معرفی میلگرد حرارتی؛ از نکات اجرا تا نحوه محاسبه میلگرد حرارتی

میلگرد حرارتی از استحکام کششی بسیار بیشتری نسبت به دیگر انواع میلگرد ها برخوردار است؛ به همین دلیل این نوع میلگرد برای جلوگیری از ترک‌خوردگی بتن، گزینه مناسب ‌تری است. بتن، یکی از موارد کاربردی در ساختمان سازی است که به منظور افزایش استحکام و ایمنی سازه مورد استفاده قرار می گیرد؛ اما تحت تاثیر گرما و سرما، منبسط و منقبض شده و در نهایت، ترک هایی روی آن ایجاد می شود. وجود چنین ترک هایی در سازه، به خصوص در سقف آن، بسیار خطرناک است و می تواند خطرات جانی برای افراد به دنبال داشته باشد. ‌از این رو توصیه می گردد برای جلوگیری از خسارات ناشی از ترک خوردگی بتن، از میلگرد حرارتی در سازه استفاده شود. با آهن ملل همراه باشید تا در مورد میلگرد حرارتی، ویژگی ها و نحوه اجرای آن، بیشتر بدانید.

آهن ملل		ویژگی های محصول
۱	نام محصول	میلگرد حرارتی (Temperature reinforcement)
۲	کاربرد	افزایش استحکام سقف سازه‌ ها و جلوگیری از گسستگی دیافراگم سقف کاهش احتمال فرو ریختن سقف، هنگام حوادث و خطرات افزایش باربری سازه
۳	ویژگی شاخص	دارای کربن کمتر و در نتیجه استحکام کششی بالاتر
۴	سایز میلگرد مورد استفاده	معمولا از میلگرد با قطر ۵ تا ۶ میلی متر استفاده می‌ شود، اما قطر ۴ میلی متر تا قطر بزرگ ‌تر از ۶ میلی‌ متر نیز قابل اجراست

از میلگرد و انواع آن چه می دانید؟

انواع میلگرد از جنبه های متفاوتی قابل دسته بندی است. به طور مثال از نظر جنس به دسته های کربن دار، گالوانیزه، میلگرد اروپایی و … تقسیم بندی می شوند؛ اما پر استفاده ترین تقسیم بندی میلگردها از نظر کاربرد و ظاهر آنهاست.

میلگرد حرارتی: از معرفی تا بیان ویژگی ها

برای پاسخ به سوال «میلگرد حرارتی چیست؟»، ابتدا باید در مورد چیستی آرماتور حرارتی توضیح داد. با استفاده از آرماتور، می‌ ‌توان عملکرد بتن را بهبود بخشید و استحکام سازه بتنی را افزایش داد. زمانی که آرماتور حرارتی تحت تنش حرارتی قرار می ‌گیرد، طول آن نسبت به بتن کم یا زیاد شده و باعث کاهش تنش وارده بر بتن می‌شود. از آنجا که وظیفه عمده میلگردهای حرارتی، کاهش تنش‌ های ناشی از جمع‌شدگی و حرارت بتن است، به آنها آرماتور حرارتی نیز گفته می‌ شود.

همانطور که گفتیم، تولید میلگرد حرارتی یا آرماتور حرارتی به منظور مقاوم‌ سازی ساختمان و سازه ‌ها است. این کار با جلوگیری از انبساط، انقباض و ترک ‌خوردگی در بتن اتفاق می ‌افتد. میلگردهای حرارتی در ساختار خود، کربن کمتری دارند. وجود کربن کمتر، باعث پردازش ترمومکانیکی فولاد تقویت شده در جریان نورد می شود و قابلیت ارتجاعی میلگرد را بیشتر می کند. به همین دلیل، میلگرد حرارتی، مناسب ‌ترین میلگرد برای جلوگیری از ترک‌ خوردگی بتن است. در واقع، میلگرد حرارتی می‌ تواند باعث تقویت دال ‌های بتنی و در نتیجه، بهبود مقاومت کششی کلی بتن بشود. اما در صورت عدم استفاده از میلگرد حرارتی و وقوع ترک در بتن، هنگام زلزله، عملکرد یکپارچه دیافراگم سقف کاهش می ‌یابد.

کاربرد های میلگرد حرارتی

• بیشترین کاربرد میلگرد حرارتی، افزایش استحکام سقف سازه‌ ها و جلوگیری از گسستگی دیافراگم سقف است. به طور کل، این میلگرد با کاهش عرض ترک ‌ها، مقاوت سازه را افزایش می‌ دهد.
• افزایش باربری سازه، یکی دیگر از کاربردهای میلگردهای حرارتی است. سقف سازه‌ ها به دلیل افقی بودن، بخشی از بار ساختمان را تحمل می‌ کند و می ‌تواند در برابر نیروهای وارده آسیب ‌پذیرتر باشد. استفاده از میلگرد حرارتی در سقف، باعث می‌شود تا سقف به صورت یکپارچه در برابر نیروهای وارده، واکنش نشان دهد.
• کاهش احتمال فرو ریختن سقف، هنگام حوادث و خطراتی مانند زلزله، یکی دیگر از مزایای این نوع میلگرد است؛ زیرا میلگرد حرارتی، مانع از ایجاد ترک های ناشی از زلزله در بتن سقف می شود.

نکته مهم این است که میلگرد حرارتی، نقشی در کاهش احتمال آتش‌ سوزی ندارد.

نحوه اجرای میلگرد حرارتی

برای بستن میلگردهای حرارتی و آرماتور حرارتی از سیم مفتول استفاده می ‌شود که به دو روش ضربدری و کراواتی بسته می ‌شوند. آرماتورها و میلگردهای حرارتی در حالت قائم نسبت به یکدیگر و به شکل T قرار می‌ گیرند. از آنجا که معمولا در یک ساختمان، هم از آرماتور معمولی و هم از آرماتور حرارتی استفاده می ‌شود، آرماتورهای حرارتی به صورت شبکه ‌ای به کار رفته و عمود بر تیرچه‌ های کار شده در سقف قرار می ‌گیرند. همچنین در دال‌ هایی که آرماتورهای خمشی فقط در یک سو اجرا می ‌شوند، برای تنش‌ های حاصل از افت و حرارت، باید آرماتورها را در جهت عمود بر آرماتورهای خمشی قرار داد.

برای نحوه اجرای میلگرد حرارتی به طور دقیق، حتما لازم است مهندسان سازه، سایز، مقدار، نوع و وزن میلگرد حرارتی را مشخص کنند. اما حداکثر فاصله بین دو میلگرد افت و حرارت، ۲۵ سانتی متر است. بهترین مکان قرارگیری این میلگرد ها یک سوم بالای ضخامت دال بتنی است. دال بتنی، یکی از مهم‌ترین عضوهای سازه‌ای است که از صفحات تخت بتنی تشکیل شده است. دال بتنی در سازه‌های مختلف (ساختمان، سد، پل، تونل) و با کاربری‌های متنوع (سقف، فونداسیون، پیاده‌رو) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش محاسبه میلگرد حرارتی سقف

میلگرد حرارتی را نمی‌توان به صورت دلخواه در سقف جایگذاری کرد؛ زیرا قرارگیری نادرست آن باعث خسارت به کل سازه می‌ شود. نحوه محاسبه میلگرد حرارتی سقف باید با توجه به عوامل خاصی طراحی و اجرا گردد که در ادامه به آن ها اشاره می‌ کنیم:

• نوع میلگرد (ساده یا آجدار): بهتر است از میلگردهای ساده به عنوان میلگرد حرارتی استفاده شود.
• سایز میلگرد: برای تولید میلگرد حرارتی، معمولا از میلگرد با قطر ۵ تا ۶ میلی ‌متر استفاده می‌ شود، اما قطر ۴ میلی ‌متر تا قطر بزرگ ‌تر از ۶ میلی‌ متر نیز قابل اجراست.
• مقدار میلگرد: با توجه به فاصله قرارگیری میلگرد حرارتی، می ‌توان تعداد میلگرد مورد استفاده را مشخص کرد. این فاصله باید از حدود ۲۵ سانتی ‌متر تا ۵۰ سانتی ‌متر باشد.
• وزن میلگرد: برای به دست آوردن وزن میلگرد باید با توجه به نوع میلگرد، قطر آن و فواصل استفاده، تعداد میلگرد مورد نیاز را مشخص کرده و وزن را محاسبه نمود. سپس با در نظر گرفتن حداکثر وزن استاندارد برای سقف، وزن مجاز برای میلگردهای حرارتی را محاسبه نمود.

علاوه بر موارد ذکر شده، قیمت میلگرد حرارتی نیز در نحوه محاسبه میلگرد حرارتی برای سقف بی تاثیر نیست. زیرا قیمت میلگرد در روزهای مختلف سال، نوسان‌ های بسیاری را تجربه می ‌کند. قیمت میلگرد حرارتی نیز از این قاعده مستثنا نیست. شرکت آهن ملل نیز به عنوان یکی از معتبرترین فروشگاه های آهن الات، توانسته انواع میلگرد را با بهترین قیمت به مشتریان خود عرضه کند. کافیست برای خرید میلگرد به لینک زیر مراجعه نمایید.

فاصله میلگرد حرارتی از یکدیگر در سازه

میلگرد های حرارتی، معمولا بعد از نصب گل‌‌ میخ ‌‌ها و به صورت یک شبکه مش، آرماتور بندی می‌‌ شوند. فاصله میلگرد حرارتی باید به‌ صورت دقیق توسط مهندسین سازه محاسبه گردد. اما به طور کل، آرماتورهای حرارتی در فاصله ۲۵ سانتی‌ متری از یکدیگر قرار داده می‌ شوند. همچنین حداکثر فاصله میلگرد حرارتی نباید بیش از ۵۰ سانتی‌ متر و یا بیش از ۵ برابر ضخامت دال باشد.

همچنین طبق مقرارات ملی ساختمان، مبحث نهم، موارد زیر در اجرای میلگرد حرارتی باید در نظر گرفته شود:

فاصله آرماتورهای حرارتی و جمع شدگی از یکدیگر نباید بیشتر از پنج برابر ضخامت دال و یا ۳۵۰ میلی متر در نظر گرفته شود.

آرماتورهای حرارتی در دال های با ضخامت بیش تر از ۲۰۰ میلی متر باید در دو لایه نزدیک به سطوح زیر و روی دال قرار داده شوند. در دال های با ضخامت کمتر می توان آن ها را در یک لایه قرار داد.

در دال های یک طرفه برای مقابله با تنش های حرارتی و جمع شدگی، باید در جهت عمود بر آرماتورهای خمشی، از آرماتورهای حرارتی به عنوان آرماتورهای اضافی استفاده شود.

نسبت سطح مقطع میلگرد آجدار حرارتی و جمع شدگی، به سطح مقطع ناخالص بتن، باید بزرگتر یا مساوی ۰.۰۰۱۸ در نظر گرفته شود.

دیدگاه ‌های مختلف درباره استفاده از میلگرد حرارتی

دو دیدگاه مثبت و منفی در مورد استفاده از میلگرد حرارتی وجود دارد. دیدگاه مثبت مهندسین سازه در مورد لزوم استفاده از میلگرد حرارتی، به دلیل مزایای زیر است:

• جلوگیری از ترک‌ خوردگی بتن در ساعات ابتدایی گیرش بتن، که تمایل به انبساط و انقباض بیشتری دارند
• اعتقاد به جلوگیری از نفوذ آب و سولفات ‌ها و درنتیجه، جلوگیری از خوردگی بتن.
• نقش باربری میلگرد های حرارتی در سقف.
• عملکرد یکپارچه سقف و اتصال تیرچه ها به یکدیگر

اما دیدگاه منفی برخی دیگر از مهندسین در مورد میلگرد حرارتی به این دلیل است که معتقدند بسیاری از سقف‌ ها حتی با وجود میلگرد های حرارتی، ترک خورده‌ اند. این دسته از مهندیسن سازه به جای استفاده از میلگرد های افت و حرارت، از روش ‌های دیگری برای جلوگیری از ترک‌ خوردگی بتن استفاده می‌ کنند.

البته مشکل عنوان شده در دیدگاه منفی، بیشتر به دلیل وجود مشکلات حین اجرای میلگرد حرارتی است؛ زیرا  در زمان بتن‌ ریزی، در صورت عبور کارگران و عوامل اجرایی بر روی میلگرد ها و فرو رفتن میلگردها در سقف، میلگرد حرارتی دیگر اثر لازم را نخواهد داشت. بنابراین، بهتر است در اجرا از شبکه‌ های مش استفاده شود.

 روش‌های جایگزین میلگرد حرارتی

در صورت عدم تمایل به استفاده از میلگرد حرارتی، می‌ توان روش‌ های دیگری را جایگزین آن کرد. از جمله روش‌ های پیشنهادی به شرح زیر است:

• استفاده از بتن الیافی: الیاف فلزی موجود در بتن الیافی، نقش میلگرد حرارتی را ایفا کرده و از ترک خوردگی بتن جلوگیری می ‌کند.
• کم کردن نسبت آب به سیمان: در بتن سخت شده، نسبت مقاومت بتن و نسبت آب به سیمان، رابطه معکوسی با یکدیگر دارند.
• استفاده از فوق روان ‌کننده: استفاده از فوق روان کننده باعث افزایش چشمگیر مقاومت در بتن های سازه ای می شود.

روش‌ های آرماتور بندی میلگرد حرارتی

نکته مهم دیگری که باید در مورد میلگرد حرارتی بدانید، روش آرماتور بندی میلگرد حرارتی در سقف است. چرا که برای آرماتور بندی میلگرد های حرارتی، نمی ‌توان از روش های جوشکاری استفاده کرد. میلگردهای حرارتی به دلیل میزان پایین کربن در ساختار خود، به خوبی جوش‌ پذیر نیستند و برای اتصال آن ها از سیم مفتول یا جوش سرد استفاده می‌ شود. به ‌طور کلی، دو روش برای بستن میلگرد ها (چه حرارتی و چه معمولی) به کمک سیم مفتول وجود دارد.

روش کناری (کراواتی): این روش، بیشتر در فونداسیون و سقف استفاده می‌ شود. سیم مفتول از زیر میلگرد پایینی عبور داده شده و سپس آن را از کنار میلگرد بالایی عبور می‌ دهند. در آخر، انتهای آن ها به هم بسته می ‌شود.

روش ضربدری: با استفاده از سیم مفتول و به حالت ضربدری، دو میلگردِ روی هم قرار گرفته را به یکدیگر متصل می ‌کنند. یعنی سیم مفتول به حالت ضربدری از زیر و روی میلگرد ها عبور کرده و بعد از بستن سیم‌ ها، باقیمانده سیم مفتول را به سمت پایین خم می ‌کنند تا از ایجاد یک سطح نوک تیز جلوگیری شود.

تفاوت میلگرد حرارتی و معمولی

• قابلیت جوشکاری و اتصال: تفاوت اصلی میلگرد های حرارتی و دیگر میلگرد ها ابتدا در قابلیت جوشکاری آن هاست؛ چرا که آرماتورهای حرارتی به علت کربن کمتر، قابلیت جوشکاری ندارند.
• سایز میلگرد: تفاوت دیگر میلگرد حرارتی و معمولی در سایز آن هاست. سایز میلگردهای معمولی بین ۱۰ الی ۱۲ است در حالی که میلگردهای حرارتی تا قطر ۶ و ۸ میلی‌ متر قابل استفاده هستند.
• کاربرد میلگرد: همچنین میلگرد های حرارتی در سقف و فونداسیون قابل استفاده هستند، اما میلگردهای معمولی در فونداسیون، سقف، ستون و تیرهای بتنی نیز استفاده می ‌شوند.

سخن آخر

بتن با وجود مقاوت و ایمنی بالایی که دارد، مقاومت چندانی در برابر نیروهای کششی و چرخشی نداشته و در این حالت، دچار ترک‌ خوردگی می‌ شود. استفاده از میلگرد حرارتی برای افزایش مقاومت بتن در برابر نیروهای کششی، یک روش پرکاربرد و اصولی است. اگر از میلگرد های حرارتی در اجرای سقف استفاده نشود، علاوه بر ایجاد ترک ‌های عرضی در بتن، باعث نفوذ آب و سولفات ها در بتن شده و در نهایت منجر به خوردگی میلگردهای اصلی می ‌شود.

سوالات متداول میلگرد حرارتی و روش های جایگزین آن