میلگرد یکی از محصولات فولادی پرکاربرد در صنایع مختلف، به ویژه صنعت ساختمان سازی است به طوری که می توان گفت میلگرد پرکاربردترین مقطع در ساختمان سازی می باشد. میلگرد در حالت کلی به دو دسته ساده و آجدار تقسیم بندی می شوند و می توان آن را به دو صورت شاخه و کلاف در بازار تهیه کرد. علاوه بر تقسیم میلگرد به دو دسته ساده و آجدار، انواع میلگرد را می توان از جنبه های گونان دسته بندی کرد مانند استاندارد تولید، شکل ظاهری، جنس و …
در ادامه با پله همراه باشید تا به بررسی انواع میلگردها و کاربردهای آن در صنعت ساختمان بیشتر آشنا شوید.
میلگرد چیست؟
میلگرد در انگلیسی Rebar نامیده می شود. Rebar شکل اختصاری عبارت reinforcing bars به معنی «میله های تقویت کننده» می باشد. تعریف میلگرد را می توان به این صورت بیان کرد:
میلگرد نوعی پروفیل طویل و توپر است که برای بهبود مقاومت کششی بتن استفاده می شود، زیرا بتن ماده ای بسیار مستحکم و مقاوم در برابر تنش های فشاری است، اما در برابر تنش کششی بسیار ضعیف عمل می کند. به همین دلیل و با هدف جبران ضعف مقاومت کششی بتن از انواع میلگرد آجدار درون بتون استفاده می کنند.
میلگردها از اصلی ترین و پرفروش ترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان سازی است و انواع مختلفی دارد. معمولا نوع فولادی میلگرد در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود، زیرا ازدیاد طول فولاد در اثر دماهای بالا (ضریب انبساط حرارتی) تقریباً برابر با بتن است. به طور کل استفاده از میلگرد در سازه های بتنی منجر به ساخت سازه ای با قابلیت باربری بالاتر، شکل پذیری بیشتر و عمر طولانی تر می گردد.
تعریف میلگرد در استاندارد ملی ایران:
محصول فولادی گرم نوردیده به صورت ساده یا آج دار با مقطع گرد که به صورت شاخه ای (مستقیم در طول معین) یا کلاف (به صورت حلقوی پیوسته) بسته بندی می شود.
تفاوت میلگرد و آرماتور چیست؟
معمولا میلگرد و آرماتور با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند. برای دانستن تفاوت آرماتور با میلگرد ابتدا باید با تعریف آرماتور آشنا شویم. آرماتورها همان میلگردهای تغییر شکل یافته ای هستند که آماده قرارگیری در بتن می باشند. به عبارتی دیگر، زمانی که میلگرد تغییر شکل داده شود و آماده بتن ریزی باشد، به آن آرماتور می گویند.
در نتیجه می توان گفت آرماتور همان میلگرد است با این تفاوت که قبل از قرارگیری در بتن بر روی آن عملیات هایی مانند خمکاری، برشکاری یا جوش دادن به دیگر میلگردها، انجام می گیرد. اگر مایل به دریافت اطلاعات بیشتر در مورد آرماتور، انواع آن و روش های کلی استفاده از آرماتورها هستید پیشنهاد می کنیم مقاله زیر را مطالعه نمایید.
استانداردهای بین المللی میلگرد
مشخصات میلگردها بر اساس استاندارد ملی کشورهای مختلف متفاوت است. در جدول زیر استانداردهای بین المللی و استانداردهای ملی برای تولید میلگردهای فولادی را مشاهده می کنید.
در بین استانداردهای فوق استانداردهای آمریکایی (ASTM)، روسی (GOST)، استاندارد آلمانی (DIN)، استاندارد بریتانیایی (BS)، JIS (استاندارد ژاپنی) و استاندارد هندی (IS) معروف تر بوده و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. ایران نیز استانداردGOST 5781 کشور روسیه پر استفاده ترین استاندارد ساخت این مقطع فولادی می باشد که طبق آن محصولات در ۴ گرید A1، A2، A3 و A4 طبقه بندی می شوند.
استانداردهای میلگرد در ایران
استاندارد ملی ایران برای تولید میلگردهای فولادی، استاندارد INSO3132 می باشد که تحت عنوان « میلگردهای فولادی گرم نوردیده برای تسلیح بتن – ویژگی ها و روشهای آزمون» در سال ۱۳۶۹ تهیه و در سال ۱۳۸۱ نسخه جدید آن تجدیدنظر و ارائه شد. هدف از تدوین این استاندارد، تعیین ویژگی ها و روش های آزمون میلگردهای فولادی گرم نوردیده ساده و آجدار برای تسلیح بتن می باشد. کارخانه ذوب آهن به عنوان یکی از بزرگ ترین تولید کنندگان میلگرد در ایران برای تولید محصولات خود، از این استاندارد استفاده می کند.
منابعی که برای تهیه استاندارد ملی ایران شماره ۳۱۳۲ مورد استفاده قرار گرفته است چکیده ای از استانداردهای جهانی DIN، ISO، GOST، JIS ،BS و ASTM می باشد که در ادامه به معرفی و ارائه توضیح مختصری در رابطه با هر کدام از آن ها می پردازیم:
- استاندارد DIN : حروف DIN مخفف “Deutsches Institut für Normung” به معنای “موسسه آلمانی استانداردسازی” است. استاندارد DIN استانداردی است که در مؤسسه استانداردسازی آلمان (DIN) در برلین تهیه شده است و استانداردهای یکپارچه ای مانند کیفیت، حداقل عملکرد، ویژگی ها، ابعاد و غیره را برای محصولات و فرآیندها تعیین می کند. استانداردهای آلمانی استفاده شده در استاندارد ملی ایران شماره ۳۱۳۲، شامل DIN 488-1:2009 ، DIN 488-2:2009 و DIN 488-3:2009 می باشد.
- استاندارد ISO: عبارت ISO مخفف the International Organization for Standardizationو به معنی سازمان بین المللی استاندارد ایزو می باشد. کار تهیه استانداردهای بین المللی معمولاً از طریق کمیته های فنی ISO انجام می شود. با این حال نفوذ استاندارد ISO در مورد میلگرد کم است و استانداردهای ملی در این زمینه کاربرد بیشتری دارند. استانداردهای ISO 6935 -1:2007 و ISO 6935 -2:2007 از مراجع استفاده شده در استاندارد ملی ایران ۳۱۳۲ می باشند.
-
استاندراد GOST: عبارت GOST مخفف GOvernment STandard Russia به معنی استاندارد دولتی روسیه می باشد و معرف گروهی از استانداردهای توسعه یافته در اتحاد جماهیر شوروی است. استاندارد شماره GOST 5781-82 :1993 در استاندارد ملی ایران به کار گرفته شده است.
- استاندارد JIS: استانداردهای صنعتی ژاپن Japanese Industrial Standards (JIS) استانداردهای مورد استفاده برای فعالیت های صنعتی در ژاپن می باشد. فرآیند استانداردسازی توسط کمیته استانداردهای صنعتی ژاپن هماهنگ می شود و از طریق انجمن استاندارد ژاپن منتشر می گردد. استاندارد JIS G 3112 :2010 ژاپن یکی دیگر از مراجع استاندارد ملی ایران شماره ۳۱۳۲ در زمینه مشخصات میلگرد می باشد.
- استاندارد BS: موسسه استاندارد بریتانیا یا British Standards مرجع استانداردگذاری در انگلیس است. این مؤسسه برای گستره وسیعی از کالاها و خدمات استاندارد تعیین می کند. در استاندارد ملی ایران از استاندارد BS 4449:2005+A2:2009 به عنوان یکی از مراجع مشخصات میلگرد استفاده شده است.
- استاندراد ASTM: ASTM یکی از بزرگ ترین سازمان های بین المللی توسعه دهنده استاندارد است. استانداردهای گسترده این سازمان، بر اساس اجماع به تصویب می رسد. این سازمان دارای ۳۰٬۰۰۰ عضو از ۱۲۰ کشور جهان می باشد. از ASTM A 615/A 615M در استاندارد ملی ایران شماره ۳۱۳۲ بهره گرفته شده است.
انواع میلگرد بر اساس شکل ظاهری
با توجه به استاندارد ملی ایران شماره 4-1797 میله های فولادی از نظر شکل ظاهری به صورت زیر تقسیم بندی می شود:
- میلگردها (میله با سطح مقطع دایره)
- میله های چهارگوش مربع شکل ( میلگرد چهار پهلو)
- میلگرد های شش گوش (میلگرد شش پر)
- میله های هشت گوش
- تسمه های فولادی (میلگرد صاف)
تمامی این میلگردها به صورت شاخه ای تولید و عرضه می شوند.
میله های گرد یا همان میلگردها موضوع اصلی این مقاله هستند که در ادامه آن ها را از نظر انواع و دیگر مشخصات بیشتر بررسی می کنیم. در بین دیگر میله های چهارگوش، شش گوش، هشت گوش و میلگرد تسمه نیز، میلگرد چهارگوش یا چهار پهلو کاربرد و محبوبیت بیشتری دارد.
میلگرد چهار پهلو
در میلگرد چهارپهلو سطح مقطع میلگرد به جای دایره، به صورت چهارگوش (مربع) ساخته می شود. مزایای چهار گوش بودن میلگرد پایداری بالا در برابر لغزش و قابلیت استفاده در طرح های پیچیده است. میلگرد چهار پهلو در قطرهای ۸ تا ۱۲۰ میلی متر و طول ۳ تا ۱۲ متر قابل تولید است.
چهار پهلو تقریبا در اکثر صنایع و به عنوان محصول میانی برای تولید تکیه گاه، محور، اتصالات، پایه، ریل، میله دستگیره و … استفاده می شود
شکل ظاهری انواع میلگرد با سطح مقطع دایره
طبق استاندارد ملی ایران شماره 3132 ، میل گردهای گرم نوردیده برای تسلیح بتن، به دو دسته میلگرد ساده و میلگرد آج دار از نظر ظاهری تقسیم می شوند. طبقه بندی میلگردهای ساده و آج دار در ۴ گرید و به صورت زیر انجام می شود:
- میلگرد ساده یا میلگرد A1
- انواع میلگرد آجدار مارپیچ یا میلگرد A2
- میلگرد آجدار جناغی یا میلگرد A3
- میلگرد آجدار مرکب یا میلگرد A4
۱- میلگرد نوع A1
میلگرد A1 یا میلگرد ساده به میلگردی گفته می شود که در تمام سطح آن هیچگونه آج یا برجستگی وجود ندارد. میلگردهای ساده معمولا در سایز ۶ تا ۲۰ میلی متر تولید و عرضه می شوند و در استاندارد ملی ایران شماره ۳۱۳۲ با علامت مشخصه س۲۴۰ نشان داده می شوند. این نوع میلگرد در ترکیب شیمایی خود کمترین میزان کربن را دارد که منجر به انعطاف بالا و قابلیت شکل پذیری و جوش پذیری مناسب آن می شود.
۲- میلگرد نوع A2
میلگردهای A2 از نوع میلگردهای آجدار هستند. آج این نوع میلگرد از نوع مارپیچ (یکنواخت یا دوکی) می باشد که از ابتدا تا انتهای میلگرد، ادامه پیدا می‌کند و در هیچ کجا قطع نمی شود. میلگرد A2 نسبت به میلگردهای ساده از مقاومت بالاتری برخور است.، اما در عین حال در بین دیگر میلگردهای آجدار سختی کمتری دارد و به همین دلیل به میلگرد نیمه سخت نیز معروف است. از میلگرد A2 بیشتر در دیوارهای برشی و در ساخت خاموت استفاده می گردد.
این نوع میلگرد در استاندارد شماره ۳۱۳۲ با دو علامت مشخصه «آج ۳۴۰» و «آج ۳۵۰» شناخته می شوند.
۳- میلگرد نوع A3
میلگرد A3 نیز یک نوع میلگرد آجدار است، اما آج آن جناقی شکل می باشد. تفاوت میلگرد A2 و A3 در مشخصات مکانیکی مانند میزان مقاومت میلگرد و قابلیت شکل پذیری و جوش پذیری آنهاست. به این صورت که میلگرد A3 به دلیل درصد کربن بیشتر در ترکیب شیمیایی خود مقاومت بالاتری نسبت به ملگرد A2 دارد، ولی قابلیت شکل پذیری و جوش پذیری آن نیز کمتر است.
میلگرد A3 با علامت مشخصه «آج ۴۰۰» و «آج ۴۲۰» در استاندراد ملی ایران مشخص می باشد.
۴- میلگرد نوع A4
میلگرد A4 که در استاندراد ۳۱۳۲ با علامت مشخصه آج ۵۰۰ و آج ۵۲۰ شناخته می شود در آخرین رده سختی قرار دارد و از فولاد با درجه کربن بالا ساخته می شود. شکل آج های این میلگرد کاملا متفاوت از میلگردهای آجدار A2 و A3 است و دارای آج های عرضی دوکی شکل می باشد. میلگرد A4 به دلیل پیشرفت در تکنولوژی ساخت خود، علاوه بر استحکام بالا، دارای انعطاف و قابلیت جوش پذیری مناسبی است و عمده تفاوت میلگرد a3 و a4 نیز به همین مورد مربوط می باشد.
انواع میلگرد موجود در بازار
همانطور که گفتیم میلگردها تنوع بالایی دارند و از جنبه های گوناگون قابل دسته بندی هستند. علاوه بر دسته بندی که تا کنون به آن اشاره کردیم، می توان میلگردها را از نظر میزان کاربرد در بازار و میزان استفاده در مقیاس پروژه نیز دسته بندی کرد. در ادامه میلگردهایی که در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرد را بررسی می کنیم.
انواع میلگرد از نظر کاربرد در سازه
در تمام پروژه های ساختمانی لازم است از انوع مختلف میلگرد با توجه به شکل خم، حالت میلگرد، نوع آلیاژ استفاده شده در آن و …. استفاده شود. به طور کلی انواع میلگرد استفاده شده در سازه را به صورت زیر می توان دسته بندی کرد.
۱- میلگرد تقویتی
از میلگردهای تقویتی برای بخش هایی که از ساختمان دوام کافی نداشته باشند و یا پیش بینی شود تحت نیروهای کششی و فشاری آسیب ببینند استفاده می شود. بیشترین مورد استفاده از آن ها در سقف های تیرچه بلوک، فونداسیون و دیوار برشی است. این نوع میلگرد با شمش فولادی نورد گرم تولید می شود و قابلیت خم شدن تا ۱۸۰ درجه را نیز دارد.
۲- میلگرد نرمال
میلگرد نرمال معمولا در سایزهای ۳ تا ۱۱ متر تولید می شود. میلگردهای نرمال با استفاده از میلگردهای نوع A2 و A3 تولید می شوند و به هر دو صورت شاخه و کلاف برای مصارف خاصی استفاده می گردند. میلگرد نرمال برای ساخت تیرچه، خرپا، تیرچه لوک، میلگرد نرمال مناسب ترین گزینه خواهد بود، زیرا در این صنایع به میلگردهای کوتاه تر از سایز استاندارد نیاز است.
۳- میلگرد بستر
میلگردهای بستر شامل دو میلگرد موازی به طول ۳ متر هستند که فاصله عرضی میان آن ها، بین ۵/۵، ۱۱ و ۱۵ سانتی متر متغیر خواهد بود. همچنین یک مفتول به صورت عمودی یا زیگزاک به دو میلگرد موازی جوش داده می شود. از میلگردهای بستر برای افزایش مقاومت در برابر تنش های خمشی و برشی استفاده می شود. علاوه بر این، آرماتور بستر بر باربری عمودی و مایل ستون های ساختمان تاثیر خوبی دارد. از دیگر مزیت های آن می توان به عدم نیاز به دوغاب بندی و استحکام در برابر زلزله اشاره کرد.
۴- میلگرد HSD
میلگردهای HSD نوعی میلگرد آجدار با استحکام و مقاومت بالا می باشند. استفاده از این نوع میلگرد به دلیل مقاومت بالای آن در برابر تنش های کششی و فشاری، نیاز به میلگردهای تقویتی را کاهش می دهند و در نتیجه نیاز به آرماتورها در سازه کاهش پیدا می کند. از دیگر مزایای میلگرد HSD می توان به قابلیت جوش پذیری و شکل پذیری بالای آن اشاره کرد.
۵- میلگرد زیگزاگ
میلگردهای زیگزاگ که در اصطلاح به آن خرپا هم گفته می شود، تشکیل شده از دو مدل میلگرد ساده و آجدار است که از طریق جوش یا قلاب به یکدیگر متصل می شوند. در واقع این مقطع فولادی از سه بخش بالائی، پایینی و عرضی تشکیل می شود. به این صورت که ۳ میلگرد آجدار در قسمت پاین و بالا قرار می گیرد و میلگردهای ساده ( A1) در قسمت عرضی خرپا جای می گیرد. از این نوع میلگرد در ساخت انواع سقف استفاده می شود.
۶- میلگرد ترانس
میلگردهای ترانسکه به آن میلگرد کششی نیز گفته می شود نسبت به سایر میلگردها ظاهری صاف و صیقلی تر دارد. ظاهر صاف و یکدست این میلگرد به دلیل فرآیندهای پولیش می باشد و با توجه به نحوه پولیش زنی کیفیت و میزان صیقلی بودن آن نیز متفاوت خواهد بود. به طور کل فرایند پولیش زنی در این میلگرد به دو دسته تک پولیش و دو پولیش تقسیم بندی می شود.
۷- میلگرد حرارتی
میلگرد حرارتی از استحکام کششی بسیار بیشتری نسبت به دیگر انواع میلگرد ها برخوردار است؛ به همین دلیل این نوع میلگرد برای جلوگیری از ترک‌خوردگی بتن، گزینه مناسب تری است. به میلگردهای حرارتی میلگردهای افت و حرارت نیز می گویند. بیشترین کاربرد این میلگرد، افزایش استحکام سقف سازه ها و جلوگیری از گسستگی دیافراگم سقف است. به طور کل، این میلگرد با کاهش عرض ترک ها، مقاوت سازه را افزایش می دهد.
۸- میلگرد سردار (میلگرد کلاهک دار)
میلگرد کلاهک دار یا میلگرد سردار، همان میلگرد شاخه است که به یک سر یا دو سر آن کلاهک متصل شده است. این کلاهک های فولادی در شکل های مختلف مربع، مستطیل دایره و لوزی هستند که به سر میلگرد متصل می شوند. انواع میلگرد سردار بیشتر به صورت میلگرد آجدار سردار، گل میخ سردار و پیچ سردارد مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از میلگردهای سردار یا کلاهک دار باعث کاهش ازدحام میلگردها در قسمت های مختلف سازه می شود.
۹- میلگرد همبندی
میلگرد همبندی میلگردی ساده یا آجدار در سایزهای ۸ تا ۱۰ میلی متر است که به عنوان هادی الکتریکی و برای هم‌پتانسل کردن نقاط تماس در ساختمان استفاده می شود تا از بروز خطر جلوگیری کند. البته می توان از اجسام دیگری به غیر از میلگرد نیز برای این کار استفاده کرد. مثلا مناسب ترین هادی های الکتریکی به صورت هادی مدور، تسمه و … هستند؛ اما در کشور ما به دلیل پایین تر بودن هزینه میلگرد فولادی، عمدتا از آن به عنوان هادی استفاده می شود که به آن میلگرد همبندی می گویند. در واقع در ایران استفاده از میلگرد همبندی نسبت به هادی الکتریکی کلاسیک، متداول تر است.
اندازه گیری قطر میلگرد
به طور کلی انواع میلگرد از قطر از ۸ ال ۵۰ میلی متر تولید و عرضه می شوند، اما بیشترین کاربرد آن ها در قطر ۶ تا ۳۲ میلی متر می باشد. همچنین هر سایز از میلگرد، برای استفاده خاصی کاربرد دارد. اگر پلاک بندیل میلگرد یا گواهی نامه فنی آن در دسترس باشد به راحتی می توان قطر میلگرد را متوجه شد، اما اگر نیاز به اندازه گیری قطر میلگرد باشد می توان از روش های مختلفی برای این منظور استفاده کرد. در برخی از این روش ها نیاز به هیچگونه ابزاری نیست، اما برای محاسبه دقیق باید از ابزار اندازه گیری مانند کولیس استفاده کرد.
انواع خم میلگرد
۱- میلگرد خاموت:
به طور کلی به آرماتورهای عرضی که برای مقاومت در برابر نیروهای برشی و پیچشی در عضو به کار می روند، خاموت می گویند. در واقع خم خاموت باعث جلوگیری از شکست و ترک در اعضای بتنی می شود. خاموت ها انواع مختلفی دارند و از میلگردهای آجدار به شکل مستطیل یا رکابی به صورت U یا L ساخته می شوند.
۲- میلگرد خرک:
میلگرد یا آرماتور خرک نقشی مشابه خاموت دارد. در واقع به این دلیل که نمی توان از خاموت در فونداسیون استفاده کرد، برای بهره بردن از خم آرماتور فونداسیون، از خرک استفاده می کنند. با این همه خرک کاربرد سازه ای ندارد و صرفا برای پایدارسازی مش فوقانی فونداسیون و قرار دادن دو شبکه متوالی افقی، با فاصله معین به کار می رود.
۳- میلگرد سنجاقی:
میلگرد سنجاقی یا میلگرد سنجاقک یک نوع آرماتور عرضی است که به منظور مقاومت میگلردهای طولی ستون در برابر نیروی برشی استفاده می شود. همچنین این نوع میلگرد نقش مهمی در پایداری و مقاومت سازه در برابر نیروهایی مانند باد و زلزله ایفا می کند.
۴- میلگرد ادکا (اتکا):
این نوع خم میلگرد به تحمل نیروهای وارده بر سازه کمک بسزایی می کند و و معمولا در محل اتصال تیر سقف به تیرچه نصب می گردد. از مزایای استفاده از این میلگرد می توان به کاهش ارتعاشات و خیز سقف، کاهش بارها و فشارهای وارد از طبقه فوقانی و جلوگیری از ترک خوردگی سقف اشاره کرد. البته آرماتور ممان منفی نیز مانند آرماتور ادکا به افزایش استحکام سقف و جلوگیری از ترک خوردگی آن کمک می کند به همین دلیل ممکن است این دو آرماتور با یکدیگر اشتباه گرفته شوند. یکی از ساده ترین روش های تشخیص این دو میلگرد شکل ظاهری آن هاست، به این صورت که میلگرد ادکا سری خمیده و ظاهری شبیه گرن اردک دارد، اما میلگرد ممان منفی شبیه به عصا می باشد. از دیگر تفاوت های این دو میلگرد می توان ضرورت استفادهو نحوهی اجرای آن ها را نام برد.
۵- میلگرد راستا:
میلگرد راستا که به آن میلگرد سیتکا نیز گفته می شود یکی دیگر از انواع خم میلگرد است و برای افزایش مقاومت کششی بتن و در برخی موارد برای افزایش مقاومت فشاری بتن استفاده می شود.
۶- میلگرد رکابی:
این نوع خم میلگرد شبیه به حرف U است که دو لبه آن به سمت داخل خم شده باشد و مهم ترین نقش آن ایجاد و تنظیم فاصله بین دو شبکه میلگرد می باشد.
تست میلگرد
از انواع تست میلگرد به منظور اطلاع از ویژگی های میلگرد و تطابق آن با مشخصات استاندارد استفاده می شود. با تست میلگرد که شامل انواع آزمون های شیمیایی و مکانیکی است، کیفیت میلگردها سنجیده و با استانداردهای مربوطه تطابق داده می شوند. با توجه به استانداردهای ملی مربوطه می توان ۶ نوع آزمایش بر روی میلگردها انجام داد که برخی از آن ها الزامی هستند. میلگردها باید بتوانند حداقل های این آزمون ها را برآورده کنند تا به عنوان میلگرد استاندارد و با کیفیت شناخته شوند.
روش های اتصال میلگرد
به منظور افزایش طول میلگرد و همچنین برای ایجاد عملکرد کششی یا فشاری پیوسته در دو میلگرد در امتداد یکدیگر، از انواع روش های اتصال میلگرد استفاده می شود. اتصال میلگردها از جمله عملیاتی است که می بایست توجه ویژه ای در ساخت و ساز به آن داشت. انواع روش های اتصال یا وصله میلگرد باید به یکی از چهار روش استاندارد زیر و یا ترکیبی از آن ها استفاده شود.
- وصله پوششی (اورلپ): دو میلگرد را با روی هم قرار دادن طول میلگردها به یکدیگر متصل می کنند و در دو نوع تماسی و غیرتماسی انجام می شود.
- وصله مکانیکی (کوپلر): با استفاده از قطعه ای به نام کوپلر، دو میلگرد را به یکدیگر وصل می کنند. کوپلرها انواع مختلفی دارند و از نظر جهت رزوه کوپلر، نوع اتصال میلگردها به یکدیگر، سایز میلگردهای قابل اتصال و … قابل دسته بندی هستند.
- وصله جوشی (فورجینگ): با جوش دادن دو میلگرد به یکدیگر اتصال انجام می شود. در صورتی که بخواهیم از اتصال جوشی میلگرد استفاده کنیم، باید میلگردها را تحت آزمایش جوش پذیری قرار دهیم.
- وصله اتکایی: این نوع اتصال با روی هم قرار دادن دو انتهای میلگردهای فشاری صورت می گیرد. این نوع وصله برای میلگردهای تحت فشار با قطر ۲۵ میلیمتر و بیشتر مجاز است.
انواع میلگرد از نظر حالت و جنس
میلگرد یکی از اصلی ترین و پرفروش ترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان سازی است به طوری که بدون این مقطع فلزی، پیشبرد ساخت و ساز به شکل امروزی تقریبا غیرممکن است. استاندارد میلگرد بدون شک یکی از عوامل تاثیرگذار در خواص مکانیکی میلگرد می باشد و همین امر باعث می شود تا کاربرد آن در قسمت های مختلف سازه متفاوت باشد. علاوه بر استاندارد تولید، میلگردها از جنبه های دیگر نیز قابل دسته بندی هستند مانند شکل ظاهری و جنس میلگرد که در ادامه به بررسی این دسته بندی می پرازیم.
انواع میلگرد از نظر حالت
انواع میلگردها از نظر حالت و ظاهر به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
- میلگرد شاخه: میلگردهای ساده و آجدار که به صورت شاخه های ۱۲ متری تولید می شوند به آن ها میلگرد شاخه گفته می شود.
- میلگرد کلاف: میلگردهای کلاف حالتی از انواع میلگردهای ساده و آجدار هستند. میلگردهای کلاف ساده بسته به سفارش مشتریان از سایز ۵.۵ تا ۱۰ و کلاف های آجدار نیز با میلگردهای A2 و A3 ساخته می شوند. میلگردهای کلاف را به منظور افزایش استحکام سازه‌های بتنی، استحکام دیوارها و ستون های آجری، استحکام بلوک ها و استحکام اتصالات گازی استفاده می کنند.
انواع میلگرد از نظر جنس
با توجه به نوع مواد مورد استفاده در تولید میلگرد، انواع مختلفی از میلگردها وجود دارد. در صنعت ساخت و ساز و در سازه های بتن آرمه معمولا از میلگرد فولاد کربنی استفاده می شود، اما این نوع میلگرد ممکن است در محیط هایی با رطوبت بالا کارایی مورد نظر را نداشته باشند. در این شرایط میلگرد با روکش اپوکسی ممکن است در محیط های مرطوب بهتر عمل کند و بدون خوردگی استحکام و دوام بتن را حفظ کند. به همین دلیل باید با توجه به محیط پروژه و حجم آن نوع میلگرد را انتخاب نمود.
۱. میلگرد اروپایی
میلگرد اروپایی از منگنز ساخته می شود و به همین دلیل به راحتی خم می گردد.
اگر چه از این میلگرد در کشورهای زیادی استفاده می شود، اما به دلیل انعطاف بالا استفاده از آن در مناطق زلزله خیز یا دارای شرایط آب و هوایی خاص مانند طوفان و گردباد و همچنین برای پروژه هایی که نیاز به ساختاری یکپارچه دارند، توصیه نمی شود، با این حال قیمت آن مقرون به صرفه می باشد.
۲. میلگرد فولاد کربنی
متداول ترین نوع میلگرد در مقیاس پروژه، میلگرد فولاد کربن یا میلگرد سیاه می باشد. با توجه به اینکه این نوع میلگرد در برابر رطوبت مقاومت زیادی ندارد، میزان زنگ زدگی در آن بالا خواهد بود و استفاده از آن در مناطقی که رطوبت بالایی دارند، مناسب نیست.
با این حال به دلیل قدرت و کشش بالای میلگرد سیاه، آن را به یکی از بهترین انتخاب ها تبدیل می کند.
۳. میلگرد با پوشش اپوکسی
این میلگرد در واقع همان میلگرد سیاه است که آن را با روکش اپوکسی پوشش داده اند. با این روش، میلگرد در برابر زنگ زدگی مقاومت بیشتری پیدا می کند. اگر چه پوشش اپوکسی به کار رفته در این میلگرد فوق العاده ظریف است، اما این محصول در حدود ۷۰ تا ۱۷۰۰ برابر مقاوم تر از فولاد کربن در مقابل زنگ زدگی می باشد.
با وجود تفاوت در خوردگی، اما استحکام کششی میلگرد اپوکسی و میلگرد سیاه مشابه یکدیگر است. همچنین قیمت میلگرد سیاه پایین تر از میلگرد اپوکسی است.
۴. میلگرد گالوانیزه
میلگرد گالوانیزه، میلگرد فولادی معمولی است که سطح آن با یک لایه محافظ از فلز روی (Zn) پوشیده شده است. پوشش روی، معمولاً با فرآیند گالوانیزه گرم ایجاد می شود. میلگرد گالوانیزه نسبت به میلگرد سیاه، مقاومت بسیار بیشتری در برابر خوردگی دارد. همچنین آسیب رساندن به پوشش میلگرد گالوانیزه دشوارتر از میلگرد اپوکسی می باشد. به همین دلیل قیمت میلگرد گالوانیزه نیز بالاتر از میلگرد آپوکسی است.
۵. میلگرد کامپوزیتی (پلیمر تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP))
به میلگرد کامپوزیتی، میلگرد FRP (میله های کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف( نیز می گویند. از آنجایی که این نوع میلگرد از فیبر تشکیل شده است، خمش در آن مجاز نیست. مهم ترین ویژگی این نوع میلگردها مقاوت و استحکام بالا و همچنین سبک بودن آنهاست. همچنین این نوع میلگرد در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و در مقایسه با میلگردهای دیگر گران تر می باشد. FRP ها معمولا در صنایع هوافضا، خودروسازی، سازه های دریایی و ساخت و ساز استفاده می شوند.
۶. میلگرد فولادی ضد زنگ
فولاد ضدزنگ، نوعی آلیاژ آهن با مقدار حداقل ۱۰.۵ درصد کروم است که باعث مقاومت فلز در برابر خوردگی و زنگ زدگی می گردد. یکی از انواع میلگرد های فولادی ضد زنگ، می توان به میلگرد استنلس استیل یا میلگرد استیل اشاره کرد. این نوع میلگرد ۱۵۰۰ برابر مقاوم تر از میلگرد سیاه در برابر خوردگی است. یکی دیگر از مزایای مهم این نوع میلگرد، مقاومت فوق العاده آن نسبت به عملیات حرارتی است. از این رو میلگرد ضد زنگ بسیار گرانتر از میلگرد های دیگر است.
انواع روش های تولید میلگرد
به طور کلی روش های تولید میلگرد در ایران به ۴ دسته زیر تقسیم می شوند.
- روش نورد گرم
- روشهای نورد سرد
- روش میکروآلیاژی
- روش های ترمکس
۱- تولید میلگرد به روش نورد گرم
این روش شمش ها را در کوره های مخصوص تا دمای ۱۰۰۰ الی ۱۱۰۰ درجه حرارت می دهند و سپس آن را وارد مرحله نورد می کنند. و طی فرایندی با عنوان رافینگ، شمش ها با عبور از غلتک هایی در ۳ مرحله، به سطح مقطع دایره ای شکل و قطر مناسب می رسند. در ادامه پس از عبور شمش ها از قفسه های نورد، که خروجی‌های مختلفی برای تولید قطرهای مختلف میلگرد دارد، میلگرد با قطرهای متفاوت تولید می شود. بعد از آن، نوبت به مرحله آج گذاری می رسد که طبق استانداردهای کشورمان، میلگردهای آج های مربوط به میلگردها نوع A2 ،A3 و A4 تولید می شوند. آچ گذاری میلگرد A2 مستقیما در خط نورد انجام می شود، اما آج کاری میلگرد نوع A3 و A4 پس از خنک شدن میلگردها با آب انجام می شود.
۲- تولید میلگرد به روش نورد سرد
تولید میلگرد به روش سرد تا مرحله رافینگ مانند فرایند روش گرم انجام می شود؛ با این تفاوت که بعد از رافینگ ابتدا شمش وارد مرحله خنک‌کاری شده و سرد می‌شود. سپس شمشِ سردشده، وارد مرحله‌ی نورد می‌گردد و نورد بیشتری روی آن انجام می شود تا میلگرد مورد نظر تولید شود. این عملیات باعث می شود میلگردها دارای مقاومت و سختی بیشتر شوند؛ به همین دلیل میلگردهای تولید شده در نورد سرد، برای مناطقی که نیاز به میلگردهایی با مقاومت بالا دارند، بسیار مناسب هستند، اما این میلگردها شکل‌پذیری، مقاومت کششی و مقاومت پیچشی کمتری نسبت به سایر روشهای تولید میلگرد دارند.
۳- تولید میلگرد به روش میکروآلیاژی (آلیاژسازی)
تولید میلگرد به روش میکروآیاژی مشابه روش نورد گرم است. تنها تفاوت این روش با روش نورد گرم، اضافه کردن عناصری مثل تیتانیوم، نیوبیوم و وانادیوم به مواد مذاب میلگرد می باشد. میلگردهای آلیاژی، پس از اتمام فرآیند تولید، در هوا سرد می‌شوند. به همین دلیل در این روش میلگردها دارای استحکام، کشش و انعطاف بالاتری نسبت به دیگر روش ها می باشند و برای مناطق زلزله‌خیز، بسیار مناسب و ایده آل هستند. همچنین قیمت میلگردهای میکروآلیاژی بالاتر از سایر روش های تولید میلگرد می باشد.
۴- تولید میلگرد به روش ترمکس
میلگرد ترمکس به وسیله تکنولوژی QST (Quenching and Self-tempering ) ساخته می شود. تکنولوژی QST به معنی فرآیند فرونشسته (خاموش شده) و خودآب‌دیده می باشد. یعنی میلگردها بعد از مرحله نورد گرم، با یک عملیات درون خطی آبدهی شده، سطح آن ها سرد می شود. سپس دمای درونی میلگرد به صورت طبیعی پایین آمده و میلگرد خنک می شود. حرارتی که از داخل میلگردها به قسمت بیرونی انتقال پیدا می کند باعث ایجاد سطحی سخت و شکننده خواهد شد. همچنین این نوع میلگرد به دلیل مصرف میزان کمتر کربن، از شکل پذیری و مقاومت کششی بهتری برخوردار است. این میلگردها دارای حداقل استحکام تسلیم ۵۰۰ نیوتون بر متر مربع می باشند.
یکی از مزایای دیگر میلگردهای ترمکس نسبت به سایر میلگردها امکان جوش‌پذیری آن‌ها به روش سربه‌سر است که در بسیاری از پروژه‌های عمرانی، امری ضروری است.
روش های برش میلگرد
برای برش میلگرد دو روش موجود می باشند که هرکدام دارای دستگاه های متفاوتی هستند:
- برش به روش سرد
- روش برش به روش گرم
برش به روش سرد
اگر برای برش میلگرد از روش برش سرد استفاده کنیم، در حفظ کیفیت محصول تاثیر بیشتری داشته و خواص آن را به صورت چشم گیری تثبیت می کند. روش برش سرد خود به وسیله دستگاه های متفاوتی انجام می شود که این دستگاه ها شامل :
- انواع دستگاهای برشی واترجت
- برشی اره نواری
- دستگاه برشی اره دیسکی
- دستگاه های برشی اره دستی
- انواع دستگاه برشی اره لنگ
برای استفاده از روش برش سرد باید به وزن میلگرد توجه نمود و متناسب با وزن، سایز و ابعاد آن، بهترین روش برای برش میلگرد را انتخاب کرد. روش برش سرد به گونه ای است که حرارت به صورت مستقیم با میلگردها در تماس نیست و میلگردها نیز به اندازه های دلخواه برش داده می شوند.
مزایای استفاده از روش برش سرد به ترتیب زیر است:
- عدم ایجاد هر گونه تغییر در ساختار مولکولی فلزات
- قابلیت برش در سایزها و اشکال مختلف
- کاهش ضایعات
- انعطاف پذیری بیشتر
- کیفیت سطحی مناسبی
- یکسان بودن قطعات برش خورد
- عدم تولید هیچ گونه گاز سمی در هنگام برش
علاوه بر مزایای ذکر شده، روش سرد معایبی را نیز به دنبال دارد. به عنوان نمونه به لحاظ اقتصادی، هزینه های بالایی را در پی خواهد داشت؛ مثلا روش سرد نیازمند دستگاه های مخصوصی است که خود هزینه های زیادی را به بار می آورد. همچنین نگهداری و سرویس های دوره ای ابزار آلات برشکاری نیز مستلزم صرف هزینه است. دیگر این که برای انجام این روش، حضور نیروی متخصص و تکنسین ازضروریات خواهد بود.
۱- دستگاه برش واتر جت
در این روش، برش مواد سخت به وسیله موتورهای پرفشار آبی انجام می شود. البته از این روش علاوه بر برش سنگ، برای برش میلگرد و فلزات نیز استفاده می شود. دستگاه واترجت به دلیل برخورداری از مزایای زیر در مدت زمان محدود طرفداران زیادی پیدا کرده است. از جمله ویژگی های برتر این روش عبارتند از:
- دقت و سرعت بالای دستگاه واترجت
- کارکرد اتومات آن
۲- دستگاه برشی اره نواری
این دستگاه قطعات ضخیم را با دقت بالا برش می دهد. فرآیند کار اره نواری به صورتی است که ابتدا به کمک الکتروموتور، نوار اره به چرخش در می آید؛ در ادامه قطعه با استفاده از جک هیدرولیکی حرکت داده می شود تا برش کاری انجام گیرد. از مزایای این دستگاه می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- عملیات برش کاری به صورت اتوماتیک انجام می شود.
- این دستگاه از قابلیت برنامه ریزی برخوردار است.
- قطعات به صورت زاویه دار برش داده می شوند.
- هنگام کار و استفاده از این دستگاه ضایعات کاهش می یابد.
۳- دستگاه برشی اره دیسکی
دستگاه اره دیسکی در واقع جایگزین دستگاه پر خطر اره آتشی است. این دستگاه از کیفیت و امنیت بیشتری نیز برخوردار است. دستگاه اره دیسکی به علت تیغ های متنوعی که دارد می تواند به راحتی فلزات را برش دهد.
۴- دستگاه برشی اره دستی
ساده ترین و قدیمی ترین وسیله برای برش میلگرد، استفاده از دستگاه برش اره دستی است. اره ها دارای دندانه های متفاوتی با سایزهای یکسان هستند. در صورتی که میلگرد ضخیم باشد با اره های دندانه درشت و اگر میلگرد نازک باشد با اره های دندانه ریز، برش داده می شود. هنگام استفاده از این دستگاه، میزان نیروی دست انسان بسیار اهمیت خواهد داشت. در این روش قطعات دقیقا به دو قسمت مساوی تقسیم می شوند.
نکته حائز اهمیت در رابطه با اره دستی این است که باید از لوازم و تجهیزات ایمنی استفاده نمود به این علت که خطرات زیادی مثل احتمال تاب برداشتن یا شکستن تیغه در حین کار وجود دارد.
۵- دستگاه برشی اره لنگ
دستگاه برشی اره لنگ ضایعات زیادی تولید می کند و از دقت کمتری نیز برخوردار است. عملکرد این دستگاه در هنگام برش، با عقب و بالا رفتن قطعه انجام می گیرد؛ به همین دلیل است که نسبت به دیگر دستگاه ها کمتر از آن استفاده می کنند.
برش به روش گرم
روش برش گرم به وسیله دستگاه های زیر انجام می گیرد:
- برشی پلاسما
- تیغ اره های دیسکی (آتشی)
- برش لیزری
از مزایای استفاده از روش برش گرم می توان موارد زیر را برشمرد:
- عملیات برش با استفاده از این روش سرعت بالایی دارد.
- زمان برش کاری در این روش کوتاه است.
- هنگام انجام عملیات برش کاری در روش گرم هیچ گونه تراشه ای بر روی آن ایجاد نمی شود.
علاوه بر مزایای ذکر شده، برش به روش گرم دارای معایبی به شرح زیر است:
- تغییر در ساختار مولکولی فولاد و همچنین تغییرظاهری در کناره های محل برش
- عملکرد نامناسب
- دقت کم هنگام کار
- پرتی زیاد
۱- دستگاه برشی پلاسما
این دستگاه با استفاده از مشعل درونی خود، گاز را با سرعت زیاد و به صورت فشرده خارج می کند. دمیدن این گاز سبب می گردد که بین نازل و قطعه کار یک قوس الکتریکی ایجاد شود. این فرایند باعث پلاسمایی شدن گاز خواهد شد. حرارتی حدود ۲۵۰۰۰ درجه سانتی گراد بر روی فلز متمرکز می شود تا نقطه مدنظر بر روی محصول ذوب گردد. استفاده از این دستگاه به علت معایبی چون، وقوع خطا، احتمال برق گرفتگی و تشعشعات زیاد رادیویی، توصیه نمی شود.
۲- دستگاه تیغ اره دیسکی آتشی
هنگام استفاده از این دستگاه، حرارت زیادی در محل برش ایجاد می شود که سبب جدا شدن قطعات خواهد شد. این دستگاه به علت دقت و سرعت بالایی که دارد بر روی ساختار مولکولی آهن آلات تغییرات کمتری به وجود می آورد. تیغه موجود بر روی این دستگاه تقریبا ۴۵۰۰۰ دور در دقیقه می چرخد. باید اضافه کرد که برای حرکت و برش کاری محصول، وجود یک اپراتور ضروری است. این دستگاه برای اپراتور خطرات بسیاری مانند شکسته شدن تیغه اره را به دنبال دارد؛ به همین علت از آن برای برش استفاده نمی کنند.
۳- دستگاه برش لیزری
دستگاه برش لیزری را برای سوزاندن و ذوب کردن استفاده می کنند. لازم به ذکر است که کمترین آسیب به فلزات در روش برش لیزری صورت می گیرد. لیزرها انواع مختلفی چون فیبری، گازی، جامد و شیمیایی دارند. در بخش صنعت تنها از لیزرهای جامد و گازی استفاده می کنند.
تقسیم بندی میلگردها از نظر جنس
- اروپایی
- کربن‌دار (میلگرد پایه‌سیاه)
- میلگرد گالوانیزه
- اپوکسی پوشش‌داده‌شده
- فایبر گلاس پلیمر
- میلگردهای فولادی ضد زنگ
تقسیم بندی میلگردها بر اساس استاندارد
- میلگرد (A1 (S240: از نوع میلگرد ساده است و برای خمکاری و جوشکاری استفاده می‌شود. میلگردهای شماره‌ی 8 تا 10 از این نوع هستند.
- میلگرد (A2 (S340: با نام میلگرد مارپیچی یا فنری شناخته می‌شود. آج این میلگرد به صورت مارپیچ از ابتدا تا انتهای میلگرد، ادامه پیدا می‌کند و در هیچ کجا قطع نمی‌شود.
- میلگرد (A3 (S400: از نوع میلگرد آجدار و عمدتاً آج جناقی است که بیشترین کاربرد آن در عملیات ساختمانی است.
- میلگرد (A4 (S500: به دلیل استحکام بالا برای جلوگیری از اتلاف منابع و صرفه‌جویی در هزینه‌های پروژه مناسب است. میلگردهای A4 دوکی‌شکل هستند و عمدتاً از فولادهایی با کربن بالا ساخته می‌شوند.
شرایط نگهداری صحیح میلگرد
میلگردها باید در شرایط مشخصی نگهداری شوند، زیرا عدم توجه به نگهداری صحیح میلگرد منجر به آسیب، خوردگی یا شکستن میلگرد می گردد. در ادامه برخی از مهم ترین نکات نگهداری میلگرد را بیان می کنیم:
- قبل از به کار گیری میلگرد باید آزمایش هایی مانند اندازه گیری مقاومت کششی، مقاومت گسیختگی، میزان ازدیاد طول در هنگام گسیختگی و کسب اطمینان نسبت به استاندارد بودن میلگرد، انجام شود.
- میلگردها باید در محلی انبار شوند تا با مواد خورنده و زیان آور تماسی نداشته باشند. همچنین باید از افزایش دمای میلگردهای داخل قالب ها، در اثر تابش مستقیم نور خورشید، قبل از بتن ریزی جلوگیری کرد. در واقع باید قبل از بتن ریزی، با آب پاشی دمای میلگردها را کاهش داد.
- معمولاً میلگردهایی با قطر ۸ میلی متر و کمتر می توانند به صورت کلاف تولید شوند. بنابراین مصرف میلگردها با قطر بالاتر از ۱۰ میلی متر به صورت کلاف، مجاز نیست. باز کردن کلاف با وسیله مناسب و با تأیید دستگاه نظارت، در کارگاه انجام می گیرد.
- میلگردها باید در محلی انبار شوند که در معرض مستقیم رطوبت نباشند. همچنین لازم است که از میلگردها در برابر وزش باد نیز محافظت گردد.
-
اکیدا توصیه می شود میلگردها بر روی خاک قرار نگیرند، زیرا میلگردها در تماس با خاک و موادی که دارای املاح خورنده هستند، آلوده می شوند. استفاده از میلگردهای آلوده باعث جذب رطوبت از طریق املاح و در نتیجه خوردگی در بتن خواهد شد.
- میلگردها باید طوری انبار شوند که حداقل ۱۵ سانتی متر از سطح زمین فاصله داشته باشند.
- میلگردها را باید بر حسب نوع و قطر آن ها تفکیک و انبار نمود. در صورت وجود میلگردهایی با قطرهای مشابه اما با مقاومت و مشخصات مکانیکی متفاوت، باید آن ها را در محل های جداگانه و با علامت گذاری انبار کرد.
- میلگردهای آلوده به خاک، املاح و مواد زیان آور که از راه تماس با زمین و یا به علل دیگر دچار آلودگی شده اند، باید قبل از مصرف کاملاً تمیز شوند و زنگ زدگی آن ها نیز زدوده شود. این میلگردها تنها در صورتی قابل استفاده هستند که خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آن ها تغییر نکرده باشد و از ویژگی های استاندارد برخوردار باشند.
نتیجه گیری
همان طور که گفته شد، کاربرد میلگردها در صنعت و ساختمان‌سازی از اهمیت زیادی برخوردار است. هرکدام از انواع میلگرد، دارای کاربردهای متفاوتی هستند؛ بنابراین، با توجه به پروژه‌ی مورد نظر می‌توانید بهترین نوع این مقطع فولادی را انتخاب کنید تا از هزینه‌های اضافی جلوگیری کنید.
منابع: آهن ملل – اصفهان آهن