میلگرد، یکی از اجزای بارز و ضروری در عرصه ساختمان‌سازی، نقش مهمی در تقویت و ایجاد مقاومت در سازه‌های بتنی ایفا می‌کند. این مصنوع فلزی با شکل استوانه‌ای و مقاطع متنوع تولید می‌شود و جزء ابزارهای حیاتی در انتقال بارها و تحمل فشارها در سازه‌ها می‌باشد.
با استفاده از میلگردها، سازه‌های بتنی قادر به ایجاد مقاومت مکانیکی بیشتری در برابر نیروها و فشارهای مختلف می‌شوند. این ترکیب مؤثر از بتن و فولاد، سازه را در مقابل زلزله‌ها و بارهای دیگر محافظت می‌کند. میلگردها به‌طور گسترده در ساختمان‌سازی به عنوان “فولاد مسلح” استفاده می‌شوند.
یکی از مزایای مهم میلگردها در سازه‌های بتنی، توزیع بهتر نیروها در طول سازه است. این مقطع لوله‌ای و آهنی شکل، نیروها و فشارهای وارده را به میلگرد منتقل کرده و بتن به عنوان ماده دارای فشار مناسب به‌کار می‌رود. این ترکیب باعث افزایش مقاومت و پایداری سازه در مواجهه با شرایط استرس و فشار می‌شود.
میلگردهای تولیدی با اندازه‌ها، قطرها و اشکال مختلف تهیه می‌شوند تا با نیازهای مختلف سازه‌ها و پروژه‌ها همخوانی داشته باشند. این تنوع در میلگردها، امکان استفاده بهینه از آنها در محیط‌ها و شرایط مختلف را فراهم می‌کند.
با توجه به اهمیت و نقش برجسته میلگردها در ساختمان‌سازی و ایجاد سازه‌های مقاوم، انتخاب و استفاده مناسب از آنها در هر پروژه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. انتخاب صحیح میلگرد با توجه به نوع سازه، بارگذاری، و شرایط محیطی، به افزایش ایمنی و پایداری سازه‌ها کمک می‌کند.
میلگرد چیست
به سؤالی که درباره تعریف میلگرد پرسیده می‌شود، می‌توان به این صورت پاسخ داد که میلگرد (با نام انگلیسی Rebar) به نوعی میله اشاره دارد که دارای مقطع دایره‌ای و سطح توپر است و از جنس فولاد تولید می‌شود. این مقطع به‌طور عمده در سازه‌های بتنی برای افزایش مقاومت به کار می‌رود.
تاریخچه میلگرد
میلگرد، از جمله اجزای حیاتی و برجسته در حوزه ساخت و ساز، جایگاهی مهم دارد. اغلب تصور می‌شود که بتن عامل اصلی مقاومت ساختمان‌هاست، اما در واقعیت، در زمان وقوع زمین‌لرزه، نقش حمایتی اصلی به میلگردها تعلق دارد.
حال که به تعریف میلگرد و نقش آن در صنعت ساختمان‌سازی آشنا شدیم، به بررسی تاریخچه آن می‌پردازیم. اکتشاف میلگرد برای اولین بار توسط جوزف لوئیس انجام شد. او متوجه شد که با استفاده از میلگرد در کنار بتن، نقص کششی بتن می‌تواند ترمیم شود و سازه‌ها در مقابل نیروهای کششی و فشاری با مقاومت بیشتری مواجه خواهند شد.
در واقع، بتن تنها در مقابل نیروهای فشاری قدرت خود را اثبات می‌کند، و در زمان برخورد با نیروهای کششی، قدرت کمتری دارد و ممکن است ترک‌هایی تجربه کند.
استفاده از میلگرد به‌صورت همزمان با بتن، نقاط ضعف بتن را می‌پوشاند و در برابر نیروهای کششی و خمشی نیز مقاومت مورد نیاز را فراهم می‌کند. با این ترکیب، سازه‌ها به‌طور کامل تقویت شده و پایداری آنها بهبود می‌یابد.
شناسایی میلگرد
معمولاً اشتباهاً فرض می‌شود که شناسایی میلگرد براساس ویژگی‌هایی مانند ضخامت، طول یا عرض آن انجام می‌شود. اما واقعیت این است که اصلی‌ترین ویژگی برای شناسایی این قطعه فلزی، قطر آن می‌باشد.
آشنایی با انواع میلگرد
میلگردها، به عنوان یکی از اقسام پرکاربرد در صنعت ساخت و ساز، در تشکیل انواع مختلف ساختمان‌ها به کار می‌روند. این عناصر سازنده، با تنوعی گسترده در اندازه‌ها و اشکال، در انواع مختلفی از ساختمان‌ها به کار می‌روند. این تنوع در استفاده و نحوه استفاده از میلگردها، از طریق دسته‌بندی‌های مختلف، تجسم یافته و در ادامه به تشریح جزئیات هر دسته پرداخته خواهد شد:
میلگردها بر اساس شکل ظاهری
میلگردها از نظر شکل ظاهری، به سه دسته آجدار، ساده و کلاف (Coil rebar) تقسیم می‌شوند. میلگردهای ساده و آجدار بیشترین میزان استفاده را دارند. از مراحل ابتدایی مانند فونداسیون تا ستون‌های اصلی، مصارف متنوعی از میلگردها در صنعت ساخت و ساز وجود دارد. این عناصر، در ایجاد شکل و ساختار ساختمان‌ها به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.
میلگرد ساده (Simple Rebar)
میلگردهایی که سطحی صاف و بدون آج دارند، به عنوان میلگرد ساده شناخته می‌شوند. اغلب قطر این میلگردها در محدوده 6 تا 50 میلیمتر قرار دارد. یکی از ویژگی‌های مهم این نوع میلگرد، سهولت در خم و برش آن است. به همین دلیل، در پروژه‌های پل‌سازی و ساخت سازه‌های سنگین معمولاً مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
نماد فی Ø یکی از نشانه‌هایی است که بر روی میلگردهای با سطح مقطع ساده حک می‌شود و به معنای قطر اسمی میلگرد ساده است. این نماد به عنوان یک نشان بین‌المللی بر روی میلگردها استفاده می‌شود و نشان‌دهنده ویژگی سطح صاف و بدون آج آن است.
کاربردهای میلگرد ساده عبارتند از:
- استفاده در صنعت ماشین‌سازی
- اتصالات صنعتی
- اتصالات ساختمانی
- استفاده در مواقعی که نیاز به روکش فلزی با وزن کم در اتصالات زیربنایی خیابان‌ها وجود دارد.
میلگرد آجدار (Ribbed Rebar)
میلگرد آجدار، همانطور که از نامش پیداست، دارای آج و فرورفتگی‌هایی در سطح خود است. اما چرا آج در این نوع میلگرد برجسته است؟ وجود آج در میلگرد آجدار به منظور جلوگیری از لیز خوردگی آن در داخل بتن کاربرد دارد و به تبع آن، مقاومت کششی سازه‌های بتنی افزایش می‌یابد.
این نوع میلگرد با قطرهای مختلف در محدوده 6 تا 50 میلیمتر تولید می‌شود. یکی از مثال‌هایی از میلگرد آجدار، میلگرد ترمکس است که به دلیل مقاومت بالا در سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربردهای میلگرد آجدار عبارتند از:
- استفاده در صنعت ساختمان‌سازی، ایستگاه‌های BRT و انواع سازه‌های بتنی
- نقش اساسی میلگرد آجدار در تقویت بتن مسلح؛ زیرا بتن در مقابل فشارهای کششی آسیب‌پذیر است و به سرعت ترک می‌خورد. به همین دلیل، این نوع میلگرد در تقویت بتن برای مقاومت در برابر فشارهای کششی ناشی از عواملی مانند زلزله مورد استفاده قرار می‌گیرد تا بتن از آسیب جلوگیری شود.
انواع جنس میلگرد
با توجه به این تقسیم‌بندی، دسته‌بندی مختلف میلگردها بر اساس ماده تولیدی عبارتند از:
میلگردهای اروپایی (European Rebar)
ویژگی‌های میلگردهای اروپایی (European rebar) به صورت زیر توضیح داده می‌شود. این نوع میلگرد از ماده‌ای که عمدتاً منگنز است، ساخته می‌شود. خصوصیت برجسته این میلگرد در ارتجاع به خمیدگی بالاتر آن است. از آنجا که در شهرهایی با زمین‌لرزه‌های قوی این نوع زیاد استفاده نمی‌شود.
میلگردهای با فولاد کربن دار (Black Rebar)
میلگردهای پرکربن یا همان میلگردهای سیاه در تنوع و تعداد زیادی تولید می‌شوند. این میلگردها دارای مقاومت کششی بسیار بالا هستند. اما از نظر سرعت فرسایش و زنگ‌زدگی مشکلاتی دارند. این ویژگی‌ها باعث ترک‌خوردگی در بتن می‌شوند و در مناطق با آب و هوای مرطوب توصیه نمی‌شوند.
میلگردهای با پوشش اپوکسی (Epoxy Coated Rebar)
این نوع میلگرد با ترکیب میلگرد سیاه و پوشش اپوکسی ساخته می‌شود. این پوشش از مقاومت بهتری در مقابل خوردگی برخوردار است. با این حال، به دلیل ظرافت پوشش باید با احتیاط استفاده شود تا آسیبی به آن وارد نشود. در صورت خراب شدن پوشش، مقاومت میلگرد در برابر خوردگی کاهش می‌یابد.
میلگردهای گالوانیزه (Galvanized Rebar)
برای بیان ویژگی‌های میلگردهای گالوانیزه، به مقایسه با میلگردهای اپوکسی پرداخته می‌شود. این نوع میلگرد نسبت به اپوکسی دارای مقاومت بسیار بیشتری در برابر خوردگی است که حدود 40 برابر می‌شود. البته به دلیل این ویژگی‌ها، قیمت آن نیز بالاتر است. به علت مقاومت در برابر خوردگی، این میلگرد در بسیاری از موارد مورد توجه قرار می‌گیرد.
میلگرد فایبرگلاس (Fiberglass rebar)
استفاده اصلی از این نوع میلگرد در تقویت بتن است و ویژگی اصلی آن وزن سبک آن است. این نوع میلگرد قابلیت خمش ندارد اما به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، می‌تواند در تقویت سازه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
میلگرد استنلس استیل (Stainless steel rebar)
میلگرد استنلس استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی به عنوان یکی از گران‌ترین انواع میلگردها شناخته می‌شود. این میلگرد در تقویت سازه‌ها استفاده می‌شود، اما به دلیل هزینه‌های بالا، استفاده عمومی ندارد. استنلس استیل به معنای فولاد ضد زنگ است که در زمان تولید آن با پوشش ضد خوردگی مجهز می‌شود.
انواع میلگرد بر اساس استاندارد روسی
با توجه به این تقسیم‌بندی، انواع گرید میلگردها به شرح زیر تعریف می‌شوند:
میلگرد A1
میلگرد نرم یا میلگرد داکتیل، نام‌های دیگری برای این نوع میلگرد هستند. آن خصوصیت اصلی این نوع میلگرد این است که بدون آج تولید می‌شود. از کربن کمی در تولید این میلگرد استفاده می‌شود که باعث شکل‌پذیری بیشتر آن می‌شود. در مواردی که نیاز به خم‌کاری دارد، میلگرد A1 مورد استفاده قرار می‌گیرد.
میلگرد A2
این نوع میلگرد از نوع آجدار بوده و آج‌های یکدستی در سطح آن وجود دارد. این میلگرد به نام‌های دیگری مانند میلگرد آجدار، مارپیچ و نیمه ترد نیز شناخته می‌شود. آج‌های متناوب در سطح آن باعث چسبندگی بهتر در میان بتن و جلوگیری از جابجایی آن می‌شود. معمولاً این نوع میلگرد در خاموت‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
میلگرد A3
میلگرد جناغی نام دیگری برای این نوع است؛ زیرا آج‌هایی مشابه جناغ در سطح خود دارد. میلگرد A3 نیمه سخت بوده و به همین دلیل نسبت به دو نوع قبلی خاصیت شکل‌گیری کمتری دارد.
میلگرد A4
این نوع میلگرد نیز از نوع آجدار بوده و به نام میلگرد مرکب نیز شناخته می‌شود. این میلگرد از نوع سخت است و به‌طور عمده در سازه‌های فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
آشنایی با بندیل میلگرد
مرحله‌ی بسته‌بندی از مراحل حیاتی در تولید هر محصولی به شمار می‌آید. حتی اگر تولید یک محصول با کیفیت بالا انجام شود، اگر بسته‌بندی مناسب انجام نشود، امکان آسیب‌دیدگی به محصول وجود دارد.
این قاعده برای صنایع فولادی و آهن‌آلات نیز اعتبار دارد. به عنوان مثال، میلگردها که به‌عنوان یکی از مقاطع پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی شناخته می‌شوند، با استفاده از بندیل میلگرد بسته‌بندی می‌شوند.
بندیل میلگرد چیست؟
بندیل (Bundle) به یک نوار آهنی اطلاق می‌شود که در بسته‌بندی مقاطع فولادی با قطر کم مورد استفاده قرار می‌گیرد. زمانی که این نوار آهنی برای بسته‌بندی میلگردها به‌کار گرفته می‌شود، به آن بندیل میلگرد گفته می‌شود و به حمل و نقل آسان‌تر آن کمک می‌کند.
اهمیت استفاده از بندیل میلگرد
همانطور که اشاره شد، استفاده از بندیل برای حمل و نقل میلگردها بسیار اهمیت دارد. این روش به مقایسه با دیگر روش‌های بسته‌بندی، به صرفه‌تر و با هزینه کمتری انجام می‌شود.
استانداردهای میلگرد
در فرآیند تولید هر نوع مقطع فولادی در هر کارخانه‌ای، از استانداردهای متعددی بهره‌برداری می‌شود. این اقدام به منظور حفظ کیفیت محصولات تولیدی و ایجاد رقابتی برای قیمت محصولات انجام می‌شود. در مورد تولید میلگرد نیز، مجموعه‌ای از استانداردها به کار گرفته می‌شوند که در زیر به تشریح آنها می‌پردازیم:
- استاندارد ASTM (انجمن مواد و آزمون آمریکا)، به ویژه نسخه ACI (318-14) که به عنوان معروف‌ترین استاندارد شناخته می‌شود، در تولید میلگرد به کار می‌رود.
- استاندارد JIS (ژاپن) نیز با ارائه استاندارد JIS G3112 برای میلگردهای مورد استفاده در سازه‌های بتنی، نقش مهمی در این صنعت ایفا می‌کند.
- استاندارد DIN (آلمان) با ارائه استاندارد DIN 488، به تعریف میلگردهای استفاده شده در سازه‌های فولادی مسلح می‌پردازد.
- سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) نیز با تدوین استاندارد ISO 6935، ویژگی‌های میلگردهای فولادی را مشخص می‌کند.
این استانداردها ابزارهای اساسی در تضمین کیفیت، سازگاری با نیازها و همچنین ایجاد هماهنگی در صنعت تولید میلگرد و مقاطع فولادی به‌شمار می‌روند.
وصله میلگرد چیست؟
ابتدا باید به این پرسش پاسخ دهیم: چه چیزی وصله میلگرد است؟ وصله میلگرد در واقع به اتصال چند میلگرد به یکدیگر با هدف ایجاد میلگرد طویل اشاره دارد. این عمل به منظور فراهم کردن طول بیشتر میلگردها و همچنین برآورده کردن نیازهای کششی یا فشاری پیوسته در دو میلگرد در امتداد یکدیگر انجام می‌شود.
در بخش‌های مختلف از سازه‌های بتن مسلح، وصله میلگردها از طریق یکی از چهار روش زیر انجام می‌شود:
- وصله پوششی
- وصله جوشی
- وصله مکانیکی
- وصله اتکایی
FY در میلگرد چیست؟
یکی از عوامل بسیار مهم در زمینه میلگردها در عملیات ساخت و ساز، مقاومت به تسلیم و کشش است. این دو مؤلفه بیان‌کننده دوام و کیفیت سازه‌ها می‌باشند.
ترمیم مقاومت یا نیروی تسلیم به وضوح مقداری است که در آن، مواد از حالت الاستیک به حالت پلاستیک تغییر می‌کنند. این مقدار تنش تسلیم یا مقاومت به تسلیم به‌وسیلهٔ “fy” نمایش داده می‌شود.
به طور دقیق، این پارامتر نشان‌دهنده مقاومت و دیگری تحمل میلگرد در برابر تغییر شکل است. هرچه مقدار مقاومت به تسلیم بالاتر باشد، انعطاف‌پذیری کاهش می‌یابد. برای افزایش این مقدار و همچنین مقاومت، باید عناصر ویژه‌ای به آلیاژ فولاد اضافه گردد.
جمع بندی این مطلب
در این مقاله، با اطلاعات مهم درباره تاریخچه میلگرد، انواع مختلف آن و استانداردهای تولید آشنا شدیم. به دست آوردیم که میلگرد به چه معناست و اینکه بتن تنها در مقابل نیروهای فشاری مقاومت دارد، اما در مواجهه با نیروهای کششی ضعیف است و به ترک خوردگی می‌انجامد. این مشکل با استفاده از میلگرد کنار بتن برطرف می‌شود و بتن قادر به مقابله با نیروهای کششی و خمشی نیز خواهد بود.
میلگردها با توجه به چهار گرید مختلف و استانداردهای تولید مشخصی تولید می‌شوند. این گریدها به شامل میلگرد A1، میلگرد A2، میلگرد A3 و میلگرد A4 می‌شوند. با استثنای میلگرد A1 که به صورت ساده تولید می‌شود، سایر گریدها به صورت میلگرد آجدار ساخته می‌شوند.
