میلگرد حرارتی چیست و آیا استفاده از آن مناسب است؟
میلگرد حرارتی چیست؟
میلگرد حرارتی نوعی از میلگرد است که جهت جلوگیری از تنش ها و مشکلات حاصل از جمع شدن و حرارت بتن بکار می رود .از مهم ترین نگرانی های افرادی که در ساخت و ساز مشغول هستند.ترک خوردن تیرچه بلوک های سیمانی می باشد. اما آرماتور حرارتی از انبساط و انقباض بتن و به وجود آمدن ترک جلوگیری میکند. بنابراین موجب کاهش عرض ترک ها می شود.
پیشنهاد می کنیم مقاله میلگرد چیست را بخوانید.
ویژگی های میلگرد حرارتی و سایز آن
اگر میلگرد ساده باشد، قطر میلگرد حرارتی حداقل ۵ میلی متر و اگر میلگرد مقاومت بالایی داشته باشد، قطر میلگرد از نوع حرارتی ۴ میلی متر است. حداکثر فاصله بین دو میلگرد ۲۵ سانتی متر در نظر گرفته میشود. به طور کلی قطر این نوع میلگرد بین ۶ تا ۶.۵ می باشد و گاهی اوقات از سایز ۸ هم استفاده می شود.
بیشترین فاصله میلگردها از هم، ۲۵ سانتی متر است. در صورتی که میلگرد بالایی تیرچه داخل در ۵ سانتی متری پایینی قرار داده شود، آنرا به عنوان میلگرد حرارتی در نظر میگیرند. طول این میلگردها حداقل تا فاصله دهانه آزاد از تکیه گاه به سمت درون دهانه امتداد پیدا کنند.
نحوه اجرا و بستن میلگرد حرارتی در سقف
میلگردهای حرارتی به صورت چپ و راست روی سقف نصب می شوند. در صورتی که بتن سرد شود یا افت حرارت پیدا کند، از ترک خوردن آن جلوگیری می کنند. طریقه نصب این میلگرد به این شکل است. در یک سوم بالای ضخامت دال بتنی قرار می گیرد. این میلگرد، نقش باربری هم دارد و هنگام وقوع حادثه از تخریب بتن جلوگیری میکند.
.
آیا استفاده از میلگرد حرارتی مناسب است؟
در رابطه با ضرورت استفاده از این نوع میلگرد ، نظرات منفی و مثبت زیادی وجود دارد که در زیر با برخی از آنها آشنا می شویم.
نظرات مثبت
عده ای از مهندسان اعتقاد دارند که تاثیر میلگرد حرارتی در پیشگیری از خوردگی بتن قابل توجه بوده و استفاده از آن بسیار ضروری می باشد. حتی در بخش هایی آیین نامه مهندسی نیز به استفاده از این نوع میلگرد تاکید می شود .
این میلگرد با بتن درگیر شده و مانع از انبساط و اتقباض آن می شود. زمانی که میلگرد از نوع معمولی باشد، در فاصله ۷۰ سانتی متری روی یونولیت ها فقط یک لایه ۵ سانتی متری بتن وجود دارد. اما این کار منطقی نیست. ولی اگر میلگرد از نوع حرارتی باشد، این مشکل برطرف می شود. اگر از میلگرد معمولی استفاده شود، ترک های عرضی به وجود آمده و باعث نفوذ آب و سولفات می شود به همین دلیل میلگردها خورده خواهند شد.
نطرات مثبت دیگر در این رابطه این است که اگر از میلگردهای حرارتی استفاده نشود. در صورت وقوع زلزله و به وجود آمدن ترک در سقف ، دیافراگم سقف مشکل دار می شود.
در کل این نوع میلگرد در ساختمان، هم در ساعت های اولیه گیرش باعث ایجاد مقاومت بتن در برابر ترک خوردگی می گردد. هم بعد از آن ، محافظت بتن در برابر انبساط و انقباض را برعهده می گیرد. همینطور این میلگردها در برابر نیروهای وارده باعث افزایش و یکسان سازی مقاومت سقف می گردند.
نظرات منفی
اما یکسری از مهندسان استفاده از این میلگرد حرارتی را هدر دادن وقت و سرمایه می دانند. آنها اعتقاد دارند که بسیاری از سقف ها با وجود این نوع میلگرد باز هم ترک خورده اند .این کارشناسان یکسری از روش هایی را برای جایگزینی این میلگرد پیشنهاد می دهند.
روش های جایگزین میلگرد حرارتی
- بکار بردن بتن الیافی: این الیاف نقش میلگرد از نوع حرارتی را دارند.
- کم تر کردن میزان آب نسبت به سیمان باعث افزایش میزان روانی بتن می شود.
- بکار بردن فوق روان کننده در عملیات باعث میشود که بتن کمتر ترک بخورد.
بنابراین طبق بررسی نظرات بالا به کار بردن این نوع میلگرد بسیار لازم و ضروری می باشد. اما باید کارگران دقت کنند که این میلگردها در سقف فرو نروند؛ چون اثر انها از بین می رود.
ضوابط میلگرد حرارتی چیست؟
روش اجرای این میلگرد به این شکل است که فاصله بین میلگرد حرارتی سقف نباید از ۵ برابر ضخامت دال و ۵۰۰ میلی متر بیشتر باشد. برای محاسبه طول میلگرد در مقاطع ضروری مثلا در تکیه گاه، باید با فرض رسیدن تنش میلگرد در کشش به مقاومت خصوصیت تسلیم، محاسبه کنیم. در دال های یکطرفه می توانیم میلگرد را در یک طرف یا در دو طرف قرار دهیم.
کاربرد میلگرد حرارتی چیست؟
در لحظه های اولیه گیرش بتن، یکسری واکنش های هیدراتاسیون و حرارتی صورت میگیرد. بتن تمایل به انبساط و بعد از آن انقباض دارد؛ بنابراین استفاده از میلگرد از نوع حرارتی ، ضرورت پیدا میکند.
این میلگرد با بتن درگیر می شود و از انبساط و انقباض بیش از حد آن جلوگیری می کند. زمانی که در یکسری از دال ها میلگردهای خمشی فقط در یک سمت قرار می گیرند، برای جلوگیری از تنش های ناشی از افت و حرارت باید میلگردها در طرف عمود بر میلگردهای خمشی قرار گیرند. میلگرد باید با تنش های ناشی از حرارت و جمع شدگی بتن مقابله کند.
اگر از میلگرد حرارتی استفاده نشود و ترک ایجاد شود، عملکرد یکپارچه دیافراگم سقف، موقع زلزله سوال بر انگیز خواهد بود. بنابراین نقش اصلی این نوع میلگرد، جلوگیری از ترک خوردن بتن پوششی سقف تیرچه بلوک بوده و هدف آن جلوگیری از آتش سوزی، افتادن یونولیت ها و ایجاد مقاومت فشاری، کششی و پیچشی و خمشی نیست.
پس در واقع به این سوال می رسیم که استفاده از میلگرد حرارتی برای چیست؟
به طور کلی مهندسان های نوین استفاده از سیستم حرارتی را در مراحل ساخت بتن توصیه میکنند. بکار بردن میلگرد های حرارتی در سقف حائز اهمیت است. این امر از ترک خوردن بتن سقف در برابر همه عوامل پیشگیری میکند.
محاسبه میلگرد در سقف باید به صورت دقیق انجام شود. شما نمی توانید هرجا که بخواهید آن را قرار دهید. مکان قرار گیری میلگرد حرارتی به نوع آن و نوع بتن و یکسری از ویژگی های دیگر ساختمان بستگی دارد.
علل و نحوه اجرای میلگرد حرارتی
در بخش های قبلی تقریبا به نحوه اجرای میلگرد حرارتی اشاره کردیم. جهت از بین بردن و یا کم کردن اثرات ناشی از تغییرات دمایی بکار می رود. پدیده جمع شوندگی علت اصلی تغییرات دمایی می باشد. این امر زمانی اتفاق می افتد که بتن خشک میشود. در روزهای اولیه کار بتن هنوز مرطوب بوده؛ اما کم کم رطوبت خود را از دست داده و خشک میشود.
زمانی که رطوبت از بین می رود. بتن منقبض شده و سپس جاهای خالی رطوبت با ذرات بتن پر خواهند شد. بنابراین انقباض در بتن، باعث ایجاد تنش های کششی شده و موجب ترک در آن میشود. آرماتورها یا میلگرد های حرارتی به ما در جلوگیری از ایجاد این ترک ها کمک میکنند.
با اینکه این ترک های طبیعی هستند، اگر گسترش پیدا کننده باعث فروریختن سازه ما خواهند شد. این ترک ها در هر جایی ممکن است ایجاد شوند؛ در سقف ها در تیرها و… . بنابراین استفاده از این میلگرد به روش درست و اصولی که در پاراگراف های قبلی اشاره کردیم، به حفظ سازه و جلوگیری از این ترک ها کمک زیادی خواهد کرد.
نکات مهم :
در مجموع میلگرد حرارتی نوعی میلگرد است که جهت کاهش و یا خنثی کردن مضرات ناشی از تغییرات دمایی روی بتن بکار می رود. اگر از میلگردهای حرارتی استفاده نشود، ترک ها گسترش پیدا کرده و بتن ها به مرور استحکام خود را از دست خواهند داد. به همین علت وجود آرماتور حرارتی موجب افزایش مقاومت کششی بتن شده و ضریب ایمنی ساختمان را به طور چشم گیری افزایش می دهد.
بکارگیری این نوع میلگردها بر اساس آیین‌نامه‌های تدوین شده عمرانی و ساخت و ساز اساسی بوده و از تلفات وقت و انرژی زیادی جلوگیری می کند.
استحکام بتن با آرماتور حرارتی
این میلگرد از زمانی که پدیده جمع شوندگی شروع میشود، فعالیت خود را آغاز کرده و با انقباض مبارزه میکند. این نوع میلگرد، فونداسیون یا هر نوع دیگری با نیروی کشسانی که دارد از فشار به بتن جلوگیری میکند. بتنی که به میلگرد حرارتی مسلح شود مقاومت و دوام بالاتری خواهد داشت.
درباره انواع فونداسیون بیشتر بدانید.
اگر بتن به میلگرد مسلح شود، هم مقاومت خودش افزایش میابد و هم از پدیده جمع شوندگی جلوگیری میشود. علاوه بر این مقاومت بتن در برابر هر نوع تغییرات آب و هوایی نیز افزایش خواهدیافت.
آیا می دانید روش های مقاوم سازی فونداسیون کدام اند؟
استفاده از میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک
سقفی که در آن از تیرچه و بلوک های سفالی یا سیمانی استفاده میشود را سقف تیرچه و بلوک می گویند. جهت کاهش مقاومت کششی، این سقف را بتن ریزی می کنند. بنابراین استفاده از میلگرد حرارتی به بتن کمک کرده و از جمع شدگی آن جلوگیری میکند.
میلگردهای حرارتی بصورت مستقل در این سقف ها استفاده نمی شوند؛ بلکه در واقع مکمل میلگردهای اصلی هستند. میلگردها را در قالب یک شبکه و به روش جوش سرد یا مفتول به یکدیگر متصل میکنند و میلگرد از نوع حرارتی را ایجاد میکنند.
آرماتور حرارتی را به شکل عمود و چپ و راست در تیرچه قرار می دهند. به این ترتیب با تنش افت حرارت مقابله خواهند کرد. میلگرد باید حدود یک سوم بالای ضخامت دال بتنی قرار گیرد. اگر میلگردها در این محل قرار بگیرند، نیروهای کشش سطحی به حداقل میزان خود رسیده و بتن ها دیگر ترک نمی خورند.
فاصله میلگردهای حرارتی همانطور که اشاره کردیم ۲۵ سانتی متر است. باید توجه داشته باشید که میلگردهای حرارتی با جوش های معمول جوش داده نمی شوند؛ زیرا این میلگردها کربن کمی داشته و برای جوش دادن این میلگردها باید از جوش مفتول سرد و یا جوش سرد استفاده شود.
استفاده از میلگرد حرارتی در سقف عرشه فولادی
ساختمان عرشه فولادی دارای اسکلتی فلزی است. زمانی که گل میخ ها نصب شدند، میلگردها به شکل یک شبکه مش، آرماتوربندی میشوند. باید فاصله دقیق این میلگردها بوسیله مهندسان معمار محاسبه شده و تعبیه شود. اگر این امر به صورت دقیق محاسبه نشود به سازه ما خسارت های زیادی وارد خواهد کرد.
پیشنهاد می کنیم مقاله آرماتور بندی چیست را مطالعه بفرمایید.
استفاده از میلگرد حرارتی در سقف اسکلت بتنی
در سقف هایی که اسکلت بتنی دارند. زمانی که ورق های فولادی در جای مورد نظر خود قرار داده شدند، میلگردهای حرارتی نصب میشوند. این میلگردها موظف هستند؛ که حرارت را در کل سقف تقسیم و تنظیم کنند. به همین دلیل اسکلت بتنی هیچ گاه تحت تاثیر انقباض و یا انبساط ترک نمی خوردند.
استفاده از میلگرد حرارتی در سقف کرومیت
در سقف کرومیت، میلگرد در آخرین مرحله نصب شده و بعد از آن بتن ریزی انجام میشود. میلگردهای حرارتی قبل از بتن ریزی به تیرچه ها با جوش سرد متصل میشوند.
استفاده از میلگرد حرارتی در دیوار حائل
جهت کاهش اثرات حرارت در دیوارهای حائل بتنی، میلگردها باید به صورت عمودی و افقی بکار گرفته شوند. کارشناسان ساختمان و مهندسان بیشتر تاکید میکنند که از میلگردهای افقی استفاده شود. میلگردهای حرارتی باید ۲۵ درصد دیوار حائل را تشکیل دهند. اگر تاکید شده باشد که از میگلردهای عمودی استفاده شود، بهتر است ۱۵ درصد دیوار حائل را پوشش دهند.
استفاده از میلگرد حرارتی در دال ها
ساختمان هایی که دال بتنی یکطرفه دارند، باید میلگرد در جهت مخالف میلگردهای خمشی دال ها اجرا می شود. در کنار آرماتورهای خمشی در دال بتنی اگر میلگرد حرارتی استفاده شود، به استحکام آن و در نهایت استحکام ساختمان بسیار تاثیرگذار است. کلا به این نتیجه می رسیم که زمان اصلی اجرای این نوع میلگرد، در سقف سازی بعد از اجرای عملیات بتن ریزی می باشد. علت اصلی استفاده از میلگرد حرارتی نیز جلوگیری از ترک خوردن بتن در زمان خشک شدن می باشد.حتما می پرسید محل قرارگیری مناسب میلگرد حرارتی در دال بتنی کجاست؟
بهترین محل قرار گیری میلگرد برابر با آیین نامه ACI 360R-10 بند ۲-۲-۳ ، جهت کنترل ترک خوردگی یک سوم بالای ضخامت دال بتنی است.
