با افزایش روزافزون جمعیت و نیاز بشر به ساختمان های بیشتر و آپارتمان های بلندتر نیاز به ساخت سقف های با ایمنی بالا و سرعت اجرای بیشتر به وجود آمد، به گونه ای که اکنون سقف ها در انواع و شکل های مختلفی در ساختمان سازی وجود دارند. بسته به تعداد طبقات و نوع ساختمان سقف مورد نظر را انتخاب می کنند تا با این کار ایمنی بیشتری برای افراد حاضر در آن مکان ایجاد شود.
سقف ها در انواع فلزی، بتنی و پلی استایرن و غیره ساخته می شوند. در این میان نوعی سقف وجود دارد که ترکیبی از فلز و بتن است که به آن سقف کامپوزیت گفته می شود. این نوع سقف به دلیل استحکام بسیار بالا و مقاومت و ایمنی خیلی زیادی که دارد مورد استفاده مهندسان قرار می گیرد. در ادامه این مبحث به بررسی اینکه سقف کامپوزیت چیست و روش های اجرای آن می پردازیم. همچنین نگاهی به انواع سقف های کامپوزیت یا مرکب و مزایا و معایب آنها خواهیم داشت. برای اطلاع بیشتر در خصوص سقف های مرکب با عرشه فولادی مقاله مربوطه را مطالعه نمایید.
سقف کامپوزیت به سقفی گفته می شود که از ترکیب بتن با فولاد ساخته شده باشد. مواد اصلی ساخت سقف کامپوزیت شامل بتن، تیرآهن، میلگردهای حرارتی و تیرهای فرعی است. بتن ریزی در سقف کامپوزیت به صورتی اجرا می گردد که بتن به عنوان عضو فشاری روی تیرآهن قرار بگیرد. میلگردهای حرارتی که در بتن قرار گرفته می شوند در جهت مخالف تیرهای فرعی جای می گیرند و ضمن جوش خوردن با آنها از ترک خوردن بتن جلوگیری می کنند. تیرهای فرعی و پروفیل های آهنی عضو کششی سازه به شمار می روند. لازم به ذکر است که برای یکپارچه کردن تیرها از برشگیرهایی که به آن ها گل میخ نیز گفته می شود و در بتن مدفون شده اند استفاده می کنند. سقف کامپوزیت در انواع مختلفی ساخته می شود و هر کدام به شرایط و نوع ساختمان مورد نظر بستگی دارد.
انواع سقف کامپوزیت بر اساس نوع مصالح مورد استفاده به دو دسته سقف کامپوزیت ساده و سقف کامپوزیت عرشه فولادی تقسیم می شود که تفاوت هایی با هم دارند. مصالح استفاده شده در ساخت سقف کامپوزیت ساده شامل میلگردهای حرارتی، تیرهای فرعی، برشگیرهایی از نوع ناودانی، تخته و چهارتراش و دال بتنی است. در حالی که مصالح مورد استفاده در سقف عرشه فولادی از شبکه میلگردهای حرارتی، تیرهای فرعی، برشگیرهایی از نوع گل میخ، دال بتنی و ورق های فولادی شیروانی تشکیل شده اند. سقف های کامپوزیت بر اساس نحوه اجرا و ساخت نیز به چهار نوع تقسیم می شوند.
سقف عرشه فولادی نوع دیگری از انواع سقف کامپوزیت به شمار می رود که تقریبا شبیه به سقف کامپوزیت ساده است، با این تفاوت که به جای تخته کوبی و چهار تراش، از ورق های فلزی کنگره دار برای زیر بتن استفاده می شود. این ورق ها بدون نیاز به جوشکاری و فقط با استفاده از گل میخ به تیرچه های فلزی محکم می شوند. قالب بندی سقف کامپوزیت یکی از وقت گیرترین مرحله اجرای سقف است که در نوع عرشه فولادی این مرحله به طور کامل حذف شده و به همین جهت سرعت اجرای سقف افزایش پیدا می کند. این سقف از جنبه های مختلفی اعم از قیمت عرشه فولادی نسبت به سقف های دیگر نزد مهندسان ارجحیت دارد.
مزایای سقف کامپوزیت عرشه فولادیسقف کرومیت در واقع نوعی سقف تیرچه بلوک است که در ساخت آن از تیرچه های فلزی با جان باز استفاده می شود. تیرچه های سقف کرومیت به صورت ایستاده قرار داده می شوند، بنابراین نیازی به شمع بندی ندارند زیرا می توانند تمام بارهای بتن را تحمل کنند. برای اجرای عملیات بتن ریزی از روش ویبره کردن بتن استفاده می کنند تا بتن به تمام قسمت های تیرچه های نفوذ کرده و تقویت شود. بلوک های مورد استفاده در سقف کرومیت از نوع سفالی، سیمانی یا پلی استایرن هستند که از بین این سه نوع، بلوک پلی استایرن به دلیل سبک وزنی و عدم نیاز به اندودکاری بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. این سقف کامپوزیت یکپارچگی بیشتری نسبت به بقیه سقف ها دارد از این رو در ساختمان سازی مورد توجه بسیاری از معماران قرار گرفته است.
مزایای سقف کامپوزیت کرومیت
این سقف مزایای زیادی نسبت به سقف های دیگر دارد که آنها را بررسی می کنیم.
این سقف متشکل از یک قالب فلزی است و به عنوان دال بتنی مسلح و مرکب شناخته می شود. مصرف فولاد در این نوع سقف مرکب بسیار کمتر است و از این نظر وزن سازه تا ۴۰ درصد کاهش پیدا می کند.
مزایای سقف کامپوزیت روفیکسدر روش اول بین تیرهای فلزی قالب های چوبی متشکل از چهارتراش و تخته قرار می دهند و دیگر نیازی به شمع بندی زیر دال بتنی و زیر تیرچه های فلزی نخواهد بود. در این روش تیرچه های فلزی می بایست بتوانند تمام بار بتن خیس را قبل از گیرش تحمل کنند. بعد از گیرش بتن و رسیدن به مقاومت لازم، بتن که دیگر به آن مقطع مرکب گفته می شود می تواند بارهای فشاری سقف را بدون مشکلی تحمل کند. این روش بیشتر برای ساختمان های یک الی دو طبقه امکان پذیر است.
در روش دوم به دلیل عدم استفاده از قالب های چوبی، لازم است که زیر تیرچه های فلزی شمع بندی شود. در این روش هیچ فشاری از طرف بتن غیر مرکب و خیس نباید به تیرها وارد شود، زیرا باعث شکم زدن سقف خواهد شد. با اجرای شمع بندی فشار بتن از تیرها برداشته و به شمع وارد می شود. امکان ساخت چند طبقه همزمان به دلیل وجود شمع بندی در این روش وجود ندارد.
قالب بندی سقف کامپوزیت به روش تخته کوبی و دقیقا بعد از اجرای اسکلت ساختمان و نصب تیرهای فرعی انجام می پذیرد. برای اینکار به چهار تراش نیاز است که در ابعاد ۵×۵ و یا ۷×۷ باشد و طول هر چهارتراش باید برابر با فاصله تیرهای فرعی در نظر گرفته شود. محل قرارگیری این تخته ها در داخل جان تیرها است که به فاصله ۶۰ تا ۷۰ سانتیمتر از هم قرار می گیرند. برای اینکه چهار تراش ها در جای خود محکم شوند و به بال تیرها بچسبند آنها را به واسطه گوه می کوبند. بعد از انجام این عملیات تخته هایی را به صورت طولی روی چهار تراش ها قرار می دهند.
مرحله دوم، نحوه اجرای میلگرد حرارتی
بعد از قالب بندی بتن نوبت به اجرای میلگردهای حرارتی می رسد که به صورت مش با توری مانند از هر دو جهت طولی و عرضی روی قالب سقف قرار می گیرند و به وسیله سیم مفتول در جای خود ثابت می شوند که به این کار اصطلاحا آرماتوربندی گفته می شود. هدف از آرماتوربندی بندی میلگردهای حرارتی این است که موقع بتن ریزی جابجا نشود. استفاده از میلگردهای حرارتی در سقف کامپوزیت باعث افزایش یکپارچگی بتن و جلوگیری از ترک خورد آن می گردد. فاصله بین میلگردهای حرارتی طبق نقشه و محاسبات مهندسی به دست می آید که معمولا بین ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر است. میلگردها حتما می بایست از نوع آجدار سایز A2 یا A3 باشند که معمولا استفاده از سایز A2 متداول تر است. نکته مهمی که راجع به نصب میلگردهای حرارتی وجود دارد در مورد پهن کردن و درزگیری کردن قالب بندی با نایلون قبل از اجرای میلگردها می باشد. این کار باعث می شود شیره بتن به قالب چهارتراش ها نفوذ نکند. اما دقت داشته باشید که نایلون روی بال تیرها و برشگیرها را نپوشاند تا موقع بتن ریزی به راحتی به بتن بچسبند.
مرحله سوم، نصب قالب محیطی و اسپیسر بتناین مرحله در واقع مرحله ما قبل از بتن ریزی بوده که از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در اینجا برای اینکه میلگردهای حرارتی کاملا با بتن درگیر شوند زیر آنها اسپیسرهایی پهن می کنند. این کار باعث می شود بتن به زیر میلگردها نفوذ کرده و یک پوشش کامل را ایجاد کند. بعد از نصب اسپیسر و قبل از اجرای عملیات بتن ریزی ابتدا یک قالب محیطی به ارتفاع 10 سانتیمتر به بالا دور تا دور محیط سقف قرار می دهند تا بتن به طبقات پایین تر ریزش نکند.
مرحله چهارم، اجرای عملیات بتن ریزی
عملیات بتن ریزی در اینجا برای سقف کامپوزیت طبق نقشه و محاسبات دقیق انجام می پذیرد. ارتفاع بتن ریزی نباید از ۱۲ سانتیمتر بیشتر شود و بهتر است از بتن با عیار ۳۰۰ تا ۳۵۰ کیلوگرم استفاده گردد. بعد از اتمام عملیات بتن ریزی، بیشتر انرژی باید روی عمل آوری بتن اعمال شود تا بتن شکننده، ترک خورده و ضعیف نشود.
سخن پایانی
سقف کامپوزیت یکی از سقف های پرکاربرد در ساختمان سازی است که دارای انواع و روش های مختلفی برای اجرا نیز هست. معمولا مهندسین قبل از انتخاب هر سقفی شرایط یک ساختمان را می سنجند و بهترین، محکم ترین و ایمن ترین را برای سازه خود انتخاب می کنند.