میلگرد حرارتی تنش‌های ناشی از جمع‌شدگی و حرارت بتن را خنثی می‌کند و در واقع با جلوگیری از انبساط و انقباض بتن جلوی ترک خوردن آن را می‌گیرد. در این مقاله به معرفی میلگرد حرارتی، کاربردها و دیگر موارد مهم در رابطه با آن خواهیم پرداخت.
میلگرد حرارتی چیست؟
میلگرد های حرارتی در تولید و مواد اولیه‌ی ساخت تفاوتی با دیگر میلگردها ندارند و در واقع زمان و مکان استفاده از آن‌هاست، که میلگرد های حرارتی را از دیگر میلگردها متمایز ساخته است. در سازه‌هایی که سقف آن‌ها از تیرچه بلوک است، بعد از بتن‌ریزی و در زمان سفت شدن آن، بتن به دلیل انبساط دچار ترک‌خوردگی سطحی و عمقی می‌شود. مهندسان برای حل این مشکل از میلگرد حرارتی سقف استفاده می‌کنند که کاربرد و سبک قرارگیری آن‌ها با دیگر میلگردها متفاوت است.
از اصلی‌ترین نقاط منفی سقف تیرچه بلوک ترک خوردن بتن است. بتن بعد از از دست دادن رطوبت خود دچار انقباض می‌شود، نتیجه‌ی این انبساط و انقباض ترک خوردن بتن است. میلگرد حرارتی، یا میلگرد افت و حرارت، در زمان هیدراسیون بتن با آن درگیر می‌شود و جلوی انبساط و انقباض بیش از حد آن را می‌گیرد، و در نتیجه از ترک خوردگی و ریزش آن جلوگیری می‌کند.
ضوابط ميلگرد حرارتي مورد استفاده برای سقف تیرچه بلوک
برای اینکه ميلگرد حرارتي کارایی لازم را داشته باشند، می‌بایست قبل و حین اجرای آن به نکات ذکر شده در استانداردها و آیین‌نامه‌ها توجه کرد. برای انتخاب میلگرد حرارتی سقف تیرچه بلوک باید نکات زیر را رعایت کرد:
نوع میلگرد
گفتیم که میلگردهای حرارتی همان میلگردهای معمولی هستند. بنابراین در اجرای آن از انواع میلگرد، مثل میلگرد کلاف، میتوان استفاده کرد. اما چون لازم نیست که میلگرد بار کششی سقف را تحمل کند، بنابراین نیازی به استفاده از میلگرد آجدار نیست و برای کاهش هزینه‌ها بهتر است از میلگرد ساده استفاده شود.
سایز میلگرد
بر اساس نشریه شماره 94 سازمان مدیریت، قطر آرماتور جمع شوندگی و حرارت برای فولاد نرم باید حداقل 5 میلی‌متر و برای فولاد سخت و نیم‌سخت باید حداقل 4 میلی‌متر باشد. هم‌چنین طبق نشریه 543 سازمان مدیریت، قطر آرماتور افت و حرارت باید حداقل 6 میلی‌متر باشد.
سطح مقطع میلگرد
مطابق ضوابط تعیین شده سطح مقطع میلگرد حرارتی باید حداقل 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.
فواصل میلگرد های حرارتی
فاصله آرماتور افت و حرارت از هم نباید بیشتر از 500 میلی‌متر و یا بیشتر از 5 برابر ضخامت دال باشد. بنابرای براساس بند 2-3-2-5 نشریه 543، حداکثر فاصله‌ی میلگرد های حرارتی از هم نباید بیش از 250 میلی‌متر باشد.
وزن آرماتور افت و حرارت
اگر در نقشه اسکلت فلزی از مهاربند هم مرکز استفاده شده باشد، برای هر متر مربع به 40 تا 70 کیلوگرم آرماتور، و اگر مهاربندی غیر هم مرکز باشد، به ازای هر متر مربع به 50 تا 75 کیلوگرم آرماتور احتیاج است.
اگر اسکلت بتنی با قاب خمشی و دیوار برشی باشد، در هر متر مربع به 35 تا 60 کیلوگرم آرماتور، اگر با قاب خمشی ویژه باشد به ازای هر متر مربع به 45 تا 70 کیلوگرم آرماتور و در نهایت اگر اسکلت بتنی با قاب خمشی معمولی باشد برای هر متر مربع به 40 تا 55 کیلوگرم آرماتور نیاز است.
اگر اسکلت فولادی با قاب خمشی ویژه باشد، به 70 تا 120 کیلوگرم آرماتور، و اگر فولادی با قاب خمشی معمولی باشد به 70 تا 115 کیلوگرم آرماتور احتیاج است.
میلگرد حرارتی در انواع سقف
میلگرد های حرارتی به صورت چپ و راستی و در یک سوم بالایی ضخامت دال بتنی نصب می‌شوند. کاربرد و نحوه اجرای میلگرد های حرارتی برای هر نوع سقف متفاوت است. در این قسمت به طور مختصر به این موضوع خواهیم پرداخت:
میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک
سقف تیرچه بلوک به آن دسته از سقف‌هایی گفته می‌شود که با تیرچه و انواع بلوک سفالی و سیمانی ساخته می‌شود. بتن‌ریزی در این سقف‌ها باعث کاهش مقاومت کششی آن‌ها می‌شود. که در نتیجه‌ی حل این مشکل از آرماتور افت و حرارت استفاده می‌کنند. این آرماتورها از ترک خوردگی بتن در هنگام سخت شدن آن جلوگیری می‌کنند. این میلگردها به عنوان مکملی در کنار میلگردهای داخلی استفاده می‌شوند.
برای ساخت میلگرد حرارتی سقف تیرچه بلوک، میلگردها به شکل شبکه‌ای و با جوش سرد یا مفتول به یکدیگر وصل می‌شوند. نکته مهم این است که برای وصل کردن آن‌ها به هم نمی‌توان از جوشکاری استفاده کرد. چرا که به خاطر کم بودن میزان کربن در این میلگردها، جوش پذیری آن‌ها پایین است و جوش‌ها زده شده خیلی سریع خواهند شکست. در نتیجه بهترین روش همان جوش سرد یا استفاده از مفتول برای وصل کردن آن‌ها به هم است.
آرماتور افت و حرارت در سقف عرشه فولادی
برخی ساختمان‌های اسکلت فلزی از سقف عرشه فولادی ساخته شده‌اند. میلگردهای حرارتی در این سقف‌ها به صورت شبکه‌ای هستند و فاصله آرماتورهای آن به طور دقیق توسط مهندسین محاسبه شده است.
میلگردهای حرارتی در سقف اسکلت بتنی
در ساختمان‌های با سقف اسکلت بتنی، پس از نصب ورق‌های فولادی، میلگردهای حرارتی نصب می‌شوند. میلگردهای حرارتی باعث می‌شوند که حرارت در سقف‌ةای اسکلت بتنی تقسیم و تنظیم شوند و در نتیجه جلوی ترک خوردگی بتن در اثر انبساط و انقباض را می‌گیرند.
دیوار حائل و آرماتور حرارتی
میتوان در دیوارهای حائل هم از آرماتورهای حرارتی استفاده کرد تا عوارض ناشی از حرارت در این دیوارها کاهش پیدا کند. همان‌طور که نحوه اجرای میلگرد بستر هم به صورت افقی و هم به صورت عمودی است، آرماتور حرارتی در دیوار حائل را هم میتوان هم عمودی و هم افقی اجرا کرد. البته ترجیح بیشتر مهندسین بر اجرای افقی میلگردها است. در صورت اجرای افقی آرماتور حرارتی، آن‌ها باید 25 درصد دیوار حائل را پوشش دهند و در صورت اجرای عمود، باید 15 درصد دیوار حائل را پوشش دهند.
بستن میلگرد حرارتی در سقف
همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم برای بستن میلگرد حرارتی باید یا از جوش سر و یا از مفتول استفاده کرد. و از نظر سازمان نظام مهندسی استفاده از جوشکاری برای بستن آن‌ها ممنوع است. چرا که به علت کمبود کربن در ترکیب آن‌ها، جوش به سرعت می‌شکند. در صورت استفاده از مفتول برای بستن میلگردها میتوان این کار را به دو صورت انجام داد:
روش ضربدری
برای بستن میلگردها با سیم مفتول به روش ضربدری، میلگردها روی هم قرار می‌گیرند و مفتول از بالا و پایین آن‌ها به شکل ضربدری رد می‌شود. سپس دو انتها سیم دور هم پیچید می‌شود و اضافه‌ی آن با انبر برید می‌شود.
روش کراواتی
در این روش نیز مثل روش پیشین آرماتورها روی یکدیگر قرار داده می‌شوند. برای بستن میلگردها به روش کراواتی ابتدا سیم مفتول از از زیر میلگرد پایینی به بالا آورده و دور میلگرد بالایی پیچیده می‌شود، سپس دوباره به زیر میلگرد پایینی برده می‌شود و مانند کراوات گره می‌خورد.
معایب میلگرد حرارتی و روش‌های جایگزین آن
به عقیده برخی مهندسان استفاده از میلگردهای حرارتی تنها باعث افزایش هزینه و اتلاف وقت و انرژی می‌شود. چرا که دیده شده در موردی علیرغم استفاده از میلگردهای حرارتی، سقف دچار ترک و ریزش شده است. به همین دلیل نیز به جای میلگردهای حرارتی استفاده از فوق روان کننده‌ها، بتن الیافی یا کم کردن نسبت آب به سیمان پیشنهاد می‌شود.
| روش | کارکرد |
| استفاده از فوق روان کننده | با افزایش روانی بتن از ترک‌خوردگی جلوگیری می‌کند |
| استفاده از بتن الیافی | مانند میلگردهای حرارتی عمل کرده و مقاومت بتن را افزایش می‌دهند |
| کم کردن نسبت آب به سیمان | ملات سفت‌تر و کمتر دچار ترک‌خوردگی می‌شود |
جمع‌بندی
میلگرد حرارتی با قرارگیری در بتن سقف از ترک‌خوردگی آن در اثر انبساط و انقباض جلوگیری می‌کنند. میلگردهای حرارتی را در انواع سقفهای تیرچه بلوک، عرشه فولادی، اسکلت بتنی و در دیوار حائل میتوان استفاده کرد. این آرماتورها معمولا به شکل شبکه‌ای و با جوش سرد یا مفتول به هم وصل می‌شوند. در صورت استفاده از مفتول برای وصل کردن آن‌ها، مفتول به شکل ضربدری یا کراواتی گره می‌خورد. به عقیده برخی مهندسین استفاده از میلگرد حرارتی جوابگو نبوده و باید از روش‌های جایگزین آن استفاده کرد.
