میلگرد چیست و انواع آن در صنعت ساختمان
میلگرد یکی از محصولات پرکاربرد در صنایع مختلف، به ویژه در صنعت ساخت و ساز، به عنوان یکی از مهمترین عناصر سازه های ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول به دو دسته اصلی ساده و آجدار تقسیم می‌شود و در بازار به صورت شاخه یا کلاف قابل تهیه است. علاوه بر این تقسیم‌بندی، میلگـردها می‌توانند بر اساس استاندارد تولید، شکل ظاهری، جنس و سایر مشخصه‌ها دسته‌بندی شوند.
میلـگرد در زبان انگلیسی با نام Rebar شناخته می‌شود که مخفف عبارت Reinforcing Bars به معنای «میله‌های تقویت‌کننده» است. توضیح مفصل درباره میـلگرد به شرح زیر است:
میلگـرد نوعی پروفیل طولانی و استوانه‌ای است که برای بهبود مقاومت کششی بتن به کار می‌رود. بتن به عنوان یک ماده بسیار مقاوم و پرتحمل در مقابل تنش‌های فشاری شناخته می‌شود، اما در برابر تنش‌های کششی ضعیف است. به همین دلیل از انواع میلگـرد آجدار در داخل بتن استفاده می‌شود تا ضعف مقاومت کششی بتن جبران شود.
پیشنهاد مقاله ؛ میلگرد کلاف چیست و کاربرد آن در ساختمان
مـیلگردها از محبوب‌ترین و پرفروش‌ترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان‌سازی به شمار می‌آیند و انواع مختلفی دارند. معمولاً میلـگرد از جنس فولاد در صنعت ساخت و ساز استفاده می‌شود، زیرا انبساط حرارتی فولاد تقریباً برابر با بتن است. به طور کل، استفاده از میلـگرد در سازه‌های بتنی منجر به افزایش باربری، افزایش شکل‌پذیری و طولانی‌تر شدن عمر سازه می‌شود.
تفاوت میلگرد و آرماتور چیست؟
عمدتاً میلگرد و آرماتور به طور اشتباه با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند. برای درک تفاوت آرماتور با میـلگرد، ابتدا باید با تعریف آرماتور آشنا شویم. آرماتورها عبارتند از مـیلگردهایی که تغییر شکل یافته و برای قرارگیری در بتن آماده می‌شوند. به عبارت دیگر، هنگامی که میلگـرد تغییر شکل می‌دهد و آماده ریختن بتن می‌شود، به آن آرماتور گفته می‌شود.
به عبارت دیگر، آرماتور همان میلـگرد است با این تفاوت که قبل از قرار گیری در بتن، عملیات‌هایی مانند خم‌کاری، برش‌کاری یا جوش دادن به دیگر میلگـردها، انجام می‌شود. اگر تمایل به دریافت اطلاعات بیشتر در مورد آرماتور، انواع آن و روش‌های کلی استفاده از آرماتورها دارید، پیشنهاد می‌شود مقاله زیر را مطالعه نمایید.
پیشنهاد مقاله ؛ آرماتوربندی چیست و کاربردهای آن
به دلیل این تفاوت جزئی بین مـیلگرد و آرماتور، در اکثر مواقع از کلمه میـلگرد به عنوان نماینده هر دو مفهوم استفاده می‌شود. در این مقاله نیز بیشتر از کلمه میـلگرد برای ارجاع به هر دو مفهوم میلگرد و آرماتور استفاده خواهیم کرد.
استفاده از میلگرد در سازه ها در گذشته
بتن، هزاران سال است که در گستره‌ی گسترده‌ای از پروژه‌های ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، در روم باستان، از بتن به میزان قابل توجهی استفاده می‌شد. با این حال، ساخت بتن آرمه یا بتن تسلیح شده با میلگـرد نسبتاً جدید است و کمتر از ۲۰۰ سال تاریخ دارد.
مورخان در مورد نام اولین فردی که از بتن آرمه در پروژه‌های ساختمانی استفاده کرد، اختلاف نظر دارند. برخی این مسئله را به صنعتگری به نام فرانسوا کونیه (Francois Coignet) نسبت می‌دهند، که اولین خانه‌ای را با بتن مسلح ساخته است. برخی دیگر بر این باورند که یک باغبان به نام جوزف مونیر (Joseph Monier) اولین فرد بود که از بتن مسلح در پروژه‌های محوطه‌سازی استفاده کرد و در نهایت برخی این توسعه را به جوزف لوئیس لامبوت (Joseph Louis Lambot) نسبت می‌دهند. با این حال، اجماع تمام مورخان بر این است که این تکنیک در حدود سال ۱۸۵۰ در فرانسه توسعه یافت و مونیر برای تکنیک خود در سال ۱۸۶۷ حق امتیاز (ثبت اختراع) دریافت کرد.
استفاده از بتن آرمه به سرعت به یک روش برجسته برای ساختمان‌سازی در اروپا تبدیل شد و سپس در آمریکا گسترش یافت. در سال ۱۸۷۸، تادئوس هایت اولین نفری بود که این سیستم را در ایالات متحده ثبت اختراع کرد. پس از آن، پروژه ساختمانی اول آمریکا با استفاده از سیستم بتن آرمه توسط یک پالایشگاه متعلق به شرکت The Pacific Coast Borax اجرا شد. در نهایت، در ربع اول قرن بیستم، ساخت و ساز با استفاده از سیستم بتن آرمه به عنوان گزینه اصلی برای پروژه‌های جدید پیشنهاد شده بود.
استفاده از بتن آرمه امکان ساخت ساختمان‌ها با تعداد طبقات بالا را فراهم می‌آورد. در مقابل، ساختمان‌های ساخته‌شده با استفاده از چوب محدودیت‌هایی در تعداد طبقات داشتند، و استفاده از سنگ هم اگرچه این امکان را فراهم می‌کرد، اما هزینه‌های بالایی داشت. از آن زمان بیش از یک قرن می‌گذرد که ساخت پل‌ها، بزرگراه‌ها، میادین ورزشی، مدارس، سد‌ها، فرودگاه‌ها و بسیاری از پروژه‌های دیگر به استحکام و دوام بتن آرمه اعتماد دارند.
انواع میلگرد بر اساس شکل ظاهری
بر اساس استاندارد ملی ایران با شماره ۳۱۳۲، میلـگردهای گرم‌نوردیده برای تسلیح بتن به دو دسته میلگرد ساده و میلگـرد آجدار تقسیم می‌شوند. این دسته‌بندی در ۴ گرید انجام می‌شود و به صورت زیر است:
- میلگرد ساده یا میلگرد A1
- میلگرد آجدار مارپیچ یا میلـگرد A2
- میلگرد آجدار جناغی یا میلـگرد A3
- میلگرد آجدار مرکب یا میلـگرد A4
میلگرد ساده
میلگرد A1 یا میلگرد ساده، به میـلگردی اطلاق می‌شود که در سطح آن هیچگونه آج یا برجستگی وجود ندارد. میلگردهای ساده عمدتاً در اندازه‌های ۶ تا ۲۰ میلیمتر تولید و عرضه می‌شوند. در استاندارد ملی ایران با شماره ۳۱۳۲، این میلـگردها با علامت مشخصه س۲۴۰ نشان داده می‌شوند. این نوع میلـگرد در ترکیب شیمیایی‌اش کمترین میزان کربن را دارد که باعث افزایش انعطاف، قابلیت شکل‌پذیری، و جوش‌پذیری مناسب می‌شود.
میلگرد آجدار مارپیچ
میلگردهای A2 به عنوان میـلگردهای آجدار شناخته می‌شوند. آج این نوع میلـگرد از نوع مارپیچ (یکنواخت یا دوکی) است که از ابتدا تا انتهای میـلگرد ادامه پیدا می‌کند و در هیچ نقطه‌ای قطع نمی‌شود. میلگرد A2 نسبت به میلـگردهای ساده از مقاومت بالاتری برخوردار است، اما در عین حال نسبت به سایر مـیلگردهای آجدار، سختی کمتری دارد. به همین دلیل نیز به میلـگرد نیمه سخت معروف است. از میلـگرد A2 بیشتر در دیوارهای برشی و در ساخت خاموت استفاده می‌شود.
میلگرد آجدار جناغی
میلگرد A3 نیز یک نوع میـلگرد آجدار است، اما آج آن جناقی شکل می‌باشد. تفاوت میلگـرد A2 و A3 در مشخصات مکانیکی مانند میزان مقاومت مـیلـگرد، قابلیت شکل‌پذیری و جوش‌پذیری آن‌هاست. میلگرد A3 به دلیل درصد کربن بیشتر در ترکیب شیمیایی‌اش، مقاومت بالاتری نسبت به مـیلـگرد A2 دارد، اما در عین حال قابلیت شکل‌پذیری و جوش‌پذیری آن کمتر است.
میلگرد آجدار مرکب
میلگرد A4 که در استاندراد ۳۱۳۲ با علامت مشخصه آج ۵۰۰ و آج ۵۲۰ شناخته می‌شود، در آخرین رده سختی قرار دارد و از فولاد با درجه کربن بالا ساخته می‌شود. شکل آج‌های این مـیلگـرد کاملاً متفاوت از مـیلگردهای آجدار A2 و A3 است و دارای آج‌های عرضی دوکی شکل می‌باشد. به دلیل پیشرفت در تکنولوژی ساخت، میلگرد A4 علاوه بر استحکام بالا، دارای انعطاف و قابلیت جوش‌پذیری مناسبی است. عمده تفاوت میان مـیلگرد A3 و A4 نیز به همین موارد مربوط می‌شود.
پیشنهاد مقاله ؛ چسب کاشت میلگرد چیست و کاربرد آن در صنعت ساختمان
اهمیت میلگرد در صنعت ساخت و ساز
استفاده از بتن در ساخت و ساز به افزایش استحکام و مقاومت سازه در برابر تنش‌های فشاری منجر می‌شود. اما نقطه ضعف بتن در مقابل تنش‌های برشی و کششی پایین است و به همین دلیل ممکن است دچار ترک‌خوردگی شود. در اینجا، اهمیت استفاده از مـیلگرد در بتن مشخص می‌شود. به منظور تقویت مقاومت کششی بتن، از ترکیب بتن و میلـگرد استفاده می‌شود که به آن بتن مسلح یا بتن آرمه می‌گویند. میلـگرد در صنعت ساختمان باعث ایجاد یکپارچگی سازه و افزایش مقاومت کششی آن می‌شود و در مقابل حوادثی مانند زلزله، از تخریب سازه جلوگیری می‌کند.
همچنین، یکسان بودن ضریب انبساط دمایی بتن و فولاد باعث می‌شود از بروز تنش‌های اضافی در ساختار بتن در شرایط دمایی مختلف و در نتیجه تخریب زودهنگام بتن جلوگیری گردد.
تست میلگرد
برای اطلاع از ویژگی‌های مـیلگرد و تطابق آن با مشخصات استاندارد، از انواع تست مـیلگرد استفاده می‌شود. این تست‌ها شامل آزمون‌های شیمیایی و مکانیکی می‌شوند که به منظور ارزیابی کیفیت میلگردها اجرا می‌شوند و با استانداردهای مربوطه تطابق داده می‌شوند. با توجه به استانداردهای ملی مربوطه، می‌توان ۶ نوع آزمایش بر روی میلگردها انجام داد که برخی از آن‌ها الزامی هستند. میلگردها باید حداقل مقادیر مشخصی از این آزمون‌ها را برآورده کنند تا به عنوان میلگرد استاندارد و با کیفیت شناخته شوند.
اندازه گیری قطر میلگرد
به طور کلی، انواع میـلگرد از قطر ۸ الی ۵۰ میلیمتر تولید و عرضه می‌شوند، اما بیشترین کاربرد آن‌ها در قطر ۶ تا ۳۲ میلیمتر مشاهده می‌شود. هر سایز از مـیلگرد برای کاربردهای خاص خود مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر پلاک بندیل میلگـرد یا گواهی نامه فنی آن در دسترس باشد، می‌توان به راحتی قطر میلـگرد را تشخیص داد. اما اگر نیاز به اندازه‌گیری دقیق قطر مـیلگرد باشد، می‌توان از روش‌های مختلفی برای این منظور استفاده کرد. در برخی از این روش‌ها نیاز به هیچ ابزاری نیست، اما برای محاسبه دقیق باید از ابزار اندازه‌گیری مانند کالیپر استفاده کرد.
جمع بندی نهایی
میلگرد، به عنوان یکی از اصلی‌ترین و پرفروش‌ترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان سازی، نقش بسیار مهمی در افزایش استحکام و مقاومت سازه‌ها در برابر تنش‌های فشاری بازی می‌کند. در صنعت ساختمان، مصرف میلـگرد بدون شک تأثیرگذار است و استانداردهای مشخص در تولید و کاربرد آن وجود دارد.
در این مقاله به معرفی انواع میلگرد، تفاوت‌های آن با آرماتور، و استانداردهای مرتبط با آن پرداختیم. همچنین، اهمیت استفاده از میلگـرد در ساختمان‌ها به منظور تقویت مقاومت کششی بتن و پیشگیری از ترک خوردگی بتن مورد بررسی قرار گرفت. در پایان، تست‌های میـلگرد و اندازه‌گیری قطر آن نیز به عنوان جنبه‌های فیت و کیفیت مـیلگرد معرفی شدند. با توجه به انواع میلگرد و خصوصیات آن، مصرف آن در ساخت سازه‌های بتنی و فولادی امری بسیار حیاتی و اساسی است.
همچنین، در این مقاله به اهمیت استفاده از بتن آرمه یا بتن تسلیح شده با میـلـگرد پرداخته شد. این ترکیب باعث افزایش قابلیت تحمل سازه در برابر بارهای فشاری و کششی می‌شود. استفاده از میلگرد نه تنها مقاومت سازه را افزایش می‌دهد بلکه از تخریب زودهنگام سازه در مواجهه با حوادث مانند زلزله نیز جلوگیری می‌کند.
در نهایت، تست‌ها و آزمایش‌های میلگـرد نیز مورد بررسی قرار گرفتند. این آزمون‌ها به منظور اطمینان از کیفیت و تطابق میـلگرد با استانداردهای مربوطه انجام می‌شوند و نقطه اصلی در تضمین ایمنی و کارایی مصرف میلگرد در ساخت و ساز است.
با توجه به این نکات، میلـگرد به عنوان یک عنصر حیاتی در صنعت ساختمان سازی شناخته می‌شود که با استفاده صحیح و مطمئن از آن، سازه‌هایی با مقاومت بالا و عمر طولانی می‌توان ایجاد کرد.
آیا استفاده از میلگرد در سازه‌های بتنی ضروری است؟
بله، استفاده از میلگرد در سازه‌های بتنی ضروری است زیرا بهبود مقاومت سازه به تنش‌های کششی و تحمل بارهای فشاری کمک می‌کند. بتن تسلیح شده با میلگرد (بتن آرمه) به عنوان یک مواد سازه‌ای پر استفاده و مؤثر در صنعت ساختمان سازی شناخته می‌شود.
چگونه قطر میلگرد را اندازه‌گیری کنیم؟
برای اندازه‌گیری قطر میلگرد، از ابزارهای مختلفی مانند کولیس، میکرومتر، گیج کالیبره و... استفاده می‌شود. اندازه‌گیری دقیق با توجه به نیازهای پروژه و استانداردهای مربوطه انجام می‌شود.
میلگرد و آرماتور چه تفاوت‌هایی دارند؟
میلگرد و آرماتور هر دو از جنس فولادی هستند و در صنعت ساختمان به کار می‌روند، اما تفاوت‌هایی نیز دارند. آرماتورها اصطلاحاً میلگردهایی هستند که پس از تغییر شکل داده شده و برای قرار گیری در بتن آماده می‌شوند. به عبارت دیگر، هنگامی که میلگرد خاصی تغییر شکل داده شده و برای قرار گیری در سازه‌های بتنی آماده می‌شود، به آن آرماتور گفته می‌شود.
بدون دیدگاه