میلگرد حرارتی، فرآیند تولید و روش های جایگزین آن

همانطور که می دانید در هنگام اجرای سقف های تیرچه بلوک همواره یکی از مشکلات مهندسان سازه جلوگیری از از ترک خوردگی بوده است.

به جهت جلوگیری از ترک خوردن بتن، بعد از بتن ریزی سقف از میلگردهای افت و حرارت استفاده می شود.

در حقیقت وظیفه عمده این میلگردها جلوگیری از تنش های ناشی از جمع شدگی و حرارت بتن است و به همین دلیل نیز آرماتور حرارتی نامیده می شوند.

آرماتور حرارتی از انبساط و انقباض بتن و ایجاد ترک جلوگیری کرده و در نهایت سبب کاهش عرض ترک ها می گردد.

امروزه بیشتر سازه های ساخته شده به دست بشر با بتن ساخته شده است. با اینکه بتن مقاومت بالایی در برابر نیروهای فشاری دارد و برای خرد کردن آن به نیروی کششی فوق العاده ای نیاز است، اما با این وجود دارای یک نقطه ضعف است.

بتن مقاومت چندانی در برابر نیروهای کششی و چرخشی ندارد، بنابراین از میلگرد برای افزایش مقاومت آن در برابر نیروهای کششی استفاده می شود.

در حال حاضر، میلگردها از کف ساختمان گرفته تا ستون­ ها وغیره مورد استفاده قرار می گیرند.

همانطور که می دانید واکنش های هیدراتاسیون و حرارتی بتن در ساعت های اولیه گیرش و همچنین انبساط انقباضات بعد از آن باعث ایجاد تنش و ترک در بتن خواهد شد.

آرماتورهای حرارتی و میلگرد حرارتی با بتن درگیر شده و از انبساط و انقباض زیاد آن جلوگیری می کند. این میلگرد با کاهش عرض ترک ها مقاوت سازه را افزایش خواهد داد.

علاوه بر این، در صورت عدم استفاده از آرماتور حرارتی و وقوع ترک، عملکرد یکپارچه دیافراگم سقف به هنگام زلزله کاهش خواهد یافت.

یکی از مهم ترین نکاتی که اشاره به آن لازم است این است که این نوع میلگرد نقشی در کاهش احتمال آتش سوزی و افتادن یونولیت ها نخواهد داشت و مقاومت سازه را در برابر انواع تنش های برشی، خمشی و غیره افزایش نمی دهد.

میلگرد حرارتی کاربرد دیگری نیز دارد. از جمله کاربردهای آن می توان به استفاده از آن در سقف تیرچه بلوک و نقش باربری آن اشاره کرد.

در دال هایی که آرماتورهای خمشی فقط در یک سو اجرا می شوند، باید برای تنش های حاصل از افت و حرارت آرماتورهایی در جهت عمود بر آرماتورهای خمشی قرار داده شود.

روش اجرای میلگرد حرارتی:
به طور کلی این نوع میلگردها به صورت چپ و راست بر روی سقف قرار می گیرند و در زمانی که بتن با افت حرارت مواجه می شود، از ترک خوردن آن جلوگیری می کند. بهترین مکان قرارگیری این میلگردها یک سوم بالای ضخامت دال بتنی می باشد.

در زیر به برخی از نکات راجع به نحوه اجرای میلگرد حرارتی اشاره خواهیم کرد:

قطر مناسب میلگرد افت و حرارتی برای میلگرد ساده، دست کم 5 میلی متر و برای میلگرد با مقاومت بالا 4 میلی متر می باشد.

حداقل سطح مقطح این میلگرد 1.25 در هزار سطح مقطع دال بالایی (معمولاً به ضخامت 5سانتی متر) در امتداد تیرچه، و1.75 در هزار سطح مقطع دال بالایی در جهت عمود بر امتداد تیرچه می باشد.

جهت جلوگیری از تنش های متفرقه در بتن بالایی، میلگرد افت و حرارت، در دو جهت عمود بر هم در قسمت بالایی تیرحدود 2 سانتی متر پایین تر از سطح بالایی تیر قرار می گیرد.

حداکثر فاصله بین دو میلگرد افت و حرارت 25 سانتی متر است.

میلگرد بالایی تیرچه در صورتی که داخل 5 سانتی متری بالایی قرار گیرد به عنوان میلگرد افت و حرارت منظور می شود.

برای مقابله با تنش های متفرقه در بتن بالایی، میلگرد افت وحرارت، در دو جهت عمود بر هم در قسمت بالایی تیر T) حدود 2 سانتی متر پایین تر از سطح بالایی تیر T نصب می شود.

با وجود طرح تیرچه ها با فرض تکیه گاه ساده، لازم است فولادی معادل 0.15 سطح مقطع فولاد وسط دهانه (فولاد کششی در روی تکیه گاه اضافه گردد. این میلگردها حداقل تا فاصله دهانه آزاد از تکیه گاه به طرف داخل دهانه ادامه می یابند.

روش های جایگزین میلگرد حرارتی:
در صورت عدم تمایل برای استفاده از میلگرد حرارتی، روش های دیگری را نیز می توان جایگزین کرد. 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.

گروهی از مهندسین که از روش های جایگزین میلگرد حرارتی استفاده می کنند، هیچ اعتقادی به استفاده از میلگرد حرارتی نداشته و جایگزین هایی را برای آن پیشنهاد کرده اند. روش هایی که می توان با این روش جایگزین کرد در زیر شرح داده شده است:

• استفاده از بتن الیافی.
• کم کردن نسبت آب به سیمان.

استفاده از فوق روان کننده:
زمانی که نظرات مختلف مهندسین این حوزه جمع بندی شود، می توان گفت که استفاده از میلگرد حرارتی ضروری است، اما تنها مشکل آن این است که در زمان بتن ریزی و با عبور کارگران این میلگردها در سقف فرو می روند و اثر لازم را نخواهد 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.