میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک
میلگرد حرارتی: عاملی برای افزایش استحکام و طول عمر سقف تیرچه بلوک
بتن به دلیل دارا بودن استحکام و مقاومت بالا، ماده‌ای محبوب در صنعت ساختمان‌سازی است. با این حال، این ماده در برابر انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دمایی، به خصوص در فصول سرد سال، آسیب‌پذیر است. برای رفع این مشکل، مهندسین از میلگرد حرارتی در سقف‌های تیرچه بلوک استفاده می‌کنند.
میلگرد حرارتی نوعی آرماتور است که به منظور کنترل ترک‌های ناشی از افت و حرارت در بتن تعبیه می‌شود. این میلگردها با قرارگیری در دال بتنی، نقش مهمی در افزایش استحکام و طول عمر سقف ایفا می‌کنند. در این مقاله به بررسی جزئیات مربوط به میلگرد حرارتی، از جمله نحوه اجرا در سقف تیرچه بلوک، پرداخته خواهد شد.
میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک
استفاده از مصالح با کیفیت و استاندارد در ساخت بنا، نقش اساسی در مقاوم‌سازی آن در برابر عوامل مختلف ایفا می‌کند. میلگرد، یکی از مصالح پرکاربرد در صنعت ساختمان، در انواع مختلف (A1 تا A4) تولید و در بخش‌های گوناگون از جمله سقف و فونداسیون به کار گرفته می‌شود.
کاربرد اصلی میلگرد در بتن مسلح است. بتن به تنهایی مقاومت کششی پایینی دارد و از این رو برای جبران این ضعف، از میلگرد استفاده می‌شود. این فرآیند که در اصطلاح آرماتوربندی نامیده می‌شود، به افزایش قابل توجه مقاومت کششی بتن کمک می‌کند.
آرماتوربندی شامل مجموعه‌ای از میلگردها است که طبق اصول مهندسی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. این فرآیند قبل از بتن‌ریزی انجام می‌شود و مقاومت بتن را در برابر تنش‌های محیطی به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
یکی از مهم‌ترین اقدامات در آرماتوربندی، استفاده از میلگرد حرارتی است. این نوع میلگرد در سقف تیرچه بلوک، قالب‌بندی دور تیرها و نصب تیرچه‌ها به کار می‌رود. پس از بتن‌ریزی، پدیده‌ای به نام جمع‌شدگی رخ می‌دهد که ناشی از کاهش رطوبت بتن در طول زمان است.
کاهش رطوبت، سبب انقباض و ترک‌خوردگی بتن می‌شود. برای جلوگیری از این امر، از میلگردهای حرارتی در فرآیند آرماتوربندی استفاده می‌شود. این مقاطع فولادی با کاهش تنش‌های حرارتی، از ترک‌خوردگی سطح بتن جلوگیری می‌کنند.
میلگرد حرارتی که با نام‌های آرماتور حرارتی، میلگرد افت و حرارت نیز شناخته می‌شود، نقشی حیاتی در حفظ سلامت و پایداری سازه ایفا می‌کند.
کاربرد میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک
در سقف‌های تیرچه بلوک که از بلوک‌های سفالی یا سیمانی در کنار تیرچه استفاده می‌شود، به دلیل کاهش مقاومت کششی بتن، از میلگرد حرارتی برای جلوگیری از افت و جمع‌شدگی ناشی از هیدراتاسیون استفاده می‌شود. این میلگردها در ساعات اولیه گیرش بتن، از ترک خوردن آن جلوگیری می‌کنند و در مراحل بعد نیز با تنش‌های انبساط و انقباض مقابله می‌کنند. استفاده از میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک الزامی بوده و نقش مهمی در افزایش استحکام و طول عمر این نوع سقف ایفا می‌کند.
نحوه اجرای میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک
میلگرد حرارتی، نوعی آرماتور فولادی است که در تمامی ساختمان‌ها، در بخش‌های مختلف از جمله سقف تیرچه بلوک و فونداسیون، به کار برده می‌شود. وظیفه‌ی اصلی این نوع میلگرد، کنترل و مهار تنش‌های حرارتی و انقباض بتن است. همانطور که می‌دانید، بتن در اثر نوسانات دما دچار انبساط و انقباض می‌شود که این امر می‌تواند منجر به ایجاد ترک‌های ریز و درشت در آن گردد. این نوع میلگرد با ایجاد یک شبکه‌ی سراسری در داخل بتن، از انبساط و انقباض بی‌رویه‌ی آن جلوگیری کرده و از ایجاد ترک‌های مخرب ممانعت به عمل می‌آورد.
استفاده از میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک، از آنجا که این بخش از ساختمان بیشترین نیروی کششی را تحمل می‌کند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به عقیده‌ی بسیاری از مهندسین ناظر، عدم استفاده از این نوع میلگرد در سقف می‌تواند منجر به فروریختن آن و به تبع آن، خرابی کل سازه شود.
نحوه‌ی اجرای این نوع میلگرد در سقف‌های مختلف، با توجه به نوع اسکلت ساختمان متفاوت است. در سقف‌های عرشه فولادی، پس از نصب گل میخ‌ها، آرماتورهای حرارتی به صورت شبکه‌ای بر روی آنها قرار گرفته و سپس بتن ریزی انجام می‌شود. سقف‌های اسکلت بتنی نیز، میلگردهای حرارتی بعد از جایگذاری ورق‌های فولادی در محل خود قرار می‌گیرند. در سقف‌های کرومیت نیز، این نوع میلگرد به عنوان آخرین مرحله از اجرای سقف، به تیرچه‌ها جوش داده می‌شود و یا در برخی موارد، با استفاده از سیم به آنها متصل می‌گردد.
در نهایت، می‌توان گفت که میلگرد حرارتی، نقشی حیاتی در حفظ استحکام و پایداری سقف ساختمان ایفا می‌کند و استفاده از آن در تمامی سازه‌ها الزامی است.
فاصله میلگردهای حرارتی در سقف تیرچه بلوک
طبق نشریه 543 سازمان مدیریت، حداکثر فاصله مجاز بین میلگردهای حرارتی در سقف تیرچه بلوک 250 میلی‌متر است. این میلگردها که برای مقابله با ترک‌های ناشی از افت و حرارت بتن به کار می‌روند، باید در دو جهت عمود بر هم در دال فوقانی سقف، با قطر حداقل 6 میلی‌متر و با فاصله دو سانتی‌متر از لبه فوقانی دال، قرار داده شوند.
نکته مهم این است که اگر از آرماتورهای بالایی تیرچه به عنوان میلگرد حرارتی استفاده شود، دیگر نیازی به میلگرد حرارتی مجزا نیست.
در نهایت، لازم به ذکر است که برای اطمینان از عملکرد صحیح میلگردهای حرارتی، باید فاصله آنها از سایر مصالح مانند بلوک‌ها و تیرچه‌ها نیز به درستی رعایت شود.
استفاده از میلگرد حرارتی در دیوار حائل
برای مقابله با اثرات مخرب حرارت در دیوارهای حائل بتنی، از میلگردهای حرارتی به صورت عمودی و افقی استفاده می‌شود. با وجود تاکید بیشتر کارشناسان بر استفاده از میلگردهای افقی، آئین‌نامه ACI حداقل سهم آرماتور افقی را 25% و سهم آرماتور عمودی را 15% مساحت کل دیوار بتنی تعیین کرده است.
روش به کارگیری میلگرد حرارتی در آرماتوربندی
همانطور که گفته شد، میلگرد حرارتی به عنوان آخرین مرحله قبل از بتن‌ریزی در سقف تیرچه بلوک مورد استفاده قرار می‌گیرد. این میلگردها بر اساس نقشه و با ابعاد از پیش محاسبه شده، خم شده و به صورت عمود بر تیرچه‌ها و روی بلوک یا قطعات پلی‌اورتان نصب می‌شوند. میلگردها باید در شبکه‌ای منظم با یکدیگر درگیر شده و در کنار هم قرار بگیرند.
دو روش برای اتصال میلگردهای حرارتی به یکدیگر وجود دارد:
1- روش کراواتی: در این روش، مفتول یا سیم از زیر میلگرد زیری به بالا آورده می‌شود، به دور میلگرد بالایی پیچیده شده و سپس به زیر میلگرد پایینی برگردانده و گره زده می‌شود. این روش شبیه به بستن گره کراوات است.
2- روش ضربدری: در این روش نیز مانند روش کراواتی، میلگردها به یکدیگر بسته می‌شوند. تنها تفاوت این روش این است که مفتول به جای یک بار پیچیدن به دور هر میلگرد، دو بار به دور هر دو میلگرد پیچیده و بسته می‌شود.
نکاتی در مورد استفاده از میلگرد حرارتی:
– آرماتور حرارتی در سقف‌های تیرچه بلوک، علاوه بر جلوگیری از ترک خوردن بتن، وظیفه باربری نیز دارد.
– به دلیل عبور و مرور پیمانکاران حین آرماتوربندی، بهتر است از میلگرد شماره 8 استفاده شود. میلگرد شماره 6 به دلیل قطر کمتر، در اثر این رفت و آمدها دچار انحنا می‌شود.
استفاده از میلگرد حرارتی در دال‌ها
در دال‌های بتنی یک‌طرفه، برای مقابله با ترک‌های ناشی از انبساط و انقباض بتن در اثر تغییرات دما، از آرماتور حرارتی استفاده می‌شود. این آرماتورها که عمود بر آرماتورهای خمشی قرار می‌گیرند، به صورت شبکه‌ای در دو راستای عمودی و افقی در دال تعبیه می‌شوند.
میزان آرماتور حرارتی مورد نیاز با توجه به مقاومت بتن (fcd) و مقاومت میلگرد (fyd) و طبق فرمول مشخصی محاسبه می‌گردد.
ضخامت دال نیز بر نحوه توزیع آرماتور حرارتی تاثیرگذار است. در دال‌های با ضخامت کمتر از 12 سانتی‌متر، از یک شبکه مش‌بندی در یک طرف دال استفاده می‌شود، در حالی که برای دال‌های با ضخامت بین 12 تا 20 سانتی‌متر، از دو شبکه مش‌بندی در بالا و پایین دال استفاده می‌شود.
فاصله بین آرماتورهای حرارتی نباید از 350 میلی‌متر یا دو برابر ضخامت دال تجاوز کند.
استفاده از آرماتور حرارتی در کنار آرماتورهای خمشی، به افزایش استحکام و پایداری دال‌های بتنی یک‌طرفه کمک می‌کند و از ایجاد ترک‌های ناخواسته در آنها جلوگیری به عمل می‌آورد.
استانداردهای میلگرد حرارتی در تیرچه بلوک
طبق استاندارد ACI 360 R 10، بهترین محل برای قرار دادن میلگرد حرارتی به منظور خنثی کردن نیروهای کششی و به حداقل رساندن ترک‌های احتمالی، یک سوم بالای ضخامت دال بتنی است. در سقف‌های تیرچه و بلوک، میلگردهای حرارتی به صورت شبکه‌ای منظم با فاصله 25 سانتی‌متری از یکدیگر به شکل T در کنار هم قرار می‌گیرند.
نسبت سطح مقطع میلگرد حرارتی به کل سطح بتن برای سقف تیرچه و بلوک و فونداسیون به رده میلگرد بستگی دارد:
| سقف تیرچه و بلوک | فونداسیون |
| میلگردهای آجدار رده S200, S300, S350: 0.002 | میلگرد حرارتی رده S340: 0.002 |
| میلگردهای آجدار رده S400: 0.0018 | میلگرد حرارتی رده S400: 0.0018 |
| میلگردهای رده S500: 0.0015 یا بیشتر | میلگرد حرارتی رده S550: 0.0015 یا بیشتر |
نمره میلگرد حرارتی
استانداردهای مختلفی برای میلگرد وجود دارد که بر قطر، طول و جرم وزنی آن تاثیر می‌گذارند. این استانداردها با توجه به کاربرد میلگرد تعیین می‌شوند. برای مثال، در میلگردهای حرارتی، قطر میلگرد در مکان‌های مختلف سازه، طبق استانداردها متفاوت است.
میلگردهای حرارتی معمولا از نوع بدون آج هستند و شماره‌شان بین 6 تا 8 متغیر است. قطر این میلگردها نیز بین 4 تا 5 میلی‌متر میباشد.
ضرورت استفاده از میلگرد حرارتی
کاهش هزینه‌ها در صنعت ساختمان‌سازی، همواره دغدغه سرمایه‌گذاران و فعالان این حوزه بوده است. یکی از موارد مورد بحث در این زمینه، استفاده از میلگرد حرارتی است. برخی از مهندسان با استناد به آیین‌نامه بتن، استفاده از این نوع میلگرد را غیرضروری و نوعی اتلاف هزینه می‌دانند. در مقابل، عده‌ای دیگر معتقدند که این نوع میلگرد برای مقاوم‌سازی ساختمان، به‌ویژه در سقف‌ها، ضروری است.
حامیان استفاده از میلگرد حرارتی، به نقش آن در جلوگیری از ترک‌خوردگی و خرابی بتن، به‌خصوص در شرایطی مانند زلزله، اشاره می‌کنند. آنها معتقدند که میلگرد حرارتی با حفظ یکپارچگی دیافراگم سقف، از فرو ریختن آن در هنگام وقوع چنین حوادثی جلوگیری می‌کند.
از طرف دیگر، مخالفان استفاده از این نوع میلگرد، با تاکید بر عدم الزام صریح آیین‌نامه بتن به استفاده از این نوع میلگرد، آن را هزینه‌ای غیرضروری می‌دانند.
در نهایت، تصمیم‌گیری درباره استفاده از میلگرد حرارتی، به عهده مهندسین و سازندگان پروژه است. آنها باید با سنجش جوانب مختلف، از جمله هزینه‌ها و مزایای فنی، بهترین تصمیم را برای ساختمانی امن و بادوام اتخاذ کنند.
در این میان، اطلاع از قیمت میلگرد حرارتی برای مهندسین و پیمانکاران، در محاسبه دقیق هزینه‌ها و تصمیم‌گیری آگاهانه، حائز اهمیت است.
جایگزین‌های مناسب برای میلگرد حرارتی
در گذشته از میلگردهای حرارتی برای جلوگیری از ترک خوردن بتن در اثر افت رطوبت حین گیرش استفاده می‌شد. اما امروزه به منظور کاهش هزینه‌ها، روش‌های جایگزینی مانند بتن الیافی، کاهش نسبت آب به سیمان و استفاده از فوق روان‌کننده‌ها به کار گرفته می‌شوند. این روش‌ها می‌توانند با عملکردی مشابه میلگردهای حرارتی، از ترک خوردن بتن جلوگیری کنند.
ایمنی در ساختمان‌سازی: اولویت یا صرفاً یک هزینه؟
در صنعت ساختمان‌سازی امروز، بحث ایمنی حرف اول را می‌زند. با وجود عقب‌ماندگی ایران در زمینه مقاوم‌سازی در برابر زلزله نسبت به کشورهای پیشرفته، تلاش‌های روزافزون مهندسان و صنعتگران در این زمینه قابل تحسین است. مقاطع فولادی که یکی از ارکان استحکام ساختمان میباشد، خوشبختانه در کشورمان همگام با استانداردهای جهانی رو به پیشرفت است. استفاده از این نوع میلگرد در تیرچه و بلوک که از نوآوری‌های سال‌های اخیر است، نمونه‌ای از این پیشرفت‌ها به شمار می‌رود.
درست است که در صنایع مختلف، همواره بین هزینه و ایمنی، کفه ترازو به سمت ایمنی سنگینی می‌کند و بسیاری از برندهای معتبر دنیا با شعار ایمنی، مشتریان را به خود جلب می‌کنند. اما متاسفانه در ایران، به دلیل تمرکز بر بهینه‌سازی هزینه‌ها و کسب سود بیشتر، این موضوع مورد غفلت قرار می‌گیرد.
مهندسان و متخصصان خبره در صنعت ساختمان، اما، ایمنی را اولویت اصلی خود می‌دانند. آنها نه تنها استفاده از میلگرد حرارتی را ضروری می‌دانند، بلکه بر استفاده از میلگردهایی با مقاومت بیشتر از حد استاندارد نیز تاکید می‌کنند. نباید فراموش کرد که جان انسان‌ها به مراتب باارزش‌تر از صرفه‌جویی‌های ناچیز در هزینه‌ها است. درس‌هایی که از حوادث ناگوار گذشته گرفته‌ایم، گواه این مدعا است.
