میلگرد حرارتی چیست

میلگرد حرارتی به عنوان یکی از اجزای سقف تیرچه و بلوک به شمار می رود که منجر به کاهش تنش‌های حرارتی وارده به بتن سقف می گردد. به میلگرد حرارتی، آرماتور جمع شدگی ، حرارت ، انقباض یا افت نیز گفته می گویند.

در اجرا و ساخت پروژه‌های ساختمانی از مصالح متفاوتی استفاده می‌شود که هرکدام وظایف منحصر بفردی دارند. در این بین استفاده از بتن و مصالح مکمل آن مانند آرماتورها و میلگردهای آهنی و فولادی از اهمیت بسیاری بالایی برخوردارند و به واسطه اثرات استحکام بخشی که این دو به ساختمان می‌دهند، استفاده از آن‌ها در عملیات ساخت و ساز نسبت به مصالح دیگر مانند اسکلت‌های فلزی متداول تر است.

به دلیل اهمیت میلگردهای حرارتی بر آن شدیم تا در این مقاله شما را بیشتر با این دسته از مصالح آشنا نموده و در رابطه با ضرورت‌های استفاده از آن نکاتی را مطرح کنیم. مطالعه این مقاله ضمن اینکه شما را  به طور کلی با میلگردها آشنا می‌کند، دید جامع و کاملی نسبت به بتن و علل استفاده از میلگرد حرارتی و همچنین دیدگاه‌های مهندسان در این زمینه ارائه می‌دهد.

در صنعت ساختمان سازی از مصالح مختلفی استفاده می کنند که هرکدام کار ویژه مخصوص به خود را دارند. در میان همه ی آن ها استفاده از بتن و مصالح مکمل آن مانند آرماتورها و میلگردهای آهنی و فولادی اهمیت زیادی دارد و به واسطه اثرات استحکام بخشی که این دو به ساختمان می‌دهند، استفاده از آن‌ها در عملیات ساخت و ساز نسبت به مصالح دیگر مانند اسکلت‌های فلزی بیشتر می باشد.

البته میلگردها هم انواع مختلفی دارند که بسته به استفاده مورد نظر، انتخاب می‌شوند. یکی از انواع میلگردها میلگرد حرارتی است که نسبت به میلگرد معمولی کاربرد بیشتری دارد. استفاده از میلگرد حرارتی موجب می‌شود تا استحکام بتن بیشتر تضمین شود و از وقوع پیامدهای احتمالی و بروز خطرات جلوگیری به عمل می‌آورد. به دلیل اهمیت میلگردهای حرارتی تصمیم گرفتیم که در این مقاله از آرین تیس شما را بیشتر با این دسته از مصالح آشنا کنیم و در رابطه با ضرورت‌های استفاده از آن نکاتی را مطرح نماییم.

میلگرد یا آرماتور در مقاوم سازی سازه ها کاربرد دارد.  جنس میلگردها از آهن یا فولاد می باشد و بر روی خودشان برجستگی‌هایی دارند که به این برجستگی‌ها در اصطلاح آج می گویند. علت استفاده از میلگردها در بتن، افزایش مقاومت کششی بتن است و با این کار اثرات ضربه و تنش‌ها را تا حد زیادی خنثی می‌کند.

همان طور که می‌دانیم بتن در عین محکم بودن، بسیار شکننده می باشد و هرگونه ضربه شدید می‌تواند منجر به شکستن و ترک برداشتن آن شود؛ استفاده از میلگردها موجب می‌شود تا بتن به میزانی خاصیت کشسانی پیدا کند و استحکام آن به راحتی از بین نرود. در واقع برای پیشگیری از ایجاد ترک در بتن سقف بعد از بتن ریزی از میلگرد حرارتی استفاده می شود. کاربرد این میلگردها مقاومت در برابر تنش های ناشی از حرارت و جمع شدگی بتن است. میلگرد حرارتی با بتن درگیر می شود و مانع از انبساط و انقباض بالا که موجب ترک های عریض می شوند، خواهد شد. برای دانستن این که میلگرد حرارتی چیست، در سایت آرین تیس خواندن متن را ادامه دهید.

میلگرد حرارتی چیست؟

برای این که بدانید میلگرد حرارتی چیست، باید متوجه باشید که برای مقابله با تنش های متفرقه در بتن بالایی، میلگرد حرارتی در دو سمت عمود بر هم در بخش بالایی تیر حدود 2 سانتی متر پایین تر از سطح بالایی تیر قرار می گیرد. قطر میلگرد حرارتی برای میلگرد ساده حداقل 5 میلی متر و برای میلگرد با مقاومت بالا 4 میلی متر و کمترین سطح مقطع این میلگرد 1.25 در هزار سطح مقطع دال بالایی در امتداد تیرچه و 1.75 در هزار سطح مقطع دال بالایی در جهت عمود بر امتداد تیرچه است.

بیشترین فاصله میان دو میلگرد حرارتی 25 سانتی متر است. اگر میلگرد بالایی تیرچه داخل 5 سانتی متری بالایی قرار گیرد، به عنوان میلگرد حرارتی منظور خواهد شد.باید فولادی معادل 0.15 سطح مقطع فولاد وسط دهانه با وجود طرح تیرچه ها با فرض تکیه گاه ساده اضافه شود. این میلگردها دست کم تا فاصله دهانه آزاد از تکیه گاه به سمت درون دهانه امتداد می یابند. حالا که متوجه شدید میلگرد حرارتی چیست، درباره روش های مناسب برای آرماتوربندی یا میلگردبندی اطلاعات بیشتری به دست آورید.

میلگردهای حرارتی چگونه به استحکام بتن کمک می‌کنند؟

در راستای پی بردن به اهمیت میلگرد حرارتی و نقش آن در کاهش حوادث، قبل از هر چیزی باید با شیوه عملکرد آن آشنا شویم. می توان گفت که کار میلگردهای حرارتی درست از زمانی که پدیده جمع شدگی اتفاق می‌افتد، آغاز می‌گردد؛ به این ترتیب این میلگردها با فرآیند انقباض مقابله می‌کنند و با اثر کشسانی خود مانع از وارد آمدن فشار به بتن می‌شوند. بتنی که توسط میلگردهای حرارتی مسلح می‌شود، نسبت به بتن غیر مسلح از جمع شوندگی بسیار کمتری برخوردار است.

همچنین وجود آرماتور حرارتی سبب می‌شود تا ترک‌های بزرگ به وجود نیایند و آن دسته از ترک‌هایی هم که ایجاد می‌شوند، بسیار جزئی و خفیف باشند. بنابراین استفاده از آرماتورهای حرارتی ضریب ایمنی ساختمان را تا حد قابل ملاحظه ای افزایش می‌دهد و از بروز خطرات احتمالی جلوگیری می‌کند. مسلح نمودن بتن به میلگرد حرارتی ضمن بالا بردن مقاومت بتن در برابر پیامدهای ناشی از پدیده جمع شوندگی که معمولاً در مراحل اولیه و روزهای پس از عملیات بتن ریزی اتفاق می‌افتند، در بلندمدت نیز تأثیراتی دارد و در برابر تغییرات آب و هوایی اعم از گرما و سرما و رخ دادن پدیده‌های انبساط و انقباض هم مقاومت بتن را افزایش می‌دهد.

روش مناسب آرماتوربندی چیست؟

شیوه های متفاوتی برای خم کردن میلگردها و آرماتوربندی وجود دارد که هریک برای یک نوع از سازه های بتنی مناسب هستند. آرماتوربندی منظم، روش کراواتی و روش گره زدن از شیوه هایی هستند که مهندسان از آنها استفاده می کنند. وجه مشترک تمام این شیوه ها استفاده از جوشکاری سرد برای نگهداری میلگردها در کنار هم است. برای آرماتوربندی نمی توان از جوشکاری استفاده کرد؛ به دلیل این که جوشکاری انعطاف ندارد و با اعمال فشار ممکن است بشکند و استحکام کششی را پایین بیاورد. پس از فهم این که میلگرد حرارتی چیست، به آگاهی از این مطالب نیاز دارید.

برای بستن میلگردها یا آرماتورها با استفاده از سیم مفتول دو روش کاربرد دارد:

• شیوه ضربدری

• شیوه بستن از کنار

شیوه ضربدری

در این شیوه دو میلگرد روی هم قرار می گیرند و سیم مفتول به شکل ضربدری از زیر و روی آن ها می گذرد. پس از بستن انتهای سیم مفتول به هم، با یک انبر دست یا گاز انبر انتهای دو مفتول را می گیرند و آن را می پیچانند تا محکم شود. در پایان کار هم باید باقی مانده سیم مفتول را به طرف پایین خم کرد تا از به وجود آمدن یک سطح نوک تیز جلوگیری شود.

شیوه بستن از کنار

پس از قرار گرفتن میلگردها روی یکدیگر، سیم مفتول از زیر میلگرد پایینی گذر می کند و از کنار میلگرد بالایی گذر می کند و انتهای آن به هم بسته می شود. از این روش که به آن کراواتی می گویند، بیشتر در فونداسیون و سقف استفاده می کنند.

سه روش جایگزین میلگرد حرارتی

• استفاده از بتن الیافی

• کم کردن نسبت آب به سیمان

• استفاده از فوق روان کننده

الیاف فلزی موجود در بتن الیافی نقش میلگرد حرارتی را ایفا کرده و از ترک خوردگی بتن جلوگیری می کنند. همچنین کم کردن نسبت آب به سیمان در بتن و استفاده از فوق روان کننده ها سبب افزایش روانی بتن می گردد و از ترک خوردگی آن جلوگیری می شود. بنابراین این گروه از مهندسین سازه هیچ اعتقادی به استفاده از میلگرد حرارتی نداشته و جایگزین هایی را برای آن پیشنهاد کرده اند.

با جمع بندی نظرات مختلف مهندسین این حوزه می توان گفت که استفاده از میلگرد حرارتی ضروری است ولی تنها مشکل آن این است که در زمان بتن ریزی و با عبور کارگران این میلگردها در سقف فرو می روند و دیگر اثری نخواهند داشت. بنابراین در خصوص اجرا بهتر است که استفاده از شبکه های مش توصیه شود. البته برخی دیگر نیز معتقدند بهتر است استفاده از سقف تیرچه بلوک ممنوع گردیده و استفاده از دال بتنی در سازه بتنی و سقف کامپوزیت در سازه های فولادی الزام گردد.

نکاتی درباره استفاده از میلگرد حرارتی

دانستید که میلگرد حرارتی چیست و حالا باید بدانید که میلگردها به شکل چپ و راست روی سقف تیرچه و بلوک قرار می گیرند و در زمان گیرش بتن و زمان هایی که بتن با افت حرارت مواجه می شود، مانع از  ترک بتن با 5 سانتی متر قطر خواهد شد. برای این کار میلگرد باید کمی بالاتر از سطح بلوک ها و به طور دقیق در بین پوشش بتنی جا گیرد. بهترین جایی که میلگرد حرارتی با هدف کنترل ترک خوردگی قرار می گیرد، یک سوم بالای ضخامت دال بتنی است. جایگزین مناسب میلگرد و مش حرارتی، الیاف فولادی و ماکروسینتتیک است.

ضوابط آئین نامه ای میلگرد حرارتی چیست؟

کمترین میلگرد حرارتی وقتی رضایت بخش است که جا به جایی های ناشی از افت بتن یا تغییرات درجه حرارت ممکن باشد. فاصله میلگردهای حرارتی نباید از 5 برابر ضخامت دال و 500 میلی متر بیشتر شود.طول مهاری میلگردهای حرارتی در مقاطع لازم و از جمله در تکیه گاه را باید با فرض رسیدن تنش میلگرد در کشش به مقاومت خصوصیت تسلیم محاسبه کرد. میلگرد حرارتی در دال های یک طرفه را می توان در یک طرف یا در دو طرف قرار داد. به طور معمول قرار دادن میلگردها به شکل چسبیده و متعامد از میلگردهای خمشی از نظر اجرا ساده تر است.

نقش میلگرد حرارتی چیست ؟

با توجه به واکنش های هیدراتاسیون و حرارتی بتن در زمان های ابتدایی گیرش و تمایل بتن به انبساط و پس از انقباض نیاز به میلگردهای حرارتی، برای پیشگیری از ترک های حرارتی است. نقش میلگرد حرارتی این است که میلگردها با بتن درگیر می شوند و از انبساط و انقباض زیاد از حد جلوگیری می کنند. نقش میلگرد حرارتی را می توان علاوه بر این نقش باربری نیز دانست.

در دال هایی که میلگردهای خمشی فقط در یک سمت گذاشته می شوند، باید برای تنش های حاصل از افت و حرارت میلگردها در طرف عمود، بر میلگردهای خمشی قرار داده شوند. نقش میلگرد حرارتی در این مورد مقابله با تنش های ناشی از حرارت و جمع شدگی بتن است.

در صورت استفاده نکردن از میلگرد حرارتی و ترک خوردن، عملکرد یکپارچه دیافراگم سقف در زمان زلزله زیر سؤال خواهد رفت. به همین علت، نقش میلگرد حرارتی جلوگیری از ترک خوردن بتن پوششی سقف تیرچه بلوک است نه پیشگیری از آتش سوزی، افتادن یونولیت ها و نه ایجاد مقاومت فشاری، کششی و پیچشی و خمشی.

در مورد این که میلگرد حرارتی چیست این پرسش مطرح است که به دلیل این که این میلگردها باید در بتن از ترک خوردگی و انقباض جلوگیری کنند، باید آجدار باشند. اما میلگرد پیش از سر خوردن باید جاری شود. در سقف ها میلگرد هرگز جاری نمی شود، زیرا انقباض بتن به اندازه ای نیست که میلگرد پیش از جاری شدن سر بخورد. با توجه به این که نیروهای کمی هستند، احتمال لیز خوردن میلگرد کم است. آنچه موجب سر خوردن می شود، طول مهاری میلگرد درون بتن است. میلگرد باید آجدار باشد تا بتوان طول مهاری را کاهش داد. طول مهاری میلگرد به اندازه تمام سقف است و به این ترتیب می توان از میلگرد بدون آج استفاده کرد.

چه موقع میلگرد فوقانی تیرچه نقش آرماتور جمع شدگی را دارد؟

ارتفاع تیرچه‌ ها و یونولیت‌ها ۲۵ سانتی‌‌ متر می باشد از این حیث آرماتور فوقانی تیرچه هم تراز سطح بالای یونولیت می گردد. با این وجود  میلگرد فوقانی تیرچه را می  توان به عنوان میلگردهای افت و حرارت مصرف نمود که ارتفاع تیرچه حدود ۲۷ سانتی‌متر باید باشد.در غیر این صورت این میلگرد به عنوان میلگردهای افت و حرارت عملکرد مناسبی نداشته زیرا فاصله آن تا سطح بالای بتن پوششی سقف تیرچه بلوک زیاد بوده و تاثیر زیادی در کاهش تنش‌های حرارتی در سطح بتن ندارد و سطح بتن پوسته پوسته می‌شود.

آیا استفاده از میلگردهای حرارتی ضروری است؟

لازم است بدانید هنوز هم مهندسانی بر این باورند که استفاده از آرماتور حرارتی در ساختمان ضرورتی ندارد و حتی این کار را امری جز هدر رفتن هزینه و زمان نمی ‌دانند! شاید یکی از عواملی که باعث شده آن‌ها به این نتیجه برسند، الزامی نبودن استفاده از آرماتور حرارتی در آیین‌نامه‌ های ساختمانی می باشد.

ضمن اینکه از جهتی  برخی از مهندسان نیز معتقدند که استفاده از میلگردهای حرارتی ضرورت دارد. با توجه به مشکلات و آسیب‌هایی که بدون حضور میلگرد حرارتی در سازه به وجود می‌آید، می‌توان به این نتیجه رسید که نظر این متخصصان اعتبار بیشتری داشته و استفاده از میلگردهای حرارتی در ساختمان ضرورت دارد.

سه روش جایگزین میلگرد حرارتی

الیاف فلزی موجود در بتن های الیافی در ساختمان سازی نقش میلگرد حرارتی را ایفا می کند که  از ترک خوردگی بتن جلوگیری به عمل می آورد. همچنین کم کردن آب نسبت به سیمان و استفاده از فوق روان کننده ها مانع ترک خوردگی بتن خواهد شد. لذا بعضی از مهندسین سازه هیچ اعتقادی به استفاده از میلگرد حرارتی نداشته و جایگزین هایی برای آهن پیشنهاد می کنند از جمله:

• استفاده از بتن الیافی
• کم کردن نسبت آب به سیمان
• استفاده از فوق روان کننده ها

برای به هم بستن میلگردها و عناصر غیرسازه‌ای به آن‌ها باید از مفتول یا اتصال دهنده‌ها و گیره‌های فولادی استفاده کرد. باید توجه داشت که انتهای برجسته سیم‌ها، اتصال دهنده‌ها و گیره‌های فولادی استفاده کرد. باید توجه داشت که انتهای برجسته سیم ها، اتصال دهنده ها و گیره ها در قشر بتن محافظ واقع نشود مگر آنکه سطح بتن به خوبی در برابر عوامل مهاجم محیطی محافظت شود.

استفاده از جوشکاری با قوس الکتریکی برای به هم بستن میلگردهای متقاطع فقط با رعایت ضوابط مذکور در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان و با تایید دستگاه نظارت مجاز می‌باشد. در این صورت جوش نباید باعث کاهش سطح مقطع میلگرد و ایجاد زدگی در آن شود

نکات نهایی

به عنوان جمع بندی و چکیده ای از کلیه ی مطالب می توان این طور گفت که میلگرد حرارتی نوعی از میلگرد است که به منظور کاهش دادن و خنثی کردن پیامدهای ناشی از تغییرات دمایی بر روی بتن، مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از این میلگردها به خصوص برای مقابله با پدیده جمع شوندگی بسیار ضرورت دارد؛ پدیده جمع شوندگی پدیده‌ای است که در آن بتن انقباض پیدا می‌کند و این انقباض به خاطر از بین رفتن رطوبت بتن است که در نتیجه خالی شدن فضای بین ذرات بتن ایجاد می‌شود.

وجود میلگرد حرارتی کمک می‌کند تا بتن پس از خشک شدن ترک برندارد و یا اگر هم ترکی ایجاد می‌شود، بسیار خفیف و جزئی باشد. عدم استفاده از میلگرد حرارتی سبب می‌شود تا ترک‌ها بسیار گسترده باشند و پس از مدتی استحکام بتن را از بین ببرند. وجود آرماتور حرارتی باعث افزایش مقاومت کششی بتن می‌شود و در نتیجه ضریب ایمنی ساختمان را تا حد قابل ملاحظه ای بالا می‌برد.

بنابراین برخلاف تصور برخی مهندسان مبنی بر اینکه بین میلگرد حرارتی و میلگرد معمولی تفاوت چندان زیادی در این زمینه وجود ندارد، باید گفت که استفاده از این نوع میلگردها همان گونه که در آیین‌نامه‌های تدوین شده درباره ساخت و ساز هم آمده، امری ضروری است و تلفات مالی و جانی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

در نتیجه کلیه کارفرمایان و مهندسان ناظر باید توجه کافی را به این موضوع داشته باشند و تا حد امکان در نواحی مربوطه مانند سقف‌ها که ترک‌ها می‌توانند اثرات جبران ناپذیری داشته باشند، از این نوع میلگردها استفاده کنند.امید آنکه توانسته باشیم با اطلاع رسانی در زمینه ی مقاوم سازی و بهسازی ساختمان و مطالب مرتبط در این زمینه دید جامع و کاملی به علاقمندان به این صنعت داده باشیم.

جایگزین های میلگرد حرارتی:

برای میلگرد حرارتی سه روش دیگر وجود دارد که در صورت عدم استفاده از میلگرد حرارتی می توان یکی از سه روش زیر را انتخاب و اعمال کرد.

استفاده از بتن الیافی
    نسبت آب به سیمان را کاهش دهید
    استفاده از فوق روان کننده ها

الیاف فلزی موجود در بتن الیافی از ترک خوردن بتن جلوگیری می کند و در واقع نقش میلگرد حرارتی را ایفا می کند. لازم به ذکر است که استفاده از فوق روان کننده ها و آب کمتر نسبت به سیمان در بتن، بتن را از ترک خوردن و ترک خوردن محافظت می کند. همچنین این کار باعث افزایش جریان سیمان می شود.

نکات استفاده از میلگرد حرارتی:

در واقع سقف در سمت چپ و راست روی سقف و بلوک قرار می گیرد و وقتی گرما بتن را می گیرد ترک نمی خورد. برای این کار میلگرد باید بین لایه های بتن و بالاتر از ارتفاع بلوک قرار گیرد. بهترین و مناسب ترین مکان برای نصب میلگرد حرارتی جهت کنترل ترک خوردگی یک سوم ضخامت دال بتنی می باشد.

نقش میلگرد حرارتی در ساخت و ساز:

با توجه به اینکه بتن در ساعت اول نصب خود واکنش های هیدراتاسیون و حرارتی از خود نشان می دهد و احتمال انقباض و انبساط آن بسیار زیاد است، برای جلوگیری از شکستگی بتن و عواقب آن باید از میلگرد حرارتی استفاده کرد.

در واقع نقش میلگرد حرارتی را می توان به این صورت نشان داد اما میلگرد حرارتی به بتن متصل شده و از جمع شدگی و انبساط بتن جلوگیری می کند. همچنین علاوه بر موارد ذکر شده می توان باربری را نیز جزء خواص میلگرد حرارتی دانست.

لازم به ذکر است که در صفحه ای که میلگردهای خم شده در یک طرف قرار می گیرند، برای جلوگیری از تنش ناشی از اتلاف حرارت، میله ها باید در سمت مخالف میلگردهای خمیده قرار گیرند.در واقع میلگرد حرارتی از تنش ناشی از گرما و انقباض بتن جلوگیری کرده و در مقابل آن مقاومت می کند.

در صورت عدم استفاده از میلگرد حرارتی سقف فرو می ریزد و در نتیجه عملکرد دیافراگم سقف در هنگام وقوع زلزله زیر سوال می رود. با توجه به اطلاعات داده شده تنها میلگرد حرارتی از بسته شدن سقف بتنی جلوگیری می کند و جلوگیری از آتش سوزی، ریزش یکپارچه ها، ایجاد مقاومت فشاری، کششی یا خمشی از ویژگی ها و وظایف میلگرد حرارتی نمی باشد. برای جلوگیری از انبساط و انبساط بتن و ترک خوردن آن باید از میلگرد آج دار استفاده کرد.