آشنایی با انواع میلگرد

میلگرد آهن آجدار آرماتور فولادی یا فیبر پلیمری تقویت شده ای است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن (بتن) مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولاد یا فیبر پلیمری که به این منظور در سازه‌های بتن آرمه به کار می‌رود به شکل سیم یا میلگرد می‌باشد.

در موارد خاصی از فولاد ساختمانی نظیر نیمرخ‌های I شکل، ناودانی یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده می‌شود. آج در میلگرد به منظور درگیرکردن فولاد در بتن است بدین منظور آج در میلگرد به صورت مارپیچ و با عمق استاندارد ایجاد می‌شود تا بتواند سطح درگیری میلگرد و بتن بالا رود.

خاموت
آرماتور های عرضی که برای مقاومت در برابر برش و پیچش به دور آرماتورهای طولی و اصلی در شناژها بسته می‌شوند خاموت نام دارند. خاموت به کمک دستگاه های خاموت زن تولید می شود.

از آرماتوربندی به منظور قوی ساختن ساختمان، پل، سد و … استفاده می‌شود، آرماتوربند با بستن میلگردها به هم توسط سیم آن هارا به هم متصل می‌کند. البته بستن میلگرد و خم کردن نوک میلگرد امری ضروری است. استفاده از دستگاه های میلگردبر در ساخت آرماتور امری بسیار شایع و ضروری است.

برای جلوگیری از بیرون زدگی آرماتورهای طولی در اثر کمانش، تحمل نیروهای برشی و جلوگیری از گسترش ترک از خاموت استفاده می‌شود. قطر خاموت و فاصلهٔ آن‌ها از یکدیگر با توجه به نیروهای وارده طراحی و محاسبه می‌شود. با افزایش سایز میلگرد در پروژه های سنگین مانند برج ها یا سد ها نیازمند استفاده از دستگاه های پیشرفته تر خاموت زن یا خمکن میلگرد هستیم. با توجه به آسیب‌پذیر بودن آرماتورها در برابر رطوبت و همچنین کاهش مقاومت آرماتورها در صورت وقوع آتش‌سوزی و گرم شدن بیش از حد، لازم است میلگردها توسط لایه ای از بتن پوشیده شود.

مشخصه‌های محاسباتی میلگرد
مقاومت تسلیم
مقدار تنشی که در آن بدون افزایش بار تغییر طول فولادی زیاد می‌شود تنش تسلیم یا مقاومت تسلیم یا مقاومت جاری شدن می‌نامند. دو عامل استحکام کششی و تنش تسلیم میلگرد از عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار بر مقاومت میلگرد است.

اسپیسر میلگرد
فضاساز میلگرد که در اصطلاح اسپیسر نامیده می‌شود قطعه ای فلزی، بتنی، چوبی یا پلاستیکی بوده که در میان قالب بتن و میلگرد، یا بین میلگردها قرار می‌گیرد. هدف از نصب اسپیسر در فضای میان میلگرد و قالب، ویا بین میلگردها، جلوگیری از جابجایی میلگردها حین بتن ریزی و در نتیجه عواقب ناشی از آن می‌باشد.

این قطعه با تأمین ضخامت لازم بتن روی میلگرد، در واقع از رسیدن عوامل خورنده به آرماتور جلوگیری کرده و سبب افزایش طول عمر بتن و میلگرد می‌گردد. شاید برای شما نیز این سؤال پیش آمده باشد که استفاده از کدام نوع اسپیسر مقرون به صرفه تر بوده و سبب بهبود عملکرد بتن مسلح می‌گردد. در ادامه قصد داریم شما را با انواع مختلف این محصول و مزایا و معایب هریک آشنا سازیم.

مقاومت کششی
حد اکثر مقاومت کششی یا تنش گسیختگی، از تقسیم حداکثر بار ثبت شده در آزمایش کشش بر سطح مقطع اولیه به دست می‌آید.

جدول اشتال میلگرد
جدول اشتال میلگرد شامل اطلاعات استاندارد موردنیاز صنعت ساختمان سازی طبق استاندارد مؤسسه استاندارد آلمان (DIN) است، محبوبیت این جدول در بین مهندسین سازه به دلیل تولید محصولات فولادی ایران بر اساس استاندارد اشتال است.

خصوصیات فیزیکی
فولاد ضریب انبساط حرارتی تقریباً یکسانی با بتن مدرن دارد. اگر چنین نبود، در اثر تنش‌های طولی و شعاعی اضافی در دماهای متفاوت از دمای محیط، مشکلاتی ایجاد می‌شد. اگرچه میلگرد دارای دنده‌هایی است که آن را به صورت مکانیکی به بتن متصل می‌کند، اما در اثر تنش‌های زیاد ممکن است از آن خارج شود که غالباً با فروپاشی در مقیاس بزرگت همراه است. برای جلوگیری از چنین خرابی، میلگرد یا عمیقاً در اعضای سازه مجاور قرار می‌گیرد (قطر ۴۰ تا ۶۰ برابر) یا انتهای آن خم شده و قلاب شده‌است تا آن را در اطراف بتن و میلگرد دیگر قفل کند. این روش اول باعث افزایش اصطکاک میله در محل می‌شود، در حالی که روش دوم از مقاومت فشاری بالا بتن استفاده می‌کند.

میلگرد معمولی از جنس فولاد گرمادیده بدون پرداخت سطحی ساخته می‌شود و این خود باعث زنگ زدگی می‌شود. به‌طور معمول، پوشش بتنی قادر است تا مقادیر PH بالاتر از ۱۲، میلگرد را از واکنش خوردگی محافظت کند. پوشش بتونی بسیار کم می‌تواند این محافظ را از طریق کربناسیون از سطح و نفوذ نمک به سطح به خطر بیندازد. پوشش بتونی بیش از حد می‌تواند باعث ایجاد ترک‌های بزرگتر شود که باعث مقاومت موضعی را به خطر می‌اندازد.

از آنجا که زنگ زدگی حجم بیشتری نسبت به فولادی که از آن تشکیل شده‌است به خود می‌گیرد، باعث فشار شدید داخلی به بتن می‌شود و منجر به ترک‌خوردگی، پاشیدگی و در نهایت خرابی ساختاری می‌شود. این پدیده به عنوان جک اکسید شناخته می‌شود. این یک مشکل خاص است که بتن در معرض آب نمک است، همان‌طور که در پل‌هایی که در کاربردهای دریایی اعمال می‌شود ویا پاشیدن نمک در جاده‌های زمستانی رخ می‌دهد. حتی میله‌های آسیب دیده عملکرد بهتری نسبت به آرماتورهای بدون پوشش نشان داده‌اند، اگرچه مسائلی در مورد جداسازی پوشش اپوکسی از میله‌ها و خوردگی در زیر فیلم اپوکسی گزارش شده‌است. این میله‌ها در بیش از ۷۰٬۰۰۰ عرشه پل در ایالات متحده آمریکا استفاده می‌شود.

طبقه‌بندی فولاد میلگرد
میلگردها براساس مقدار معینی از مقاومتشان در برابر نیروی کششی طبقه‌بندی می‌شوند که در اصطلاح به آن مقاومت مشخصه میلگرد می‌گویند. میلگردهایی که در ایران تولید می‌شود (طبق استاندارد روسی)، به سه گروه کلی تقسیم می‌شود: میلگرد نوع A-1، میلگرد نوع A-2 و میلگرد نوع A-3. در کارگاه ساختمانی نیز، از لحاظ رده مکانیکی یا شکل ظاهری به‌طور کلی به چهار دسته A1، A2، A3 و A4 تقسیم‌بندی می‌شوند.

میلگرد A1 (نرم بدون آج): اولین گروه، میلگردهای A1 می‌باشند که اسم آئین‌نامه آن‌ها 240F یا رده مقاومتی ۲۴۰ هستند که به میلگردهای A1 یا ساده معروفند و هیچ گونه شکل آج بر روی آن‌ها وجود ندارد. مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب ۲۴۰۰ و ۳۶۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد.

میلگرد A2 (نیمه سخت با آج ساده): رده بعدی میلگردهای A2 هستند که به شکل آجدار بوده و از لحاظ طبقه‌بندی در رده S340 دسته‌بندی می‌شوند. در واقع این میلگرد یک محور در امتداد طولی بوده و یک سری دورپیچ به صورت مارپیچ نسبت به این محور طولی قرار گرفته‌اند. این محصولات از لحاظ مقاومتی نسبت به میلگردهای A1 مقاوم تر می‌باشد. مقاومت تسلیم این میلگردها نیز ۳۴۰۰ و مقاومت کششی آن‌ها ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد.

میلگرد A3 (سخت با آج پیچیده): دستهٔ سوم، میلگردهای آجدار با شکل آج مارپیچ می‌باشند. شکل آج‌ها در این میلگرد نسبت به محور طولی به صورت جناقی (هشتی شکل) می‌باشند و از لحاظ مقاومت نیز نسبت به میلگردهای A1 و A2 مقاومت بالاتری دارند.

استفاده مجدد و بازیافت
در بسیاری از کشورها پس از تخریب یک سازه بتونی، کارگران برای برداشتن میلگردها فراخوانده می‌شوند. آنها سایت تخریب را تمیز می‌کنند، این‌ها فلز را با استفاده از قیچی مفتول بری، تجهیزات جوشکاری و برش، پتک و سایر ابزارها استخراج می‌کنند. این فلز تا حدودی صاف شده، بسته‌بندی شده و فروخته می‌شود.

میلگرد، مانند تقریباً تمام محصولات فلزی، می‌تواند به صورت قراضه بازیافت شود. معمولاً با سایر محصولات فولادی ترکیب می‌شود، ذوب می‌شود و دوباره شکل می‌گیرد.

ایمنی
برای جلوگیری از آسیب، انتهای برجستهٔ میلگردهای فلزی غالباً خم شده یا با درپوش‌های مخصوص پلاستیکی “plate” تقویت شده با فولاد، پوشانده می‌شوند. درپوش‌ها ملقب به “mushrooms” ممکن است از خراش و سایر صدمات جزئی محافظت کنند، اما در مقابل فرورفتگی هیچ محافظتی نمی‌کنند.