صفر تا صد آرماتوربندی و نکات اجرایی آن

زمانی که میلگرد را در قطعات بتنی استفاده نکرده‌ایم، خم و برش‌ها را بر روی آن انجام نداده‌ایم و با استفاده از سیم آرماتوربندی در المان‌های سازه‌ای از آنها استفاده نکرده‌ایم و اصطلاحا آن را نبسته‌ایم میلگرد نام دارد. در حقیقت زمانی که به چشم مصالح به آن نگاه می‌کنیم میلگرد نام دارد. حال آرماتور چیست؟ زمانی که این محصولات خم و برشکاری می‌شود، مطابق نقشه‌های اجرایی در المان‌های سازه‌ای توسط سیم‌های آرماتوربندی بسته شده و در بتن جایگذاری می‌شود به آن آرماتور می‌گویند. جهت اطلاع از می‌توانید به لینک مربوطه در سایت مرکزآهن مراجعه نمایید.

مخترع بتن مسلح

 بیش از یک قرن است که در ساخت و ساز از استفاده می‌کنند. فردی که استفاده از بتن مسلح را آغاز کرد، ژوزف مونیز نام داشت؛ او یک باغبان بود که در سال 1845 برای ساخت گلدان و نیمکت خود از میلگرد استفاده کرد. وی با کسب امتیازات مربوط به ساخت انواع سازه، توانست نام خود را به عنوان مخترع بتن مسلح ثبت کند.

پس از آن در سال 1847 میلادی، تادیوس هیات، توانست امتیاز ساخت بتن سیمانی را کسب کند. پس از این سال تصمیم بر آن شد که از میلگردهای فولادی برای مسلح کردن ساختمان‌های بتنی استفاده کنند. این روزها انواع مختلفی از سازه‌های بتنی را می‌بینیم که همه را مدیون ژوزف و تادیوس هستیم.

تعاریف بتن

همانند بسیاری از ترکیبات کاربردی موجود در صنعت، بتن نیز با استفاده از چند ماده اولیه ساخته می‌شود. آب و سیمان، مواد اولیه‌ای هستند که برای ساخت بتن از آن‌ها استفاده می‌شود. پس از اینکه این مواد سفت شدند، ماده اصلی یا بتن تولید می‌شود. بتن خواص مثبت و منفی زیادی دارد.

برای مثال مقاومت بتن در برابر تنش و نیروی فشار قوی بسیار بالا بوده ولی در برابر تنش کششی، عملکر مثبتی ندارد. با فرو بردن میلگردهای بتن آرمه (میلگردهای مسلح کننده‌ای که تغییر شکل سطحی یافته‌اند) به درون بتن، مقاومت در برابر تنش کششی بتن افزایش یافته و دیگر شاهد ایجاد ترک در منطقه کششی نخواهیم بود.

برای انتقال نیروهای کششی و برشی، نیاز به استفاده از فولاد در داخل سازه‌های بتنی داریم. این کار برای تقویت و مسلح کردن بتن انجام می‌شود. برای ایجاد قطعه و یا سازه‌ای مستحکم، مقاومت فشاری بتن و مقاومت کششی و برشی فولاد هر دو مورد نیاز است. از این رو بتن و فولاد هر دو با هم به کار برده می‌شوند. استحکام سازه با ترکیب بتن و میلگرد بی نظیر خواهد شد. 

آرماتور و فولادهای پیش تنیده

آرماتورها فولادهایی هستند که برای تقویت و مسلح کردن بتن یا ایجاد بتن پیش‌تنیده به بتن اضافه می‌شوند و توسط سیم آرماتور بندی به همدیگر متصل می شوند.

فولادهای مورد استفاده برای بتن پیش تنیده یا فولادهای پیش تنیده

فولادهای مورد استفاده در بتن پیش تنیده به تنهایی یا به همراه آرماتورهای پیش تنیده شده و تنش‌های اعمالی بر آنها طبق جداولی برای اعمال نیروهای فشاری به بتن در اختیار هستند. نکته قابل توجه آن که فولادهای پیش تنیده شده که دارای کربن بیش از 5/0 درصد بوده با میزان تنش تسلیم خارج مرکز (تنش تسلیم به ازای کرنش 002/0) بیشتر از عدد 835 نیوتون بر میلی‌متر مربع، جوش پذیر نیستند.

خصوصیات آرماتور

در صورتی که نیاز دارید استحکام بتن را افزایش دهید، نیروهای موجود باید از سمت بتن به آرماتور تغییر پیدا کنند. برای اینکه بتوانید این تغییر نیرو را به خوبی اعمال کنید، روی آرماتور آج یا فرو رفتگی ایجاد شده است. این موضوع از حرکت میلگرد در بتن جلوگیری کرده و انتقال نیرو را بهبود می‌بخشد.

خواص ضروری که در انتخاب فولادهای مورد استفاده برای مسلح کردن بتن باید مد نظر باشند عبارتند از:

• نقطه تسلیم
• مقاومت خستگی در برابر نیروهای ضربه‌ای (دینامیک)
• جوش‌پذیری مناسب
• خواص اتصال

میزان مقاومت بالای مشخص شده برای آرماتور توسط یکی از موارد زیر حاصل می‌شود:

• شکل دادن سرد فولاد که منجر به افزایش چگالی نابجایی‌ها و در نتیجه افزایش استحکام آرماتور می‌گردد.
• عملیات حرارتی که شامل سرد کردن زیر دمای نورد با کنترل دما است که منجر به ریزدانگی فولاد می‌گردد.
• کنترل اندازه دانه در حین انجماد و عملیات رسوب سختی و ریز کردن دانه‌ها (مانند فولادهای رسوب سخت شده طبیعی)

انواع آرماتور

اصلا آرماتور به چه معناست؟ آرماتور در حقیقت یک قطعه فولادی است. این قطعه ظاهری دایره‌ای شکل داشته که در ساختمان‌های بتنی وظیفه مسلح کردن و تقویت بتن را به عهده دارد. همانطور که در ابتدا گفته شد در شکل ظاهری این قطعات فرورفتگی یا بر‌آمدگی‌هایی را مشاهده خواهید کرد.

انواع آرماتور مطابق استاندارد DIN488

مطابق با این استاندارد که مربوط به کشور آلمان است، آرماتورهای مورد استفاده در ساخت و ساز سازه‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:

میلگرد: این گروه فولادهایی هستند که از محصولات صاف تهیه شده و به صورت منفرد برای مسلح کردن بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شبکه: یک گروه از آرماتورها که شبکه نام دارند در کارگاه مونتاژ شده و برای اینکه مقاومت آن‌ها بالا برود، به هم متصل می‌شوند. جهت اطلاع از می‌توانید به لینک مربوطه مراجعه کنید.

سیم: ظاهر این دسته صاف و قرقره‌ای است. مسلح سازی آرماتور سیم در کارگاه‌ها انجام می‌شود.

نشانه گذاری مدل های آرماتور براساس استاندارد DIN

هدف از نشانه‌گذاری

میلگردهای بتن با توجه به خصوصیات ظاهری از هم مجزا می‌شوند. دلایل تفاوت در ظاهر این محصولات عبارت است از:

• تشخیص جنس محصول که آیا توسط فولاد بتن ساخته شده است یا نه؟
• تشخیص کمترین نقطه تسلیم میلگرد بتن
• نشان دادن و مشخص کردن کارخانه سازنده و ایجاد تمایز بین محصولات کارخانجات متفاوت

نشانه گذاری مدل های میلگردهای بتن طبق استاندارد DIN

• این نمونه از نشانه گذاری با کمک برچسب انجام می‌شود. به گونه‌ای که روی میلگرد را یک برچسب ضد آب می‌چسبانند. این تنها یکی از انواع نشانه گذاری بوده؛ نمونه‌های دیگر در ادامه به شما معرفی می‌شوند.
• با توجه به اینکه مواد مورد استفاده در ساخت آرماتور در استاندارد DIN88 به فولادهای زیر معطوف می‌شوند، هریک از این محصولات توسط یک سری علایم و نشانه‌های ظاهری که بر روی سطح آن‌ها نصب شده است شناسایی می‌شوند.

انواع آج روی میلگرد

نحوه آج‌گذاری به این ترتیب است که در اوایل شاخه میلگرد ابتدا دو آج ضخیم کنار هم وجود دارد که نشان دهنده شروع محل علامت‌گذاری است. بعد از چند آج با ضخامت عادی، آج ضخیم دیگری وجود دارد (سومین آج ضخیم). مطابق جدول زیر تعداد آج‌های عادی بین دو آج، ابتدا تا آج سوم نشان دهنده کشور سازنده است. با عبور از سومین آج ضخیم بعد از تعداد آج عادی، آج ضخیم دیگری مشاهده خواهد شد که تعداد آج با اندازه معمولی بین آج ضخیم سوم و آج آخری؛ نشان دهنده نحوه ساخت محصول است.

انواع آج روی میلگرد

1. نوع A615 یا آرماتورهایی که سطح مربعی صاف دارند.
2. مدل بعدی آرماتورهای ریلی را شامل شده و با نام A616 شناخته می‌شود.
3. مدل سوم با توجه به این استاندارد، A617 نامیده شده و آرماتورهای استوانه‌ای را شامل می‌شود.

در کشور آمریکا پس از ساخت میلگردهای آرماتور روی آن‌ها علامت گذاری، متناسب با کد سازنده انجام می‌شود. کدهای ارائه شده با توجه به استانداردهای تولید کننده کارخانه و گزارش آزمون Mill مشخص می‌شوند. تمام علامت‌‌گذاری روی آرماتور با توجه به استانداردهای تعریف شده برای این محصول است.

در قسمت بعد نشانه‌گذاری، نوع فولاد را مشخص می‌کنند:

1. برای نمایش فولادهایی که سطح مقطع مربعی شکل دارند از حرف N استفاده می‌شود.
2. حرف تعریف شده A مقاطع دایره‌ ای شکل را شامل می‌شود.
3. سومین علامت برای ریل‌های آهنی تعریف شده است.

در مرحله بعد مدل فولاد نشانه گذاری می‌شود. از مرکز میلگرد 5 برابر فاصله را توسط خطوط تکی یا دوتایی، نشانه گذاری می‌کنند. زمانی که خط تک برای نشانه‌گذاری استفاده می‌شود، محصول شما (میلگرد) مقاومت متوسطی خواهد داشت. درصورتی‌که از دو خط استفاده شود، یعنی استحکام و مقاومت میلگرد بالا است.

محاسبه و شناسایی میلگرد آرماتورهای ناشناخته براساس کربن معادل

C.E.=%C+%Mn/6

C.E.=%C+%Mn/60%Cu/40+%Ni/20+%Cr/10-%Mo/5-%V/10

با توجه به تحقیقات انجام شده میزان کربن موجود در آرماتورهای شما نباید از 0.55 بالاتر باشد.

ردیف	کاربرد آرماتور	نام استاندارد آرماتور
1	سیم از جنس فولاد کم کربن	ASTM A82
2	میلگردهای تغییر شکل یافته شبکه‌ای شده Mats	ASTM A 184/A184M
3	شبکه‌های سیم کم کربن جوش داده شده	ASTM A 185
4	سیم فولاد تغییر شکل یافته	ASTM A 496
5	شبکه‌های سیمی فولاد تغییر شکل یافته جوشکاری شده	ASTM A 497
6	شمش میلگردهای کم کربن و تغییر شکل یافته	ASTM A615/A615M
7	فولاد تغییر شکل یافته ریل و میلگرد کم کربن	ASTM A616/A616M
8	فولاد محور تغییر شکل یافته و میلگرد کم کربن	ASTM A617/A617M
9	میلگردهای کم کربن آلیاژی	ASTM A706/A706M
10	میلگرد گالوانیزه	ASTM A767/A767M
11	میلگردهایی با پوشش اپوکسی	ASTM A775/A775M
12	میلگردهای اپوکسی‌دار پیش مونتاژ	ASTM A934/A934M

در صورتی که از ترکیب شیمیایی ناشناخته استفاده شده بود، به روش زیر عمل کنید:

• پیشگرم با میزان ْ150 برای میلگردهای کوچک (کمتر از 6) استفاده کنید. این میزان حداقل پیشگرم پیشنهادی است.
• پیشگرم با میزان ْ260 برای میلگردهای بزرگ (بیشتر از 7) استفاده کنید.

• شما می‌توانید برای محصولاتی که با استاندارد ASTM A706 هستند، میزان پیشگرم و دمای بین پاسی را در جدول شماره 4 مشاهده کنید.
• از دو استاندارد ASTM و کد AWS D1-4 برای بررسی مشخصات میلگرد و اتصال استفاده می‌شود. مشخصات تولید و آزمون با استاندارد ASTM و نحوه اتصال با کد AWS D1-4 مشخص می‌شود.
• وقتی نوع فولاد مشخص نباشد (فولادهای لیست AWS)، بررسی توسط کدهای عمومی ساختمان یا توسط مهندس انجام می‌شود. بدین ترتیب که تهیه و بررسی ترکیب شیمیایی و کربن معادل و سنجش جوش پذیری آن‌ها توسط آزمون‌های مربوطه صورت می‌پذیرد. در اینجا منظور، مهندس پیمانکار یا مدیر اجرایی پروژه است. با توجه به نوع فولاد، کد جوشکاری استفاده شده، توسط مهندس مربوطه در متن قرارداد قید می‌شود.
• در اتصال جوشی آرماتور به فولاد ساختمانی، پیشگرم مورد نیاز فولاد ساختمانی باید مدنظر قرار گیرد. کمترین پیشگرم مورد نیاز برای ایجاد این اتصال جوشی باید بیشتر از مقادیر ذکر شده در جداول باشد. با این وجود توجه ویژه‌ای را باید در جوشکاری میلگرد به فولادهای کوئنچ شده مبذول داشت. اگر پیشگرم باعث هرگونه مشکلی در سلامت فولاد شود، جوشکاری انجام نخواهد شد.
• جوشکاری در دمای محیطی کمتر از 18- درجه سانتی‌گراد انجام نمی‌شود. وقتی فلز پایه در زیر دماهای فهرست شده باشد، فرایندهای جوشکاری انجام می‌شود و در اندازه و محدوده کربن، معادل محصول پیشگرم انجام می‌شود.
• برای اطمینان از سلامت و عدم ترک باید موارد مختلفی مورد بررسی قرار گیرد. در ابتدا عرض مقطع باید بالاتر از 150 میلی‌متر باشد. درمای اطراف نباید بالاتر از دمای کمینه برود.
• در مرحله پس از جوشکاری، حتما اجازه بدهید تا میلگردها به دمای محیط رسیده و کامل سرد شوند. این موضوع از بوجود آمدن هرگونه نقص در زمان جوش جلوگیری می‌کند.
• در صورتی که آنالیز شیمیایی در دسترس شما نبود، کربن را بالاتر از 0.75 در نظر نگیرید.
• در صورتی که فلز پایه‌ای که استفاده می‌کنید دمایی کمتر از صفر درجه داشته باشد در زمان جوشکاری دمای پیشگرم را حداقل 20 درجه بگذارید.

 

نقش شبکه و سیم فولادی در آرماتور بندی

طرح، ابعاد و جرم آرماتورها به شکل شبکه و سیم با جوشکاری میلگردها اتفاق می‌افتد. به طور کلی شبکه‌ها دارای مش شماره 1 کارخانه‌ای هستند. همچنین مقادیر اسمی گام سیم در طول شبکه و اندازه سیم در جهت شبکه تغییر نمی‌کنند. مشخصات و جزئیات شبکه در نقشه مربوطه آورده می‌شود.
فولاد گرید Bst 500M شبکه جوشکاری شده از سیم‌هایی است که دارای شرایط زیر هستند:

1. به روش کار سرد آج دار شده‌اند.
2. دارای ابعاد اسمی از 4 تا 12 میلی‌متر باشند.
3. دارای سیم‌های طولی و یا عرضی در طول شبکه هستند.
4. اتصال در محل‌های تقاطع با جوشکاری نقطه‌ای مقاومتی انجام شده است.

توجه داشته باشید که سیم‌های طولی و یا عرضی شامل دو نوع هستند:

• سیم‌های منفرد
• سیم‌های دوتایی: شامل دو سیم با قطر یکسان که کنار هم چسبیده‌اند.

گام سیم های طولی و یا عرضی overhang سیم های تک overhang

این مدل‌ها عموما به شکل زیر پیاده سازی می‌شوند:

• برای سیم‌های طولی برابر 50 میلی‌متر
• برای سیم‌های عرضی برابر 25 میلی‌متر
• برای سیم‌های دوتایی بالاتر از 100 میلی‌متر