آرماتوربندی یکی از مراحل اساسی در ساخت و ساز است که به تقویت سازه‌های بتنی کمک می‌کند. در این فرآیند پس از تولید میلگرد با استفاده از سیم آرماتوربندی میلگردهای برش داده و خم شده به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک شبکه مقاوم ایجاد کنند. این شبکه درون بتن قرار می‌گیرد تا بتن را در برابر نیروهای کششی تقویت کند. برای آشنایی بیشتر با آرماتوربندی تا انتهای مطلب با ما همراه باشید.
فهرست محتوا
آرماتور چیست؟
آرماتور از میلگرد خام به دست می‌آید که از طریق فرآیندهایی مانند خمکاری میلگرد و همچنین جوشکاری آن، به شکل نهایی خود تبدیل می‌شود. در این مرحله، میلگردها تحت تأثیر این عملیات قرار می‌گیرند تا به شکل و اندازه‌های مورد نیاز برای استفاده در سازه‌های بتنی درآیند.
در واقع به میلگردهای تغییر شکل داده شده و آماده بتن ریزی، آرماتور می‌گویند. این آرماتور به عنوان یک عنصر تقویت‌کننده در المان‌های سازه‌ای مانند تیرها، ستون‌ها و دال‌ها به کار می‌رود.
تفاوت میلگرد با آرماتور
آگاهی از تفاوت میلگرد با آرماتور به مهندسان و پیمانکاران کمک می‌کند تا در انتخاب و استفاده از این مصالح به درستی عمل کنند. در زیر به تفاوت‌های اصلی بین میلگرد و آرماتور اشاره می‌کنیم:
- میلگرد به عنوان یک محصول فولادی با شکل استوانه‌ای و سطح آجدار شناخته می‌شود که به منظور تقویت بتن و افزایش استحکام آن استفاده می‌شود.
آرماتور به محصولی اطلاق می‌شود که از برش و خمش میلگرد به دست می‌آید. این محصول معمولاً به شکل‌های مختلفی مانند خاموت، تیرک و غیره در می‌آید.
- میلگرد معمولاً در طول‌های مشخص و با قطرهای مختلف تولید می‌شود و شکل آن استوانه‌ای است.
آرماتور می‌تواند به اشکال مختلفی مانند خمیده، حلقه‌ای یا شبکه‌ای درآید و به همین دلیل شکل نهایی آن متفاوت از میلگرد است.
- میلگرد به طور عمده در ساختارهای اصلی سازه‌ها به کار می‌رود و به عنوان تقویت‌کننده بتن در فونداسیون، تیرها و ستون‌ها استفاده می‌شود.
آرماتور معمولاً پس از عملیات بتن‌ریزی به کار می‌رود و برای افزایش استقامت و مقاومت سازه‌ها در برابر بارهای مختلف، مانند فشار و کشش، استفاده می‌شود.
- میلگرد به صورت استاندارد و بدون تغییرات عمده در شکل تولید می‌شود.
آرماتور نیاز به عملیات برشکاری و خمکاری دارد تا به شکل و اندازه مورد نیاز برای پروژه‌های ساختمانی درآید.
انواع آرماتور
آرماتورها بر اساس شکل ظاهری
آرماتور معمولی: این آرماتورها دارای سطحی صاف و مسطح هستند. مناسب برای پروژه‌هایی با فشار کم.
آرماتور آجدار: این نوع آرماتور دارای آج یا برآمدگیاست و مناسب برای پروژه‌هایی که در معرض تنش و فشارهای زیاد قرار دارند.
- آرماتورها بر اساس طول و اندازه:
آرماتور کلافی:
مخصوص قطرهای نازک (کمتر از ۱۲ میلی‌متر) با وزن بندیل حدود ۲ الی ۵ تن.
- آرماتور شاخه‌ای:
طول این آرماتور حداکثر ۱۲ متر است و برای قطرهای ضخیم (بیش از ۱۴ میلی‌متر) بسیار کاربرد دارد.
آرماتورها براساس جنس و میزان مقاومت
- آرماتور اپوکسی: آرماتورهای اپوکسی با اپوکسی پوشانده می‌شوند که این پوشش باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی می‌شود. این نوع آرماتور معمولاً در محیط‌های مرطوب یا در معرض مواد شیمیایی قرار دارد که نیاز به حفاظت بیشتری دارند.
- آرماتور گالوانیزه: آرماتورهای گالوانیزه با لایه‌ای از روی پوشش داده می‌شوند که به جلوگیری از زنگ‌زدگی و خوردگی کمک می‌کند. از این نوع آرماتور در پروژه‌هایی که در معرض رطوبت و شرایط جوی نامساعد قرار دارند، استفاده می‌شود.
- آرماتور ضد زنگ: این نوع آرماتور به گونه‌ای طراحی شده است که در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم باشد. معمولاً از آلیاژهای خاصی ساخته می‌شود که مقاومت بالایی در برابر عوامل خورنده دارند و در پروژه‌های خاص مانند سازه‌های دریایی یا صنعتی به کار می‌روند.
- آرماتور فولاد کربن: آرماتورهای فولاد کربن از فولاد معمولی ساخته می‌شوند و به دلیل هزینه پایین و مقاومت مناسب، در بسیاری از پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آرماتور معمولاً در سازه‌های بتنی عمومی و ساختمان‌ها کاربرد دارند.
- آرماتور فایبر گلاس: این نوع آرماتور از الیاف شیشه‌ای ساخته می‌شود و به دلیل وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی، در پروژه‌هایی که نیاز به کاهش وزن سازه دارند، استفاده می‌شود. آرماتور فایبر گلاس همچنین در محیط‌های شیمیایی و مرطوب بسیار مناسب است.
- آرماتور با استاندارد روسی: نوعی آرماتور است که طبق استانداردهای روسی تولید می‌شود و معمولاً ویژگی‌های خاصی در مقاومت و کیفیت دارد. در پروژه‌هایی که نیاز به تطابق با استانداردهای خاص دارند، از این نوع آرماتور استفاده می‌شود.
- آرماتور با استاندارد اروپایی: آرماتورهایی که طبق استانداردهای اروپایی تولید می‌شوند، معمولاً دارای کیفیت بالا و ویژگی‌های خاصی در مقاومت و دوام هستند. این نوع آرماتور در پروژه‌های بزرگ و مهم که نیاز به استانداردهای دقیق دارند، کارایی دارد.
مراحل آرماتور بندی
- طراحی ساختمان
این مرحله شامل طراحی دقیق نقشه سازه توسط یک معمار متخصص است. در این نقشه، ابعاد فونداسیون، ستون‌ها، تیرها و سایر اجزا مشخص می‌شود. همچنین تعداد، سایز و نوع میلگردها و نحوه چینش آن‌ها نیز تعیین می‌گردد.
- خرید میلگرد
پس از مشخص شدن نقشه، باید میلگردهای مناسب با توجه به ابعاد و تعداد مشخص شده خریداری شوند. کیفیت میلگردها در این مرحله بسیار قابل اهمیت است.
- خرید تجهیزات و امکانات مورد نیاز
برای آرماتوربندی به تجهیزات خاصی نیاز داریم. دستگاه‌های خم و برش میلگرد، خاموت، سیم مفتول و اسپیسر از جمله ابزارهای ضروری هستند. این تجهیزات به کمک می‌کنند تا میلگردها را به شکل‌های مورد نیاز خم و برش دهید.
- بررسی میلگردها
قبل از شروع آرماتوربندی، باید میلگردها را بررسی کنید تا از سالم بودن و عدم آلودگی آن‌ها مطمئن شوید. معمولاً یک مهندس ناظر در این مرحله برای تایید میلگردها حضور دارد.
- اجرای فرآیند آرماتوربندی
در این مرحله، میلگردها طبق نقشه اجرایی کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و به یکدیگر متصل می‌شوند. این فرآیند معمولاً با استفاده از خاموت انجام می‌شود و دقت در این مرحله بسیار مهم است.
- بررسی مجدد آرماتورها
پس از اتمام آرماتوربندی، باید مجدداً میلگردها را بررسی کنید تا از درستی محل قرارگیری و اتصال آن‌ها اطمینان یابید. در صورت لزوم، اتصالات شل باید مجدداً سفت شوند.
- قالب‌بندی و بتن‌ریزی
آخرین مرحله شامل قالب‌بندی و سپس بتن‌ریزی است. در این مرحله، قالب‌ها به هم متصل می‌شوند و برای جلوگیری از خمیدگی و کج شدن، از نگهدارنده‌ها و مهارهای افقی و عمودی استفاده می‌شود.
اهمیت آرماتوربندی
بتن به دلیل ماهیت خود، نمی‌تواند به خوبی نیروهای کششی و برشی را تحمل کند و در برابر این نیروها مقاومت کمی از خود نشان می‌دهد. به همین دلیل، آرماتوربندی در ساختمان‌ها ضروری است تا بتن بتواند این نیروها را تحمل کند و استحکام بیشتری داشته باشد.
این موضوع اهمیت ویژه‌ای دارد، به خصوص در زمان وقوع زلزله که اسکلت ساختمان تحت تأثیر بارهای جانبی قرار می‌گیرد. آرماتور نقش موثری در حفظ استحکام و پایداری سازه ایفا می‌کند. با توزیع مناسب آرماتور در نقاط بحرانی، می‌توان از ترک‌خوردگی و شکست سازه جلوگیری کرد. به این ترتیب، ایمنی ساختمان در برابر زلزله و دیگر بارهای غیرمترقبه افزایش می‌یابد.
مزایا و معایب آرماتوربندی
مزایا:
- سازگاری میلگرد با بتن
میلگردهای فولادی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با بتن به خوبی سازگار باشند. در سازه‌های اسکلت بتنی، بتن تازه درون قالبی که با آرماتور آماده شده است ریخته می‌شود. این میلگردها در حین بتن‌ریزی در بتن شناور نمی‌شوند و نیازی به برقراری اتصال ویژه‌ای بین میلگرد و قالب نیست. این ویژگی باعث می‌شود که فرآیند اجرا ساده‌تر و سریع‌تر انجام شود.
- افزایش استحکام ساختمان
میلگردهای فولادی به دلیل ماهیت مستحکم خود، توانایی بالایی در مقاومت در برابر سختی، سایش و شکستگی دارند. زمانی که اسکلت ساختمان با این میلگردها تهیه می‌شود، ساختمان به طور کلی مستحکم‌تر می‌شود و در برابر فشار و بارهای اضافی تاب‌آوری بیشتری پیدا می‌کند. این افزایش استحکام به ویژه در مناطق زلزله‌خیز و تحت بارهای سنگین اهمیت دارد.
- افزایش مقاومت بتن در برابر نیروهای کششی
بتن به طور طبیعی در برابر نیروهای کششی مقاومت کمی دارد. با این حال، استفاده از میلگرد در کنار بتن می‌تواند به طور قابل توجهی این مقاومت را افزایش دهد. هرچند که قیمت میلگرد ممکن است هزینه ساخت را افزایش دهد، اما این سرمایه‌گذاری به افزایش ایمنی و دوام سازه کمک می‌کند. در نهایت هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد.
- قابلیت بازیافت
یکی از مزایای مهم آرماتوربندی، قابلیت بازیافت فولاد تقویت شده است. پس از اتمام عمر مفید سازه، میلگردهای فولادی می‌توانند دوباره بازیافت شوند و به عنوان مواد اولیه در پروژه‌های جدید استفاده شوند. این ویژگی نه تنها به کاهش ضایعات کمک می‌کند، بلکه به حفظ منابع طبیعی و کاهش هزینه‌های ساخت و ساز نیز کمک می‌کند.
معایب:
- استحکام کششی پایین: استحکام و مقاومت کششی بتن در آرماتوربندی کمتر از استحکام و مقاومت فشاری آن است. این در حالی است که سازه‌های فلزی دارای استحکام و مقاومت کششی بالاتری هستند و می‌توانند بارهای بیشتری را تحمل کنند.
- عوامل مؤثر بر استحکام نهایی: استحکام نهایی سازه فقط به بتن آرماتوربندی بستگی ندارد. عوامل مختلفی مانند مواد سازنده، نحوه تولید بتن و اندازه دانه‌های شن نیز تأثیر زیادی بر کیفیت و استحکام سازه دارند.
- هزینه‌های شکل‌دهی بالا: شکل‌دهی به بتن در آرماتوربندی هزینه‌های زیادی دارد. این هزینه‌ها می‌توانند بر روی بودجه کلی پروژه تأثیر بگذارند و باید در برنامه‌ریزی مالی پروژه مورد توجه قرار گیرند.
- انقباض و ترک‌خوردگی: انقباضات در بتن آرماتوربندی می‌تواند باعث کاهش قدرت آن در درازمدت شود. این مشکل می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی و کاهش دوام سازه گردد، که در نهایت بر ایمنی و عملکرد سازه تأثیر منفی می‌گذارد.
نکات مهم در آرماتوربندی و اجرای آن
- مشاوره با مهندس طراح: خرید میلگرد باید با مشورت مهندس طراح انجام شود. همچنین، گفت‌وگو با آرماتوربند و اطمینان از توانایی او در نقشه‌خوانی و کیفیت کارش از اهمیت بالایی برخوردار است.
- بررسی سلامت میلگردها: قبل از شروع عملیات، میلگردها باید از نظر سلامت و تمیزی بررسی شوند. میلگردها نباید روغنی، رنگی یا زنگ‌زده باشند. در صورت وجود آلودگی، باید قبل از استفاده تمیز شوند.
- استفاده از خاموت: برای جلوگیری از بیرون‌زدگی آرماتورهای طولی و گسترش ترک‌ها، از خاموت استفاده می‌شود. خاموت‌ها باید با سیم آرماتوربندی (سیم مفتول) به میلگردهای طولی متصل شوند.
- خم‌کردن آرماتورها: خم‌کردن آرماتورها باید با استفاده از دستگاه مکانیکی انجام شود و نباید در دماهای کمتر از 5 درجه سانتی‌گراد صورت گیرد. همچنین، میلگردهای خم شده نباید دوباره باز و مجدداً خم شوند.
- بریدن میلگردها: برای بریدن میلگردها از قیچی مخصوص استفاده شود و از دستگاه‌های هوا استفاده نشود.
- فاصله خاموت‌ها: فاصله خاموت‌ها در ستون‌ها و تیرها بسته به ناحیه بحرانی و غیربحرانی متفاوت است. در نواحی بحرانی (ابتدا و انتهای تیرها و ستون‌ها) فاصله خاموت‌ها کمتر و در نواحی غیربحرانی بیشتر است.
- فاصله بین آرماتورهای طولی: حداقل فاصله بین آرماتورهای طولی باید 2.5 سانتی‌متر باشد تا دانه‌های بتن به راحتی از بین میلگردها عبور کنند و پیوستگی بین بتن و میلگرد از زنگ‌زدگی و خوردگی جلوگیری کند.
- رعایت نکات ایمنی: در حین اجرای کار، رعایت نکات ایمنی بسیار مهم است. این شامل تخلیه صحیح میلگردها، پوشاندن میلگردهای انتظار، ایجاد گذرگاه برای رفت و آمد کارگران و جلوگیری از آسیب به شبکه آرماتور است.
استاندارد میلگرد در آرماتوربندی
- طبق استاندارد میلگرد، برای آرماتوربندی از میلگرد A3 باید استفاده کرد و برای پیوندهای عرضی و خاموت‌ها از میلگرد A2 بهره برد.
- میلگردها نباید زنگ‌زده یا روغنی باشند. قبل از شروع کار، سطح میلگردها باید کاملاً پاک و عاری از هرگونه آلودگی باشد.
- میلگردها باید در مکانی خشک نگهداری شوند تا از رطوبت دور بمانند. رطوبت می‌تواند باعث زنگ‌زدگی و کاهش استحکام بتن شود.
- میلگردهای طولی با میلگردهای عرضی (خاموت) به هم متصل می‌شوند. خاموت‌ها معمولاً به شکل مربع یا مستطیل خم می‌شوند و فاصله آن‌ها باید حدود ۲۰ سانتی‌متر باشد.
- خاموت‌ها وظیفه نگهداری آرماتورهای طولی را دارند و از کمانش آن‌ها در شرایط فشار جلوگیری می‌کنند.
- وزن میلگرد بسته به قطر آن‌ها متفاوت است. به طور کلی، وزن میلگردها به ازای هر متر طول به صورت زیر است:
– میلگرد 10 میلی‌متر: حدود 0.617 کیلوگرم
– میلگرد 12 میلی‌متر: حدود 0.888 کیلوگرم
– میلگرد 14 میلی‌متر: حدود 1.228 کیلوگرم
– میلگرد 16 میلی‌متر: حدود 1.578 کیلوگرم
– میلگرد 20 میلی‌متر: حدود 2.469 کیلوگرم
روش‌های دیگر تقویت بتن
در زیر به برخی از روش‌های متداول تقویت بتن اشاره می‌کنم:
- استفاده از الیاف: افزودن الیاف به بتن (مانند الیاف شیشه‌ای، فولادی یا پلی‌پروپیلن) می‌تواند به بهبود خواص مکانیکی و کاهش ترک‌خوردگی کمک کند.
- تقویت با میلگردهای FRP: استفاده از میلگردهای کامپوزیتی فیبر تقویت شده با پلیمر (FRP) به عنوان جایگزینی برای میلگردهای فولادی منجر به افزایش مقاومت در برابر خوردگی و وزن سبک‌تر می‌شود.
- پوشش‌های محافظ: استفاده از پوشش‌های خاص بر روی سطح بتن می‌تواند از نفوذ رطوبت و مواد شیمیایی مضر جلوگیری کند و عمر مفید بتن را افزایش دهد.
- تقویت با ورق‌های فولادی: در این روش، ورق‌های فولادی به سطح بتن چسبانده می‌شوند تا استحکام و باربری سازه افزایش یابد. این روش به ویژه در تقویت تیرها و ستون‌ها کاربرد دارد.
- جوشکاری و اتصال: در برخی موارد، می‌توان با جوشکاری و اتصال اجزای جدید به سازه‌های موجود، استحکام آن‌ها را افزایش داد.
- روش‌های تزریق: تزریق مواد خاص (مانند رزین‌های اپوکسی) به ترک‌ها و فضاهای خالی در بتن می‌تواند به ترمیم و تقویت آن کمک کند.
- تقویت با بتن پلیمری: استفاده از بتن‌های پلیمری می‌تواند به افزایش مقاومت در برابر خوردگی و بارهای دینامیکی می انجامد.
- استفاده از سیستم‌های پیش‌تنیدگی: در این روش، میلگردها قبل از بتن‌ریزی تحت کشش قرار می‌گیرند تا پس از سخت شدن بتن، نیروی فشاری به آن وارد شود و از ترک‌خوردگی جلوگیری کند.
نتیجه گیری
آرماتوربندی یکی از مراحل بسیار با اهمیت در ساخت سازه‌های بتن مسلح است که به تقویت استحکام و پایداری ساختمان کمک می‌کند. شبکه‌های آرماتور، بارهای کششی و برشی را به طور مؤثری تحمل می‌کند. ما در این مقاله شرح دادیم که آرماتوربندی چگونه ایمنی و دوام ساختمان را تضمین می‌نماید.
