سقف کامپوزیت و نکات اجرایی آن

مقدمه

سقف همیشه یکی از سازه‌های مهم در ساخت‌وساز بوده و است. سقف کامپوزیت یکی از روش‌های اجرای سقف کامپوزیت از جمله ابداعات که مورد استقبال تعداد زیادی از ساختمان‌سازان قرار گرفته است. سقف کامپوزیت یکی از روش‌های اجرای سقف و کف با استفاده از ترکیب فولاد و بتن است، این سقف‌ها به دلیل مزایایی که دارند از جمله سرعت بالا در اجرای آن، وزن پایین، ایمنی مناسب و غیره بین ساختمان‌سازان محبوبیت بالایی دارد.

1. سقف کامپوزیت چیست؟

سقف کامپوزیت (Composite Slab) در حقیقت به‌نوعی از سقف‌های ساختمانی گفته می‌شود که از ترکیب پروفیل فولادی با بتن مسلح ساخته می‌شود و با نام‌های سقف مرکب و سقف مختلط نیز شناخته می‌شود. این نوع از سقف‌ها به‌عنوان عضو فشاری در بالای تیرآهن‌ها قرار می‌گیرند. میل‌گردهایی که روی سقف‌های کامپوزیت قرار دارند از نوع میل‌گرد حرارتی هستند و در جهت مخالف با تیرهای فرعی به یکپارچگی بتن و درگیری کامل با سقف کمک می‌کنند. ازآنجایی‌که این سقف‌ها قابلیت جوش به تیرهای فرعی را دارند مانع ترک‌خوردن بتن می‌شوند و می‌توانند برای ساختمان‌هایی که دارای اسکلت فلزی هستند گزینه بسیار مناسبی باشند.

2. اجزای سقف کامپوزیت کدام هستند؟

تمامی سقف‌های ساختمانی از اجزا و قطعات مختلفی تشکیل شده‌اند و سقف کامپوزیت نیز از این قاعده خارج نیست. به‌صورت کلی این سقف‌ها از اجزایی همچون بتن، ورق‌های فولادی (ورق‌های نورد شده، روفیکس و …)، تیرهای فرعی، آرماتورهای حرارتی (مش، میل‌گردها و الیاف‌های فولادی)، برشگیر، گل‌میخ و فلاشینگ ساخته می‌شوند. در اصل اجرای سقف کامپوزیت سرعت بالایی به ساخت‌وساز ساختمان‌ها می‌دهد و می‌تواند در کاهش هزینه‌ها نیز مؤثر باشد. هرچند که سقف‌های کامپوزیتی از فولاد و بتن ساخته می‌شوند.

3. انواع سقف کامپوزیت

سقف‌های کامپوزیتی همانند انواع سقف‌های دیگر می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند و هر کدام از آنها با داشتن ویژگی‌ها و مشخصات مختلف در سازه‌ها و ساختمان‌های متنوعی کاربرد داشته باشند. این سقف‌ها می‌توانند بر اساس نوع مصالح مصرفی در اجرا به دودسته تقسیم شوند که شامل سقف‌های کامپوزیت ساده و سقف‌های عرشه فولادی هستند. همچنین بر اساس روش و نحوه اجرا می‌توان سقف‌های کامپوزیت را به ۴ دسته اصلی تقسیم کرد که به شرح زیر هستند:

1.3. سقف کامپوزیت عرشه فولادی

این نوع سقف نیز توسط ترکیب ورق‌های فلزی گالوانیزه موجدار با بتن اجرا می‌شود و از رایج‌ترین و محبوب‌ترین انواع سقف‌ها است. اجرای این سقف‌ها نیز می‌تواند در ۶ مرحله شامل جانمایی ورق فولادی، تثبیت ورق فولادی (همراه با فلاشینگ)، اتصال ورق فولادی به تیر، آرماتوربندی، اتصال گل‌میخ به شبکه میل‌گردها و بتن‌ریزی اجرا می‌شوند. این سقف‌ها معمولاً از ورق گالوانیزه ذوزنقه‌ای، برشگیر، آرماتور، بتن، تیر فرعی و فلاشینگ تشکیل می‌شود.

2.3. سقف‌ کامپوزیت روفیکس

سقف‌های کامپوزیت روفیکس نیز از ماندگاری بسیار خوبی برخوردار هستند و در اجرای آنها بعد از انتقال ورق فولادی مشبک به محل ساختمان، روفیکس بر روی برشگیرهای تیرهای فرعی جوش می‌شوند. در مرحله بعدی از چند Spacer برای ایجاد ارتفاع کافی برای قراردادن شبکه میل‌گردها بر روی تیرها نصب می‌شود.

3.3. سقف کامپوزیت فلزی

سقف‌های کامپوزیت فلزی از جمله متدهای اجرای سقف و کف با استفاده از ترکیب بتن با اسکلت فولادی هستند که در آن بعد از نصب برشگیر بر روی تیرهای فرعی، قالب‌بندی سقف به‌وسیله تخته‌کوبی در بین تیرها بدون نیاز به شمع‌بندی انجام می‌شود. بعد از جوش‌دادن پروفیل‌های ناودانی بر روی بال تیرهای باربر یک شبکه از میل‌گردهای حرارتی بر روی پروفیل‌ها قرار داده می‌شود. در نهایت بتن‌ریزی سقف انجام‌شده و قالب‌ها از سقف برداشته می‌شوند.

4.3. سقف کامپوزیت کرومیت

در سقف‌های کامپوزیت کرومیت نیز از تیرچه کرومیت (تیرچه‌هایی با جانباز)، ورق فولادی موجدار (قالب ماندگار)، میل‌گردهای حرارتی و بتن بهره گرفته می‌شود. این نوع سقف‌ها در ۵ مرحله مختلف شامل نصب تیرچه کرومیت، قالب‌بندی، آرماتوربندی، بتن‌ریزی و باز کردن قالب اجرا می‌شود.

4. مزایای استفاده از سقف کامپوزیت در ساختمان

استفاده از سقف‌های کامپوزیت در سال‌های اخیر به دلایل مختلف و متعددی موردتوجه ویژه‌ای قرار گرفته و رواج بسیاری پیدا کرد. اجرای سقف کامپوزیت در ساختمان‌ها همانند اجرای یونولیت می‌تواند مزیت‌های متعددی داشته باشند که مهم‌ترین آنها به شرح زیر هستند:

• استفاده از این نوع سقف‌ها می‌تواند در افزایش سرعت ساخت ساختمان‌ها نقش ویژه‌ای داشته باشد.
• در اجرای این نوع سقف‌ها امکان بتن‌ریزی هم‌زمان در چندین سقف مختلف وجود دارد.
• سقف‌های کامپوزیتی دارای مقاومت بسیار بالایی هستند.
• این سقف‌ها می‌توانند مصرف مصالح ساختمانی مختلف مانند بتن را کاهش دهند.
• سقف‌های کامپوزیتی کامل یکدست و یکپارچه هستند و باعث می‌شوند که اسکلت سازه نیز یکپارچگی مناسبی داشته باشد.
• به دلیل استفاده کمتر از فولاد در این نوع سقف‌ها وزن کلی ساختمان‌ها کاهش قابل‌توجهی پیدا می‌کند.
• در اجرای سقف کامپوزیت نیازی به استفاده از بلوک‌های سفالی نیست.
• تعدادی از این سقف‌ها مانند سقف‌های عرشه فولادی دارای مقاومت بالایی در برابر آتش‌سوزی و زلزله هستند.
• نصب نوع سقف‌ها همانند نصب تری دی پانل می‌توانند یک عایق صوتی بین دال و سقف کامپوزیت ایجاد کنند.

5. معایب سقف‌های کامپوزیتی

هرچند که این نوع سقف‌ها می‌توانند مزیت‌های متعددی در مقایسه با انواع سقف‌های دیگر ساختمانی داشته باشند؛ اما در کنار مزایای خود دارای معایبی نیز هستند که حتماً باید موردتوجه قرار بگیرند. از مهم‌ترین ایرادات و معایب این سقف‌ها می‌توان موارد زیر را عنوان نمود:

• هرچند که استفاده از سقف‌های کامپوزیتی سرعت اجرای سقف را نسبت به روش‌های دیگر افزایش می‌دهد؛ اما به‌صورت کلی باعث طولانی‌تر شدن زمان اتمام پروژه کلی خواهد شد.
• این نوع سقف‌ها برای ساختمان‌های مسکونی گزینه مناسبی نیستند چرا که از لرزش بیشتری نسبت به سایر سقف‌ها برخوردارند که به دلیل ضخامت کم آنها است.
• هزینه‌های نصب و اجرای سقف‌های کامپوزیتی در مقایسه با سایر سقف‌ها بیشتر است.
• اجرای این نوع از سقف‌ها بر روی اسکلت‌های غیرفلزی دارای پیچیدگی‌ها و دشواری‌های متعددی است.

6. نصب سقف کامپوزیت

همان‌طور که گفته شد نصب و اجرای سقف‌های کامپوزیت ساده و راحت است. برای اجرای این سقف‌ها لازم است که مراحل مختلف به‌صورت منظم و پشت سرم هم انجام شود. مرحله اول نصب سقف کامپوزیت اجرای تیرهای فرعی است، مرحله دوم اجرای برشگیرها، مرحله سوم قالب‌بندی، مرحله چهارم اجرای میل‌گردهای حرارتی، مرحله پنجم نصب اسپیسر و مرحله پایانی بتن‌ریزی است. هر کدام از این مراحل دارای شرایط ویژه‌ای بوده و باید در انتخاب مواد و مصالح دقت بالایی داشت. برای اجرای سقف‌های کامپوزیتی می‌توان از دو روش مختلف استفاده کرد که شامل اجرای سقف بدون شمع‌بندی و اجرای سقف به کمک شمع‌بندی است. هر کدام از این روش‌ها می‌توانند برای ساختمان‌های مختلف کاربرد داشته باشند. در مقاله‌ای تحت عنوان یونولیت بسته‌بندی می‌توان اطلاعات دقیق و کاملی در مورد انواع یونولیت‌ها، مزایا و معایب و کاربردهای آنها به دست آورد

7. مراحل نصب و اجرای سقف کامپوزیت

همان‌طور که گفته شد استفاده و اجرای سقف‌های کامپوزیتی در مقایسه با بسیاری از سقف‌های دیگر راحت‌تر و سریع‌تر خواهد بود. این نوع سقف‌ها می‌توانند در چند مرحله مختلف اجرا شوند که به ترتیب به شرح زیر هستند:

1.7. مرحله اول: اجرای تیرهای فرعی

در مرحله اول و با اجرای اسکلت فلزی ساختمان و همچنین نصب تمامی تیرهای فرعی انجام می‌شود. این کار می‌تواند با استفاده از انواع پروفیل‌های API، CPA، لانه‌زنبوری یا مقاطع تیرورق صورت بگیرد. البته باید توجه داشت که در صورت استفاده از پروفیل‌های لانه‌زنبوری لازم است که جان تیر در ابتدا و انتها توسط ورق‌های مضاعف تقویت شود. همچنین جان تیر باید در وسط دهانه نیز تقویت شود. استفاده از تیرهای لانه‌زنبوری در قاب‌هایی که نقش باربر جانبی را دارند ممنوع است و فقط می‌توان از آنها در تیرها فرعی، کش‌ها و دهانه‌های غیر بادبندی استفاده کرد. در سقف کامپوزیت باید تیرهای فرعی در فواصل حداقل ۱۱ سانتی‌متر اجرا شوند چرا که در این روش شمع‌گذاری انجام نمی‌شود لازم است که در زمان بتن‌ریزی زیر سقف قالب‌بندی شود.

2.7. مرحله دوم: اجرای برشگیرها

در مرحله بعدی ناودانی‌ها (که به‌عنوان برشگیر در طول تیرهای فرعی برای اتصال و یکپارچگی تیرها و دال بتنی استفاده می‌شوند) بر روی تیرهای فرعی اجرا خواهند شد. نباید از نبشی به‌جای ناودانی برای اجرای برشگیر استفاده کرد. لازم است که برشگیرها حداقل ۲۵ میلی‌متر پوشش جانبی از بتن داشته باشند و همچنین حداکثر فاصله مرکز تا مرکز برشگیرهای ناوانی باید ۵۰۰ میلی‌متر باشد.

3.7. مرحله سوم: قالب‌بندی

در اجرای سقف کامپوزیت و بعد از اجرای اسکلت و تیرهای فرعی و برشگیرها باید قالب‌بندی انجام شود. قالب‌بندی این سقف‌ها به روش تخته‌کوبی و بعد از اجرای اسکلت و نصب تیرهای فرعی انجام می‌شود. در این روش از تخته‌های ۴ تراش با ابعاد ۵ در ۵ یا ۷ در ۷ که طول آنها به‌اندازه فاصله بین دو تیر فرعی داخل جان تیرها است استفاده می‌شود. این تخته بافاصله ۶۰ تا ۷۰ سانتی‌متر از هم و توسط گوه کوبی در میان بال پایین تیرها و زیر چهار تراش‌ها محکم می‌شوند. سپس تخته‌ها بر روی چهار تراش‌ها قرار می‌گیرند و کاملاً سطح را پوشش می‌دهند. البته تخته‌ها حتماً باید روغن‌کاری شوند.

4.7. مرحله چهارم: اجرای میل‌گردهای حرارتی

بعد از قالب‌بندی باید میل‌گردهای حرارتی را در دو جهت طولی و عرضی بافاصله مشخص با استفاده از سیم مفتول آرماتوربندی در محل تقاطع به هم متصل کرده و محکم نمود. میل‌گردها حتماً باید از نوع آج‌دار باشند تا در زمان بتن‌ریزی جابه‌جا نشوند.

5.7. مرحله پنجم: نصب Spacer (اسپیسر)

Spacer در حقیقت یک قطعه پلاستیکی، بتنی یا فولادی است که زیر میل‌گردها نصب شده تا از فروریختن میل‌گردها به ته قالب در زمان بتن‌ریزی جلوگیری کند. حداقل فاصله استاندارد بین میل‌گرد حرارتی و کف بتن باید ۳ سانتی‌متر باشد. در اصل هدف از نصب Spacer در اجرای سقف کامپوزیت ایجاد کاور مناسب برای بتن و ممانعت از خوردگی میل‌گردهاست. همچنین بعد از اتمام آرماتوربندی از یک قالب محیطی با ارتفاع ۱۰ سانتی‌متر برای جلوگیری از ریزش بتن به طبقات پایین‌تر استفاده می‌شود

6.7. مرحله ششم: بتن‌ریزی

بعد از انجام تمامی مرحله قبلی بتن‌ریزی انجام‌شده و به‌منظور یکدست شدن و خارج‌شدن حباب‌های هوا از آن ویبره کاری شده و به‌صورت منظم آبیاری می‌شود تا استحکام بالایی داشته باشد. ضخامت بتن در این نوع سقف‌ها معمولاً ۸ تا ۱۲ سانتی‌متر است و بتن دارای عیار ۳۰۰ تا ۳۵۰ کیلوگرم خواهد بود. به‌صورت کلی استفاده از سقف‌های کامپوزیت مانند استفاده از یونولیت دیواری می‌تواند اجرای مراحل مختلف ساختمان‌سازی را راحت‌تر کند هرچند که می‌تواند مزایا و معایب منحصربه‌فردی نیز داشته باشد.

8. نحوه اجرای سقف کامپوزیت

به‌صورت کلی سقف‌های کامپوزیتی می‌توانند به دو روش مختلف انجام شوند که هر کدام شرایط خاص خود را دارند.

1.8. اجرای سقف مرکب بدون شمع‌بندی

در این روش از قالب‌های چوبی استفاده شده و نیازی به اجرای شمع زیر تیرهای فلزی و دال بتنی نیست. تیرهای فلزی در این روش تیرهای فلزی باید وزن خود به‌اضافه وزن قالب‌بندی و تمام بار مرده قبل گیرش بتن را تحمل کنند. در این روش بعد از مرحله کسب مقاومت توسط بتن و عملکرد مرکب سقف هر نوع باری که از آن به بعد به سقف اعمال می‌شود، توسط مقطع مرکب حمل می‌گردد.

2.8. اجرای سقف مرکب به کمک شمع‌بندی

در این روش تیر فولادی نباید هیچ‌گونه باری را قبل از رسیدن به مرحله عملکرد مرکب تحمل کند و برای تحقق این امر در زیر تیرها از شمع استفاده می‌شود و در زمان اجرای سقف هیچ‌گونه تنشی وجود نخواهد داشت و بعد از گیرش، مقاوم شدن بتن و همچنین حذف پایه‌ها توسط مقطع مرکب حمل بار صورت خواهد گرفت

سقف کامپوزیت عرشه فولادی چیست و چگونه اجرا می‌شود؟

یکی دیگر از انواع سقف‌های کامپوزیت سقف عرشه فولادی است که به‌وسیله ترکیب ورق‌های فلزی گالوانیزه موج‌دار با بتن ساخته می‌شود. این نوع سقف‌ها شناخته‌شده‌ترین نوع سقف‌های کامپوزیت است و اولین‌بار به‌عنوان قالب در جا استفاده می‌شدند و بتن مسلح بر روی آنها قرار می‌گرفت. این سقف‌ها از ابتدا فقط وظایفی همچون باربری حین اجرا و باربری قبل از گیرش بتن بود و سپس به‌گونه‌ای تغییر پیدا کرد که درگیری مکانیکی بین ورق زیری و بتن سقف به وجود آمد و به کمک برش گیرها و قالب‌های پیرامونی، دال سقف به تیرچه‌ها متصل شد. ورق‌ها در این حالت به آرماتورهای کششی سقف تبدیل می‌شوند و این ترکیب بین بتن، ورق تحتانی و تیرچه‌ها به‌عنوان سقف عرشه فولادی شناخته می‌شوند.

9. سقف کامپوزیت کرومیت چیست و چگونه اجرا می‌شود؟

سقف کرومیت نیز نوعی از سقف‌های کامپوزیت است که از تیرچه فلزی با جانباز برای تولید آن استفاده می‌شود. این سقف‌ها برای سازه‌های فولادی کاربرد داشته و از استحکام و یکپارچگی بالایی برخوردار است. این سقف نسبت به سایر سقف‌های کامپوزیت مزیت‌های بیشتری داشته و استفاده‌های متعددتری دارد. در این سقف‌ها می‌توان هم‌زمان چندین سقف را بتن‌ریزی کرد و در هزینه‌های ساخت صرفه‌جویی کرد. تیرچه‌های کرومیت دارای حالتی ایستاده هستند و نیازی به شمع‌بندی در زیر سقف ندارند.

•         سقف‌های کامپوزیت کرومیت برای اجرای سقف و کف به کار می‌روند و از موادی همچون تیرچه کرمیت، ورق‌های فولادی موج‌دار، میل‌گرد حرارتی و بتن ساخته می‌شوند. مراحل اجرای این سقف‌ها نیز شامل نصب تیرچه کرومیت، قالب‌بندی، آرماتوربندی، بتن‌ریزی و باز کردن قالب خواهد بود.
•         اجرای سریع و راحت، استحکام بالا، کاهش تنش بتن، کاهش وزن ساختمان، یکپارچگی بالای اسکلت فلزی، اجرای هم‌زمان چندین سقف و … از مهم‌ترین مزیت‌های این نوع از سقف‌های کامپوزیت هستند

1.9. سقف کامپوزیت روفیکس چیست و چگونه اجرا می‌شود؟

سقف‌های روفیکس نیز از دیگر انواع سقف‌های کامپوزیت هستند که نوعی سقف مرکب با قالبی ماندگار هستند و از جمله انواع دال بتنی آرمه مرکب بتنی به شمار می‌روند. در این سقف‌ها امکان اجرای هم‌زمان تمامی طبقات ساختمان وجود دارد و نیازی به شمع و جک نیست. سقف‌های روفیکس در مقایسه با سایر سقف‌های کامپوزیت وزن بسیار کمتری دارند و بار اضافی به سازه وارد نخواهند کرد. در حقیقت این سقف‌ها ۴۰ درصد از وزن مرده ساختمان را کاهش می‌دهند چرا که مصرف مصالح فولادی به کمترین حد خود می‌رسد.

در اجرای این سقف ورق فولادی مشبک به محل موردنظر انتقال‌داده‌شده و سپس جوشکاری روفیکس بر روی برشگیرهای تیرهای فرعی صورت می‌گیرد. در مرحله بعد اسپیسرها برای ایجاد ارتفاع برای قراردادن شبکه میل‌گردها نصب می‌شوند و در نهایت با اتمام آرماتوربندی مرحله بتن‌ریزی انجام خواهد شد.

جمع‌بندی ونتیجه‌گیری

سقف‌های کامپوزیت از جمله رایج‌ترین انواع سقف‌های ساختمانی است که در چند نوع مختلف شامل سقف کامپوزیت فلزی، سقف کامپوزیت کرمیت، سقف عرشه فولادی و Roofix اجرا می‌شوند. می‌توانند در انواع ساختمانی‌های مسکونی، صنعتی، تجاری و … استفاده شوند. استفاده از سقف‌های کامپوزیتی به دلیل تنوع بالا، وزن کم، نصب راحت، مقاومت مناسب و … امروزه بسیار رواج پیدا کرده و محبوبیت بالایی پیدا کرده است. اجرای سقف کامپوزیت می‌تواند به دو روش متفاوت در ۶ مرحله اصلی انجام شود. به‌صورت کلی می‌توان گفت هرچند که قیمت بلوک یونولیت کمتر از سقف‌های کامپوزیتی هستند و وزن کمتری نیز دارند؛ اما این سقف‌ها گزینه‌های بسیار مناسبی برای ساختمان‌هایی با اسکلت فلزی باشند.