ميلگر يكي از مهم ترين مصالحي است كه در ساختمان سازي از آن استفاده مي شود. اين روزها يكي از بيشترين مصالحي كه در ساخت و ساز و ساختمان سازي از آن استفاده مي شود، آهن آلات مي باشد. در كشورهاي مختلف ميلگر را با استاندارد هاي متنوعي توليد مي كنند كه هر يك از آن ها داراي ويژگي هاي متنوع و منحصر به فردي مي باشد. ميلگر ها داراي انواع مختلفي هستند كه هر يك از آن ها به دليل ويژگي ها و خصوخصياتي كه دارند در بخش هاي مختلفي از ساختمان كاربرد دارند. با توجه به اينكه ميلگر ها براساس استانداردهايي كه دارند دسته بندي و طبقه بندي مي شوند مي توانند كاربردهاي متنوعي داشته باشند. يكي از مهم ترين كاربردهايي كه ميلگردها دارند در نقشه هاي سازه اي مي باشد. در ادامه اين مقاله ما را همراهي كنيد تا در مورد انواع ميلگرد و كاربردهايي كه دارد براي شما توضيح دهيم.
ميلگرد چيست؟
ميلگرد يا آرماتور، فولادي است كه در بتن براي جبران مقاومت كششي پايين آن مورد استفاده قرار ميگيرد. فولادي كه به اين منظور در سازههاي بتن آرمه به كار ميرود به شكل سيم يا ميلگرد ميباشد و فولاد ميلگرد ناميده ميشود. البته در موارد خاصي از فولاد ساختماني نظير ناوداني و يا قوطي نيز براي مسلح كردن بتن استفاده ميشود.
در كشورهاي مختلف فولاد ميلگرد با استانداردهاي متفاوتي توليد ميشوند و در هر استانداردي طبقه بندي مشخصي در ارتباط با خواص مكانيكي فولادها وجود دارد. در ايران قسمت عمده فولادهاي آرماتور كه توسط كارخانه ذوب آهن اصفهان توليد ميشوند با استاندارد روسي مطابقت دارند.
از نظر تنوع قطر ميلگردها نيز استانداردهاي توليد كنندگان متفاوت است. در سيستم روسي كه در كارخانجات ذوب آهن اصفهان مورد استفاده است ميلگردها تا قطر ۴۰ ميليمتر ساخته ميشوند.
انواع ميلگرد و مشخصات مكانيكي آنها :
بيشترين ميلگردي كه در صنعت بتن و بتن ريزي كاربرد دارد با مشخصه فولاد معمولي بوده كه بشرح ذيل در ايران دسته بندي و توليد و مصرف مي شوند. البته اين دسته بندي،حسب استاندارد روسي بوده كه در ايران رواج دارد.
۱ – ميلگرد نرم بدون آج (A1)
اين ميلگرد با تنش جاري ۲۳۰۰ كيلوگرم بر سانتي متر مربع و تنش گسيختگي ۳۸۰۰ كيلوگرم بر سانتي متر مربع و تغيير شكل نسبي پلاستيكي (در زمان گسيختگي) ۲۵ درصد بعنوان ميلگرد نرم شناخته شده و عمدتا بصورت صاف و بدون آج مي باشد. اين ميلگرد براي آهنگري و تغيير شكل و انجام عمليات جوشكاري بر روي آن مناسب است و بطور كلي بعنوان يك ميلگرد داكتيل شناخته مي شود.
۲ – ميلگرد نيمه سخت با آج ساده (A2)
اين نوع ميلگرد با تنش جاري ۳۰۰۰ كيلوگرم بر سانتي متر مربع و تنش گسيختگي ۵۰۰۰ كيلوگرم بر سانتي متر مربع و تغيير شكل نسبي پلاستيكي (در زمان گسيختگي) ۱۹ درصد بعنوان ميلگرد نيمه خشك (ترد) و نيمه نرم شناخته شده كه بصورت آجدار و عمدتا آج فنري شكل مي باشد.اين ميلگرد براي عمليات ساختماني و خصوصا خاموت زني مناسب بوده و انجام عمليات جوشكاري بر روي آن در صورت اجبار ميسر بوده كه البته توصيه مي شود در صورت امكان از جوشكاري آن پرهيز شود.
۳- ميلگرد سخت با آج پيچيده (A3)
اين ميلگرد با تنش جاري ۴۰۰۰ كيلوگرم بر سانتي متر مربع و تنش گسيختگي ۶۰۰۰ كيلوگرم بر سانتي متر مربع و تغيير شكل نسبي پلاستيكي (در زمان گسيختگي) ۱۴ درصد بعنوان ميلگرد خشك (ترد) مناسب عمليات سيويل صنعتي و ساختماني بوده كه بصورت آجدار و عمدتا آج جناقي مي باشد و اكيدا براي آهنگري و تغيير شكلهاي فراوان با زواياي تند مناسب نبوده و همچنين به هيچ وجه عمليات جوشكاري بر روي آن مجاز نمي باشد.
4- ميلگرد سخت با آج پيچيده (A4)
داراي آج دوكي شكل مي باشند. مطابق استاندارد شماره 3132 سازمان ملي استاندارد ايران ميلگرد A4 يا ميلگردهاي با آج 520 و 500 از نوع آجدار مركب مي باشند. بدين ترتيب كه آج هاي عرضي دوكي شكل در دو طرف آج طولي و به صورت چهار نيم مـارپيچ بـه شـكل هفت – هشت و با زاويه 35درجه تا و شامل 75 درجه مي باشد. حداقل مقاومت كششي 520 مگاپاسكال و شكل پذيري حداقل 18% را براي اين گريد از محصولات خود تضمين مينمايد. استفاده از ميلگرد A4 با تنش تسليم 500 و520 مگاپاسكال،به ترتيب به عنوان ميلگردهاي آج 500 وآج 520 خوانده مي شوند، در طراحي و ساخت همه انواع سازه هاي ساختماني (سازه هاي غير ساختماني را شامل نمي شود) بتن آرمه، به جز ديوارهاي برشي ويژه و قاب هاي خمشي ويژه، در صورت احراز شرايط زير به تصويب رسيد.
– ميلگرد داراي آج هاي عرضي دوكي شكل در دو طرف آج طولي بوده داشته باشد.
– شكل پذيري ميلگرد حداقل در حد مورد انتظار براي ميلگرد A3 باشد، به طوري كه ميزان ازدياد طول نسبي آن در طولي معادل 5 برابر قطر، حداقل 16% باشد.
– در توليد ميلگرد، از شمش با كربن بالا استفاده نشود. روش توليد ميلگرد، تكنولوژي ترمكس بوده وكربن معادل (CE) ميلگرد، حداكثر 5/0 باشد.
– كارخانه توليد كننده ميلگرد، گواهي سازمان ملي استاندارد را براي توليد ميلگرد هاي آج 500 وآج 520 اخذ نموده ونشان كارخانه و رده ميلگرد را بر آن حك كرده باشد.
شكل ظاهري ميلگرد هاي A2 و A3
در طراحي پي از ميلگرد طولي A3 و ميلگرد عرضي A2 استفاده مي شود . يكي از راه هاي شناسايي شكل آج است. در ميلگرد هاي A3 آج ها به صورت ضربدري هستند اما در A2 به صورت منفرد هستند. در ميلگرد هايA2 آج ها بصورت موازي هستند ولي در ميلگرد هاي A3 آج ها بصورت هفت و هشت هستند.
انواع ميلگردها بر اساس استاندارد و آناليز كنوني
ميلگرد ساده 240 (ميلگرد ساده)
ميلگرد آج دار 340 (ميلگرد آجدار مارپيچ) يا ( يكنواخت)
ميلگرد آج دار 350 (ميلگرد آجدار مارپيچ) يا ( يكنواخت)
ميلگرد آج دار 400 (ميلگرد آجدار جناقي) يا (يكنواخت)
ميلگرد آج دار 420 (ميلگرد آجدار جناقي ) يا ( يكنواخت)
ميلگرد آج دار 500 (ميلگرد آجدار مركب)
ميلگرد آج دار 520 (ميلگرد آجدار مركب )
ميلگرد چيست؟
در حال حاضر تمام ميلگردهاي بازار تابع چنين استانداردي هستند.
وقتي نام ميلگرد A2 را ميشنويد بدانيد كه منظور همان ميلگرد آج ۳۴۰ است و منظور از ميلگرد A3، همان ميلگرد آج ۴۰۰ است. فقط نامها ثابت مانده ولي آناليز و استاندارد آنها كاملاً متفاوت است.
روش تشخيص ميلگرد آج ۳۴۰ و ميلگرد آج ۴۰۰
در آج ۳۴۰، آجها با زاويه ۴۵ درجه و بصورت مارپيچي است.در آج ۴۰۰ زاويه آجها ۴۵ درجه است ولي اگر از روبرو به ميلگرد نگاه كنيد، آجها به صورت جناقي (هفت و هشت) است.
خواص مكانيكي ميلگرد ها – تست كرنش و كشش و خمش
تنش تسليم
حداكثر نيرويي است كه به ميلگرد وارد و ميلگرد دچار تغيير شكل دائمي نميشود. اگر مقدار نيرو افزايش يابد، ميلگرد بحالت اوليه بر نميگردد و براي هميشه تغيير شكل ميدهد. خاصيت برگشت پذيري را خاصيت الاستيكه و خاصيت برگشت ناپذيري را خاصيت پلاستيك مينامند. در طراحيها، ملاك انتخاب ميلگرد، مقدار تنش تسليم است. به همين خاطر است كه بخاطر همين خاصيت بسيار مهم، مقدار تنش تسليم در نامگذاري ميلگردها سهيم است. در ميلگرد آج ۳۴۰، حداقل تنش تسليم اين ميلگرد، ۳۴۰ مگاپاسكال (MPA) است.
مقاومت كششي
مقاومت كششي، بيشترين نيروي كششي است كه جسم قبل از شكست تحمل ميكند. واحد آن، پوند بر اينچ مربع است. خاصيت مقاومت كششي ميلگردها را ميتوان با عملياتي همچون آلياژكاري، سرد كاري، يا عمليات حرارتي افزايش داد. عبارات متشابهي كه براي مقاومت كششي بكار گرفته ميشود شامل استحكام كششي – تاو كششي– Tensie Strength. در آزمون كشش و ازدياد طول نسبي، ميزان انعطاف پذير بودن و يا شكننده بودن ميلگرد مشخص ميشود.
انواع كاربرد ميلگرد ( آرماتور ) در بتن
ميلگردها به شكلهاي مختلف در اعضاي بتني مسلح مورد استفاده قرار ميگيرند كه معمولاً در نقشههاي سازهاي، بطور دقيق تريسم ميشوند. كاربردهاي مختلف آنها را در زير ذكر ميكنند.
ميلگرد راستا چيست
براي افزايش مقاومت كششي بتن
ميلگرد خاموت چيست
براي جلوگيري از بيرون زدگي آرماتورهاي طولي در اثر كمانش و تحمل نيروهاي برشي و جلوگيري از گسترش ترك.
ميلگرد سنجاقك چيست
براي تقويت مقاومت برشي خاموتها و اتصال كامل بين ميل گردهاي طولي و خاموت
ميلگرد خرك چيست
براي قرار دادن دو شبكهي متوالي افقي با فاصلهي معين در داخل قالب (در بتن ريزيهاي كف و فونداسيون)
ميلگرد ركابي چيست
براي در امتداد نگه داشتن آرماتورهاي طولي يا عمودي در بتن ريزي ديوارها و دالها (به شكل حرف u) يا بين دو سفره آرماتور (شبكه مشبندي)
ميلگرد ادكا چيست
لنگرهاي منفي در تكيهگاههاي تير و براي تحمل نيروهاي برشي
انواع كاربرد ميلگرد
انواع كاربرد ميلگرد
ميلگرد گذاري شالودهها
در عمل ميلگردها به صورت شبكهاي در كف شالوده قرار داده ميشوند (با احتساب فاصلهي پوشش بتن) براي ايجاد چسبندگي بيشتر و انتقال مناسبتر نيرو بين فولاد و بتن در كنارههاي فونداسيون، ميلگرد شبكه با خم ۹۰ درجه به طول معين، شكل داده ميشود.
با توجه به ميزان بار و عمق فونداسيون سيستم ميلگرد گذاري در آنها ميتواند به صورت شبكههاي تحتاني يا تركيبي از شبكههاي تحتاني و فوقاني باشد.
براي حفظ فاصلهي مناسب بين دو شبكه از خرك (ميلگرد خم شده به صورت تكيه گاه) استفاده ميشود.
موارد استفاده ميلگرد
ديواره هاي ملاتي و سازه هاي سنگي از نظر مشخصات تقريبا شبيه به بتن هستند و در مقابل تنشهاي كششي تحمل ضعيفي دارند. بعضي از قطعه هاي استاندارد سنگي مثل آجر و بلوك با تعبيه حفره هاي مخصوص به گونه اي طراحي شده اند كه با قرار دادن ميلگرد در اين حفره ها، آنها را در مقابل تنش هاي كششي تقويت كنند.
با اينكه از هر ماده اي كه استحكام كششي بالايي دارد، مي توان بعنوان يك عامل تقويت كننده براي تقويت استحكام كششي بتن استفاده كرد و با توجه به وجه اشتراك خاصي كه بين فولاد و بتن مي باشد، باعث شده تا براي ساخت ميلگردهاي تقويتي، بيشتر از فولاد استفاده شود.
ضريب انبساط دمايي در بتن و فولاد، وجه مشترك بين اين دو بوده و نزديك بودن مقدار اين ضريب، مانع بروز تنش هاي اضافي دروني در ساختار بتن در شرايط دمايي مختلف مي شود كه اين مسئله از تخريب زود هنگام بتن جلوگيري مي كند.
ميلگرد آلياژ سازي شده و ترمكس ( خنك كاري و برگشت تحت كنترل ) چيست؟
فرآيندهاي توليد ميلگرد در كشورهاي پيشرفته جهان به روشهاي مختلف است. در استانداردهاي معتبر دنيا برحسب شرايط اقليمي هر كشور فرآيندهاي توليد بطور كاملاً روشن و با لحاظ پارامترهاي مختلف تحت كنترل قرار مي گيرند :
۱-در كشور ژاپن كه از نظر شرايط اقليمي كشوري زلزله خيز است، استاندارد ملي آن كشور JIS آناليز شيميايي را متناسب با فرآيند توليد ( از روش آلياژي ) تعريف مي نمايند و هيچگونه اشاره اي به فرآيند توليد از طريق عمليات حرارتي (ترمكس ) ننموده است و به عبارت ديگر مصرف ميلگردهاي ترمكسي در آن كشور توصيه نمي شود .
۲-در كشورهاي اروپائي كه از نظر زلزله خيزي در رده كشورهاي امن مي باشند و نسبت به كشور ژاپن خطر زلزله در آنها بسيار پائين تر مي باشد روش ترمكس ( عمليات حرارتي ) را مدنظر قرار داده و آناليز شيميايي را متناسب با فرآيند توليد آرماتور با روش فوق الذكر در نظر گرفته اند ،
۳- در استاندارد ملي ايران به شماره ۳۱۳۲ كه برگرفته از چندين استاندارد مرجع ( اروپايي EN , DIN, و ژاپن JIS و آمريكاASTM و ISO ) مي باشد هر دو روش فوق الذكر در نظر گرفته شده است ولي بخاطر ضريب امنيت بالاي مصرف در بند ۱۳ استاندارد ( نشانه گذاري ) بصراحت توليد كنندگان را موظف به آگاهي دادن به مصرف كننده از لحاظ فرآيند توليد ميلگرد نموده است.
به اين صورت كه بايستي بر روي پلاك الصاقي علامت مشخصه ايي دال بر انجام توليد به روش ترمكس حك شود و مقطع شاخه هاي اين نوع محصول به يك رنگ تعريف شده ايي رنگ آميزي گردد و همچنين در گواهينامه فني جمله فرآيند توليد بوسيله خنك كاري و برگشت تحت كنترل درج گردد.
با توجه به استاندارد ملي ايران انجام عمليات جوشكاري بر روي اين نوع ميلگردها مجاز نمي باشد .
لازم به ذكر است در روش آلياژسازي شده ، فولاد مورد نياز براي توليد آرماتور مورد نظر، در فرآيند فولاد سازي و از طريق اضافه نمودن فروآلياژها ساخته شده و شمش توليدي در فرآيند نورد به شكل مورد نظر درمي آيد و سپس در محيط آزاد و به مرور خنك مي شود. در اين حالت آرماتور توليدي از سطح بيروني تا مركز آن داراي خواص مكانيكي و مشخصات شيميائي يكسان مي باشد و در مواقع زلزله و فشار مقاومت يكنواخت و مناسبتري را از خود بروز مي دهد.
اما براي ميلگردهاي توليد شده به روش ترمكس اينگونه است كه شمش فولادي مورد استفاده داراي كلاس آناليز شيميائي پايين تري بوده و براي رسيدن به مقاومت مورد نياز مطابق استاندارد ، ميلگرد توليدي را كه داراي دماي بالايي مي باشد از داخل لوله هاي آب عبور داده و به يكباره سطح بيروني خنك مي شود . در اين حالت سطح ميلگرد تا عمق مشخصي داراي مقاومت بالاتر( مثلاً ۴۰۰ ) مي باشد اما مغز آرماتور داراي مقاومت پايين تري ( مثلاً حدود ۳۴۰ ) خواهد داشت.
از اين رو در بكارگيري اين نوع آرماتور در سازه هاي تحت فشار و مناطق زلزله خيز بايد احتياط هاي لازم را به عمل آورد و در محاسبات آن دقت مضاعف اعمال گردد. قيمت تمام شده ميلگردهاي آلياژسازي شده بالاتر از ترمكسي مي باشد.
ميلگرد آلياژ سازي شده و ترمكس
ميلگرد آلياژ سازي شده و ترمكس
انواع استاندارد ميلگرد و تفاوت آنها
استحكام بتن فوق العاده زياد است. نيروي خيلي زيادي براي خرد كردن بتن لازم است. با اين حال بتن قابليت كششي نسبتا ضعيفي دارد و نيروي كمتري براي ترك انداختن روي بتن به وسيله خم يا پيچش لازم است تا اينكه مستقيما بخواهيم خردش كنيم. براي افزايش قدرت كششي بتن از ميله تقويت كننده يا آرماتور استفاده ميشود.
آرماتور در طول و قطرهاي مختلفي موجود اند، اما تنها ۶ نوع آن رايج وجود دارد: اروپايي ( آلياژ كربن، منگنز ، سيليكون و غيره)؛ فولاد كربن (ميلگرد سياه عادي)؛ گالوانيزه؛ روكش اپوكسي؛ فايبرگلاس و فولاد استنلس. هر كدام از اين ميلگرد نقاط قوت و ضعف خود را دارند.
ميلگرد اروپايي:
نقطه قوت ميلگرد اروپايي قيمت آن است. اصولا از منگنز توليد شده، و از لحاظ خم شدن كمترين مقاومت را در بين آرماتور دارد. استفاده از اين نوع آرماتور معمولا در فضاهاي زلزله خيز و پروژه هايي كه ملزم ساختار صحيح مهمي هستند توصيه نميشود.
ميلگرد اروپايي
ميلگرد اروپايي
ميلگرد فولاد كربن:
ميلگرد سياه در هر پروژه اي به جز چند مورد استثنا كاربرد دارد. بزرگترين ضعف آرماتور سياه زنگ زدن آن است. هنگامي كه زنگ بزند بتن اطرافش را ترك مياندازد و ميشكند. در موقعيت هايي كه ممكن است در معرض رطوبت و آب قرار گيرد انتخاب هاي بهتري نسبت به ميلگرد سياه وجود دارد. اما با توجه به نسبت ارزشش به ميزان استحكام كششي ميلگرد سياه بهترين است.
ميلگرد سياه
ميلگرد سياه
روكش اپوكسي:
ميلگرد روكش اپوكسي همان آرماتور سياه با روكش اپوكسي است. همان استحكام بافت را دارد، اما ۷۰ تا ۱۷۰۰ برابر نسبت به زنگ زدگي مقاوم تر است.
ميلگرد روكش اپوكسي
ميلگرد روكش اپوكسي
ميلگرد گالوانيزه:
تنها چهل برابر نسبت به ميلگرد سياه در مقابل زنگ زدگي مقاوم است، اما آسيب رسيدن به روكش ميلگرد گالوانيزه خيلي سخت تر است. به همين دليل از ميلگرد روكش اپوكسي با ارزش تر است. گرچه تقريبا ۴۰% گرانتر از نوع روكش اپوكسي است.
ميلگرد گالوانيزه
ميلگرد گالوانيزه
ميلگرد فايبرگلاس:
فايبرگلاس يك تركيب شبيه به فيبر كربن است. در نتيجه هنگام استفاده از فايبرگلاس خم دادن مجاز نيست. با اين حال زنگ نميزند. با توجه به اين موضوع فايبرگلاس يك ميله تقويت كننده بتن بي نظير است. درحاليكه هر نيم كيلوگرم ۱۰ برابر گرانتر از ميلگرد اپوكسي است، فوق العاده سبك است. پس با در نظر گرفتن ميزان طول قيمت تقريبا دو برابر است.
ميلگرد فايبرگلاس
ميلگرد فايبرگلاس
فولاد استنلس:
ميلگرد فولاد استنلس گرانترين ميله تقويت كننده موجود است، حدود ۸ برابر قيمت آرماتور اپوكسي دارد. اين بهترين آرماتور براي اكثر پروژه ها است. با اين حال، استفاده از فولاد استنلس در تمامي جاي ها به جز شرايط خيلي منحصر بفرد معمولا به درد نميخورد. اما براي افرادي كه دليلي براي استفاده از آن دارند، ميلگرد فولاد استنلس ۱۵۰۰ برابر بيشتر نسبت به ميلگرد سياه به زنگ زدگي است. در مقايسه با ساير آنها نسبت به آسيب خيلي مقاوم تر از نمونه هاي ميلگرد ضد زنگ و مقاوم در برابر زنگ زدگي است.
ميلگرد فولاد استنلس
ميلگرد فولاد استنلس
نگهداري صحيح ميلگرد
• هنگامي كه شركت ساخت و ساز ميلگردها را دريافت ميكند بايد آن ها را روي پالت هاي چوبي يا يك سطح بالا آمده غير فلزي قرار داده شود. انبار كردن آن ها در اين شرايط باعث جلوگيري از زنگ زدگي به مرور زمان توسط آب هاي زيرزميني ميشود.
• هنگام انبار كردن ميلگرد بر روي پالت هاي چوبي يا يك سطح بالا آمده غيرفلزي حتما آن ها را با يك روكش ضد آب بپوشانيد.
• بر گوشه هاي روكش بلوكه هاي سنگين قرار دهيد تا به خوبي از ميلگرد محافظت كند. قرار دادن طولاني مدت آنها در محيط باز ميتواند باعث زنگ زدي شود و سطح بهره وري آن را پايين بياورد.
مشخصات و شماره شناسايي ميلگرد
طي فرآيند نورد گرم و با استفاده از انواع مختلف فولاد، ميل گرد توليد مي شود. اغلب، ميلگردها از فولاد تازه توليد شده ساخته مي شوند. اما گاهي براي توليد ميلگرد از ضايعات آهن نيز استفاده مي شود. با استفاده از اطلاعات شناسايي خاصي كه ميلگردها دارند، مي توان مشخصات آنها را تعيين نمود.
اطلاعات زير، استانداردي است كه توسط انجمن آزمايش و مواد آمريكا براي هر ميلگرد تعيين شده است:
• به عنوان مثال حرف N به معناي اين است كه ميل گرد از فولاد نو ساخته شده و حرف W به معناي اين است كه ميلگرد از فولاد ريخته گري شده ساخته شده است.
• شناسه ي درجه ي ميلگرد كه در سيستم اندازه گيري انگليسي ميتواند ۶۰ يا ۷۵ باشد و در سيستم اندازهگيري متريك ميتواند ۴۲۰ يا ۵۲۰ باشد. اين شناسه بيان گر استحكام تسليم ميلگرد است.
• نشانه ي اختصاري توليدكننده ي ميلگرد. اين نشانه اغلب به شكل حرف اول اسم كارخانه ي سازنده است.
ميلگردهاي استحكام پايين تنها با سه نشانه كه معرف نورد مورد استفاده در ساخت ، اندازه ي ميلگرد و نوع فولاد مورد استفاده هستند شناسايي ميشوند. در ميلگردهاي فولادي استحكام بالا، از خطوط ممتد براي تعيين درجه ي استحكام ميلگرد استفاده ميشود. دو خط موازي ممتد نشانه ي اين است كه ميلگرد تحت نورد ۷۵۰۰۰ پوند بر اينچ مربع ساخته شده، و يك خط به نشانه ي توليد ميلگرد تحت نورد ۶۰۰۰۰ پوند بر اينچ مربع است.