در ساختمان‌سازی برای استحکام کششی بیشتر بتن‌ها و همچنین مقاومت در برابر تنش‌های محیطی از فرآیند آرماتور بندی استفاده می‌شود. در این مقاله میخواهیم به شما بگوئیم که موارد آرماتور بندی چیست؟ ویژگی‌های آرماتورها چیست؟ مزایای و معایب فرآیند آرماتور بندی کدام‌اند؟ و مراحل آرماتور بندی بررسی شده‌است که در ادامه به آن پرداخته خواهد شد.
آرماتور بندی چیست؟
به طور کلی به فرآیندی که محصولات فولادی و میلگردها با روش خاصی در کنار هم قرار گرفته و با استفاده از بست فلزی یا جوشکاری سرد به یکدیگر متصل شوند، آرماتور بندی گویند. شایان ذکر است که میلگردهای شکل گرفته آرماتور و فرآیند خمکاری و اتصال میلگردها به یکدیگر آرماتور بندی شناخته می‌شود. فرآیند آرماتور بندی نیازمند تخصص بالا است و می‌بایست افراد متخصص بر این فرآیند نظارت داشته باشند زیرا در برخی مواقع مقاومت تمامی فونداسیون‌ها توسط آرماتور تعیین می‌گردد.
ویژگی‌های آرماتورها چیست؟
به منظور افزایش خواص استحکام بتن همانند استحکام برشی و کششی، نیروها می‌بایست با استفاده از بتن به آزماتور انتقال پیدا کنند. بدین منظور تغییر شکل‌هایی مانند آج و فرورفتگی بر روی آرماتورها ایجاد می‌گردد تا انتقال نیرو به شکل بهتری انجام گیرد و از لغزیدن میلگردها درون بتن نیز جلوگیری شود.
انواع آرماتورها
طبق استاندارد ۴۸۸DIN آلمان آرماتورهای استفاده شده در ساخت و ساز سازه‌ها به موارد زیر تقسیم‌بندی می‌گردند:
- میلگردها: این دسته گروهی از فولادها هستند که از محصولات صاف تهیه می‌گردند و به صورت منفرد برای آرماتور بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- سیم‌ها: این دسته به صورت قرقره و صاف موجود هستند و در کارگاه‌ها برای مسلح کردن آماده می‌گردند.
- شبکهها: شبکهها به صورت مسلح کننده‌هایی هستند که قبلا در کارگاه‌ها مونتاژ شده‌اند و به طور مقاطع ضربدری در آمده و با استفاده از روش جوشکاری نقطه‌ای مقاومتی به منظور افزایش مقاومت در مقابل برش به همدیگر متصل شده‌اند.
مزایای فرآیند آرماتور بندی در سازه‌های بتنی کدام‌اند؟
فرآیند آرماتور بندی مزایای متعددی از جمله موارد زیر را دارا است:
- با استفاده از این فرآیند مقاومت سازه‌های بتنی در برابر آب و آتش افزایش می‌یابد.
- ساختمان‌های دارای آرماتور مقاومت و پایداری بیشتری نسبت به سایر ساختمان‌ها دارند.
- فرآیند آرماتور بندی از انحراف ساختمان نسبت به حالت اولیه جلوگیری خواهد کرد.
- فرآیند آرماتور بندی باعث افزایش استحکام کششی قابل توجهی در بتن آرمه خواهد شد.
- با استفاده از آرماتور بندی می‌توان بتن را به اشکال متنوع تقسیم‌بندی نمود.
- هزینه بتن حاوی آرماتور نسبت به سایر بتن‌ها کمتر است.
- سازه‌های بتنی نسبت به سایر سازه‌ها نیازمند مهارت کمتری هستند.
- در سازه‌هایی همچون سدها، ستون‌ها و فونداسیون‌ها آرماتور می‌توان بهترین گزینه باشد.
- استفاده از آرماتور می‌تواند باعث استفاده گسترده این نوع بتن‌ها در سازه‌های پیش ساخته گردد.
معایب آرماتور بندی در سازه‌های بتنی کدام‌اند؟
- بتن‌های دارای آرماتور هزینه‌ی شکل‌دهی نسبتا بالایی دارند.
- استحام نهایی سازه علاوه بر بتن آرمه و مواد سازنده، به تولید بتن و خرد کردن دانه شن نیز بستگی دارد.
- انقباض در بتن کاهش قدرت بتن آرمه و ایجاد ترک در آن را به دنبال دارد.
- استحکام کششی بتن آرمه کمتر از استحکام فشاری و حدود یک دهم آن است.
مراحل انجام فرآیند آرماتور بندی
فرآیند آرماتور بندی مراحل مختلفی دارد که در این قسمت به شرح هر یک از آن‌ها پرداخته خواهد شد.
طراحی ساختمان و مشخص کردن اجزای آن
در ساخت و ساز ساختمان‌ها اولین مرحله طراحی نقشه و رسم قسمت‌های مورد نیاز آن است. طراحی نقشه ساختمان معمولا تحت نظارت مهندس معمار یا طراح سازه انجام می‌شود تا مصالح مورد نیاز و میزان آن‌ها را تعیین نماید. همچنین برنامه‌ریزی برای ساخت و ساز ساختمان‌ها وظیفه پیمانکاران است.
خرید میلگرد
در پروژه‌های ساده همچون ساختمان‌های معمولی از میلگردهای فولادی آجدار برای آرماتور بندی می‌توان استفاده نمود. برای پروژه‌های پیچیده مانند مجتمع‌های فروشگاهی بزرگ یا مخازن و … نیز می‌بایست با توجه به نوع نیاز ساختمان و آرماتور بندی آن، میلگردهای متناسب با آن خریداری شود.
مشورت با طراح و نقشه‌کش آرماتور بندی
پس از تهیه میلگردها می‌بایست با مهندس ناظر در مورد آرماتور بندی مشورت شود. وظیفه مهندس ناظر در این مرحله بررسی اندازه و نوع میلگردها و مقایسه جزئیات کامل آن با نقشه ساختمان است. شایان ذکر است که در پروژه‌های ساده فاصله میلگردها و تغییر شکل آن‌ها حائز اهمیت نیست و نیاز به مهندس ناظر ندارد اما در پروژه‌های پیچیده حضور مهندس ناظر الزامی است و کیفیت آرماتور بندی را می‌بایست مورد بررسی قرار دهد.
انتخاب روش مناسب برای آرماتور بندی
به منظور خم کردن میلگردها و ایجاد آرماتور روش‌های متنوعی وجود دارد و هر یک از آن‌ها در نوع خاصی از سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش‌های مختلف آرماتور بندی عبارتند از: روش آرماتور بندی منظم، روش کراواتی و روش گره زدن. نکته مشترک در این سه روش، استفاده از روش جوشکاری سرد به منظور نگه‌داشتن میلگردها در کنار هم است. باید ذکر شود که برای آرماتور بندی از روش جوشکاری استفاده نمی‌گردد، دلیل این امر این است که جوشکاری قابلیت انعطاف پذیری ندارد و در صورت وارد شدن فشار می‌شکند و استحکام کششی کاهش می‌یابد.
برای بستن میلگردها به کمک سیم مفتول از دو روش می‌توان استفاده کرد:۱- روش ضربدری ۲- روش بستن از کنار. روش ضربدری بدین صورت است که دو میلگرد بر روی هم قرار گرفته و سپس سیم مفتول به طور ضربدری از زیر و روی آن‌ها عبور داده می‌شود. در روش بستن از کنار نیز پس از قرار گرفتن میلگردها بر روی یکدیگر، سیم مفتول از کنار میلگرد بالایی و زیر میلگرد پایینی عبور داده شده و در نهایت انتهای آن‌ها به یکدیگر بسته می‌شوند. این روش بیشتر در سقف و فونداسیون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و به روش کرواتی مشهور است.
تصمیم‌گیری در مورد نحوه قرارگیری میلگردها و آرماتورها
یکی از موارد مهم در سازه‌های بتنی، نحوه قرارگیری آرماتورها است. به طوری که موقعیت قرارگیری آرماتورها در سازه‌های بتنی نقش بسزایی در رسیدن بتن به سایر نواحی آن دارد. به طور مثال در ستون‌های بزرگ می‌بایست فضای زیادی در اختیار قالب و آرماتور قرار داد تا بتن به تمامی نواحی آرماتور برسد.
بررسی مجدد آرماتور
از مراحل مهم دیگر، بررسی مجدد آرماتور قبل از بتن ریزی توسط مهندسان است. زیرا ممکن است حین جابجایی آرماتورها و موارد دیگر، سیم مفتول اتصال آن‌ها دچار پارگی گردد. بنابراین پیشنهاد می‌گردد تا با قدم زدن و یا ضربه به میلگردها، از ایمن بودن آن‌ها مطمئن شویم.
قالب‌گذاری و بتن‌ریزی
مرحله آخر آرماتور بندی قرارگرفتن قالب در اطراف آن و بتن ریزی است. در این مرحله بیشتر از قالب‌های فلزی استفاده می‌گردد که دلیل این امر جلوگیری از خروج آب سیمان از بتن است. قالب‌ها در اشکال مختلفی موجود هستند و می‌توانند ستون‌های استوانه‌ای متنوعی را ایجاد کنند.
قالب گذاری و بتن ریزیاتصال میلگردها حین آرماتور بندی به چه صورت است؟
در برخی موارد به دلیل محدودیت طول میلگرد آجدار حین فرآیند آرماتور بندی احتیاج به وصله زدن آن است. اتصال دهی میلگردها با استفاده از روش‌های مکانیکی، فورج، تکیه‌گاهی و اورلب انجام می‌شود. در روش مکانیکی از جفت‌کننده‌ها و یا کوپلرها استفاده می‌گردد و میلگردها رزوه‌زنی می‌شوند. در روش فورج با استفاده از حرارت و فشار بالا دو میلگرد به یکدیگر جوش داده می‌شوند. در روش تکیه‌گاهی بست‌ها توسط پیچ و مهره سبب اتصال دو میلگرد می‌گردند. روش اورلب رایج‌ترین روش مورد استفاده برای اتصال در فرآیند آرماتور بندی و روش فورج کمترین روش مورد استفاده در این فرآیند است.
خم‌کردن آرماتورها
در خم‌کردن آرماتورها می‌بایست نکات زیر مورد توجه قرار گیرند:
- آرماتورها می‌بایست به صورت سرد خم شوند.
- آرماتورهای تا قطر ۱۲ میلی‌متر را می‌توان با دست خم نمود اما بزرگتر از قطر ۱۲ میلی‌متر می‌بایست با دستگاه مکانیکی مجهز به فلکه خم گردد.
- سرعت خم‌کردن آرماتورها می‌بایست با توجه به درجه حرارت محیط و تحت نظارت متخصص انجام گیرد.
- چکش‌کاری برای خم‌کردن آرماتورها مجاز نیست.
- در دمای ۵- درجه سانتی‌گراد خم‌کردن آرماتورها مجاز نیست.
انواع آرماتورهای مورد استفاده در شناژ
این آرماتورها به دوصورت طولی وعرضی هستند که هر کدام وظایفی دارند. وظایف آرماتور طولی تقویت ستون در مقابل بارهای خمشی و فشاری است. به آرماتور عرضی خاموت نیز گویند که با توجه به شکل هندسی ستون از خاموت‌های متعددی استفاده می‌گردد. وظیفه آرماتور عرضی نیز به صورت موارد زیر است:
- تقویت ستون در مقابل بارهای جانبی و در جهت عرض
- نگه داشتن آرماتورهای طولی در مکان خود
- در هنگام وارد شدن نیروهای فشاری از کمانه کردن آرماتورهای طولی جلوگیری می‌نماید.
تاریخچه آرماتور
برای نخستین بار استفاده از آرماتور حدود ۱۵۰ سال پیش انجام شد. در سال ۱۸۴۵ میلادی شخص باغبانی به نام ژوزف مونیز به منظور ساخت گلدان‌های بتنی و نیمکت‌ها از میلگردهای فولادی استفاده نمود. پس از آن این شخص امتیازاتی برای ساخت پل‌ها، صفحات و تیوپ‌ها گرفت و به عنوان مخترع آرماتور شناخته شد. در سال ۱۸۴۷ میلادی نیز تادیوس هیات امتیاز ساخت بتن سیمانی که به وسیله صفحات فولادی و این محصول به صفحات و تیرهایی تبدیل می شود را توانست بدست آورد. پس از آن استفاده از فرآیند آرماتور بندی رایج شد.
نکات مهم در مورد آرماتور بندی
- حداقل فاصله آرماتورها تا سطح قالب می‌بایست حداقل ۵٫۲ سانتی‌متر باشد که علت آن ایجاد پوشش بتنی بر روی آرماتورها با ضخامت مناسب، پیوستگی بین بتن و آرماتور و همچنین جلوگیری از زنگ‌زدگی و خوردگی آرماتورها است.
- از آرماتورهای زنگ زده یا آغشته به روغن استفاده نشود و اگر آلودگی در سطح آن‌ها وجود دارد می‌بایست قبل از انجام فرآیند پاکسازی شوند.
- فاصله آرماتورهای عرضی از یکدیگر می‌بایست ۲۰ سانتی‌متر باشد.
- آرماتورها را نباید با استفاده از دستگاه هوا برش داد و برش آن‌ها می‌بایست توسط قیچی مناسب انجام شود.
- آرماتورهای عرضی با استفاده از سیم آرماتور بندی به آرماتورهای طولی متصل شوند.
جمع‌بندی
همان طور که مشاهده شد، در این مقاله تعریف آرماتور بندی، ویژگی‌ها و معایب و مزایای این فرآیند در سازه‌های بتنی، مراحل انجام این فرآیند و نکاتی در خصوص خم کردن آرماتورها و موارد دیگر مانند تاریخچه آرماتورها بررسی شد.
