تمام صنعت‌ها از گذشته تا امروز با تغییر و تحولات بسیاری همراه بوده‌اند و به جهت ارتقا کیفیت فعالیت خود از تکنولوژی‌های مختلفی استفاده کرده‌اند.

صنعت ساختمان سازی نیز از این قاعده مستثنی نیست و برخلاف سال‌های گذشته در آن از مصالح و ابزار جدید با هدف افزایش ایمنی سازه، کاهش هزینه‌های ساخت و ساز، افزایش طول عمر مفید، بهبود روند و سرعت ساخت و غیره استفاده می‌شود.

میلگردهای فولادی یکی از مهم‌ترین مصالح چه در ساختمان‌های فلزی و چه در ساختمان‌های بتنی به حساب می‌آیند و در تامین امنیت و استحکام سازه نقش مهمی را ایفا می‌کنند.

میلگرد حرارتی که یکی از انواع میلگردهای فولادی می‌باشد، در کنترل تنش بتن‌های ساختمان، تاثیر به‌سزایی دارد. این‌که میلگرد حرارتی چیست و چگونه چنین مقاومتی ایجاد می‌کند، موضوعی است که در ادامه مطلب قصد داریم به بررسی آن بپردازیم.

معرفی میلگرد حرارتی

هنگامی که مهندسین ساخت و ساز اقدام به ساخت سقف سازه می‌کنند، تعداد معینی از میلگرد را با فاصله استاندارد در یک سوم قسمت بالایی ضخامت دال بتنی قرار می‌دهند. نحوه قرارگیری آن به نحوی است که میلگرد به صورت چپ و راست به حالت عمود بر روی تیرچه قرار می‌گیرد.

از آن‌جایی که قطر میلگردهای مصرفی پایین است، استحکام کافی نسبت به فشار دارا نیستند و چنان‌چه حرکت افراد مختلف کنترل نشود، منجر به وقوع خمش و خم‌شدگی خواهد شد. همان‌گونه که انتظار می‌رود، خم‌شدگی و خمش در نهایت منجر به تضعیف عملکرد بتن در زمان‌های سخت‌شدگی می‌شود.

هنگامی که واکنش هیدراسیون سیمان روی می‌دهد، میلگردها با بتن ترکیب می‌شوند و سبب آن می‌گردند که بتن دچار انقباض و انبساط بیش از اندازه نشود. به همین منوال ترک‌خوردگی‌های جدی و عمیق در سقف روی نمی‌دهد.

مادامی که آرماتور حرارتی تحت تنش حرارتی قرار داشته باشد، طول آن نسبت به بتن در نوسان بوده و سبب کاهش تنش وارده بر بتن می‌گردد. همان‌گونه که پیش‌تر اشاره شد به علت آن‌که میلگرد حرارتی در کاهش تنش‌های ناشی از جمع‌شدگی و حرارت بتن نقش مهمی دارد، با عنوان حرارتی خوانده می‌شود. به‌طور کلی ویژگی‌های میلگرد حرارتی شامل موارد زیر می‌شود:

آرماتوربندی میلگرد حرارتی چگونه انجام می‌شود؟

یکی از ویژگی‌های میلگرد حرارتی، میزان کربن پایین آن است. به همین علت نمی‌توان برای آرماتوربندی آن از جوشکاری استفاده نمود. بنابراین سیم‌های مفتولی یا جوش سرد جایگزین جوشکاری می‌شوند. به‌طور کلی روش‌های آرماتوربندی میلگردهای حرارتی شامل موارد زیر می‌شود:

روش کناری (کراواتی): از این روش به طور معمول در سقف و فونداسیون استفاده می‌کنند و طریقه اجرای آن به این صورت است سیم مفتول از زیر میلگرد پایینی عبور داده شده و سپس آن را از کنار میلگرد بالایی عبور می‌ دهند. در انتها قسمت پایانی آن‌ها به یک‌دیگر بسته خواهد شد.

میلگرد حرارتی چگونه اجرا می‌گردد؟

پیش‌تر بیان کردیم که آرماتوربندی میلگردهای حرارتی به ۲ شکل کراواتی و ضربدری انجام می‌شود و در آن میلگردها نسبت به هم دیگر در حالت قائم و تی شکل قرار می‌گیرند. آرماتورهای بکار رفته در ساختمان معمولا به صورت شبکه‌ای هستند و به شکل عمودی بر تیرچه‌های سقف جای‌گذاری می‌شوند.

میلگرد حرارتی و معمولی چه تفاوتی با همدیگر دارند؟

تفاوت‌های میلگرد حرارتی و معمولی شامل موارد زیر می‌شود:

• سایز میلگرد– معمولا اندازه میلگردهای معمولی ۱۰ تا ۱۲ می‌باشد. این در حالی می‌باشد که به‌طور معمول میلگرد حرارتی در اندازه و قطر ۶ و ۸ ساخته می‌شود.
• قابلیت جوشکاری و اتصال– برخلاف میلگرد معمولی، میلگردهای حرارتی به علت کربن پایین، دارای قابلیت جوشکاری نیستند.
• کاربرد میلگرد– برخلاف میلگردهای معمولی که در قسمت‌های مختلف سازه همچون سقف، ستون و تیرهای بتنی استفاده می‌شوند، میلگردهای حرارتی تنها در فونداسیون سقف کاربری دارند.

فواصل میلگردهای حرارتی از همدیگر در سازه

به‌طور معمول، میلگردهای حرارتی، پس از نصب گل‌‌ میخ و به شکل شبکه مش، متصل و آرماتوربندی می‌گردد. فاصله میلگردهای حرارتی به‌طور معمول مابین ۲۵ تا ۵۰ سانتی‌متر می‌باشد؛ چراکه مطابق با مقررات ملی ساختمان این فاصله نباید بیش از ۵ برابر ضخامت دال باشد.

میلگردهای حرارتی در دال‌هایی که ضخامت بیش از ۲۰۰ میلی‌متر دارند، در ۲ لایه نزدیک به سطح رویی و زیرین بال قرار می‌گیرد. چنان‌چه ضخامت دال پایین باشد، می‌توان آن را تنها در ۱ لایه قرار داد. برای آن‌که در دال‌های یک طرفه با تنش‌های حرارتی و جمع‌شدگی مقابله شود، لازم است که در جهت عمود بر آرماتور خمشی، میلگرد حرارتی با هدف میلگرد اضافی بکار گرفته شود.

درنظرگیری این نکته حائز اهمیت است که نسبت سطح مقطع میلگرد آجدار حرارتی و جمع شدگی، به سطح مقطع ناخالص بتن، باید بزرگ‌تر و یا مساوی با ۰.۰۰۱۸ در نظر گرفته شود.

میلگرد حرارتی چه کاربردی دارد؟

آرماتورهای حرارتی به خوبی با ترک‌های حرارتی بتن و جمع شدگی ناشی از آن مقابله می‌نمایند؛ چراکه هنگامی که بتن با افت حرارت مواجه می‌گردد، از ترک خوردن نیز جلوگیری خواهد شد.

علاوه بر موارد ذکر شده، میلگرد حرارتی دارای نقش باربری نیز می‌باشد و به هنگام آتش‌سوزی ساختمان، از تخریب و از بین رفتن بتن جلوگیری می‌نماید.

محاسبه میلگرد حرارتی در سقف سازه

محاسبه میلگرد موردنیاز در سقف سازه توسط مهندس سازه پروژه و آیین نامه ضوابط استاندارد تعیین خواهد شد. همچنین بکارگیری پارامترهای زیر برای محاسبه میلگرد مورد نیاز، حائز اهمیت است:

1. نوع میلگرد

غالبا برای آن‌که هزینه‌های ساخت و ساز کاهش یابد و به علت آن‌که نیاز چندانی به درگیری آرماتور با بتن از لحاظ کششی وجود ندارد، از میلگردهای ساده و بدون آج استفاده می‌کنند.

• اندازه و سایز میلگرد

همان‌طور که پیش از این اشاره نمودیم، معمولا از میلگردهای اندازه ۵ تا ۶ در ساختمان سازی استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که بسته به نوع کاربرد، در مواقعی به میلگرد کوچک‌تر یا بزرگ‌تر احتیاج خواهد بود.

• مقدار میلگرد

پس از آن‌که میزان فاصله میان میلگردهای حرارتی تعیین شد، نوبت به تعیین مقدار آن در سقف می‌رسد. این فاصله حداکثر ۵ برابر ضخامت دال و یا به عبارت دیگر در بیش‌ترین حالت ۵۰ سانتی‌متر می‌باشد. لازم به ذکر است که این فاصله در ساختمان‌های کوچک‌تر، کم‌تر نیز می‌شود و به مقداری در حدود ۲۵ سانتی‌متر می‌رسد.

• وزن میلگرد

پس از تعیین نوع، اندازه و مقدار میلگرد مورد نیاز، باتوجه به حداکثر وزن استاندارد برای سقف و محاسبه تیرچه، بتن و بلوک، وزن میلگردهای حرارتی قابل محاسبه خواهد بود. لازم به ذکر است که در مواقعی این مرحله پیش از مراحل دیگر انجام می‌شود تا متناسب با آن، نوع و قطر میلگرد تعیین گردد.

روش های جایگزین کردن میلگرد حرارتی

در عین آن‌که بسیاری از افراد از میلگردهای حرارتی در ساختمان سازی استفاده بسیاری می‌کنند، بعضی دیگر از مهندسین ساخت و ساز، بکارگیری این مقاطع فولادی را هدردهی زمان و سرمایه می‌دانند. به همین علت به دنبال جایگزین برای آن می‌باشند. به‌طور کلی از مصالح زیر می‌توان به عنوان میلگرد حرارتی استفاده کرد:

• بکارگیری بتن‌های الیافی
• کاهش نسبت آب به سیمان
• استفاده از فوق روان کننده

فاکتورهای اثرگذار بر قیمت میلگرد حرارتی

اندازه و سایز میلگرد، طریقه آرماتوربندی، نوع میلگرد، قیمت مواد اولیه، میزان تورم، مقدار عرضه و تقاضا و غیره بر قیمت میلگرد حرارتی اثرگذار هستند.

جمع بندی

میلگرد حرارتی که از انواع میلگردهای کم‌کربن به حساب می‌آید، با درگیر شدن با بتن سبب جلوگیری از شکستگی و ترک‌خوردگی در اثر انبساط و انقباضات شدید خواهد شد.  این میلگرد مقاومت و ظرفیت باربری ساختمان را افزایش می‌دهد و در بخش‌های مختلفی از یک سازه همچون سقف و فونداسیون بکار گرفته می‌شود.