میلگرد حرارتی چیست؟ | نحوه اجرای میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک

میلگرد حرارتی چه نقشی در جلوگیری از ترک‌های سطحی سقف‌های بتنی دارد؟ چرا حتی در برخی سقف‌های تیرچه‌بلوک که به‌درستی اجرا شده‌اند، پس از مدتی ترک‌های ریز مشاهده می‌شود؟ بخش زیادی از این مسئله به تنش‌های ناشی از جمع‌شدگی و تغییرات دمایی بتن مربوط است. در چنین شرایطی، استفاده صحیح از میلگرد حرارتی و رعایت ضوابط اجرایی آن اهمیت زیادی پیدا می‌کند. در ادامه به بررسی ضوابط، نحوه اجرا و روش محاسبه میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک می‌پردازیم؛ پس تا انتهای این مقاله همراه آکادمی عمران باشید.

فیلم آموزشی اجرای میلگرد حرارتی در کارگاه

برای درک بهتر جزئیات اجرایی، می‌توانید ویدیوی زیر را مشاهده کنید که نکات کلیدی نصب میلگرد حرارتی را در محیط کارگاهی نشان می‌دهد. این ویدیو تنها بخشی از دوره اجرای ساختمان است که در آن مراحل و جزئیات مختلف ساختمان‌سازی به‌صورت کامل و کاربردی آموزش داده می‌شود.

میلگرد حرارتی چیست؟

میلگرد حرارتی (آرماتور حرارتی) یکی از اجزای مهم در اجرای انواع سقف بتنی، به‌ویژه سقف تیرچه و بلوک است که با هدف کنترل تنش‌های ناشی از تغییرات دما و جلوگیری از ترک‌خوردگی بتن استفاده می‌شود.

این نوع میلگرد با نام‌های دیگری مانند آرماتور جمع‌شدگی، افت یا انقباض نیز شناخته می‌شود و معمولا در بخش بالایی سقف قرار می‌گیرد تا از ایجاد ترک‌های سطحی در بتن جلوگیری کند.

تفاوت آرماتور حرارتی با آرماتور سازه‌ای

آرماتور حرارتی با آرماتورهای سازه‌ای تفاوت اساسی در نقش و عملکرد دارد. آرماتورهای سازه‌ای برای تحمل بارهای اصلی مانند خمش و برش در سازه طراحی می‌شوند، در حالی که میلگردهای حرارتی وظیفه‌ای غیرسازه‌ای داشته و برای کنترل ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و تغییرات دمایی بتن به کار می‌روند.

به عبارت ساده‌تر، آرماتور سازه‌ای برای مقاومت سازه است، اما آرماتور حرارتی برای کنترل ترک بتن به کار گرفته می‌شود. برای آشنایی بیشتر با اصول کلی قرارگیری میلگردها در بتن می‌توانید مقاله آرماتور بندی را مطالعه کنید.

بیش از ۵۰ ساعت آموزش حرفه‌ای ولی رایگان دفترفنی و ساختمان سازی

مشاهده

کاربرد میلگرد حرارتی

در فصول مختلف سال، المان‌های بتنی که در معرض شرایط محیطی قرار دارند، دچار انبساط و انقباض حرارتی می‌شوند. هرچند میزان این تغییرات کم است، اما همین مقدار اندک می‌تواند باعث ایجاد ترک در بتن شود.

برای مثال، یک عضو بتنی به طول ۵ متر ممکن است تنها ۲ تا ۳ میلی‌متر تغییر طول داشته باشد، اما همین مقدار برای ایجاد ترک‌های اولیه کافی است.

با ایجاد این ترک‌ها:

• مسیر نفوذ آب و مواد خورنده مانند سولفات‌ها باز می‌شود.
• میلگردهای اصلی دچار خوردگی و زنگ‌زدگی می‌شوند.
• دوام سازه کاهش پیدا می‌کند.

در این شرایط، وظیفه میلگرد حرارتی این است که بخشی از تنش‌های کششی ناشی از جمع‌شدگی و تغییرات دمایی را جذب کرده و از گسترش ترک‌ها جلوگیری کند. در صورت تمایل به آشنایی بیشتر با انواع ترک‌های رایج در سازه و دلایل ایجاد آن‌ها، می‌توانید مقاله انواع ترک در ساختمان را مطالعه کنید.

میلگرد حرارتی در سقف تیرچه بلوک

میلگرد حرارتی یکی از اجزای اصلی در اجرای سقف تیرچه بلوک محسوب می‌شود و نقش مهمی در کنترل ترک‌های سطحی بتن دارد.

در واقع، بتن به عنوان یک مصالح صلب، توانایی کمی در تحمل تنش‌های کششی دارد؛ در حالی که میلگردها به دلیل انعطاف‌پذیری بیشتر، سریع‌تر به تغییرات دما واکنش نشان می‌دهند. به همین دلیل، زمانی که سقف تحت تنش حرارتی قرار می‌گیرد، میلگرد حرارتی با تغییر طول خود، بخشی از این تنش را جذب کرده و از تمرکز آن در بتن جلوگیری می‌کند.

در بسیاری از سقف‌ها مانند دال‌های بتنی، این وظیفه معمولا توسط مش فوقانی انجام می‌شود، اما در سقف تیرچه بلوک، استفاده از میلگرد حرارتی به‌صورت مجزا بسیار رایج‌تر است.

معمولا توصیه می‌شود از میلگرد آجدار برای آرماتور حرارتی استفاده شود، زیرا درگیری بهتری با بتن ایجاد کرده و انتقال تنش‌ها را موثرتر انجام می‌دهد. برای آشنایی بیشتر با انواع میلگرد آجدار و ساده به مقاله انواع میلگرد مراجعه کنید.

نحوه اجرای میلگرد حرارتی در سقف

اجرای اصولی میلگرد حرارتی یکی از الزامات آیین‌نامه ACI 318 و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان است که نقش کلیدی در کنترل ترک‌های ناشی از انقباض خشک‌شدگی بتن و تغییرات دمایی دارد. در این بخش، مراحل اجرای استاندارد میلگرد حرارتی در سقف‌های یک‌طرفه و دوطرفه را با جزئیات فنی بررسی می‌کنیم.

مراحل اجرای میلگرد حرارتی

به‌طور کلی، مراحل اجرای میلگرد حرارتی سقف به شرح زیر است:

1- حمل و آماده‌سازی میلگرد

میلگرد انقباض به دو صورت به کارگاه حمل می‌شود:

• شاخه‌ای: میلگردهای مستقیم ۶ یا ۱۲ متری
• کلاف: برای پروژه‌های بزرگ‌تر که نیاز به برش و آماده‌سازی دارد.

دقت کنید قبل از نصب، میلگردها را از گرد و غبار، زنگ‌زدگی و روغن تمیز کنید تا چسبندگی بهتری با بتن داشته باشند.

2- محل قرارگیری آرماتور حرارتی

آرماتور حرارتی باید در دو جهت عمود بر هم در قسمت بالای سقف (حدود ۲ سانتی‌متر پایین‌تر از سطح بالایی بتن) قرار گیرد. آرماتور حرارت و جمع‌شدگی باید حدود ۲ سانتی‌متر از یونولیت فاصله داشته باشد، تا میلگرد درگیری بیشتری با بتن پیدا کرده و باعث بهبود عملکرد آن شود.

3- نصب اسپیسرها

فاصله بین آرماتور حرارتی و یونولیت توسط اسپیسر تامین‌ می‌شود. در اجرای میلگرد افت و حرارت باید از اسپیسر کف پهن (Flat Spacer) استفاده کرد، زیرا اسپیسرهای کف‌پهن سطح تماس بیشتری دارند و در اثر فشار و رفت‌وآمد کارگران، یونولیت یا بلوک‌ها را نمی‌شکنند.

به‌عنوان یک توصیه کارگاهی، نصب اسپیسرها را آخرین مرحله و دقیقا قبل از بتن‌ریزی سقف موکول کنید تا آسیب کمتری به یونولیت وارد شده و احتمال شکستگی کاهش یابد.

ضوابط میلگرد حرارتی در سقف

در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان بند 9-19-4-1 (آرماتور حرارتی و جمع شدگی) به‌طور مشخص ذکر شده است که:

در دال‌های یک طرفه برای مقابله با تنش حرارتی و جمع شدگی باید در جهت عمود بر آرماتورهای خمشی، آرماتور اضافی موسوم به آرماتور حرارتی مطابق با ضوابط در نظر گرفته شوند.

با توجه به مبحث مقررات ملی ساختمان، جهت اجرای میلگرد افت بتن توجه به نکات زیر الزامی است:

• نسبت سطح مقطع آرماتور آجدار حرارتی و جمع شدگی به سطح مقطع ناخالص بتن، باید بزرگ‌تر یا مساوی ۱۸/۰٪ در نظر گرفته شود.
• فاصله بین دو میلگرد جمع‌شدگی متوالی نباید از ۲۵ سانتی‌متر تجاوز کند. البته بسته به نوع استفاده این عدد در بعضی از آیین‌نامه‌ها 20 سانتی‌متر است.
• آرماتورهای حرارتی در دال‌های با ضخامت بیش‌تر از ۲۰۰ میلی‌متر باید در دو لایه نزدیک به سطوح زیر و روی دال قرار داده شوند. در دال‌های با ضخامت کمتر می‌توان آن‌ها را در یک لایه قرار داد.
• فاصله‌ آرماتورهای حرارتی و جمع شدگی از یکدیگر نباید بیش‌تر از پنج برابر ضخامت دال و یا ۳۵۰ میلی‌متر در نظر گرفته شود.

ضخامت و سایز آرماتور حرارتی

در نشریه شماره ۹۴ حداقل قطر آرماتور جمع شدگی و حرارت برای فولاد نرم ۵ میلی‌متر و برای فولادهای نیم‌سخت و سخت ۴ میلی‌متر توصیه شده است. در نشریه 543 حداقل قطر آرماتور افت و حرارتی، 6 میلی‌متر است.

طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش ۱۳۹۹ که ملاک ما برای ساختمان‌های بتنی است حداقل قطر آرماتور حرارتی ۸ میلی‌متر و آج دار در نظر گرفته شده است. لذا حداقل ضخامت آن ۸ میلی‌متر در نظر گرفته می‌شود.

استفاده از میلگرد فشاری به عنوان میلگرد حرارتی

مطابق با ضوابط از میلگرد فوقانی تیرچه‌ها (میلگرد فشاری) در صورتی که داخل دال بالایی قرار گرفته باشد، می‌توان به عنوان آرماتور حرارت و جمع شدگی استفاده کرد.

به‌طور کلی، ارتفاع استاندارد تیرچه و یونولیت ۲۵ سانتی‌متر است. در این حالت میلگرد فوقانی تیرچه هم‌تراز سطح بالای یونولیت قرار می‌گیرد و فاصله زیادی تا سطح بتن پوششی دارد. برای اینکه این میلگرد بتواند نقش میلگرد حرارتی را ایفا کند، ارتفاع تیرچه باید حدود ۲۷ سانتی‌متر باشد.

در غیر این صورت، فاصله میلگرد تا سطح بتن زیاد بوده و تاثیر چندانی در کاهش تنش‌های حرارتی ندارد و احتمال پوسته‌پوسته شدن سطح بتن وجود دارد.

محاسبه میلگرد حرارتی (تعداد و قطر)

حداقل سطح مقطع میلگرد حرارتی در امتداد تیرچه‌ها ۱.۲۵ در هزار سطح مقطع دال بالایی و در جهت عمود بر امتداد تیرچه‌ها ۱.8 در هزار سطح مقطع دال بالایی تعیین شده است.

برای درک بهتر این مطلب یک دال با طول یک متر و ضخامت 5 سانتی‌متر فرض کنید.

حداقل آرماتور حرارتی در امتداد تیرچه‌ها طبق نکته بالا به شکل زیر محاسبه می‌شود:

اگر بخواهیم در این دال 5 میلگرد قرار دهیم:

بر اساس فرمول مساحت دایره، قطر آرماتور به این شکل محاسبه می‌شود:

اما حداقل قطر آرماتور حرارتی باید ۸ میلی‌متر باشد، به همین دلیل می‌توان تعداد آن را کم کرد. برای مثال همین روند محاسبه را برای 4 میلگرد جمع شدگی و حرارت طی می‌کنیم.

روش های جایگزین میلگرد حرارتی

برخی مهندسان معتقدند که در بعضی شرایط، می‌توان به جای استفاده از میلگرد حرارتی از روش‌های دیگری برای کنترل ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و تنش‌های حرارتی استفاده کرد.

با این حال، باید توجه داشت که همه روش‌های زیر جایگزین مستقیم میلگرد حرارتی محسوب نمی‌شوند و برخی از آن‌ها تنها نقش تقویت‌کننده عملکرد بتن را دارند.

استفاده از بتن الیافی یکی از رایج‌ترین روش‌های جایگزین آرماتور حرارتی است. در این روش، الیاف فولادی، پلیمری یا پلی‌پروپیلن به بتن اضافه می‌شوند تا مقاومت بتن در برابر ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی افزایش پیدا کند.

این الیاف با توزیع یکنواخت در بتن، تنش‌های ایجاد شده را کنترل کرده و احتمال ایجاد ترک‌های سطحی را کاهش می‌دهند. به همین دلیل، در برخی پروژه‌ها از بتن الیافی به جای میلگرد حرارتی استفاده می‌شود.

روش های تقویت‌کننده آرماتور حرارتی

علاوه بر میلگرد حرارتی، برخی روش‌ها نیز برای کاهش ترک‌خوردگی و بهبود عملکرد بتن استفاده می‌شوند. این روش‌ها جایگزین مستقیم آرماتور حرارتی نیستند، اما می‌توانند در کنار آن باعث افزایش کیفیت بتن شوند.

کاهش نسبت آب به سیمان: کاهش مقدار آب در بتن باعث کاهش جمع‌شدگی و در نتیجه کاهش احتمال ایجاد ترک می‌شود. این موضوع می‌تواند دوام و عملکرد بتن سقف را بهبود دهد.

استفاده از افزودنی‌های فوق روان‌کننده: مواد فوق روان‌کننده باعث افزایش کارایی بتن بدون نیاز به افزایش آب می‌شوند. این افزودنی‌ها ضمن بهبود تراکم بتن، می‌توانند ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی را نیز کاهش دهند.

جمع‌بندی

میلگرد حرارتی یا آرماتور جمع‌شدگی، نقشی کلیدی در کنترل تنش‌های حرارتی و جلوگیری از ترک‌های سطحی در سقف‌های بتنی، به‌ویژه تیرچه‌بلوک ایفا می‌کند. رعایت ضوابط آیین‌نامه‌ای در انتخاب سایز، فاصله و نحوه اجرای دقیق این میلگردها، ضامن افزایش دوام و ارتقای کیفیت نهایی سازه است. بنابراین، توجه به جزئیات فنی در نصب این آرماتورها برای حفظ سلامت بلندمدت سقف ضروری است.

در انتهای این مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درباره اجرای آرماتور حرارتی سقف تیرچه بلوک کسب کرده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری