میلگرد حرارتی، نحوه اجرا، کاربرد و استاندارد آن

همان‌طور که می‌دانید، میلگرد یک محصول بلند فولادی است که عموما برای درگیری بهتر با بتن، روی آن آج‌هایی ایجاد می‌شود. هر چند استفاده از انواع میلگرد آجدار به همراه تیرچه‌ها استحکام بتن را بالا می‌برد؛ اما معمولا بعد از خشک شدن بتن، ترک‌هایی در آن دیده می‌شود. برای رفع این مشکل، استفاده از میلگرد حرارتی در کنار میلگرد آجدار، راهکار مناسبی است که در این مقاله قصد داریم در مورد آن صحبت کنیم. پس با آرتان پرس همراه باشید.

*** میلگرد حرارتی چیست؟ | Thermal Reinforcement Rebar

میلگرد حرارتی میلگرد بدون آجی است که تفاوت خاصی با سایر میلگردها ندارد و تنها برای تمایز از جهت کاربرد خاصش به این نام معروف شده است. سطح این نوع میلگرد بدون آج و صاف است و به میلگرد فولادی نرم هم معروف است. خم کردن این میلگردها به آسانی صورت می گیرد. میلگردهای حرارتی که مقاوم به تغییرات دمایی هستند، اغلب به صورت مش تولید می‌شوند. قطر یا نمره میلگرد حرارتی ۸ – ۴ میلی‌متر و کمتر از سایر میلگردها است. پرکابردترین میلگردهای حرارتی قطری برابر با ۴ یا ۵ میلی‌متر دارند. آنها عموما با جوش سرد یا مفتول به هم وصل می‌شوند.

*** دلیل استفاده از میلگرد حرارتی ( میلگرد حرارتی چگونه باعث استحکام بتن میشود؟)

در هنگام خشک شدن بتن و با کاهش رطوبت آن، پدیده‌ای به نام جمع شوندگی رخ می‌دهد. سپس در طی انقباض بتن، تنش‌های کششی و در نهایت ترک ایجاد می‌شود. دلیل اصلی استفاده از میلگردهای حرارتی جلوگیری از اشاعه همین ترک‌ها در بتن‌ریزی‌هایی با نسبت سطح به ضخامت بالا است. زیرا وجود ترک در بتن علاوه بر کاهش استحکام سازه، باعث نفوذ آب و مواد قلیایی به داخل بتن، اکسید شدن میلگردهای آجدار و در نهایت تخریب سازه می شود. بنابراین استفاده از آرماتورهای حرارتی ضریب ایمنی ساختمان را بالا برده و از بروز خطرات احتمالی جلوگیری می‌کند.

*** روش های تولید میلگرد حرارتی

این میلگردها نیز مانند میلگردهای دیگر اغلب با نورد گرم و انواع متنوعی از شمش ها، اعم از شمش تازه تولید شده و یا شمش حاصل از ذوب قراضه فولادی می‌توانند تولید شوند. در نورد گرم، انواع شمش­ فولادی تا دمای سرخ شدن حرارت می‌بینند. سپس به وسیله غلتک­‌های متوالی دستگاه نورد به سطح مقطعی با اندازه مورد نظر می‌رسند. دمای کاری در این روش ۱۲۰۰ – ۸۰۰ درجه سانتی­گراد است. نورد سرد نیز از روش‌های قدیمی تولید میلگرد است. این روش در کمتر از دمای تبلور مجدد انجام می‌گیرد و شمش عبوری از میان غلتک­‌ها به سرعت سرد می‌شود. همین امر موجب پایین آمدن شکل­ پذیری میلگرد می‌شود.

یکی دیگر از روش‌های تولید میلگرد حرارتی آلیاژسازی است. در این روش خنک کردن میلگرد به صورت تدریجی و در فضای آزاد انجام می‌گیرد. همچنین خواص شیمیایی و مکانیکی در سراسر میلگرد یکنواخت است. از این روش در مناطق زلزله ­خیز مانند کشور ژاپن استفاده می‌شود. زیرا در روش آلیاژسازی، میلگردها استحکام خوبی از خود نشان می‌دهند.

روش دیگر تولید میلگرد با عملیات حرارتی به ترمکس معروف است. خنک کردن در این روش، با عبور آن­ها از داخل لوله‌های آب انجام می‌گیرد. لازم به ذکر است که در این روش خواص شیمیایی و مکانیکی سطح میلگرد نسبت به مرکز آن بهتر است. تولید میلگرد با این روش هزینه کمتری نسبت به روش آلیاژسازی دارد. زیرا خواص محصول تولید شده در این روش یکنواختی خوبی ندارد.

*** نحوه اجرا و فاصله در میلگرد حرارتی

میلگرد حرارتی پیش از بتن‌ریزی اجرا می شود. آن ها را عمود بر تیرها و تیرچه‌ها اجرا می کنند. در ساخت سقف تیرچه بلوک، تیرچه کامپوزیت و دال بتنی این میلگردها را خم کرده و به‌صورت شبکه‌ای و در فاصله های ۲۵ سانتی‌متری از هم اجرا می‌کنند. همواره باید به این نکته توجه داشته باشید که فاصله بین میلگردهای حرارتی باید از پنج برابر ضخامت دال بتنی کمتر باشد. به این ترتیب می‌توان از جابه‌جایی‌های ناشی از افت بتن یا تغییرات دمایی جلوگیری کرد. در ادامه با دو روش اتصال میلگردهای حرارتی آشنا می‌شوید.

*** بستن میلگردها در آرماتور بندی

*** اتصال کراواتی

در این اتصال که به وسیله مفتول انجام می‌گیرد، در ابتدا آن را از زیر میلگرد پایینی به سمت بالا آورده و دور میلگرد بالایی می‌پیچند. سپس مجددا آن را از زیر رد کرده و گره می‌زنند.

*** ضربدری

این روش مشابه روش قبلی است؛ با این تفاوت که در روش ضربدری، مفتول را یک باره به‌صورت ضرب دری دور میلگردهای روی هم قرار گرفته می‌پیچند. در نهایت نیز دو سر مفتول به وسیله انبر به هم پیچیده شده و به سمت پایین خم می‌شود.

*** ۳ جایگزین پیشنهادی برای میلگرد حرارتی

• بتن الیافی
• فوق روان‌کننده‌ها
• کاهش نسبت آب به سیمان

*** معروف‌ترین تولیدکنندگان میلگرد حرارتی

• ذوب آهن اصفهان
• سرمد ابرکوه
• قائم
• زاگرس
• ابهر
• ظفر بناب
• شاهین بناب
• خرمدشت

*** کاربردهای میلگرد حرارتی

میلگردهای حرارتی کاربردهای زیادی در بخش‌های مختلف ساختمان دارند که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.

*** دال‌ها

در دال‌های بتنی یک طرفه، میلگردهای حرارتی در خلاف جهت میلگردهای خمشی اجرا می‌شود. در دال با ضخامت کمتر از ۱۲ سانتی‌متر، شبکه میلگردهای حرارتی در یک طرف و در دال با ضخامت ۲۰ – ۱۲ سانتی‌متر، این شبکه در دو طرف اجرا می‌شود. فاصله میلگردهای حرارتی در دال باید کمتر از ۳۵۰ میلی متر و دو برابر ضخامت دال باشد.

*** مقدار و نحوه بستن میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک

این مورد متداول ترین جایی است که از آرماتور حرارتی استفاده می شود. زیرا سقف هم سهمی در تحمل بار وارد به ساختمان دارد و به دلیل افقی بودن آسیب پذیرتر است. سقف تیرچه و بلوک، سقفی است که از ترکیب بلوک‌های سفالی یا سیمانی با تیرچه ساخته می‌شود. در این نوع سقف میلگردها به‌صورت عمود بر هم قرار می‌گیرند. قطر یا نمره این میلگرد در سقف تیرچه بلوک باید بیشتر از شش میلی ‌متر باشد.

*** دیوار حائل

میلگردهای حرارتی در دیوار حائل به صورت عمودی و افقی قرار می‌گیرند. اما کارشناسان حالت افقی را ترجیح می‌دهند. طبق آیین‌نامه‌های مربوطه، در حالت افقی باید حداقل در ۲۵% مساحت دیوار از میلگرد حرارتی استفاده شود. این رقم در حالت عمودی ۱۵% است.

*** استاندارد میلگرد حرارتی

برای اجرای میلگرد حرارتی، از استاندارد ACI 360 R 10 استفاده می‌شود. این استاندارد در کاربردهای مختلف تفاوت‌هایی دارد.

*** نسبت سطح مقطع میلگرد به سطح سقف‌‌ تیرچه و بلوک

• میلگردهای آجدار رده S350، S300 و S200:002
• میلگردهای آجدار رده S400: 0018
• میلگردهای آجدار رده S500: بیشتر از ۰٫۰۰۱۵

*** نسبت سطح مقطع میلگرد به سطح فونداسیون

• میلگردهای حرارتی رده S340: 002
• میلگردهای حرارتی رده S400: 0018
• میلگردهای حرارتی رده S550: مساوی یا بیشتر از ۰٫۰۰۱۵

*** ضوابط آیین نامه ای میلگرد حرارتی

• فاصله این میلگردها باید از پنج برابر ضخامت دال و نیز از ۵۰۰ میلی متر کمتر باشد.
• به منظور جلوگیری از ایجاد تنش در بتن بالایی، میلگرد حرارتی در دو جهت عمود بر هم و در فاصله ۲ سانتی متری از سطح بالایی تیر قرار می‌گیرد.
• حداکثر فاصله بین دو میلگرد حرارتی ۲۵ سانتی متر در نظر گرفته می شود.
• به دلیل عبور افراد در هنگام آرماتور بندی از روی میلگردها، بهتر است نمره میلگرد را ۸ انتخاب کنیم. زیرا میلگرد نمره ۶ قطر کمتری دارد و ممکن است در هنگام رفت و آمد افراد تاب بردارد.

*** دو دیدگاه در مورد میلگردهای حرارتی

در مورد لزوم استفاده از میلگردهای حرارتی بین مهندسان اختلاف نظرهایی وجود دارد. گروهی از آنها معتقدند جایگزین‌های ذکر شده، عملکرد بهتری نسبت به میلگردهای حرارتی دارند. آنها استفاده از میلگردهای حرارتی را یک هزینه اضافه تلقی می‌کنند و معتقدند که در آیین‌نامه‌های مربوطه استفاده از این محصول فقط به عنوان یک پیشنهاد و توصیه مطرح شده است و الزامی به استفاده از آن وجود ندارد. آنها ایجاد ترک در بتن را یک امر بدیهی می‌دانند. در حالی که وجود ترک در بتن یک تهدید جدی برای ایمنی ساختمان به حساب می‌آید و در وقایعی مانند زلزله، احتمال خسارت‌های جانی و مالی را افزایش می‌دهد.

اما گروهی دیگر از مهندسان استفاده از آنها را ضروری دانسته و معتقدند میلگردهای حرارتی نقش باربری هم دارند. با جمع‌بندی نظرات مختلف درخصوص لزوم استفاده از میلگردهای حرارتی می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از این محصولات فولادی در سازه‌ها ضروری به نظر می‌رسد. اما عیبی که این میلگردها دارند، این است که در هنگام بتن‌ریزی و رفت و آمد کارگران، در سقف فرو رفته و اثربخشی آنها از بین خواهد رفت. بنابراین در اجرای این میلگردها استفاده از شبکه‌های مش اولویت دارد.

منبع: آرتان فولاد ایرانیان