بتن به طور جدایی‌ناپذیری با معماری قرن بیستم پیوند خورده است. آنچه کمتر کسی می داند: «رومیان قدیم سازه‌های خود را از یک سنگ مصنوعی می‌ساختند که ترکیب آن بسیار شبیه به بتن مدرن شبیه بود. رومی‌ها نخست از آهک و سپس از سنگ‌های آتشفشانی در ملات خود استفاده می کردند و به این ترتیب اولین مواد اتصال دهنده هیدرولیکی را کشف کردند.» ما هنوز هم گنجینه‌های قابل تحسین معماری مانند پانتئون در رم را مدیون این امر هستیم. با داشتن سقف گنبدی شکل به قطر 43 متر که ساخته شده از «بتن رومی» است، همچنان بعد از 2000 سال روی پا ایستاده است.

اختراع دو بریتانیایی در نیمه اول قرن نوزدهم عصر مدرن بتن را معرفی کرد. تاجران جنوب انگلستان رس و آهک را در دمای بالا تا نقطه ذوب می‌سوزاندند و اجازه می‌دادند تا مخلوط خنک شود. آجرهای سنگی حاصله، سپس به ماده خشک کننده سریع و مانند پودری شکل اتصال داده می‌شدند که تا امروز به نام «سیمان پرتلند» مورد استفاده قرار می‌گیرد. بتن آرمه (بتن مسلح) باعث ایجاد انقلابی در ساختمان‌سازی در دهه 1850 شد. بتن فشار زیادی را تحمل می‌کند. با این حال، تحت بارهای کششی شکننده است، به همین دلیل نیاز به تقویت دارد. بتن آرمه ترکیبی از بتن و فولاد است که هم استحکام کششی بالا و هم از مقاومت فشاری مناسبی برخوردار است. به همین ترتیب در قرن بیستم سازه‌های بتنی رخ به جهانیان نمایاندند.

مزایا و معایب ساختمان‌های بتنی

یقیناً به مانند سازه‌های فلزی، ساختمان‌های اسکلت بتنی نیز دارای جوانب مثبت و منفی متعددی به شرح زیر هستند:

فواید سازه‌های اسکلت بتنی

• می‌تواند درجه حرارت بسیار بالایی (آتش سوزی) را برای مدت طولانی بدون از بین رفتن تمامیت ساختار تحمل کند.
• بتن برای برطرف کردن مقابله با آتش نیازی به عایق کاری اضافی ندارد و در هنگام بروز بلایای طبیعی و دست ساز نیز به خوبی عملکرد خوب خود را حفظ می‌کند.
• نحوه اجرا و پیاده سازی ساختمان بتنی بسیار سریع‌تر از سازه فولادی است.
• ساختمان‌های ساخته شده با بتن مسلح می‌توانند در برابر بادهایی با سرعت بیش از 200 مایل در ساعت مقاومت کنند و عملکرد خوب خود را حفظ کنند.
• بتن ماده‌ای است که اغلب به صورت محلی تهیه می‌شود، بنابراین به طور معمول نیاز به صرف انرژی کمتر برای انتقال به کارگاه‌های ساختمانی دارد.
• قیمت تمام شده سازه بتنی کمتر از ساختمان فلزی است.
• در مقایسه با سازه‌های فلزی هیچ‌گونه تعمیر و نگهداری بیش از حد مورد نیاز نیست.
• دوام و طول عمر بتن بسیار بالا است و حتی با گذشت زمان و افزایش گیرش سیمان، می‌تواند انتطار مقاومت بیشتر در آینده را داشت.
• ساختمان‌های بتنی قابل شکل‌پذیری در اشکال و مدل‌های خاص است، می‌توان ستون را دایر‌ه‌ای و حتی چند ضلعی نیز طراحی کرد.
• اگر طرح لرزه‌ای لحاظ شود و ساختمان به خوبی و با دقت طراحی شود، سازه بتنی می‌تواند در برابر سنگین‌ترین نیروهای جانبی (زلزله و باد) مقاومت کند.
• سازه بتنی در شرایط محیطی سخت (رطوبت) از مقاومت بیشتری نسبت به سازه فلزی برخوردار است.
• هزینه تعمیر و نگهداری سازه بتنی کمتر از ساختمان فلزی است.

معایب سازه‌های بتنی

• با توجه به وزن مرده زیاد بتن مسلح، در ساختمان‌ها با ارتفاع زیاد ممکن است وزن سازه افزایش یابد که برای زلزله خطرناک است.
• در پایان عمر، بتن خُرد شده و بازیافت می‌شود اما مواد بازیافت شده برای بتن جدید قابل استفاده نیستند.
• بتن سیمانی می‌تواند مقدار مناسبی از نیروهای فشاری را جذب کند، اما برای کشش به اندازه کافی مناسب نیست، در حالی که فولاد می‌تواند فشار و کشش را توأمان جذب کند.
• در مناطق لرزه‌ای، به دلیل شکنندگی بتن سیمانی و انعطاف‌پذیری کم و همچینن عدم دقت در طراحی سازه، امکان ریزش مستقیم ساختمان تحت بار جانبی بزرگ وجود دارد.
• سیمانی که در بتن استفاده می‌شود، تولید‌کننده اصلی دی اکسید کربن برای گازهای گلخانه است.

انواع ساز‌ه‌های بتنی

• سازه اسکلت بتنی در وهله اول برای ساخت ساختمان‌های مسکونی، تجاری و اداری به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• روند کنونی اتخاذ بتن مسلح برای پل‌های دهانه‌های کوچک، متوسط و طولانی نیز در نظر گرفته شده است که در مقایسه با پل‌های فولادی دارای ساختارهای زیبا و اقتصادی است.
• بتن آرمه برای سازه‌های نگهدارنده آب مانند مخازن زمینی و سربار و سازه‌های هیدرولیکی مانند مناسب است. از این ماده برای ساخت گنبدهای بزرگ مخازن آب و استادیوم‌های ورزشی و سالن‌های همایش نیز استفاده می‌شود.
• استفاده معمولی از بتن مسلح در سازه‌های نگهدارنده زمین شامل فرورفتگی برای پل‌ها و دیوارهای نگهدارنده برای خاکریزی‌های نیز کاربردی است.
• کف شبکه‌های بتن آرمه شامل تیرها و تخته‌ها به طور گسترده برای پوشش مناطق بزرگ مانند سالن‌های کنفرانس که در آن فضا بدون ستون یک نیاز اساسی است مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• صفحات تاشو بتن آرمه برای سازه‌های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته می‌گیرد كه نیاز به وجود ستون‌ها به ابعاد بزرگ نیست.
• در مناطق ساحلی که خوردگی برای ساخت سازه‌های دریایی مانند اسکله‌ها، دیوارهای اسکله‌ای، برج‌های نگهبانی و فانوس دریایی قریب الوقوع است. برای انبارهای مناطق ساحلی، خرپاهای بتن مسلح به خرپاهای فلزی ترجیح داده می‌شوند.
• برج‌های بلند برای انتقال تلویزیون با استفاده از بتن مسلح همواره بهترین روش برای ساخت است.
• در سازه‌های اتمی به دلیل استحکام و چگالی بالاتر از فولاد برای ساخت مخازن تحت فشار، بتن مسلح انتخاب بهینه‌تری است.
• شمع‌های بتن آرمه اعم از پیش‌ساخته و یا بتن ‌ریزی در محل برای فونداسیون سازه‌های مختلف همانند پل‌ها و ساختمان‌های مسکونی و تجاری بلند مورد استفاده قرار گرفته است.