میلگرد چیست؟
میلگرد یا آرماتور، فولادی است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن مورد استفاده قرار میگیرد. فولادی که به این منظور در سازههای بتن آرمه به کار میرود به شکل سیم یا میلگرد میباشد و فولاد میلگرد نامیده میشود
بدون کشف و استفاده از میلگرد در صنعت ساختمانسازی، بشر نمیتوانست به تکنولوژی ساخت آسمانخراشها و برجهای مرتفع دست یابد.
میلگرد، به عنوان عنصر اصلی در صنعت ساختمانسازی مشاهده میشود. شاید جالب به نظر برسد که اگر چه بتنها به عنوان عامل استحکام در یک سازه شناخته شدهاند، اما این آرماتور یا میلگردها هستند که در هنگام زلزله از ما محافظت میکنند. برای اولین بار در سال ۱۸۰۰ بود که جوزف لوئیس دریافت که افزودن میلگرد به بتن میتواند خواص کششی ضعیف آن را جبران کرده و در نهایت منجر به ایجاد سازههایی شود که هم در برابر نیروهای کششی و هم در برابر نیروهای فشاری مقاومت بالایی داشته باشند. در آن سال ها شرکت های زیادی تصمیم گرفتند که از میلگرد در سازه های خود استفاده نمایند. با وجود این، هنوز روش استانداردی برای تولید میلگرد وجود نداشت.
به این ترتیب، میلگردها بدون استاندارد مشخصی تولید و در ساختمان ها استفاده می شدند. این موضوع ادامه داشت تا این که در سال ۱۸۷۸ اولین سیستم برای تولید استاندارد میلگرد ارائه شد.
در سال ۱۹۰۰ محبوبیت این فرآیند، یعنی تولید استاندارد میلگرد، افزایش یافت تا جایی که در ایالات متحده آمریکا، اکثر شرکت های ساخت و ساز، از میلگرد برای تقویت سازه های خود استفاده کردند.
همانطورکه میدانید، بتن مقاومت فشاری بسیار بالایی دارد و برای خرد کردن آن به نیروی فشاری بسیار قوی نیاز است، اما بتن بدون حضور میلگرد دارای یک نقطه ضعف بزرگ است و آن خواص کششی بسیار پایین بتن است. میلگرد باعث مقاوم شدن بتن در برابر نیروهای کششی و چرخشی شده و در زمان اعمال نیروهای کششی به بتن، مانع ترک خوردن و شکستن میشود. امروزه در تمام پروژههای ساخت و ساز از میلگرد برای تقویت بتن استفاده میشود. این محصول از جنس فولاد ساخته شده و بر اساس ظاهر، نوع و سایز به انواع مختلفی تقسیم میشود.
استفاده از بتن آرمه یا مسلح در ساخت و ساز باعث ایمنی و طول عمر بیشتر سازه و همچنین آسیب کمتر به بنا هنگام زلزله میشود؛ بتن مسلح شده با میلگرد، علاوه بر شرایطی که ایجاد تنش کششی یا چرخشی میکنند، در شرایط نامساعدی مانند آتشسوزی نیز به خوبی عمل کرده و استحکام سازه را حفظ میکند. زیرا پوشش بتنی روی میلگردها با تحمل دمایی بالایی که دارد، از اثر مستقیم آتشسوزی بر میلگردها جلوگیری میکند. تا جایی که مشاهده شده در آتشسوزیهای با شدت متوسط، سازههای بتن مسلح تنها دچار خسارتهای سطحی شده و به مقاومت و ظرفیت باربری آنها خللی وارد نمیشود.
میلگردها به شکلهای مختلف در اعضای بتنی مسلح مورد استفاده قرار میگیرند که معمولاً در نقشههای سازهای، بطور دقیق تریسم میشوند.
در ادامه به شرح کاربردهای میلگرد در قسمتهای مختلف ساختمان میپردازیم.
میلگرد راستا : این محصول برای ایجاد مقاومت کششی در بتن استفاده شونده در فونداسیون ساختمان، کاربرد دارد.
میلگرد خاموت : از خاموت جهت جلوگیری از بیرون زدگی مقاطع طولی بر اثر کمانش استفاده میشود؛ همچنین استفاده از خاموت به تحمل نیروهای برشی و جلوگیری از افزایش ترک در ستونها کمک میکند.
میلگرد سنجاقی : استفاده از این محصول در خاموت، باعث افزایش نیروی برشی آن میشود؛ همچنین استفاده از میلگرد سنجاقی بین مقاطع طولی و خاموت، اتصالات را محکم میکند.
میلگرد خرک : این محصول برای بتنریزی کف سازهها و فونداسیون، به صورت دو شبکه متوالی افقی در داخل قالب استفاده میشود.
میلگرد رکابی : در بتنریزی دیوار، برای در امتداد نگه داشتن آرماتورهای طولی یا عمودی در بتن ریزی دیوارها و دالها (به شکل حرف u) یا بین دو سفره آرماتور (شبکه مشبندی)، از میلگرد رکابی استفاده می شود.
میلگرد ادکا : این محصول تحمل نیروهای برشی و لنگرهای منفی در تکیهگاههای تیر یکسره را میسر میسازد. در واقع قسمت زیرین میلگرد ادکا، وظیفه تحمل نیروی کشش ایجاد شده از خمش و قسمت مایل آن، وظیفه تحمل نیروی کشش ناشی از برش را دارد.
برای تولید میلگردها از استانداردهای مختلفی استفاده می گردد. تمام استانداردهای مورد استفاده توسط سازمان بین المللی تهیه و کاملا مورد تائید آن ها می باشد. از این رو در زمان خرید میلگرد باید به این موضوع دقت داشت تا بتوان بر اساس استاندارد تولید، محصول مورد نیاز را خریداری نمود.
هر کشوری استاندارد خاصی را برای تولید میلگرد استفاده می کند. در کل مجموعه استانداردهای موجود برای میلگرد عبارتند از:
در ایران، کارخانه ذوب آهن اصفهان، به عنوان پیشگام در صنعت فولاد، از استانداردهای روسی برای تولید میلگرد استفاده می کند. استانداردهای دیگری نیز برای تولید میلگرد در ایران وجود دارد که به مجموع آن ها، ISIRI 3132 گفته می شود. ISIRI 3132 چکیده استانداردهای جهانی DIN ,EN ,JIS ,ASTM ,ISO است که در ادامه به معرفی و ارائه توضیح مختصری در رابطه با آن ها می پردازیم.
استاندارد DIN : از استاندارد DIN آلمان در بیشتر کشور های اروپایی استفاده می شود. استفاده از میلگرد تولیدی با این نوع استاندارد در مناطقی که به مقاومت بالا در ساخت و ساز نیاز است، مخرب خواهد بود؛ زیرا در این نوع استاندارد، تیرآهن با روش ترمکس تولید می شود که از مقاومت لازم برای مناطق مذکور برخوردار نیست.
استاندارد روسیه : میلگرد روسی طبق استاندارد GOST 5781 کشور روسیه تولید می شود که بر اساس آن میلگردهایی تا سایز ۴۰ را تولید می کنند. در این استاندارد، میلگردها به چهار دسته کلی تقسیم میشوند که در بازار آن ها را با نام های A1، A2، A3 و A4 می شناسند.
کارخانه ذوب آهن به عنوان یکی از بزرگ ترین تولید کنندگان میلگرد در ایران برای تولید محصولات خود، از این استاندارد استفاده می کند.
میلگرد نرم بدون آج (A1) : این میلگرد با تنش جاری ۲۳۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۳۸۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۲۵ درصد بعنوان میلگرد نرم شناخته شده و عمدتا بصورت صاف و بدون آج می باشد. این میلگرد برای آهنگری و تغییر شکل و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن مناسب است و بطور کلی بعنوان یک میلگرد داکتیل شناخته می شود.
میلگرد نیمه سخت با آج ساده (A2) : این نوع میلگرد با تنش جاری ۳۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۱۹ درصد بعنوان میلگرد نیمه خشک (ترد) و نیمه نرم شناخته شده که بصورت آجدار و عمدتا آج فنری شکل می باشد.این میلگرد برای عملیات ساختمانی و خصوصا خاموت زنی مناسب بوده و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن در صورت اجبار میسر بوده که البته توصیه می شود در صورت امکان از جوشکاری آن پرهیز شود.
میلگرد سخت با آج پیچیده (A3) : این میلگرد با تنش جاری ۴۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۱۴ درصد بعنوان میلگرد خشک (ترد) مناسب عملیات سیویل صنعتی و ساختمانی بوده که بصورت آجدار و عمدتا آج جناقی می باشد و اکیدا برای آهنگری و تغییر شکلهای فراوان با زوایای تند مناسب نبوده و همچنین به هیچ وجه عملیات جوشکاری بر روی آن مجاز نمی باشد.
میلگرد سخت با آج پیچیده (A4) : دارای آج دوکی شکل می باشند. مطابق استاندارد شماره 3132 سازمان ملی استاندارد ایران میلگرد A4 یا میلگردهای با آج 520 و 500 از نوع آجدار مرکب می باشند. بدین ترتیب که آج های عرضی دوکی شکل در دو طرف آج طولی و به صورت چهار نیم مـارپیچ بـه شـکل هفت – هشت و با زاویه 35درجه تا و شامل 75 درجه می باشد. حداقل مقاومت کششی 520 مگاپاسکال و شکل پذیری حداقل 18% را برای این گرید از محصولات خود تضمین مینماید. استفاده از میلگرد A4 با تنش تسلیم 500 و520 مگاپاسکال،به ترتیب به عنوان میلگردهای آج 500 وآج 520 خوانده می شوند، در طراحی و ساخت همه انواع سازه های ساختمانی (سازه های غیر ساختمانی را شامل نمی شود) بتن آرمه، به جز دیوارهای برشی ویژه و قاب های خمشی ویژه، در صورت احراز شرایط زیر به تصویب رسید.
– میلگرد دارای آج های عرضی دوکی شکل در دو طرف آج طولی بوده داشته باشد.
– شکل پذیری میلگرد حداقل در حد مورد انتظار برای میلگرد A3 باشد، به طوری که میزان ازدیاد طول نسبی آن در طولی معادل 5 برابر قطر، حداقل 16% باشد.
– در تولید میلگرد، از شمش با کربن بالا استفاده نشود. روش تولید میلگرد، تکنولوژی ترمکس باشد وکربن معادل (CE) میلگرد، حداکثر 5/0 باشد.
– کارخانه تولید کننده میلگرد، گواهی سازمان ملی استاندارد را برای تولید میلگرد های آج 500 وآج 520 اخذ نموده ونشان کارخانه و رده میلگرد را بر آن حک کرده باشد.
میلگردها از نظر ظاهر فیزیکی و یا حالت دارای دو مدل هستند. از این رو افراد می توانند نوع میلگرد را با توجه به ظاهر آن نیز تشخیص دهند. در کل میلگردها از نظر ظاهری به دو دسته زیر تفکیک می شوند:
انتخاب میلگرد مناسب برای پروژه تا حد زیادی به مواد مورد استفاده برای ساخت میلگرد و همچنین آنچه برای پوشش آن استفاده می شود، بستگی دارد. میلگرد، فولاد کربنی استاندارد در صنعت بتن و ساخت و ساز است، اما ممکن است در محیط هایی با رطوبت بالا به خوبی مقاومت نکند. یک میلگرد با روکش اپوکسی ممکن است در کاربردهای مربوط به محیط های مرطوب بهتر عمل کند و استحکام و دوام بتن را بدون خوردگی حفظ کند. از این رو می بایست با توجه به محیط پروژه و حجم آن نوع میلگرد را انتخاب نمود. در کل میلگردها از نظر جنس و نوع به ۶ دسته زیر تقسیم می شوند:
به طور کلی میلگردها از سایز ۸ تا ۵۰ میلیمتر تولید می شوند؛ اما گاهی اوقات لازم است که در محل پروژه یا در کارگاه، سایز و قطر میلگرد را اندازه گیری کرد. البته بسیاری از افرادی که در زمینه ساخت وساز فعالیت دارند، می توانند به صورت چشمی سایز آن ها را تشخیص دهند. معمولا برای تشخیص سایز میلگرد از شابلون، ریسمان، آچار فرانسه و بند انگشت استفاده می شود.
سخن پایانی
با توجه به مطالب عنوان شده میبینیم، میلگرد محصول فولادی پرکاربردی است که عمده استفاده آن در صنعت ساختمانسازی است و برای ایجاد مقاومت کششی در ساختمان، استفاده از میلگردها ضروری است؛ در واقع میتوان گفت که بتن در کنار میلگرد به استحکام مورد نظر میرسد. میلگرد بر اساس ظاهر و استانداردها به انواع مختلفی تقسیم میشوند که در این مقاله به بررسی هر نوع و کاربرد آنها پرداخته شد.