میلگرد حرارتی چیست؟ کاربردهای آن چیست؟

میلگرد-حرارتی-آهن-معدن

میلگرد حرارتی یا آرماتور حرارتی یکی از اجزای سقف تیرچه بلوک است. در زمان ساخت پروژه های کوچک و بزرگ ساختمانی و عمرانی عوامل بالفعل و بالقوه زیادی تاثیر منفی بر روند ساخت می گذارند. به طور مثال ترک خوردگی بتن بلافاصله بعد از خشک شدن یا زلزله هایی که احتمال وقوع آن‎ها در آینده وجود دارد. همچنین تغییرات دمای هوا از جمله این مشکلات است. مهندسین سازه با راهکارهای علمی اثبات شده، سعی در کم کردن یا حذف کامل این مشکلات دارند. به طور مثال یکی از این موارد در زمان اجرای سقف تیرچه بلوک و بتن ریزی، استفاده از میلگرد است.

بتن یکی از مصالح مهم در صنعت ساخت و ساز محسوب می شود. علاوه بر ویژگی های مثبت مثل مقاومت فشاری بالا، دارای معایبی نیز است. یکی از راهکارهایی که می‎توان معایب بتن را تا حد قابل ملاحظه کاهش داد کمک گرفتن از انواع میلگرد است. یکی از مهمترین آن‎ها نیز میلگرد حرارتی نام دارد. بهترین کارخانه های تولید پروفیل می توانند باکیفیت ترین میلگردها را تولید کنند.

آنچه در ادامه مطلب خواهید خواند

معایب بتن، مقدمه‌ای بر استفاده از میلگرد

در ساختمان هایی که از بتن استفاده می‌کنند و مراحل بتن ریزی دارند از میلگرد حرارتی استفاده می‎شود. شاید برای شما این سوال به وجود بیاید که «چرا در کنار بتن از میلگرد استفاده می شود؟». جواب این سوال به مقاومت بتن مربوط می شود. در رابطه با مقاومت فشاری، بتن جزو سخت ترین مصالح ساختمانی است. یعنی توانایی یک سازه در برابر بارهای محوری فشاری که باید تحمل کند. سن بتن و درصد مقاومت فشاری، در آزمایش مقاومت فشاری تاثیر دارد.

مقاومت کششی بتن بسیار ضعیف است. اینجاست که نقش میلگرد در کنار بتن تعریف می‌شود. مقاومت کششی یعنی توانایی بتن در برابر تحمل بارهای محوری کششی است. بتن پس از خشک شدن ساختاری متخلخل خواهد داشت که باعث ایجاد ترک های ریز در ساختار آن می‌شود. زمانی که بار کششی به آن وارد شود ترک ها بزرگ شده و در نهایت بتن از هم می‌پاشد.

میلگرد حرارتی از تمام اتفاقات ذکر شده پیشگیری می‌کند. افزایش مقاومت خمشی یکی دیگر از دلایل استفاده از میلگرد است. مقاومت خمشی (مدول گسیختگی)، به توانایی تحمل بارهای جانبی می‎گویند که از دو طرف بوده و در کنار بارهای فشاری به سازه بتن وارد می‌شوند. زمانی که از میلگردهای حرارتی برای افزایش مقاومت کششی استفاده می کنند مقاومت خمشی بتن نیز افزایش پیدا می‎کند.

میلگرد-حرارتی-آهن-معدن

میلگرد حرارتی چیست؟

اکنون می خواهیم با میلگرد حرارتی آشنا شویم. میلگرد، پروفیل با سطح مقطع دایره ای و توپر است که به صورت ساده و آجدار (آج دوکی، آج یکنواخت و آج مرکب) تولید می شود. مواد اولیه آن از آهن و فولاد است. آهن، فولاد، شمش و چدن همگی از سنگ آهن به دست می آیند. سه گزینه اول، در میزان عنصر کربن با یکدیگر تفاوت دارند. در مقابل چدن از حذف فسفر و گوگرد در هنگام ذوب آهن به دست می آید.

معمولا انواع میلگرد از فولاد تولید می‌شوند. هرچه عنصر کربن در فولاد بیشتر باشد استحکام محصول نهایی (میلگرد و…) بیشتر می شود. میلگردها انواع مختلفی دارد:

البته میلگرد به لحاظ استاندارد روسی به چهار دسته A1، A2، A3 و A4 تقسیم بندی می شود. ضخامت میلگردها نیز از 4.5 تا 32 میلیمتر متفاوت است. شاید این سوال را بپرسید که «چرا در بین تمام میلگردها، نام میلگرد حرارتی ذکر نشد؟». جواب سوال این است که میلگردهای حرارتی همانند میلگرد معمولی هستند اما به دلیل کاربرد و مکان استفاده به آن ها، میلگردهای حرارتی گفته می‌شوند. البته فقط برای سقف‎های تیرچه بلوک کاربرد دارند، زیرا سطح آن نیاز به بتن ریزی خواهد داشت.

چگونگی استفاده و اتصال میلگرد حرارتی

از میلگرد حرارتی برای ساخت سقف استفاده می شود که در یک سوم بالای ضخامت دال بتنی استفاده می کنند. به صورت چپ و راست بر روی سقف تیرچه بلوک قرار می‌گیرند. طریقه اتصال آن‎ها به صورت عمود بر یکدیگر است. دال بتنی تحمل بار عمودی را بر عهده دارد. میلگردها را به روش جوشکاری سرد به یکدیگر متصل می کنند، زیرا جوشکاری گرم موجب کاهش مقاومت حرارتی میلگرد می‎شود. طریقه اتصال میلگردهای حرارتی به یکدیگر به دو روش است:

 به دلیل ویژگی هایی که هر یک از عناصر به صورت خالص دارند معمولاً حدود 90% از انواع فلزات به صورت آلیاژ استفاده می شوند. در ادامه مبحث ورق آلیاژی چیست؟ انواع ورق آلیاژی فولادی و… را به شما معرفی می کنیم. ورق آلیاژی به دو صورت روانه بازار می شود، شیت (ورق های بریده) و کویل.

میلگرد-حرارتی-آهن-معدن

کاربردهای میلگرد حرارتی

مبحث مهمی که در رابطه با میلگرد حرارتی وجود دارد این است که چرا از آن در ساخت و ساز استفاده می کنند؟ کاربرد میلگرد به دو بخش مهم مربوط می شود:

نکته اول اینکه کاربرد آن موجب افزایش استحکام سقف می شود، زیرا میزان زیادی از بار ساختمان را تحمل می‎کند. افقی بودن سقف میزان آسیب‌پذیری را بیشتر می‌کند. پس میلگرد حرارتی باعث پیشگیری از آسیب در برابر زمین لرزه و آتش‎سوزی می شود. همچنین میزان تحمل بار اضافی را بر عهده خواهد داشت.

نکته دوم که اهمیت بیشتری دارد افزایش مقاومت کششی و خمشی بتن است. عوامل متعددی موجب آسیب و ترک خوردگی بتن می شوند. یکی از آن‎ها بلافاصله بعد از خشک شدن بتن پدید می آید. زمانی که رطوبت از بافت بتن خشک شد، جای آن خالی مانده و ترک ایجاد می شود. به اصطلاح بتن دچار جمع شدگی (تنش‎های کششی) می‎شود. ناگفته نماند که ایجاد ترک های ریز و سطحی کاملا طبیعی هستند. استفاده از میلگردهای حرارتی و ایجاد پیوند بین بتن و میلگرد، مانع جمع شدگی و تبدیل ترک های کوچک، به ترک و شکستگی های بزرگ می‎شود.

حتی زمانی که رطوبت و مواد اسیدی وارد این ترک ها شوند مانع ایجاد شکاف‎های بزرگ خارج خواهد شد. فشار، بار زیاد و همچنین نوسانات دمایی (سرما و گرمای زیاد) نیز موجب ترک خوردن بتن ‌می‎شوند. میلگردهای حرارتی مانع اثرگذاری این عوامل بر بتن خواهند شد. به دلیل اینکه میلگرد بافتی انعطاف پذیرتر از بتن دارد و به نوسانات دمایی سریعتر واکنش نشان می دهد. وظیفه دیگر یکپارچه‌سازی نیروی وارده از بار اضافی است که به سقف وارد می شود. بتن‎هایی که با آرماتور حرارتی مقاوم شده‎اند بتن مسلح نام دارند.

میلگرد-حرارتی-آهن-معدن

الزامات استفاده از میلگرد

در آیین نامه های مقررات ملی ساختمان، اجبار و الزامی به استفاده از میلگرد حرارتی نیست، بلکه بیشتر جنبه توصیه ای دارد. بسیاری از مهندسان نظر مثبتی درباره کاربرد میلگرد ها دارند. به عبارتی نظرات مثبت نسبت به نظرات منفی پیشی دارد. میلگردهای حرارتی باید در یک سوم بالای ضخامت دال بتنی متصل شوند و اتصال آن‎ها نیز از نوع سرد است. این نوع میلگرد باید از نوع آجدار باشد، زیرا اتصال و گیرش بین بتن و میلگرد به بیشترین حد ممکن می رسد.

حداقل ضخامت برای میلگرد حرارتی 6 الی 8 میلیمتر است. در صورت استفاده، بهتر است سایز 8 میلیمتر را انتخاب کنید، زیرا کمتر از آن باعث کاهش مقاومت خمشی خواهد شد.

نحوه اتصال میلگردها به گونه‌ای است که یک شبکه شطرنجی ایجاد خواهد شد. ردیف قرارگیری میلگردها عمود بر یکدیگر و کاملاً موازی هستند. فاصله میلگردها، ارتباط مستقیمی با ضخامت سقف دارند. یعنی 5 برابر ضخامت سقف باید فاصله بین میلگرد ها از یکدیگر باشد. فاصله آن ها به صورت استاندارد بین 25 الی 35 سانتیمتر است. نکته آخر این است که نباید فاصله آن ها از 50 سانتیمتر بیشتر باشد.

محاسبه مقدار استفاده از میلگرد حرارتی در سقف

برای استفاده از میلگرد حرارتی نظر دو مرجع، مهم است. اول توجه به مقررات ملی ساختمان و دوم نظر مهندسی سازه باید مورد توجه قرار گیرند. محاسباتی که برای میزان و نحوه استفاده از میلگرد را به دست آورده است باید مورد توجه قرار دهید. نوع میلگرد، سایز میلگرد، مقدار میلگرد مورد نیاز و نحوه محاسبه حداکثر وزن مجاز برای استفاده از میلگرد حرارتی باید توسط مهندس ساز تعیین شود. نکته مهم این است که نباید مجموعه وزن میلگردها، وزن اضافی را بر سازه و ساختمان تحمیل کند.

میلگرد-حرارتی-آهن-معدن

مزایای استفاده از میلگرد در بتن

استفاده از میلگرد حرارتی و به طور کلی میلگرد در ساخت و سازهای بتنی، مزایای مهمی را به همراه دارند. اولین و مهمترین مزیت این است که باعث افزایش چندین برابری استحکام بتن خواهد شد. این استحکام در برابر فشار، ضربه و لرزش ها خود را نشان می دهد. البته نوع میلگرد، میزان مقاومت و ضخامت آن نقش تعیین کننده ای دارند.

اگر در بتن از میلگرد استفاده شود مسلما از میزان ضخامت بتن کاسته می‌شود، زیرا اگر بتن به تنهایی استفاده شود باید ضخامت بیشتری داشته باشد (هزینه بیشتر). یکی دیگر از مزیت ها، افزایش طول عمر مفید سازه یا ساختمان است. روش استفاده و نصب میلگرد نیز بسیار آسان است. البته باید از افرادی که دارای تخصص و تجربه لازم هستند یا زیر نظر مهندس سازه فعالیت می‎کنند کمک بگیرید. در هزینه ها صرفه جویی می شود (در آینده). از سازه در برابر آتش سوزی و احتمال ریزش ساختمان نیز محافظت می کند. 

ahanmadan
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *