کاربرد انواع میلگرد از نظر جنس و شکل

مقدمه:

میلگردها به‌عنوان رایج‌ترین مقاطع فولادی پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی و معماری شناخته می‌شوند. یکی از عمده‌ترین دلایل استفاده از این مقاطع، ایجاد دوام و استحکام و افزایش خمش بتن و مقاومت کششی در سازه‌های ساختمانی است.

علاوه بر این در سازه‌های بتنی به منظور افزایش مقاومت بتن به روش‌های مختلف از میلگرد استفاده می‌شود. با توجه به اهمیت وجود این محصولات فولادی در صنعت ساخت‌وساز، تولیدکنندگان از لحاظ شکل، میزان مقاومت، نوع کاربرد، ضخامت و … میلگردهای مختلفی را تولید و به بازار عرضه می‌کنند. خریدار با توجه به نیاز خود، نوع مقطع فولادی مورد نظر را انتخاب و تهیه می‌کند. در ادامه ی این مقاله از سری مقالات تخصصی پله، می‌خواهیم در مورد انواع میلگرد و کاربرد آن‌ها در صنعت ساخت‌وساز صحبت کنیم.

میلگرد چیست؟

همه ما نام میلگرد را شنیده­‌ایم و کم و بیش اطلاعاتی در مورد آن داریم، برای مثال می­‌دانیم که یکی از مصالح به کار رفته در سازه‌ها است و با افزایش قیمت آن هزینه ساخت و ساز نیز افزایش پیدا می­‌کند. امروزه میلگردها از کف ساختمان گرفته تا ستون­‌ها و… مورد استفاده قرار می­‌گیرند. اما به راستی چرا میلگردها این همه اهمیت دارند و چگونه از ما محافظت می­‌کنند؟برای اینکه بدانیم نقش میلگرد در بتن چیست ابتدا باید میلگرد را بشناسیم. میلگرد نوعی میله فولادی است که در سایزهای متفاوتی تولید می‌شود و برای بتن‌ریزی مورد استفاده قرار می‌‌گیرد.

در اکثر سازه‌های ساخت دست بشر از بتن به منظور استحکام بنا استفاده می­‌شود. تمام افراد بتن را به عنوان یکی از قوی‌ترین مصالح با مقاومتی بالا در برابر نیروهای فشاری می‌شناسند، این ماده به قدری قوی است که برای شکستن آن نیروی بسیار زیادی نیاز است. در کنار این قدرت باورنکردنی، بتن دارای یک نقطه ضعف بزرگ است! بتن در برابر نیروهای کششی و چرخشی، مقاومت آنچنانی ندارد. به دلیل این نقطه ضعف، پای میلگرد در ساختمان سازی به میان آمد. البته توجه داشته باشید که قیمت میلگرد گالوانیزه از نوع اپوکسی بیشتر است.

استفاده از میلگرد در بتن باعث می‌شود سازه شما در برابر نیروی کششی مقاومت بالاتری پیدا کند. به طور کلی میلگرد وظیفه تقویت بتن را برعهده دارد. دلایل زیادی وجود دارد که مهندسان عمران به دنبال افزایش مقاومت کششی سازه هستند. مهمترین دلیل افزایش مقاومت کششی، محافظت از سازه در برابر زلزله است؛ در زمان وقوع زلزله، استفاده از میلگرد در بتن، جلوی ترک و شکستگی را خواهد گرفت. میلگرد همانند محافظ یک سازه عمل کرده و وظیفه مراقبت و ایجاد امینت برای ساکنین را بر عهده دارد.

انواع میلگرد بر اساس جنس

یکی از دسته‌بندی‌های میلگرد، بر اساس ماده اولیه استفاده‌ شده برای ساخت آن است. در تولید این محصولات علاوه بر فولاد از مواد اولیه دیگری هم استفاده می‌شود که باعث ایجاد تفاوت در کاربرد آن‌ها خواهد شد. از این نظر چنین مقاطعی را به دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌کنند که از قرار زیر هستند:

1. میلگرد فولادی معمولی

یکی از پرکاربردترین میلگردهای استفاده‌شده در صنعت ساختمان‌سازی، نوع فولادی است. این نوع مقطع از فولاد ST37 ساخته شده و به دو صورت ساده و آجدار تولید می‌شود. این محصول از مقاومت و استحکام کششی بالایی برخوردار است. میلگرد فولادی معمولی با نام میلگرد سیاه نیز در بازار شناخته می‌شود. تنها مشکل این نوع میلگرد که موجب شده است تا انواع دیگر نیز ساخته شوند، فرسایش و در نهایت شکسته شدن در بتن است. به همین منظور در مناطقی که رطوبت به مقدار زیادی وجود دارد، از نوع دیگر میلگرد استفاده می‌شود.

2. میلگرد ضدزنگ

این نوع میلگرد با کاربرد مشابه با مقطع فولادی معمولی، بیشتر در صنعت ساخت‌وساز مورد استفاده قرار می‌گیرد.در مناطقی با شرایط آب و هوایی مرطوب که احتمال زنگ‌زدگی بیشتر است، کاربرد گسترده‌تری دارد. این مقطع از نوع بهترین میلگردهای موجود در بازار است که به مراتب دارای قیمت بالاتری هم هست. بیشترین کاربرد میلگرد ضدزنگ در شبکه‌بندی‌ها، لوازم تزئینی مانند فرفورژه‌ها، تقویت‌کننده و نگه‌دارنده است. علاوه بر این در صنعت ساختمان‌سازی به منظور جبران مقاومت کششی بتن استفاده می‌شود.

3. میلگرد گالوانیزه

میلگرد گالوانیزه در اثر ایجاد یک لایه فلز روی بر فولاد معمولی تولید و روانه بازار می‌شود. این محصول دارای خاصیت ضدزنگ و مقاومت بالا در برابر خوردگی است. بیشترین تولید این محصول به صورت سفارشی و در کارگاه‌های صنعتی انجام می‌شود.

4. میلگرد اپوکسی

هرگاه میلگرد فولاد معمولی با یک لایه از عنصر اپوکسی پوشش داده شود، نوع اپوکسی تولید می‌شود. میزان خاصیت ضدزنگ این محصول بین 70 تا 1700 برابر بیشتر از نمونه‌های معمولی است.

5. میلگرد ترانس

میلگرد ترانس طی فرایند نورد گرم و با استفاده از آلیاژهای خاص فولادی که دارای مقاومت بیشتری نسبت به ST37  هستند، تولید می‌شود. به دلیل اعمال کشش بر روی این مقطع فولادی، در بازار از آن به نام میلگرد کششی نیز نام برده می‌شود. سطح صاف و صیقلی آن در طول فرایند ساخت موجب شده تا علاوه بر صنعت ساختمان‌سازی، به‌منظور تولید لوازم تزئینی نیز کاربرد داشته باشد.

6. میلگرد فایبرگلاس

ترکیب موادی مانند کربن و فایبرگلاس منجر به تولید ترکیب کامپوزیتی با درصد بالای فیبر کربن می‌شود. استفاده از این میلگرد در محیط‌های اسیدی و خورنده باعث می‌شود تا حد زیادی خسارات ناشی از خوردگی فولاد کاهش یابد. این نوع میلگردها با نام FRP شناخته می‌شوند. مسلح کردن بتن‌ها در مناطقی که در مجاورت میدان الکتریکی و مغناطیسی وجود ندارد، یک انتخاب مناسب و بهینه است تا میزان مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی افزایش یابد. استفاده از میلگردهای فایبرگلاس موجب کاهش قطر و افزایش فاصله بین مقاطع تونل‌ها، فونداسیون و … می‌شود که در نهایت مقاومت ساختمان در برابر زلزله را افزایش می‌دهد.

انواع میلگرد از لحاظ شکل و ظاهر

میلگردها از لحاظ شکل ظاهری در سه دسته میلگرد ساده،  آجدار و میلگرد آجدار پیچیده یا کلاف تقسیم‌بندی می‌شوند و در بتن کاربردهای متفاوتی دارند.

1. میلگرد ساده

یکی از پرکاربردترین میلگردهای مورد استفاده در صنعت ساخت‌وساز، نوع ساده است. سطح صاف و یکنواخت این محصول موجب می‌شود تا به آسانی خم شده و بدون وارد کردن آسیب به ساختمان قابلیت برش نیز داشته باشد. از میلگرد ساده بیشتر در ساخت درز انقباض خیابان‌ها یا فرودگاه‌ها با هدف جلوگیری از جمع شدگی و ترک خوردن بتن استفاده می‌شود. بیشترین کاربرد این محصول در اتصالات ساختمانی، ساخت اتصالات صنعتی و تولید قطعات خودروسازی است. به همین علت توصیه می‌شود در ساخت سازه‌های سنگین مانند پل به دلیل وارد شدن فشار بالا، از این نوع مقاطع فولادی استفاده نشود.

میلگرد ساده بر اساس جنس ماده استفاده‌ شده به سه دسته تقسیم می‌شود:

• نوع ساده فولاد کربنی: این نوع مقطع ساده بیشترین کاربرد را در ساخت میخ، اتصالات، آهنگری و خاموت زنی دارد.
• میلگرد ساده فولاد آلیاژی: با استفاده از نورد گرم، میلگرد کششی تحت تاثیر ابزارهای مختلف تولید می‌شود. عملیات تاب‌گیری و پولیش زنی روی این نوع محصول فولادی پس از دستیابی به ضخامت و طول مورد نظر انجام می‌شود. این روش موجب افزایش مقاومت در میلگرد شده و در نهایت به منظور استفاده در خودروسازی، صنایع هوایی، ساخت قطعات صنعتی مانند غلتک و تولید پیچ و مهره مورد استفاده قرار داده می‌شود.
• ساده ضدزنگ: این نوع میلگرد با استفاده از فلز روی، پوشش داده می‌شود و بسته به میزان ضدزنگ بودن آن در صنایعی مانند هوافضا، شیمیایی، نفت، پتروشیمی، غذایی و ساخت تجهیزات پزشکی به کار گرفته می‌شود.

2. میلگرد آجدار

میلگرد آجدار برخلاف نوع ساده دارای فرورفتگی و آج‌هایی بر روی سطح خود است. همین امر باعث شده تا میزان فرسایش کمتری داشته باشد و درون بتن و فولاد عملکرد مناسبی از خود نشان دهد. افزایش سطح مقاومت کششی در سازه‌های بتنی تحت تاثیر این محصول است.

میلگردهای آجدار که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، بر خلاف میلگرد ساده، دارای آج‌ و فرورفتگی‌هایی روی سطح خود هستند. این موضوع، باعث شده تا این نوع میلگرد، مشکل فرسودگی نداشته باشد و درون بتن و فولاد به خوبی عمل کند. مهمترین نقش میلگرد آجدار، افزایش سطح مقاومت کششی در سازه‌های بتنی است.

میلگردهای آجدار با قطر 6 تا 50 میلی‌متر تولید می‌شوند. میلگرد ترمکس از نمونه‎ میلگرد آجدار است که از مقاومت بالایی برخوردار است. استفاده از این نوع میلگرد در سازه‌های بتنی به خصوص در کنار سیمان مسلح (RCC)، مقاومت بالایی را ایجاد خواهد کرد.

از مهمترین کاربردهای میلگرد آجدار می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:

• مورد استفاده در انواع سازه‌ی بتنی مانند پل‌ها، ایستگاه‌های اتوبوس BRT، ساختمان‌ها و برج‌ها
• در سازه‌های فولادی به‌ منظور تقویت سازه، مقاوم‌سازی در برابر زلزله و مواردی از این قبیل
• مهمترین کاربرد میلگرد آجدار، تولید بتن مسلح است. بتن از مقاومت کششی پایینی برخوردار است، به همین دلیل با استفاده از مصالح دیگر باید این ضعف را برطرف کرد. میلگرد آجدار به عنوان بهترین گزینه برای مسلح‌کردن بتن استفاده می‌شود و از تخریب کوتاه‌مدت آن جلوگیری می‌کند.

• استفاده در انواع سازه‌های بتنی با تحمل فشار بالا مانند پل‌ها، ساختمان‌ها و برج‌ها
• تقویت‌کننده و مقاوم‌سازی سازه‌های فولادی در برابر زلزله
• تولید بتن مسلح شده با هدف افزایش مقاومت کششی بتن
• پیشگیری از تخریب سازه‌های بتنی

انواع میلگرد بر اساس استاندارد

با توجه به انواع میلگرد و کاربرد آن استانداردهای مختلفی برای تولید میلگردها نظیر میلگرد ساده Ck45 وجود دارد. علاوه بر قوانین بین‌المللی مانند استاندارد روسی، ژاپن و اروپایی، هر کشور برای تولید میلگرد یک قانون مخصوص به خود را دارد. در ایران استاندارد ملی ISIRI 3132 برای ساخت این محصولات استفاده می‌شود. بر اساس این استاندارد، میلگردها به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

1. میلگرد A1

این نوع از مقاطع فولادی دارای سطح صاف و بدون آج هستند. به دلیل درصد کم کربن، قابلیت تغییر شکل، انعطاف‌پذیری و جوش‌پذیری بالا دارند و برای عملیات جوشکاری و خم‌کاری به کار می‌روند.

• میلگرد (A1 (S240: از نوع میلگرد ساده است و برای خم‌کاری و جوشکاری استفاده می‌شود. میلگردهای شماره‌ی 8 تا 10 از این نوع هستند.

2. میلگرد A2

میلگرد مارپیچی یا فنری که به صورت ترد یا نیمه نرم است، آج‌های مارپیچی یکنواختی بر روی بدنه خود دارد. بیشترین کاربرد این محصول در عملیات ساختمانی به خصوص خاموت زنی است و درجه سختی بیشتری نسبت به A1 دارد. توصیه می‌شود عملیات جوش‌پذیری بر روی آن انجام نشود.

• 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.

3. میلگرد A3

این نوع میلگرد با آج‌های پیچیده با نام سخت خشک شناخته می‌شود. میزان سختی این نوع از دو نوع A1 و A2 بیشتر است. به همین دلیل شکل‌پذیری کمتری دارد و عملیات جوش‌پذیری بر روی آن‌ها ممنوع است.

• میلگرد (A3 (S400: از نوع میلگرد آجدار و عمدتاً آج جناقی است که بیشترین کاربرد آن در عملیات ساختمانی است.

4. میلگرد A4

این نوع میلگردها دارای آج‌های دوکی شکل هستند که به نام آجدار مرکب نیز شناخته می‌شوند و عنوان سخت‌ترین نوع میلگرد را به خود اختصاص داده‌اند. وجود آج‌های جناقی یا مرکب باعث افزایش میزان چسبندگی به بتن می‌شوند. بیشترین کاربرد مقطع فولادی A4 در انواع سازه‌های ساختمانی، بتن آرمه به جز دیوارهای برشی و قاب‌های خمشی 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.

چگونه می‌توانیم انواع میلگرد را تشخیص دهیم؟

امروزه روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری سایز میلگرد وجود دارد که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

شابلون میلگرد

به کمک شابلون میلگرد می‌توان اندازه آن را تخمین زد. مهندسان به کمک شابلون ها می‌توانند سایز میلگرد را مورد بررسی قرار دهند.

گچ اندازه گیری

حالت خاصی از شابلون که از جنس فولاد ضد زنگ است، معروف به گچ اندازه‌گیری بوده و بیشتر برای اندازه‌گیری میلگردهای آجدار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تشخیص سایز میلگرد با کولیس

کولیس یکی از ابزارآلات مهندسی است که کاربردهای فراوانی در زمینه‌های مختلف دارد. ابعاد محصول مورد نظر توسط کولیس با دقت بسیار بالایی اندازه‌گیری خواهد شد.

انواع میلگرد سازه‌های بتنی

1. راستا

این نوع میلگرد به منظور افزایش مقاومت در بتن ستون‌ها و پی فونداسیون ساختمان، بیشترین کاربرد را دارد.

2. خاموت

هرگاه از میلگردها برای ایجاد ستون در ساختمان استفاده می‌شود، به منظور ایجاد اتصال و بستن آن‌ها از مقاطع کوچک‌تری به نام خاموت استفاده می‌کنند. این محصولات در فاصله‌های مشخص‌شده به دور چند میلگرد راستا بسته می‌شوند. کاربرد خاموت، جلوگیری از جدا شدن مقطع‌ها و خم شدن افقی آن‌ها است. علاوه بر این، مقاومت مقاطع راستا را نیز افزایش می‌دهد.

3. سنجاقک

شکل بازشده میلگردهای خاموت، میلگردهای سنجاقکی هستند که به منظور اتصال مقاطع طولی با خاموت استفاده می‌شوند. علاوه بر این موجب افزایش مقاومت میلگردهای خاموت نیز می‌شوند.

4. خرک

افزایش مقاومت پی یا فونداسیون ساختمان به نوع میلگردهای استفاده‌شده در آن بستگی دارد. علاوه بر انواع معمولی، از مقاطع خرک به صورت دو ردیف افقی دیگر نیز استفاده می‌شود که در بالای فونداسیون نصب می‌شوند. میلگردهای خرک موجب افزایش مقاومت فونداسیون می‌شوند و کمک می‌کنند تا بار ساختمان به پی و از آنجا به زمین منتقل شود.

5. رکابی

در زمان نیاز به قرار گرفتن دو شبکه عمودی از میلگردها در امتداد یکدیگر به منظور چینش دیوار از میلگردهای رکابی استفاده می‌شود. در واقع نام‌گذاری این نوع محصولات به دلیل کاربرد آن‌ها است که بیشتر در ساخت دیوارهای بتنی به کار برده می‌شوند.

6. ادکا

تحمل نیروی برشی بر روی تیرآهن و افزایش مقاومت تیرآهن‌ها توسط میلگردهای ادکا انجام می‌شود. در حالت کلی ادکا به‌عنوان یک تکیه‌گاه در تیرهای ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انواع میلگرد بر اساس ضخامت

یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار در دسته‌بندی انواع میلگرد، ضخامت آن‌ها است. در کشور ما این مقاطع فولادی در ضخامت‌های مختلف و به منظور مصارف گوناگون تولید و به کار برده می‌شوند. بیشتر محصولات تولیدشده ضخامتی بین 8 تا 50 میلی‌متری دارند. ضخامت، همان اندازه قطر میلگرد است. مقطع‌های با ضخامت بیشتر برای سازه‌های سنگین و محصولاتی با ضخامت کمتر برای سازه‌های کوچک‌تر و سبک‌تر استفاده می‌شوند.

سخن پایانی

باتوجه 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.

منبع : آیین صنعت – مرکز آهن –اصفهان آهن