کلیدواژه : کربناسیون، نفوذ یون کلراید، دوام، میکروسیلیس، مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی، جذب موئینه، عمق کربناسیون و نفوذ یون کلراید،RCPT.فهرست مطالبعنوان صفحه فصل اول11-مقدمه11-1-مقدمه و اهمیت موضوع11-2-ضرورت انجام تحقیق11-3-اهداف پایان نامه31-4-چارچوب پایان نامه3فصل دوم52-مروری بر ادبیات فنی52-1-مقدمه52-1-1-....................................................................... ساختار بتن72-1-2-................................................. ساختار فاز سنگدانه72-1-3-.............................. ساختار سیمان خمیر هیدراته72-1-4-................... مواد جامد در خمیر هیدراته شده82-1-5-فضاهای خالی در خمیر سیمان هیدراته شده92-1-6-.............................. فضاهای بین لایه ای در C–S–H92-1-7-............................................................... فضاهای مویینه102-1-8-................................................................. حباب های هوا102-1-9-............................................................... آب بین لایه ای112-1-10-............................................................................... مقاومت112-2-نفوذ یون کلراید132-2-1-مكانيزمهاي انتقال يون كلرید و عوامل مؤثر بر آن142-3-کربناسیون172-3-1-..... فرآيند شيميايي- فيزيکي کربناتاسيون182-3-2-.. عوامل موثربر فرآيند کربناتاسيون بتن182-3-3-تاثير عوامل خارجي (شرايط محيطي) بر کربناتاسيون بتن262-3-4-تاثيرشرايط اجرايي بر کربناتاسيون بتن292-3-5-................... تاثير کربناتاسيون بر خواص بتن312-4-تاثير کربناتاسيون بر يون کلرید332-4-1-تاثير کربناتاسيون بر مقيدسازي يون کلريد332-4-2-پدیده توام کربناسیون و نفوذ یون کلراید342-4-3-................................................................... بررسی پدیده342-4-4-انواع مدل های تاثیر توامان کربناسیون و نفوذ یون کلراید382-4-4-4-.............................................. مدل song و همکاران402-4-5-رفتار کربناسیون و نفوذ کلراید به طور همزمان41فصل سوم433-مصالح، روش های ساخت و آزمایش ها433-1-مقدمه433-2-دوده سیلیس433-2-1-......................................... مواردمصرف دوده سیلیس443-2-2-................... اثر واکنش پوزولانی دوده سیلیس443-2-3-...................... میزان حرارت زایی دوده سیلیس443-3-مشخصات مصالح مصرفی453-3-1-.................................................................................. سيمان453-3-2-............................................................................. سنگدانه453-3-3-........................................................................................... آب463-3-4-.......................................................... فوق روان کننده463-4-ساخت و عملآوری آزمونههای بتنی473-4-1-......................... طرح اختلاط نمونه آزمایشگاهی473-4-2-.......................................................................... ساخت بتن513-5-آزمايش های فیزیکی553-5-1-...................... آزمايشهاي تعيين نفوذ كلرايد553-5-2-آزمايشهاي خواص مكانيكي و نفوذپذيري بتن563-6-آزمایشهای صورت گرفته در آزمایشگاه563-6-1-آزمایش تسریعشده نفوذ یون کلرید در بتن(RCPT)563-6-2-آزمایش مقاومت الکتریکی سطحی به روش ونر593-6-3-............................................................... مقاومت فشاری613-4-6-......................................... آزمایش جذب آب موئینه623-6-5-...................................... تعیین عمق کربناتاسیون623-6-6-...................... تعیین میزان نفوذ یون کلراید63فصل چهارم654-توسعه دستگاه654-1-مقدمه654-2-لوازم استفاده شده در ساخت دستگاه664-3-هدف ساخت دستگاه664-4-اجزاء دستگاه684-4-1-شمای کلی دستگاه684-4-2-طراحی مدار فرمان764-4-3-رگولاتور و فشار شکن774-4-4-پیچ های کنترل کننده سطح آب توسط فلوتر784-4-5-صافی – پمپ آب – یکطرفه794-4-6-غلظت سنج، رطوبت سنج و دما سنج814-4-7-دستگاه رطوبت گیر834-5-نحوه کار با دستگاه83فصل پنجم955-نتایج آزمایشها و تجزیه و تحلیل آن ها955-1-مقدمه955-2-مقاومت فشاری نمونهها955-3-آزمایش تسریعشده نفوذ یون کلرید در بتن (RCPT)965-4-آزمایش مقاومت الکتریکی سطحی به روش ونر975-5-آزمایش جذب آب موئینه985-5-1-...................................... تعیین عمق کربناتاسیون995-6-تعیین میزان نفوذ یون کلراید1005-7-مقایسه نتایج آزمایشها1015-7-1-بررسی اثر کربناسیون و نفوذ یون کلراید در مقاومت فشاری بتن1015-7-2-.................................................... بررسی جذب موئینه1065-7-3-...................................... بررسی مقاومت الکتریکی1085-7-4-بررسی آزمایش تسریع شده نفوذ یون کلراید1105-7-5-............................................ بررسی عمق کربناسیون1115-7-6-...................................... بررسی نفوذ یون کلراید1135-7-7-............................... بررسی در اندازه نانو TEM1145-7-8-بررسی روابط بین مشخصات مکانیکی و فیزیکی بتن ها117فصل ششم1196-نتیجه گیری و پیشنهادات1196-1-نتایج1196-2-پیشنهادات1227-فهرست مراجع123پیوست1288-دستآورد ها و تقدیر و تشکر1288-1-دستاوردهای پایان نامه1288-2-تقدیر و تشکر130 فهرست اشکالعنوان صفحه شکل 2‑1 محدوده های ابعاد قسمت های جامد و فضاهای خالی در خمیر سیمان هیدراته شده9شکل 2‑2 انواع آب های موجود در ساختار سیلیکات کلسیم هیدراته شده [5].11شکل 2‑3 ترتيب مقاومت در برابر کربناتاسيون براي انواع سيمانها ]43[20شکل 2‑4 اثر چگالي بتن بر عمق کربناتاسيون ]43[.22شکل 2‑5 سهولت در تشخيص جبهه کربناتاسيون با افزايش نسبت آب به مواد سيماني23شکل 2‑6 تاثير ميزان ماسه در بتن بر کربناتاسيون ]43[24شکل 2‑7 تاثير غلظت ماسه در ملات بر ضريب نفوذپذيري دياکسيد کربن در بتن ]23[.25شکل 2‑8 تاثير جايگزيني 5و10و15 درصد دوده سیلیس بجاي سنگدانه (SFA) و10درصد دوده سیلیس بجاي سيمان (SFC) بر ميزان CH ]24[26شکل 2‑9 روند روبه رشد غلظت دياکسيدکربن در جو ]49[27شکل 2‑10 تاثير فاصله نمونههاي بتني از ساحل بر کربناتاسيون ]51[29شکل 2‑11 تاثير ميزان تراکم بتن بر عمق کربناتاسيون بتن ]19[.31شکل 2‑12 الگوريتم كلي نرم‌افزار CONDOUR39شکل 2‑13 شماي كلي بررسي دوام بتن تحت اثر نفوذ گاز و گرما به بتن41شکل 2‑14رفتار توامان کربناسیون و نفوذ یون کلراید42شکل 3‑1نمودار دانه بندی سنگدانه46شکل 3‑2 دستگاه میکسر – مخلوط کننده سنگدانه و سیمان52شکل 3‑3 ساخت لجن دوده سیلیس53شکل 3‑4 مخلوط کردن آب و هم زدن لجن53شکل 3‑5 مخلوط کردن تدریجی لجن دوده سیلیس53شکل 3‑6 اندازهگيري اسلامپ54شکل 3‑7 مخزن آب – جهت نگهداری بتن تا 90 روز55شکل 3‑8 دسيکاتور و نحوه آمادهسازي نمونهها جهت آزمايش RCPT57شکل 3‑9 تصوير شماتيك دستگاه RCPT58شکل 3‑10 دستگاه و محفظههاي آزمايش RCPT58شکل 3‑11 نمایی از شکل شماتیک دستگاه و مراحل انجام آزمایش دستگاه سنجش مقاومت الکتریکی60شکل 3‑12 میزان تاثیر ابعاد نمونه بر مقادیر ضریب صحیح مقاومت الکتریکی ویژه61شکل 3‑13 نمایی از مراحل برش نمونه ها62شکل 3‑14 نمایی از مراحل مختلف آزمایش تعیین عمق کربناتاسیون و تعیین PH اعماق بتن63شکل 3‑15 محلول نیترات نقره63شکل 3‑16 نمایی از مراحل مختلف آزمایش تعیین میزان نفوذ کلراید64شکل 4‑1 دستگاه ساخته شده نگهداري بتن در چرخه همزمان كربناسيون و انتشار يون كلريد69شکل 4‑2 شیر برقی مربوط به آب70شکل 4‑3 شیر برقی مربوط به گاز70شکل 4‑4 لوله ارتباطی آب به قطر یک اینچ71شکل 4‑5 لوله ارتباطی گاز به قطر دو اینچ71شکل 4‑6 اتصال لوله های دستگاه با استفاده از دستگاه اتو72شکل 4‑7 مراحل تکمیل لوله کشی دستگاه72شکل 4‑8 آب بندی لوله های ارتباطی از داخل مخازن72شکل 4‑9 شیر تخلیه هوای مخازن73شکل 4‑12 تابلو برق و فرمان73شکل 4‑11 لوازم داخلی تابلو برق75شکل 4‑12 برنامه نویسی PLC77شکل 4‑13 قطعه PLC استفاده شده در این دستگاه – شرکت FATEK کره ای77شکل 4‑14 فشار شکن و کپسول گاز دی اکسید کربن78شکل 4‑17 پیچ های فلوتر78شکل 4‑16 پمپ آب و صافی ها79شکل 4‑17 صافی و یکطرفه79شکل 4‑18 پمپ آب با قدرت بالاتر80شکل 4‑19 ترانسمیتر کمیت های محیطی با پورت سریالMod Bus TM-1280 تولید داخلی – شرکت تیکا81شکل 4‑20 سنسور TM-1280 تولید داخلی – شرکت تیکا81شکل 4‑21 شمای داخلی سنسور81شکل 4‑22 مشخصات فنی سنسور82شکل 4‑23 اتصالات و ترمینال های سنسور82شکل 4‑24 دستگاه رطوبت گیر83شکل 4‑25 کپسول گاز و نکات ایمنی84شکل 4‑26 نکات ایمنی محیطی84شکل 4‑27 مرحله اول کار با دستگاه84شکل 4‑28 مرحله دوم کار با دستگاه – ورود رمز84شکل 4‑29 مرحله سوم کار با دستگاه – ورود به تنظیمات85شکل 4‑30 مرحله چهارم کار با دستگاه – تنظیمات جزر و مد و شیر برقی مربوط به آب85شکل 4‑31 مرحله پنجم کار با دستگاه – تنظیمات دستگاه رطوبت گیر85شکل 4‑32 روشن بودن رطوبت گیر86شکل 4‑33 مرحله ششم کار با دستگاه – تنظیمات شیر برقی مربوط به گاز86شکل 4‑34 مرحله هفتم کار با دستگاه – شروع به کار دستگاه87شکل 4‑35 علامت نشانگر روشن بودن شیر برقی مربوط به گاز87شکل 4‑36 باز کردن شیر کپسول گاز88شکل 4‑37 تنظیم فشار گاز دی اکسید کربن88شکل 4‑38 هواگیری مخازن89شکل 4‑39 صفحه اصلی HMI89شکل 4‑40 نمودار افزایش یا کاهش گاز دی اکسید کربن90شکل 4‑41 میزان افزایش یا کاهش دما90شکل 4‑42 نمودار افزایش یا کاهش رطوبت91شکل 4‑43 میزان رطوبت قبل از شروع به کار کردن دستگاه رطوبت گیر91شکل 4‑44 میزان رطوبت پس از شروع به کار کردن دستگاه رطوبت گیر91شکل 4‑45 روش ذخیره اطلاعات صفحه نمایش در حافظه جانبی92شکل 4‑46 ذخیره سازی اطلاعات92شکل 4‑47 نمونه صفحه نمایش ذخیره شده.92شکل 4‑48 تنظیمات برنامه93شکل 4‑49 شمای کلی دستگاه94شکل 5‑1 نتایج آزمایش مقاومت فشاری در سن 28 روز103شکل 5‑2 نتایج آزمایش مقاومت فشاری در سن 90 روز103شکل 5‑3 S3510105شکل 5‑4 S350105شکل 5‑5 S4510106شکل 5‑6 S450106شکل 5‑7 نتایج جذب موئینه 28 روزه107شکل 5‑8 نتایج جذب موئینه 90 روزه108شکل 5‑9 نتایج آزمایش 28 روزه مقاومت الکتریکی (kHz)109شکل 5‑10 نتایج آزمایش 90 روزه مقاومت الکتریکی (kHz)110شکل 5‑11 نتایج آزمایش RCPT 28 و 90 روزه111شکل 5‑12 نتایج عمق کربناسیون 28 و 90 روزه112شکل 5‑13 S3510112شکل 5‑14 S350113شکل 5‑15 S3510کربناته شده113شکل 5‑16 نتایج نفوذ یون کلراید 28 و 90 روزه114شکل 5‑17 ریز ساختار بتن با 10 درصد دوده سیلیس S3510 شاهد115شکل 5‑18 ساختار غیر کریستالی S3510شاهد115شکل 5‑19 ریز ساختار بتن با 10 درصد دوده سیلیس S3510 کربناته116شکل 5‑20 ساختار غیر کریستالی S3510کربناته116شکل 5‑21 رابطه شار عبوری 28 و 90 روزه با مقاومت الکتریکی بتن کربناته117شکل 5‑22 رابطه شار عبوری 28 و 90 روزه با مقاومت الکتریکی بتن شاهد118شکل 8‑1 برگه ثبت اختراع128شکل 8‑2 پوستر جشنواره خوارزمی129شکل 8‑3 تائیدیه دانشگاه علم و صنعت ایران130شکل 8‑4 تائیدیه دانشگاه صنعتی امیرکبیر130 فهرست جداولعنوان صفحه جدول 2‑1 پارامترهاي موثر در نفوذ يون کلرید به بتن17جدول 2‑2 اثر نرمي بلين بر عمق کربناتاسيون بتن[38]21جدول 2‑3 طرحهاي اختلاط بتن36جدول 2‑4 تركيبات محلول37جدول 2‑5 عمق نفوذ كلرايد37جدول 3‑1 ترکيبات شيميايی دوده سیلیس و سيمان45جدول 3‑2 مشخصات سنگدانه ها در اندازه گیری های اولیه برای بدست آوردن طرح اختلاط48جدول 3‑3 طرح اختلاط نمونه های بتنی50جدول 3‑4 دسته‌بندي بتن براساس استاندارد ASTM C120258جدول 3‑5 تبدیل نتایج آزمایش ونر به میزان نفوذ یون کلرید61جدول 5‑1 نتایج آزمایش مقاومت فشاری 7 روزه برای نمونه های شاهد (kg/cm2)95جدول 5‑2 نتایح آزمایش مقاومت فشاری نمونهها (kg/cm2)96جدول 5‑3 نتایح آزمایش RCPT (کولومب)97جدول 5‑4 نتایح آزمایش مقاومت الکتریکی (kHz)98جدول 5‑5 نتایح آزمایش جذب موئینه (درصد تغییر وزن نمونهها)99جدول 5‑6 نتایج عمق کربناسیون (میلیمتر)100جدول 5‑7 نتایج نفوذ یون کلراید101فصل اولبتن، به عنوان پرمصرفترین و مهمترین مصالح ساختمانی قرن بیستم معرفی شده است. مصرف سرانۀ بتن در دنیا در حدود یک تن است. لذا، بتن پس از آب، بیشترین مادهای است که بشر مصرف می کند. این، در حالی است که فقط حدود دو قرن از ابداع سیمان و بتن گذشته است و این مصرف به سرعت در حال فزونی میباشد [1و2].دوام بتن از جمله مسائلی است که امروزه در مباحث توسعه پایدار از اهمیت بالایی برخوردار بوده و عمر سازه های شهری را تحت الشعاع خود قرار می دهد و در آینده ای نزدیک از مهمترین شرایط پذیرش بتن های در حال ساخت، طول عمر آن خواهد بود که باید قبل از ساخت، آزمایش های لازم بر روی آن صورت گیرد.با توجه به شرایط واقعی شهری همانند تهران، بتن دائما در معرض کربناسیون و گاه نفوذ یون کلرید به طور همزمان است. از یک سو آلاینده ها با ورود گازهای سمی و مخرب و از سوی دیگر فعالیت های مربوط به جلوگیری از یخ زدگی معبر شهری با ورود مواد مضر دارای کلرید و نمک، به سلامت بتن آسیب جدی وارد می کند.تاکنون آزمایش های مختلفی برای بررسی دوام بتن در برابر کربناسیون(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در هوا) و در برابر نفوذ یون کلراید (نفوذ و تاثیر گازهای موجود در نمک و آب) انجام شده است اما در هیچیک از آزمایش ها در هیچ نقطه ای از دنیا تا، به حال تاثیر این دو عامل بسیار مخرب به طور همزمان بررسی نشده است و از این حیث نیز این پروژه دارای ارزشی مضاعف است.هم اکنون در تمامی پروژه های عمرانی بزرگ دنیا، تمامی آزمایش های دوام برای بتن انجام می گیرد که می تواند عمر پروژه را افزایش دوچندانی دهد. در راستای موارد فوق الذکر، بررسی دوام بتن آن پروژه مهم شهری و کشوری، از لحاظ حملات کلریدی و کربناسیون، بسیار حیاتی خواهد بود و می تواند عمر پروژه را افزایش چشمگیری دهد. با انجام چنین پروژه ای عمر پروژه های شهری و کشوری افزایش چشمگیری پیدا خواهد کرد زیرا می توان قبل از انجام بتن ریزی به بهینه عمر بتن دست پیدا نمود و آن را پیش بینی کرد. با توجه به این تخمین و پیش بینی، چرخه های تعمیر و نگهداری نیز به تعویق افتاده و عمر سازه های شهری افزایش چشمگیری خواهد یافت و این امر صرفه جویی ارزی بسیار بالایی را به ارمغان خواهد داشت.برای سنجش چنین مواردی، ساخت دستگاهی که بتواند علاوه بر شبیه سازی حملات کلریدی، کربناسیون را نیز توامان اعمال کند، ضروری می نماید. تا کنون در بررسی های آزمایشگاهی عوامل مخرب کربناسیون و نفوذ یون کلرید ، به طور جداگانه انجام می شده است و نتایج واقعی بدست نمی آمده است و متعاقب آن، نتایج حاصل از بررسی دوام نمونه های بتنی از واقعیت به دور بوده است زیرا در حالت طبیعی و در محیط هایی که بتن ریزی انجام می شود، گاز CO2 ناشی از دود کارخانه ها و اتومبیل ها و نیز یون های مضر کلرید ناشی از آب باران و نمک پاشی سطح معابر شهری وجود دارد.هدف استفاده از این دستگاه آن است که با بکارگیری آن در محیط های آزمایشگاهی، نگهداری نمونه های بتنی در شرایطی انجام گیرد که بتواند تحت کربناسیون(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در هوا)و نیز نفوذ یون کلرید(نفوذ و تاثیر گازهای موجود در نمک و آب) به طور همزمان قرار گرفته و بتواند جوابگوی شرایط واقعی محیطی که بتن در آن قرار می گیرد، باشد و نتایج آزمایش های صورت گرفته بر روی بتن به واقعیت نزدیک تر شود. ضمنا در کارخانه ها و کارگاه های بتن سازی که بحث کنترل دوام بتن بسیار مهم است، و نیز در پروژه های پل سازی، اعم از پل های اتومبیل رو و پل های راه آهن و نیز در بندرسازی، می توان از این دستگاه که قابل حمل است استفاده نمود تا از نتایج آزمایشات کاملا اطمینان حاصل کرد. در صورت دانستن نتایج دقیق، شاهدکاهش هزینه های تعمیر و نگهداری خواهیم بود زیرا با تغییر در طرح اختلاط بتن، عمر بتن افزایش پیدا خواهد کرد. بهتر است از این دستگاه برای بررسی دوام بتن هایی که در پروژه های مناطق جنوبی کشورمان تولید می شود، که خرابی ناشی از کربناسیون و حمله یون های کلریدی، بالاست استفاده گردد تا بتوان به نتایج دقیق تری در آزمایشات نمونه های بتنی دست پیدا کرد و بدین وسیله طرح اختلاط بتن بهبود چشمگیری پیدا کرده و عمر سازه های بتنی افزایش قابل ملاحظه ای یابد زیرا بتن جدید حاصل از آزمایشاتی که به شرایط واقعی نزدیک تر باشد، عمر بیشتری خواهد داشت. 1-3- اهداف پایان نامهدر این پایان نامه بررسی کربناسیون و نفوذ یون کلرید به طور همزمان بر روی بتن های با نسبت آب به سیمان مختلف و همچنین بتن با دوده سیلیس و بتن خودتراکم صورت خواهد گرفت و سپس به مدلسازی و ارائه مدلی که بتواند جوابگوی شرایط واقعی محیطی که بتن در آن قرار می گیرد، پرداخته خواهد شد. ضمنا برای انجام آزمایش ها، دستگاهی که بتواند شبیه سازی دقیق و کاملی از شرایط کربناسیون و حمله یون کلریدی را انجام دهد، ساخته خواهد شد تا بتوان تاثیر همزمان این دو عامل مخرب بتن را سنجید.پایاننامه حاضر مشتمل بر شش فصل میباشد، که سعی شده مطالب مورد نیاز پایاننامه به صورت موجز با رعایت حفظ مفهوم به ترتیب اهمیت آورده شود.فصل اول "مقدمه" در این فصل مقدمهای در مورد کلیات و اهداف پایاننامه آورده شده و لزوم انجام پایاننامه ذکر شده است.فصل دوم "مروری بر ادبیات فنی"در این فصل به اختصار در مورد شناخت پدیده کربناسیون، نفوذ یون کلراید و اعمال توامان این دو پدیده بررسی شده است.فصل سوم "مواد و مصالح و روش های آزمایش"در این فصل در مورد مصالح استفاده شده در تحقیق حاضر بحث شده است و روش های آزمایشی که بتن ها با آن آزمایش شده اند به طور کامل بررسی شده است.فصل چهارم "دستگاه نگهداری در بتن در چرخه همزمان نفوذ یون کلراید و کربناسیون"در این بخش به طور کامل نحوه ساخت دستگاه ، ایده اولیه و تمام جوانب آن توضیح داده شده است. ضمنا تمام مراحل استفاده از دستگاه به تفصیل شرح داده شده است.فصل پنجم "نتایج آزمایش ها و تجزیه و تحلیل آن ها "در این فصل پس از ارائه نتایج تمام آزمایش های صورت گرفته بر بتن های نگهداری شده در محیط استاندارد، آب نمک، چرخه همزمان نفوذ یون کلراید و کربناسیون و تحت اعمال کربناسیون به تنهایی، تمامی نتایج تحلیل و بررسی شده است.فصل ششم "نتیجه گیری و پیشنهاد"در این فصل سعی شده نتایج حاصل از بررسیها و ارزیابیهای صورت گرفته به صورت خلاصه آورده شده و به سؤالات مطرح شده در قسمت اهداف پایاننامه پاسخ داده شود و در نهایت پیشنهادهایی برای ادامه تحقیق در آینده ارائه گردد.در این فصل به بررسی و مرور تحقیقات انجام شده در زمینه نفوذ یون کلراید، اعمال کربناسیون و اعمال توامان نفوذ یون کلراید و کربناسیون می پردازیم. همانطور که مستحضرید، بتن پر مصرف ترین مصالح ساختمانی است. این ماده معمولا از مخلوط نمودن سیمان پرتلند، ماسه، سنگ شکسته و آب تشکیل می شود. در اغلب کشورهای جهان نسبت مصرف بتن به فولاد، از 10 به 1 نیز فراتر رفته است. میزان مصرف امروز بتن در جهان بالغ بر 5/5 میلیون تن در سال است.دلایل زیادی برای این پر مصرف ترین مصالح مهندسی ذکر شده است:بتن مقاومت بالایی در مقابل آب دارد. برخلاف چوب و فولاد معمولی، توانایی بتن برای مقاومت در مقابل آب و عدم ایجاد خرابی در آن، از مصالحی ایده آل برای کنترل و ذخیره کردن و حمل و انتقال آب ساخته است.سهولت شکل دادن به آن برای ساخت اجزای مختلف سازه که به راحتی به درون قالب ها با شکل های مختلف ریخته می شود. [1].سیمان پرتلند و سنگدانه به آسانی قابل دسترسی و ارزان می باشند.بتن مسلح که در آن از فولاد و بتن استفاده می شود، طوری طراحی می شود که دو مصالح بتن و فولاد تواما برای تحمل نیروهای وارد به قطعه مقاومت کنند.بتن پیش تنیده، که در آن با کشیدن کابل های پیش تنیدگی و آرماتورها در بتن فشاری اولیه ایجاد می کنند، برای تحمل تنش های کششی بیشتر در حین بارگذاری قطعات، طراحی شده اند. [2].بتن به عنوان یکی از مهمترین مصالح ساختمانی در جهان مطرح میباشد و با توجه به اینکه کمتر از دو قرن از اختراع آن با ترکیبات امروزی میگذرد، کماکان رفتار آن در شرایط مختلف در هالهای از ابهام قرار دارد. بتن علیرغم سادگی آشکار آن، دارای ساختار بسیار پیچیدهای است و روابط بین ساختار ماده و مشخصات آن، که معمولاً برای درک و کنترل مواد مختلف سودمند است، را نمیتوان به سادگی به کار برد. بتن شامل یک توزیع غیرهمگن از تعداد زیادی اجزاء جامد است و نیز دارای منافذی است که دارای شکلها و اندازههای گوناگونی میباشند. تمامی این منافذ و یا بخشی از آنها از محلولهای قلیایی پر شدهاند. روشهای تحلیلی علم مواد و مکانیک جامدات، در مصنوعاتی که نسبتاً همگن هستند و پیچیدگی بسیار کمتری از بتن دارند به خوبی به کار برده میشود. از جمله این مواد میتوان به فولاد، پلاستیکها و سرامیکها اشاره نمود. به نظر نمیرسد که این روشها بتوانند در مورد بتن خیلی موثر واقع شوند[1]. در واقع واژه بتن (Concrete) از واژه لاتین (Concretus) به معنای "رشد کردن" اشتقاق یافته است [1] و بنا بر دانش تکنولوژی بتن فرآیند هیدراتاسیون سیمان و محصولات حاصل از آن تا سالها پس از ساخت ادامه خواهند داشت. این امر سبب مطرح شدن بتن به عنوان یک موجود زنده میباشد. نیاز به آب برای ادامه حیات و بارورتر شدن آن، تاثیرپذیری از شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و یونهای مخرب، تغییر خواص با گذشت زمان و بالاخره پیری مصالح تشکیل دهنده آن مؤید زنده بودن این ماده میباشد [2].