میلگرد چیست و انواع آن

میلگرد، به عنوان عنصر اصلی در صنعت ساختمان‌سازی شناخته 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. سال‌ها پس از این کشف و استفاده از میلگرد در ساخت سازه‌ها، سیستمی برای تولید استاندارد میلگردها ایجاد شد.

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 پایین بتن است. این محصول 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. همه چیز درباره میلگرد ساده به شما در شناختی یکی از انواع این مقطع فولادی کمک می کند.

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 این نوع فولاد برای تقویت بتن استفاده می‌شود. این محصول از جنس فولاد ساخته شده و بر اساس ظاهر، نوع و سایز به انواع مختلفی تقسیم می‌شود.

میلگرد چیست و چه کاربردهایی دارد؟

بدون کشف و استفاده از میلگرد در صنعت ساختمان‌سازی، بشر نمی‌توانست به تکنولوژی ساخت آسمان‌خراش‌ها و برج‌های مرتفع دست یابد. به علت حجم زیاد استفاده از این محصول در صنعت ساخت و ساز، قیمت میلگرد در بازار به صورت مستقیم بر قیمت مسکن تاثیرگذار است. همان‌طور که گفته شد، از این محصول فولادی برای تامین مقاومت کششی بتن و در نتیجه مقاوم‌سازی ساختمان استفاده می‌شود. ضریب انبساط دمایی بتن و فولاد به یکدیگر نزدیک است. این وجه مشترک باعث می‌شود هنگام تغییرات دمایی، در ساختار بتن تنش‌های اضافی درونی ایجاد نشود و لغزشی بین فولاد و بتن صورت نگیرد.

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. علاوه بر آن می‌توان گفت که عمده‌ترین کاربرد میلگرد، در صنعت ساختمان‌سازی است، اما این کاربرد تنها به ستون‌ها ختم نمی‌شود. بلکه تقریبا تمام قسمت‌های یک ساختمان از مزایای حضور میلگرد بهره‌مند 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.
• 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.
• 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.
• خرک: از این محصول برای بتن‌ریزی کف سازه‌ها و فونداسیون، به صورت دو شبکه متوالی افقی در داخل قالب استفاده می‌شود.
• رکابی: در بتن‌ریزی دیوار، برای نگه داشتن مقاطع طولی و عمودی از نوعی چیدمان موسوم به میلگرد رکابی استفاده می‌شود.
• 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.

میلگردها بر اساس ضخامت چه انواعی دارند؟

میلگرد را می‌توان بر اساس آنالیز شیمیایی و مکانیکی، استانداردهای مختلف، محل کاربرد آن در صنعت و ضخامت بیان کرد. در این بخش به بررسی دسته‌بندی انواع میلگرد بر اساس ضخامت آن‌ها می‌پردازیم و توجه به این نکته لازم است که نرخ این محصول در برندهای مختلف، مثلا قیمت میلگرد ذوب آهن، آناهیتا و … در هر سایز و ضخامتی، به صورت کیلویی محاسبه می‌شود.
میلگردها باتوجه به ضخامت به صورت کلاف یا بندیل بسته‌بندی می‌شوند. میلگردهای ساده با ضخامت ۵/۵ و ۶/۵ میلی‌متر به صورت توپی یا کلاف بسته‌بندی می‌شوند. سایز هشت و ۱۰ هم به صورت شاخه‌های ۱۲ متری و هم به صورت کلاف قابل بسته‌بندی هستند. میلگردهای با سایز بالای ۱۲ میلی‌متری نیز تنها به صورت شاخه‌‎های ۱۲ متری بندیل و حمل می‌شوند. به شاخه‌های زیر ۱۲ متری، میلگرد نرمال گفته می‌شود. با توجه به کاربرد، این نوع می‌تواند سایزهای مختلف و طولی بین ۱ تا ۱۱/۹ متر داشته باشد. این محصول در سایزهای پایین هشت، ۱۰ و ۱۲ برای ساخت انواع خاموت استفاده می‌شود و در سایزهای بالا ۲۰، ۲۲ و ۲۵ جهت ساخت بولت و تیرچه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پارامترهای محاسباتی مربوط به میلگرد

سه مشخصه محاسباتی مهم برای استفاده و نصب میلگرد وجود دارد که مقاومت تسلیم، اسپیسر میلگرد (همان فضاساز) و مقاومت کششی میلگرد را شامل می‌شود. مقاومت تسلیم یکی از عوامل تعیین‌کننده مقاومت میلگرد به هنگام استفاده است که در واقع میزان تنش اعمال شده بر میلگرد که با تغییر طول و بدون تغییر میزان نیروی وارده همراه است، می‌باشد. اسپیسر (spacer) یک قطعه کمکی است که عموما از جنس بتن، فلز، چوب یا پلاستیک ساخته می‌شود و با قرارگیری بین میلگرد و بتن یا بین میلگردها، وظیفه کنترل جابه‌جایی آرماتور و جلوگیری از تخریب آن را بر عهده دارد؛ پس جنسی که دارد برای استفاده حین بتن‌ریزی مهم است. مورد آخر یا همان حداکثر مقاومت و تست کششی میلگرد که تنش نیز گفته می‌شود، است چون اندازه آن، تقسیم حداکثر میزان بار یا نیروی وارده شده بر میزان سطح مقطع میلگرد را نشان می‌دهد. در ویدیوی زیر روند تست کشش میلگرد و نمودار تنش_کرنش به تفصیل توضیح داده شده:

استانداردهای میلگرد

استانداردهای مختلفی برای تولید و استفاده از میلگردهای فولادی تنظیم شده است که استاندارد ASTM را می‌توان به عنوان معتبر‌ترین و پرکاربردترین آن‌ها شمرد. در این بخش به معرفی انواع استاندارد میلگرد و مشخصات آن‌ها خواهیم پرداخت. هر کارخانه‌ای جهت حفظ کیفیت بالای محصولات و قیمت تمام شده پایین، نیازمند فرآیند تولید با آخرین تکنولوژی‌ها و رعایت استانداردها است. استانداردهایی که به شرح اصول تولید و ویژگی‌های نهایی میلگردها پرداخته‌اند، شامل موارد زیر هستند:

• ASTM انجمن مواد و آزمون آمریکا که آیین‌نامه (ACI (318-14 مربوط به این شرکت است.
• JIS ژاپن که استاندارد JIS G3112 را برای میلگردهای مورد استفاده در بتن اعلام کرده است.
• DIN آلمان که استاندارد DIN 488 را برای میلگردهای به کار رفته در بتن مسلح ایجاد کرده است.
• ISO، سازمان بین‌المللی استاندارد که ISO 6935 را برای میلگردهای فولادی تحریر کرده است.
  علاوه بر موارد بالا، استانداردهای بریتانیا، کانادا، آمریکا و استرالیا نیز مرجعی برای روند تولید میلگرد فولادی هستند. برای مثال شرکت ذوب آهن اصفهان به عنوان پیشگام در صنعت فولاد از استاندارد روسی برای تولید میلگرد استفاده می‌کند. در این استاندارد میلگردها به چهار نوع زیر تقسیم می‌شوند:
• میلگرد A1: این نوع میلگرد در صنعت با نام میلگرد نرم نیز شناخته شده است. در ظاهر میلگرد نرم هیچ گونه آجی وجود ندارد. به دلیل وجود درصدهای بسیار کم کربن در ترکیب شیمیایی این نوع میلگرد، قابلیت شکل‌پذیری بالایی داشته و در خم‌کاری و بازخم از آن استفاده می‌شود.
• میلگرد A2: این نوع میلگرد در طول بدنه دارای آج‌های یکنواخت و هم‌جهت است و با نام‌های میلگرد نیمه‌ترد و میلگرد آج‌دار مارپیچ نیز شناخته شده است. ایجاد آج روی میلگرد برای ایجاد چسبندگی بهتر و بیشتر میان مقطع میلگرد و بتن انجام می‌شود. میلگرد A2 کاربرد زیادی در خاموت‌کاری دارد.
• میلگرد A3: این نوع میلگرد نیمه سخت بوده و در طول بدنه دارای آج‌هایی به شکل جناق است، به همین دلیل به میلگرد جناقی نیز معروف بوده و دارای قابلیت شکل‌پذیری پایین‌تری نسبت به موارد قبلی است.
• میلگرد A4: آج‌ها در این نوع مانند مورد قبلی هستند، با این تفاوت که در خلاف جهت یکدیگر قرار گرفته‌اند. میلگرد A4 با نام میلگرد مرکب نیز شناخته شده است و بسیار سخت بوده و نسبت به انواع قبلی قیمت بالاتری دارند. این محصول در کارهای سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله سایز میلگردها را چگونه تشخیص دهیم؟ مراجعه کنید.

انواع میلگرد کدامند؟

از نظر نوع، میلگردها به شش نوع زیر تقسیم‌بندی می‌شوند که هر کدام از آن‌ها نقاط قوت و ضعف و مشخصات مخصوصی دارند:

• میلگرد اروپایی: میلگرد اروپایی نوعی میلگرد تقویت کننده فولادی است که در پروژه های ساختمانی بتنی در سراسر اروپا استفاده می شود. میلگرد از فولاد مرغوب ساخته شده و در اندازه ها، شکل ها و گریدهای مختلف موجود است. برای تقویت و تقویت سازه های بتنی استفاده می شود و پشتیبانی و پایداری اضافی را فراهم می کند. میلگرد اروپایی در پروژه های مختلفی از ساختمان های تجاری و صنعتی در مقیاس بزرگ گرفته تا پروژه های مسکونی کوچکتر استفاده می شود. این جزء ضروری هر پروژه ساخت و ساز بتنی است که مقاومت لازم را برای اطمینان از یکپارچگی سازه فراهم می کند.
• فولاد کربن: میلگرد فولاد کربن یا سیاه در برابر خوردگی و زنگ زدن مقاومت بالایی ندارد. میلگرد کربن فولادی یک مقطع تقویت کننده قوی، بادوام و مقرون به صرفه است که در ساخت و ساز بتن استفاده می شود. از ترکیب آهن و کربن ساخته شده است و در اندازه ها و درجه های مختلف موجود است. میلگرد یک عنصر ضروری در هر سازه بتنی است که استحکام کششی و پایداری را فراهم می کند. برای تقویت دیوارهای بتنی، ستون ها، پایه ها و دال ها استفاده می شود و می توان آن را خم و برش داد تا متناسب با هر شکلی باشد. میلگرد فولاد کربنی در برابر خوردگی مقاوم است و می تواند در محیط های سخت مقاومت کند و آن را به یک انتخاب عالی برای هر پروژه ساختمانی تبدیل می کند.
• گالوانیزه: این نوع دارای روکش گالوانیزه بوده و در برابر خوردگی و اکسید شدن بسیار مقاوم است. میلگرد گالوانیزه نوعی میلگرد تقویتی است که برای محافظت در برابر خوردگی با روی پوشش داده شده است. این نوع میلگرد در میان انواع میلگرد صنعت ساختمان سازی برای تقویت سازه های بتنی مانند ساختمان ها، پل ها و جاده ها کاربرد فراوانی دارد. به ویژه در مناطق ساحلی و سایر مناطق با سطوح رطوبت بالا مفید است زیرا پوشش روی یک لایه حفاظتی اضافی در برابر خوردگی ایجاد می کند. فرآیند گالوانیزه همچنین به افزایش طول عمر میلگرد کمک می کند که می تواند به کاهش هزینه های مربوط به نگهداری و تعمیرات کمک کند.
• روکش اپوکسی: میلگرد با پوشش اپوکسی نوعی آرماتور فولادی است که در ساخت و ساز بتنی کاربرد دارد. این یک ماده قوی و بادوام است که برای ایجاد استحکام و پشتیبانی بیشتر برای سازه های بتنی طراحی شده است. پوشش اپوکسی به محافظت از میلگرد در برابر خوردگی کمک می کند، طول عمر آن را افزایش می دهد و آن را به گزینه ای ایده آل برای استفاده در مناطقی با سطح رطوبت بالا یا در معرض مواد شیمیایی تبدیل می کند. میلگرد با پوشش اپوکسی در برابر آتش نیز مقاوم است و آن را به گزینه ای عالی برای سازه های مناطق مستعد آتش سوزی تبدیل می کند. این یک گزینه مقرون به صرفه و قابل اعتماد برای تقویت سازه های بتنی است و در کاربردهای مختلفی از پل ها تا ساختمان ها استفاده می شود.
• فایبرگلاس: این نوع به عنوان تقویت‌کننده بتن در میان انواع میلگرد مورد استفاده قرار می‌گیرد و وزن بسیار سبکی دارد. میلگرد فایبر گلاس قابلیت خم شدن ندارد اما در برابر خوردگی مقاوم است. میلگرد فایبرگلاس نوعی از مقاطع تقویت کننده بتن مسلح است که از ترکیب الیاف شیشه و رزین تشکیل شده است. این ماده ای قوی، سبک و مقاوم در برابر خوردگی است که برای استفاده در طیف گسترده ای از کاربردها، از پشتیبانی ساختاری گرفته تا لهجه های تزئینی، مناسب است. برخلاف میلگردهای فولادی سنتی، میلگرد فایبر گلاس نارسانا است و آن را به گزینه ای ایده آل برای کاربردهای الکتریکی تبدیل می کند. همچنین استحکام کششی بسیار بالاتری نسبت به فولاد دارد و به آن اجازه می دهد بارها و تنش های بیشتری را تحمل کند. علاوه بر این، نصب میلگرد فایبر گلاس بسیار ساده تر است و نسبت به میلگرد فولادی مقرون به صرفه تر است و آن را به گزینه ای جذاب برای پروژه های ساختمانی مسکونی و تجاری تبدیل می کند.
• فولاد استنلس: این نوع گران‌ترین تقویت‌کننده موجود در بازار در بین انواع میلگرد محسوب می‌شود و به علت خاصیت ضدخوردگی بالای آن تنها در موارد خاص کاربرد دارد. میلگرد فولادی ضد زنگ با ارائه ترکیبی خوب از استحکام، چقرمگی، شکل پذیری و مقاومت در برابر خستگی، همراه با مقاومت در برابر خوردگی، برای ساخت پل ها و سایر سازه ها در مناطق با لرزه خیزی بالا استفاده شده است.

شرایط صحیح نگهداری از میلگرد

رعایت کامل شرایط نگهداری صحیح میلگرد بسیار مهم است. زیرا میلگرد باید با همان خواص مکانیکی و شیمیایی استانداردی که تولید شده است، در بتن مورد استفاده قرار بگیرد؛ در غیر این صورت، شرایط نامناسب نگهداری می‌تواند به راحتی خواص آن‌ را تغییر دهد. در نتیجه بتن مسلح شده کارایی پیش‌بینی شده را نداشته و میزان تحمل بار ساختمان را دچار مشکل خواهد کرد. شناسایی میلگرد آجدار و گریدهای آن، کمک می‌کند تا بتوانید شرایط نگهداری آن‌ها را بیشتر بررسی و فراهم کنید.

میلگردهای فلزی رطوبت محیط را جذب کرده و اکسید می‌شوند. کمتر شدن قطر موثر نوع فولادی آن می‌تواند باعث کاهش مقاومت سازه‌ بتنی شود. بنابراین نیاز است میلگردها در محلی خشک و سرپوشیده و بدون رطوبت و خاک نگهداری شوند. همچنین لازم است قبل از مصرف، از طریق برس زدن و یا دیگر روش‌های مکانیکی، سطح فلز از آلودگی و اکسیدها پاک شود. این کار به ایجاد چسبندگی میان بتن و میلگرد کمک می‌کند.

جهت جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به میلگرد، آن‌ها را در ارتفاع مناسبی از زمین قرار می‌دهند. آن‌هایی که در انبار نگهداری می‌شوند باید بر اساس قطر و طول، جداسازی شوند. این کار موجب تسریع در کارها می‌شود. همچنین قبل از بتن‌ریزی لازم است که با آب‌پاشی، دمای میلگردها را کاهش داد. استفاده از این محصولات تنها زمانی مجاز است که توسط آزمایش‌های دقیق، از استاندارد بودن خواص مکانیکی و شیمیایی آن‌ها اطمینان حاصل شود.

در انتها به برخی از نکات که به هنگام کار کردن با آرماتور باید مورد توجه قرار دهیم اشاره می نماییم:

• بریدن میلگردها باید تا جایی که امکان آن وجود دارد با وسایل مکانیکی صورت گیرد. خم کردن باید با روش سرد صورت گیرد نباید از حرارت بیش از ۱۰۰ درجه سانتی گراد استفاده نمود.
• سرعت خم کردن را باید متناسب با نوع فولاد و دمای محیط انتخاب گردد.
• خم کردن در دمای کمتر از ۵- مجاز نیست.

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.

سوالات متداول

میلگرد چیست؟

میلگرد، مقطعی فولادی است که در صنایع مختلف به خصوص ساختمان سازی کاربرد دارد و باعث استحکام بتن در سازه می شود.

انواع میلگرد بر چه اساس دسته بندی می شوند؟

میلگردها از نظر ظاهری به 3 نوع: ساده؛ آجدار و کلاف دسته بندی می شوند که در سایزهای مختلف تولید می شوند. همچنین از لحاظ ساختاری نیز انواع مختلفی دارند؛ استانداردهای تولید این مقطع نیز می تواند یکی از حالت های طبقه بندی این محصول باشد.