انواع میلگرد یکی از مصالح ساختمانی مهم در ساخت سازه های بتنی هستند. امروزه از فولاد و عناصر فلزی مختلف در صنعت ساخت و سازها استفاده می کنند. سازه های مختلف از جنس فولاد، آهن و عناصر دیگر مانند آلومینیوم، استیل و… ساخته می شوند. یکی از پرکاربردترین محصولات فولادی که استفاده می شود انواع میلگرد است. به دلیل اینکه میلگرد باعث افزایش مقاومت کششی بتن در برابر نیروهای لرزشی و کششی است.
میلگرد موجب افزایش مقاومت کششی، خمشی، چرخشی و مقاومت بتن در برابر حرارت میشود. در واقع هیچ یک از آنها به تنهایی نمی توانند یک ساختمان را بسازند. انواع میلگرد کف، دیوارها، سقف و حتی شالوده ساختمان ها را در بر گرفته است. به طور مثال از میلگرد حرارتی برای سقف تیرچه بلوک استفاده می شود.
آنچه در ادامه مطلب خواهید خواند
میلگرد چیست؟ (Rebar)
پیش از آشنایی با انواع میلگرد و روش های ساخت آن با «میلگرد» آشنا میشویم. میلگرد یکی از انواع پروفیل با مقاطع فولادی استوانه ای و توپر است. با ضخامت های متفاوت و بسیار کم، با طول زیاد تولید می شود که به دو صورت شاخهای و کلافی تولید میکنند. این مقاطع فولادی اکثراً از فولاد کربن متوسط (با توجه به نیاز درصد کربن یا عناصر فلزی دیگر تغییر میکند) تولید میشوند. اکثر ساختمان هایی که با بتن ساخته می شوند باید در آنها از میلگرد استفاده کنند که به آن مسلح کردن بتن میگویند.
روش ساخت میلگرد
در روش ساخت انواع میلگرد مراحل اولیه و مقدماتی به صورت مشترک وجود دارند. ابتدا سنگ آهن استخراج شده تبدیل به کنسانتره آهن، گندله و آهن اسفنجی میشود. سپس فولاد در کوره بلند، کوره القایی و… ذوب می شوند. در مرحله بعد فولاد ذوب شده به شمش تبدیل خواهد شد. برای تبدیل کردن مواد مذاب از دو روش استفاده می کنند:
- ریختن مواد مذاب درون قالب شمش
- روش ریخته گری: پاتیل های بزرگ مواد مذاب را درون محفظه ریخته و خروجی در سایزهای مختلف تولید میشوند.
از مهمترین عواملی که بر کیفیت و قیمت میلگرد تاثیر میگذارد روش ساخت آن است. انواع روش های ساخت عبارتند از:
نورد گرم
در این روش از غلتک استفاده می شود. شمش ها تا دمای 1200 درجه سانتیگراد می رسند که از بین غلتک ها عبور داده میشوند. از عرض و ضخامت آنها کاسته و بر طولشان افزوده میشود. این ورق ها برخلاف یکدیگر حرکت می کنند. نوار نقاله آن را به جلو هدایت میکند و در نهایت آج گذاری انجام می شود.
نورد سرد
در این روش دما نزدیک دمای اتاق است. از نیروهای مکانیکی برای تبدیل شمش به انواع میلگرد استفاده میکنند. این روش باعث جابجایی و درهم شکستگی ساختار کریستالی فولاد میشود. این بینظمی باعث تولید فولاد سخت تر و مقاوم تر میشود، به عبارتی مقاومت تسلیم را افزایش میدهد. البته باعث کاهش شکل پذیری میلگرد خواهد شد.
میکرو آلیاژی
برای افزایش استحکام فولاد از مواد دیگری مانند فرووانادیوم، تیتانیوم و… استفاده میکنند. این مواد در دسته فروآلیاژ ها قرار دارند. این فروآلیاژها یک نوع تصفیه کننده هستند که موجب شکل گیری کاربیدهایی بین فلز شده و مقاومت آن را افزایش میدهد. این میلگرد برای مناطق زلزله خیز مناسب است.
روش ترمکس (حرارت و خنک کاری)
در این روش فولاد حرارت دیده را توسط سیال (آب یا روغن) به سرعت سرد میکنند. این امر باعث میشود ساختار فولاد سخت و شکننده شود. سپس دوباره آن را حرارت می دهند. حرارت دهی دوباره باعث افزایش شکل پذیری و کاهش سختی فولاد می شود. افزایش شکل پذیری به دلیل کربن کمتر است.
در ادامه با انواع میلگرد و کاربرد هر یک از آنها آشنا میشویم.
انواع میلگرد بر اساس شکل ظاهر
اولین دسته بندی که برای انواع میلگرد مطرح میشود دسته بندی بر اساس شکل ظاهری میباشد. شناخت این دسته بندی مقدمهای بر آشنایی انواع میلگرد بر حسب استاندارد روسی است:
میلگرد ساده (Plain Rebar): سطح این نوع میلگرد کاملا ساده و صاف است. در ضخامتهای 6 الی 50 میلیمتر تولید میشود. برای پوشش درز انقباضی در فرودگاه و… مناسب است که مانع ایجاد ترک می شود.
میلگرد آجدار (Deformed Rebar): سطح میلگرد دارای برجستگیهایی است که خود به سه نوع تقسیم می شود:
- آجدار مارپیچ
- آجدار جناقی
- آجدار مرکب
انواع میلگرد بر حسب استاندارد
رایج ترین استاندارد در ایران برای ساخت انواع میلگرد استفاده از استاندارد روسی است. استانداردهای دیگری مانند JZS (ژاپن)، ASTM (آمریکا)، DIN (آلمان) و IS6 (سازمان بین المللی استاندارد) را می توان نام برد. هر یک از موارد ذکر شده دارای تنش جاری و تنش گسیختگی مختص به خود هستند.
انواع میلگرد بر اساس استاندارد روسی عبارتند از:
- میلگرد A1 (S240 یا F240): از نوع ساده و بدون آج است که با نام میلگرد نرم شناخته می شود. از کربن کمتری برخوردار است، بنابراین مقاومت کمتری دارد. در جوشکاری و آهنگری استفاده می کنند، زیرا شکل پذیری بالایی دارد. البته در صنایع کاربرد بیشتری دارد.
- میلگرد A2 (S340 و S350): سطحی آجدار از نوع مارپیچ دارد. به نام میلگرد نیمه سخت (نیمه خشک) نیز شناخته میشود. برای تولید خاموت، ساختمانهای سبک و کوچک و ساخت دیوار برشی مناسب است.
- میلگرد A3 (S400 و S420): از نوع میلگرد آجدار جناقی است که با نام میلگرد خشک شناخته می شود. دارای سختی زیاد است اما قابلیت شکل پذیری آن کم است. مقاومت آن نسبت به A2 بیشتر است. در ساخت تیر و ستون کاربرد دارد اما به هیچ عنوان بر روی آن جوشکاری انجام نمی شود. می توان برای ایجاد اشکال با زاویه های تند از آن استفاده کرد.
- میلگرد A4 (S500 و S520): از نوع میلگرد آجدار مرکب است. هر سه ویژگی مقاومت، شکل پذیری و قابلیت جوشکاری را داراست. از فولاد پرکربن تولید میشود و قیمت بالایی دارد. در ساخت قاب خمشی و دیوار برشی به کار می رود. البته کاربرد گسترده تری نسبت به سایر میلگردها دارد.
انواع میلگرد بر اساس ساختار یا مقاومت
یک معیار مهم که در ساخت انواع میلگرد ملاک قرار میگیرد جنس و میزان مقاومت آن است. بهترین کارخانه های تولید پروفیل و میلگرد بر حسب نیاز مشتری مواد دیگری را به فولاد اضافه میکنند. عناصر آلیاژی و افزودنی مانند فروسیلیسیم، مس، نیکل، تیتانیوم، فرووانادیوم و مولیبدن را میتوان نام برد. این ترکیبات شیمیایی بر روی ویژگی های فولاد تاثیر میگذارند.
انواع میلگرد بر اساس ساختار یا مقاومت عبارتند از:
از فیبرکربن (الیاف شیشه) ساخته می شود.
- میلگرد گالوانیزه: پوششی از روی به دو روش گرم (حوضچه روی) و سرد بر روی میلگرد قرار میگیرد. مقاومت آن را تا 40 برابر افزایش می دهد. نسبت به میلگرد اپوکسی کارایی بسیار بالاتری داشته و کمترین آسیب را میبیند. به هیچ وجه فرآیند اکسید آهن بر روی آن مشاهده نمی کنید. قیمت بالاتری داشته و در مناطق مختلف به ویژه با رطوبت و بارندگی زیاد توصیه می شود.
- میلگرد تقویت شده کامپوزیت یا پلیمری (FRD): مواد اولیه ساخت آن رزین پلیمری و الیاف هستند که در مقابل خوردگی مقاوم میباشند. در محیط های خورنده مانند دریا و... کاربرد دارد. ویژگی مثبت آن وزن سبک و مقاومت کششی بالای آن است.
- میلگرد اروپایی: در ساختار این نوع میلگرد از منگنز بیشتری استفاده می شود، اما کربن و سیلیکون نیز وجود دارند. مقاومت بسیار کمی در برابر خمش دارد. برای استفاده در مناطق زلزله خیز و سازه های یکپارچه ممنوع است.
- میلگرد استیل (ضدزنگ): مقاومت آن 1500 برابر بیشتر از میلگرد سیاه است. البته قیمت بسیار بالایی دارد. شکل پذیری آن راحت است. در محیط های خورنده مانند سازه های دریایی و... کاربرد دارد.
- میلگرد با فولاد پرکربن (میلگرد سیاه): یکی از رایج ترین انواع میلگرد است. سرعت فرسایش آن بالاست. در مناطق با رطوبت بالا و آب زیاد توصیه نمیشود.
- میلگرد اپوکسی: لایه ای از اپوکسی بر روی میلگرد سیاه وجود دارد که مانع از خوردگی در برابر رطوبت میشود.
- میلگرد فایبرگلاس (GERP): از فیبرکربن (الیاف شیشه) ساخته می شود.
انواع میلگرد به لحاظ شکل و کاربرد
معمولا انواع میلگردها به شکل مقاطع فولادی شاخهای (6 الی 12 متری) تولید می شوند. در برخی مواقع به شکل کلاف هستند. برای استفاده در ساخت و سازهای مختلف مانند ساختمان ها باید به اشکال مختلف تبدیل شوند که شامل موارد زیر میشوند:
- میلگرد راستا
- میلگرد خاموت
- میلگرد خرک کف ساختمان
- میلگرد سنجاقی: کاربرد در بین خاموت و میلگرد معمولی
- میلگرد رکابی: کاربرد در آرماتور های عمودی-دال ها و بتن ریزی در دیوار
- میلگرد ادکا و میلگرد ممان منفی: میلگرد ادکا، کاربرد در تکیه گاه تیر در سقف و میلگرد ممان منفی برای اتصال به میلگرد در قسمت فوقانی تیرچه