انواع مختلف بتن وجود دارد. بنیتک سعی دارد در این مقاله شما را با دو نوع از این مواد که عبارتند از: بتن پیش تنیده و بتن پس از کشش، آشنا کند و به تفاوت بین این دو بپردازد.
بتن چیست؟
بتن، یک مواد ساختمانی بسیار ارزشمند و مهم است که با ترکیب آب، سیمان و ماسه ایجاد می‌شود. پس از اینکه تمام اجزاء: سیمان، سنگدانه و آب، در نسبت‌های مناسب با هم ترکیب شدند، سیمان و آب شروع به واکنش با یکدیگر می‌کنند و یک توده جامد تشکیل می‌دهند. این ماده به دلیل ویژگی‌هایی از جمله استحکام، مقرون به صرفه بودن، دوام و انعطاف پذیری که دارد، گاهی اوقات به عنوان سنگ مصنوعی نیز شناخته می‌شود.
بنابراین کارفرمایان در پروژه‌های ساختمانی به بتن، به عنوان یک آیتم ایمن، محکم و ساده اعتماد دارند. در انواع سازه‌ها (از خانه‌ها گرفته تا ساختمان‌های اداری چند طبقه) و زیرساخت‌ها (جاده‌ها، پل‌ها و …) استفاده می‌شود. در ساخت فونداسیون‌ها، سقف‌ها، ستون‌ها، تیرها، دال‌ها و سایر عناصر باربر همگی از بتن استفاده می‌شود.
انواع مختلف سقف بتنی شامل موارد زیر است:- سقف وافل
- سقف کاذب
- سقف دال بتنی
- سقف طاق ضربی
- سقف پیش تنیده
- سقف تیرچه بلوک
- سقف عرشه فولادی
بتن پیش تنیده چیست؟
پیش تنیدگی بتن، با کشش سیم‌ها یا رشته‌هایی فولادی به نام تاندون، قبل از قرار دادن بتن در قالب‌ها انجام می‌گیرد. پس از قرار دادن بتن، تاندون‌های فولادی به طور موقت در برابر تکیه گاه‌ها مهار می‌شوند و زمانی که بتن جامد شد آنها را می‌توان برش داد یا آزاد گذاشت. تاندون‌ها برای برگشت به طول اولیه خود تمایل دارند منقبض شوند و این فرآیند، تنش فشاری را از طریق پیوند به بتن منتقل می‌کند.
بتن پیش تنیده اغلب برای تیرها، ستون‌ها و همچنین برای دال‌های کف و سقف در ساختمان‌های بتنی پیش تنیده و همچنین معمولاً برای ساخت محصولات بتنی پیش ساخته مانند پانل‌های دیواری و پله‌ها استفاده می‌شود.
مزایای بتن پیش تنیده
- تنش‌های برشی، کاهش می‌یابد.
- از مقاومت فشاری ذاتی بتن، نهایت استفاده می‌شود.
- روشی است که ساختار بتن معمولی را تقویت می‌کند.
- ترک‌های کششی حذف شده و خطر خوردگی اجزای فولادی را کاهش می‌دهد.
- بتن پیش ساخته دارای مزیت جذب صدای عالی است که به طور فوق العاده‌ای نویز را به حداقل می‌رساند.
- قطعات بتنی پیش تنیده، امکانات بی‌شمار ساختمانی و جنبه‌های زیبایی شناختی کاربردی و جذاب‌تر را ارائه می‌دهند.
- با توجه به اندازه قطعات، استفاده از بتن کششی امکان ساخت دهانه‌های عریض و کاهش مصرف مواد و افزایش جرم را فراهم می‌کند.
- عدم وجود ترک در تمامی سطوح باربری. این عدم ترک خوردگی نشان می‌دهد که سازه می‌تواند بارها، ضربه‌ها و لرزش‌ها را تحمل کند و در عین حال احتمال زنگ زدگی در فولاد را کاهش داده و دوام سازه را طولانی‌تر کند.
بتن پس تنیده یا پس از کشش چیست؟
بتن پس از کشش یا پس تنیده، تکنیکی برای تقویت بتن می‌باشد. تاندون‌های پس کشنده، که همان کابل‌های فولادی پیش تنیده در داخل کانال‌ها یا روکش‌های مخصوص پلاستیکی هستند، قبل از قرار دادن بتن، در قالب‌ها قرار می‌گیرند. پس از آن، هنگامی که بتن استحکام پیدا کرد، اما قبل از اعمال بارهای خدماتی، کابل‌ها محکم کشیده می‌شوند یا کشش می‌یابند و به لبه‌های بیرونی بتن متصل می‌شوند.
کشش سیم‌های فولادی یا رشته‌های فولادی با استفاده از جک‌های هیدرولیکی انجام می‌گیرد، سپس جک‌ها را با لنگرها یا همان تکیه‌گاه‌های دائمی جایگزین می‌کنند و این کشیدگی را در رشته‌های فولادی حفظ می‌کنند. بتن پس تنیده، به این معنی است که اول بتن ریخته می‌شود و سپس کشش کابل‌ها انجام می‌گیرد، اما هنوز قبل از اعمال بارها تحت تنش است، بنابراین همچنان بتن پیش تنیده محسوب می‌شود.
مزایای بتن پس از کشش
- با این روش اسلب‌ها و سایر اعضای سازه نازک‌تر شوند.
- ترک‌هایی که به وجود می‌آیند محکم به هم چسبیده می‌شوند.
- ترک خوردگی ناشی از انقباض را کاهش می‌دهد و یا از بین می‌برد.
- این امکان را به ما می‌دهد که روی خاک‌های پهن یا نرم، دال‌های بتنی بسازیم.
- به ما اجازه می‌دهد دهانه‌های بلندتری را در اعضای مرتفع، مانند کف یا تیرها طراحی کنیم.
تفاوت بتن پیش تنیده و بتن پس تنیده
در اصل روش پیش تنیدگی و فرآیند پس از کشش، دو روش مختلف برای پیش تنیدگی بتن می‌باشد؛ به عبارت ساده‌تر می‌توان این روش‌ها را به صورت زیر نام گذاری کرد:- پیش تنیدگی به روش پیش کشیده
- پیش تنیدگی به روش پس کشیده
هر دو فرآیند در روش و رویکرد خود دارای تفاوت‌هایی هستند که عبارتند از:
- پیش تنیدگی به دلیل اینکه از روکش در آن استفاده نمی‌شود هزینه کمتری دارد. پس کشش به دلیل استفاده از غلاف، هزینه بیشتری دارد.
- پیش تنیدگی بادوام‌تر و قابل اطمینان‌تر است، اما دوام پس کشش به مکانیسم انکوریج بستگی دارد.
- پیش کشش نسبت به پس کشش محبوب‌تر است زیرا عناصر ساختاری آن کوچک‌تر و حمل و نقل آن آسان‌تر است.
- روش پیش تنیده برای ساخت و ساز پیش ساخته بهتر است، همانطور که در کارخانه‌ها انجام می‌شود. در مقابل، پس کشش را می‌توان هم در محل و هم در کارخانه انجام داد.
- ریخته گری برای بتن پیش تنیده و پس تنیده متفاوت است. در فرآیند پس تنیده، قبل از اجرای کشش رشته‌ها، بتن ریخته می‌شود. در روش پیش تنیده، بتن با کابل‌های کششی محصور در تکیه‌گاه‌ها، ریخته می‌شود.
- بتن پیش تنیده نیاز به مقاطع کوچک دارد، در حالی که بتن پس تنیده امکان استفاده از اعضای بزرگتر را فراهم می‌کند. پل‌های با دهانه بلند معمولاً با استفاده از روش پس کشش ساخته می‌شوند.
- محصولات با توجه به ساختار بتن پس تنیده اصلاح می‌شوند. با این حال، سازه‌های مشابه را می‌توان با استفاده از بتن پیش تنیده تهیه کرد.
- تلفات پیش تنیدگی در بتن پس تنیده، تنها حدود 15% بیشتر نیست و در بتن پیش تنیده حدود 18% کمتر نیست.
- برای پیش تنیدگی بتن، از قالب‌ها برای ساخت اعضای پیش تنیده استفاده می‌شود و کابل‌ها را می‌توان در جای خود استفاده کرد، در حالی که در فرآیند پس تنیدگی از جک‌ها برای کشش استفاده می‌شود.
- در فرآیند پیش تنیده، تاندون‌ها قبل از ریخته گری بتن، در جای خود پیش تنیده می‌شوند. در فرآیند پس از کشش بعد از اینکه بتن به مقاومت کافی رسید نیاز به پیش تنیدگی دارد.
عملکرد بتن پیش تنیده و پس تنیده
هر دو بتن پیش تنیده و پس تنیده تحت یک اصل عمل می‌کنند. در هر دو سیستم، تنش‌های فشاری به عنصر بتنی وارد می‌شود و تنش‌های کششی را که ممکن است در اثر خمش ایجاد شود، کاهش می‌دهد. این عمل با استحکام ذاتی بتن (عملکرد خوب تحت فشار) بازی می‌کند و قرار گرفتن در معرض ضعف ذاتی آن (عملکرد ضعیف تحت کشش) را کاهش می‌دهد. هنگامی که یک تیر یا دال بتنی تحت خمش قرار می‌گیرد، این امر به طور کلی منجر به یک جفت کششی/فشردهی در داخل مقطع می‌شود. معرفی سیستم‌های پیش تنید یا پس تنش، فشار بیشتری را به عضو بتنی اضافه می‌کند و در نتیجه تنش‌های کششی خالص آن را کاهش می‌دهد. نام “بتن پس تنیده” کمی گمراه کننده است. کشش واقعی برای میله‌ها یا کابل‌های درون بتن اتفاق می‌افتد، نه خود بتن. برعکس، کشش حاصل از کابل‌ها یا میله‌ها باعث ایجاد واکنش فشاری در خود عنصر بتنی می‌شود. بتنی که پیش تنیده و پس تنیده شده است، نشان دهنده آن است که فولاد، قبل از اینکه بتن بارهای سرویس را تحمل کند تحت تنش (کشیده یا کشش) قرار گرفته است. ابتدا بتن ریخته می‌شود، سپس کشش اضافه می‌شود. پیش کشش فرآیندی برای ایجاد کشش در رشته‌ها قبل از قرار دادن بتن است. رشته‌ها زمانی که به صورت مجرای شکل می‌گیرند، کشیده می‌شوند. پس تنیدگی تکنیکی برای تقویت بتن با پیش تنیدگی است. تنش‌های فشاری در قسمت‌های پیش تنیده به بتن وارد می‌شوند تا تنش‌های کششی ناشی از بارهای وارده از جمله وزن خود عضو (بار مرده) را کاهش دهند.
سقف وافل چیست؟
سقف وافل، یک سیستم دال تیرچه‌ای دو طرفه است که با دنده‌های بتنی که در جهت عمود بر یکدیگر ساخته شده‌اند تقویت شده است. این سقف، یکی از انواع سقف‌های بتنی است که در کنار ظاهر زیبایی که دارد، از مزایای مالی و فنی زیادی نیز بهره‌مند است. برای اجرای این سازه از قالب استفاده می‌شود که این روش، وزن بیهوده سازه را به شدت کاهش می‌دهد. این سقف دارای ظاهری مشبک گونه دارد و جزو سقف‌های زیبا، مدرن و پرطرفدار محسوب می‌شود. دال وافل، در مقایسه با سایر انواع دال، مانند: دال آجدار توخالی، سقف گنبدی، دال سقف شیبدار، دال پس تنش، سخت‌تر و سبک‌تر است.قالب وافل چیست؟
برای اجرای سقف وافل، طبق طرح و اندازه مورد نیاز، قالب بندی انجام می‌گیرد و بعد از یک سری فرآیند و با قرارگیری میله‌های فولادی به صورت دوطرفه، بتن ریزی اعمال می‌شود. سپس، بعد از خشک شدن بتن، قالب‌های وافل را از سازه جدا می‌کنند، که در ظاهر نهایی، شکلی مشبک گونه به خود می‌گیرد. قالب وافل جزو قالب‌های مقرون به صرفه به شمار می‌روند، چراکه می‌توان مجددا در پروژه‌های بعدی از آنها استفاده کرد. قالباً، این سقف‌ها ظاهر مشبکی، مربع و مستطیل شکل دارند.
تفاوت سقف پیش تنیده با سقف وافل
برای مقایسه سقف وافل و سقف پیش تنیده ، از چندین جهت با یکدیگر متفاوت هستند و می‌توان این دو نوع سقف را با هم مقایسه کرد.- طول دهانه
- ضخامت سقف
- نحوه اجرا سقف
- سرعت اجرا سقف
- کاربرد سقف
- هزینه سقف