کاربرد میلگرد در بخش‌های مختلف ساختمان سازی

حتی اگر در پروژه‌های عمرانی هم مشغول به کار نباشید، احتمالا نام میلگرد را به‌عنوان یکی از مصالح پرکاربرد شنیده‌اید. آیا با کاربرد میلگرد در صنایع مختلف از جمله صنعت ساخت و ساز آشنایی دارید؟ میلگرد به‌عنوان فولاد تقویت شده یا همان آرماتوربندی بتن نیز شناخته می‌شود. بنابراین در اصطلاح صنعت ساخت و ساز به میلگرد مکمل بتن نیز گفته می‌شود و محصولی ویژه در استحکام بخشی به ساختمان‌ها به شمار می‌رود. در حقیقت با توجه به نوع میلگرد موردنظر کاربرد آن نیز متفاوت است.

اما به طور کلی اصلی ترین کاربرد میلگرد در بحث استحکام بخشی به ساختمان می‌باشد که رایج‌ترین آن در بخش بتن ساختمان است. لذا از با توجه به کاربرد گسترده آن، قیمت میلگرد یکی از فاکتورهای مهم در هزینه ساخت اغلب سازه ها به شمار می آید. در این مقاله سعی شده است تا به کاربرد میلگرد اشاره شود و برای آشنایی بیشتر با کاربرد این محصول فولادی در صنایعی همچون ساختمان سازی در ادامه با آرتان پرس همراه باشید.

*** نگاهی تاریخی به بوجود آمدن نخستین کاربرد میلگرد

میلگرد به معنای میله‌های فولادی تقویت‌کننده است. تقریبا در اواخر قرن بیستم، مهندسان دریافتند که فولاد و بتن دارای سرعت انبساط و انقباض سازگار هستند (وقتی که آب به داخل آجر نفوذ می‌کند، یخ می‌زند و به سرعت آجر را تخریب می‌کند، نرخ ناسازگار نشان داده می‌شود). به همین دلیل، مهندسان دریافتند که می‌توانند از بهترین ویژگی بتن (مقاومت در فشار) و بهترین ویژگی فولاد (مقاومت در کشش) بهره بگیرند و آنها را برای ایجاد ساختارهای مستحکم ترکیب کنند. بنابراین بتن مسلح متولد شد و یکی از کاربردهای مهم میلگرد که به آن آرماتور نیز گفته می‌شود، به وجود آمد. در واقع اولین کاربرد میلگرد در ساختمان‌سازی در بحث آرماتوربندی بوده است.

کاربرد میلگرد در ساختمان‌سازی (آرماتوربندی)

*** مشخصات میلگرد

برای آشنایی با کاربرد میلگرد بایستی مشخصات میلگرد را به خوبی بشناسید. در ادامه به برخی از مشخصات این محصول فولادی اشاره می‌کنیم:

روش تولید میلگرد عموما به‌صورت نورد گرم از مواد مختلف فولادی است. اکثر میلگردها از نورد بیلت فولادی تولید می‌شوند اما برخی از میلگردها از ضایعات به تولید می‌رسند. میلگردها باید نوعی مشخصات داشته باشند تا کارخانجات تولیدکننده آنها را از یکدیگر متمایز کنند. انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) یک قانون شناسایی استاندارد ایجاد کرده است که همه میلگردها باید از آن تبعیت کنند:

• شماره‌ای که سایز میلگرد را مشخص می‌کند.
• نوع نماد فولاد باید ذکر شود. به عنوان مثال ، “N” به معنی نورد میله از شمش جدید است، “W” مخفف فولاد قابل جوشکاری است، و “A” به معنی فولاد نورد شده بر روی محور است.
• گرید میلگرد نیز باید تعیین شود. این گرید می‌تواند ۶۰ یا ۷۵ و یا ۴۲۰ یا ۵۲۰ باشد که مشخص کننده مقاومت میلگرد است.
• یک علامت دیگر نیز که معمولا بصورت حرف و یا نماد ساده بر روی میلگرد حک می‌شود. این نماد سازنده میلگرد را معرفی می‌کند.

*** دلیل استفاده از میلگرد در بتن چیست؟

از میلگرد و یا همان آرماتور در بتن برای بهبود مقاومت بتن در برابر کشش استفاده می‌شود. بتن از نظر استحکام کششی بسیار ضعیف است، درحالی‌که استحکام فشاری بسیار بالایی دارد. بنابراین دلیل کاربرد میلگرد در بتن تقویت این ساختار است. همچنین میلگرد فولادی به دلیل داشتن استحکام کششی در دمای بالا نیز در بتن به عنوان آرماتور استفاده می‌شود.

کاربرد میلگرد در آرماتوربندی فونداسیون

*** اهمیت کاربرد میلگرد در عمران و ساخت و ساز

میلگرد در واقع با نقش تقویت‌کنندگی‌ای که در بتن دارد، از شکست آن در برابر نیروهای کششی که بعضا در هنگام وقوع زلزله پیش می‌آید، جلوگیری می‌کند. اگر می‌خواهید سازه ای با اسکلت بتنی درست کنید، میلگرد در مقایسه با سیم‌های فولادی، فایبرگلاس‌های تقویت کننده و بسیاری از محصولات دیگر در بازار مناسب‌تر است. استحکام ساختار با میلگرد بسیار بالاتر از سایر محصولاتی که نام برده شد برآورد می‌شود.

*** کاربرد میلگرد در گریدهای متفاوت آن

گرید و استاندارد میلگردها تولید شده در ایران به ۴ دسته تقسیم می‌شوند.

*** گرید A1

میلگرد گرید A1 نوع ساده‌ای از میلگرد است که با نام س-۲۴۰ در بازار شناخته می‌شود. کاربرد میلگرد A1 در زمینه خم‌کاری و جوشکاری است و معمولا سایزهای ۸ تا ۱۰ از این نوع گرید هستند. از دیگر کاربردهای این نوع میلگرد می‌توان به استفاده در سقف‌های تیرچه بلوک به عنوان میلگرد حرارتی اشاره کرد.

*** گرید A2

این میلگرد که به آج-۳۴۰ معروف است دارای سطحی آجدار می‌باشد و آج آن مارپیچی و یا فنری است. به همین دلیل به آن میلگرد آجدار مارپیچی هم می‌گویند. کاربرد میلگرد A2 در مواردی که نیاز به خم شدن میلگرد وجود دارد (مانند ساخت خاموت، رابیتس و تیرچه کرومیت) است.

*** گرید A3

میلگرد گرید A3 با نام آج-۴۰۰ در بازار شناخته می‌شود. این میلگرد که با نام جناقی نیز معروف است دارای سطحی آجدار و آج آن به شکل قفسه سینه است. از کاربرد میلگرد گرید A3 ‌می‌توان به مواردی مانند ساخت تیرچه سفالی، تیرچه بتنی، اسکلت فلزی، ساخت فونداسیون و ستون ها اشاره کرد. وجود آج در سطح این نوع از میلگردها باعث افزایش چسبندگی به سیمان می‌شود.

*** گرید A4

گرید A4 با نام آج-۵۰۰ شناخته می‌شود. طرح آج این میلگرد بصورت هفت و هشتی است و آن را با نام میلگرد آجدار مرکب نیز می‌شناسند. بیشترین کاربرد میلگرد A4 در سازه‌های بتن آرمه است که بالاتریندغدغه آن ضد زلزله بودن ساختمان در نظر گرفته شده.

نمونه‌ای از کاربرد میلگرد به عنوان خاموت

*** کاربرد انواع مختلف میلگرد

کاربرد میلگرد با توجه به انواع مختلف آن یکی از مهم‌ترین موضوعاتی است که در ادامه به آن خواهیم پرداخت:

*** میلگرد خاموت

یکی از انواع میلگردها میلگرد خاموت است که کاربردهای بسیار مهمی در ساختمان‌سازی دارد. در حقیقت خاموت آرماتورهای عرضی هستند که به دور آرماتورهای طولی و اصلی در شناژ ساختمان بسته می‌شوند. اولین بار که ایده استفاده از میلگرد خاموت در ساختمان سازی ارائه شد، مربوط به سال ۱۹۷۱ می‌شود. پس از زلزله‌ای که در ژاپن اتفاق افتاد مهندسین عمران و سازه به فکر راهی برای افزایش مقاومت ساختمان‌ها افتادند.

خاموت در ساختمان سازی نقش بسزایی دارد. در ساختمان‌ها ستون‌ها مقاومت کمتری در برابر نیروهای کششی دارند، به همین دلیل این میلگردها اکثراً به صورت عمودی و گاهی نیز به شکل مورب مورد استفاده قرار می‌گیرند تا از شکست زود رس مقطع بتنی در اثر نیروی خمشی و برشی وارده شده جلوگیری کنند. بدون شک عبور میلگردها از داخل بتن مقاومت کافی را بوجود می‌آورند، اما وجود خاموت باعث ایجاد نظمی بین میلگردها شده و مقاومت در برابر نیروهای وارده را افزایش می‌دهد.

در نگاهی کلی استفاده از خاموت در ساختمان سازی اهداف زیر را دنبال می‌کند:

• جلوگیری از ترک‌هایی که بصورت مورب ایجاد شده و امکان ایجاد خرابی‌های غیرمنتظره در کل سازه را افزایش می‌دهد.
• افزایش مقاومت سازه در برابر فرآیندهای تنشی، پیچشی، خزش، انقباض و کشش سطحی.
• ارتقای عملکرد لنگر خمشی آغازین در سازه.

*** میلگرد فولاد کربن (میلگرد سیاه)

این میلگرد متداول‌‌ترین نوع این دسته از مصالح فولادی در ساختمان‌سازی محسوب و گاه از آن به عنوان میلگرد سیاه نیز یاد می‌شود. بسیار متنوع است اما در مقایسه با انواع دیگر به راحتی دچار خوردگی خواهد شد و در مناطقی که رطوبت زیاد دارند یا در سازه‌هایی که اغلب در معرض آب هستند استفاده از این نوع میلگرد نامناسب است. با این حال بسیاری از مهندسین عمران میلگرد سیاه را به عنوان بهترین گزینه برای ساخت و ساز در سایر مناطق می‌دانند.

*** سیم جوش داده شده

این نوع از میلگرد از مجموعه‌ای از سیم‌های فولادی ساخته شده است که در زاویه‌های راست مرتب شده‌اند و در تمام گذرگاه‌های سیم فولادی جوش داده می‌شوند. استفاده از میلگرد مورد نظر در تخته‌های دال بر روی زمین که زمین به خوبی فشرده شده مد نظر قرار می‌گیرد. از سیم‌های جوش داده شده سنگین‌تر می‌توان در دیوارها و اسلب‌های کف سازه‌ای استفاده کرد. از این میلگرد معمولاً در کف جاده‌ها، آبریزهای جعبه‌ای، سازه‌های زه کشی و در کانال‌های کوچک بتونی استفاده می‌شود.

*** میلگرد تغییرشکل یافته با مقاومت بالا

میلگردهای تغییر شکل یافته با مقاومت بالا میلگردهای فولادی پیچ خوره سرد با لبه، دنده، برآمدگی یا تغییر شکل در سطح هستند. کاربرد میلگرد موردنظر به‌طور کلی در تقویت کنندگی سازه‌های بتنی است. این میلگردها با اندازه قطر ۴ تا ۵۰ میلیمتر تولید می‌شوند.

*** میلگرد با پوشش اپوکسی

میلگردهای پوشش اپوکسی گران هستند. کاربرد میلگرد با پوشش اپوکسی برای سازه‌هایی در مناطقی که با آب دریا در تماس و یا در معرض خوردگی شدید هستند تعریف می‌شود. حساسیت پوشش این میلگردها باعث شده مهندسین عمران برای سفارش آنها از منابع معتبر اقدام کنند.

*** میلگرد اروپایی

این میلگردها به طور معمول از منگنز ساخته می‌شوند بنابراین تمایل بیشتری دارند خم شوند. کاربرد میلگرد موردنظر در مناطقی که مستعد شرایط آب و هوایی شدید یا اثرات زمین شناختی مانند زمین لرزه، طوفان یا گردباد هستند مناسب نیستند. با این حال می‌توانند مقرون به صرفه باشند.

*** میلگرد ضد زنگ

از فولاد ضد زنگ می‌توان به عنوان یک میلگرد فولادی تقویت کننده جایگزین با میلگرد فولاد کربن استفاده کرد. استفاده از میلگرد ضد زنگ باعث ایجاد خوردگی گالوانیک نمی‌شود و می تواند یک راه حل مقرون به صرفه در مناطقی باشد که مشکلی برای خوردگی دارند و یا تعمیر آن ها دشوار و گران است. هزینه این میلگردها حداقل هشت برابر بیشتر از میلگردهای روکش اپوکسی است، به همین دلیل کاربرد میلگرد ضد زنگ برای سازه‌هایی که در معرض خوردگی قرار ندارند مقرون به صرفه نخواهد بود.

*** میلگرد گالوانیزه

میلگرد گالوانیزه در برابر زنگ زدگی چهل برابر مقاوم تر از میلگرد سیاه است، اما آسیب رساندن به لایه میلگرد گالوانیزه دشوارتر است. از این نظر، ارزش آن بیشتر از میلگرد روکش اپوکسی است و حدود ۴۰ درصد گرانتر از آن به فروش می‌رسد. میلگرد روکش اپوکسی میلگرد سیاهی است که دارای روکش اپوکسی است. کاربرد میلگرد فوق برای سازه‌هایی می‌باشد که در مناطق نمناک و در معرض شدید رطوبت قرار دارند، گرچه گران هستند.

*** آرماتور مشبک

آرماتوربندی مشبک فلزی یا سیمی یکی دیگر از محصولات مناسب برای بتن است. آرماتور مشبک با برش  انواع ورق فولادی به صورت خطوط موازی ساخته و بین هر برش یک شکل الماس یا یک مربع ایجاد می‌شود. کاربرد میلگرد یا آرماتور مشبک معمولاً به عنوان تقویت کننده در مناطقی که به ضخامت قابل توجهی از گچ مورد نیاز است یا برای تقویت ساختار بتن سبک استفاده می‌شود. از تقویت کننده آرماتور مشبک می‌توان در پیاده روها، لنت‌های بتونی کوچک و یا سطوح قابل پیاده روی که بار زیادی دریافت نمی‌کنند‌، استفاده کرد.

*** میلگرد فایبرگلاس (GFRP)

GFRP ترکیبی مشابه فیبر کربن است. در نتیجه، هنگام استفاده از GFRP، خم شدن میدان مجاز نیست اما پوسیدگی نخواهد داشت. از این نظر، GFRP (پلیمر تقویت شده با فیبر شیشه) برای بتن یک میلگرد تقویت کننده بی‌ نظیر است. هزینه آن ده برابر میلگرد با روکش اپوکسی گرانتر است. میلگردهای GFRP تحت هیچ شرایطی خورده نمی‌شوند.

امیدواریم که با خواندن مقاله فوق به خوبی با کاربرد میلگرد در صنعت و ساختمان سازی آشنا شده باشید. برای آشنایی با نحوه اندازه‌گیری خواص مکانیکی میلگردها مقاله روش های تست و آزمایش میلگرد را حتما مطالعه کنید.