میلگرد چیست؟

میلگرد که به عنوان فولاد تقویت‌کننده یا فولاد تقویت کننده نیز شناخته می‌شود، یک میله فولادی یا مش سیم‌های فولادی است که به عنوان یک وسیله کششی در بتن مسلح و سازه‌های بنایی مسلح برای نگه داشتن بتن در حالت فشرده استفاده می‌شود. برای افزایش مقاومت بتن و بهبود توانایی آن در مقاومت در برابر خمش و ترک استفاده می‌شود. به طور معمول از فولاد کربن ساخته شده است و در اندازه‌ها و درجه‌های مختلف موجود است. استفاده از فولاد تقویت‌کننده در ساخت و ساز بتنی را می‌توان به اواخر قرن نوزدهم ردیابی کرد، زمانی که باغبان فرانسوی ژوزف مونیر برای اولین بار آزمایش استفاده از میله های آهنی را برای تقویت گلدان‌های بتنی که تولید می‌کرد آغاز کرد. در سال 1848، مونیر برای اختراع خود حق اختراع دریافت کرد و در پایان قرن، استفاده از فولاد تقویت‌کننده در ساخت و ساز بتن به یک روش معمول در اروپا تبدیل شد.

در ایالات متحده، اولین اختراع برای تقویت فولاد در بتن در سال 1867 صادر شد، اما در اوایل قرن بیستم بود که استفاده از فولاد تقویت‌کننده در ساخت و ساز بتن مورد استقبال گسترده قرار گرفت. توسعه استانداردهای انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) برای فولاد تقویت‌کننده در دهه 1920 به استانداردسازی کیفیت و خواص فولاد مورد استفاده در ساخت‌وساز و استفاده گسترده از میلگرد در ساخت سازه‌های بتنی در مقیاس بزرگ کمک کرد. مانند سدها و آسمان خراش‌ها، جایگاه خود را در صنعت ساخت و ساز بیشتر مستحکم کرد. امروزه میلگرد در انواع سازه‌های بتنی، از فونداسیون‌های کوچک مسکونی گرفته تا ساختمان‌های تجاری و صنعتی عظیم استفاده می‌شود. پیشرفت در فناوری همچنین منجر به توسعه انواع جدیدی از میلگردها، مانند میلگرد با پوشش اپوکسی و فولاد ضد زنگ شده است.

چرا در ساختمان سازی از میلگرد استفاده می‌شود؟

از میلگرد در ساخت و ساز برای ایجاد استحکام و پایداری بیشتر سازه‌های بتنی استفاده می‌شود. بتن ماده‌ای قوی و بادوام است، اما استحکام کششی نسبتاً کمی دارد، به این معنی که در مقاومت در برابر نیروهایی که سعی در جدا کردن آن دارند، چندان خوب نیست. میلگرد فولادی که استحکام کششی بسیار بالاتری نسبت به بتن دارد، هنگامی که به بتن اضافه می‌شود، به نگه داشتن بتن در کنار هم و مقاومت در برابر نیروهایی که در غیر این صورت باعث ترک خوردن یا شکستن بتن می شود، کمک می‌کند.

میلگرد همچنین به توزیع یکنواخت بارها در سراسر سازه بتنی کمک می‌کند و خطر شکست را در هر نقطه کاهش می‌دهد. هنگامی که میلگرد به بتن اضافه می شود، به صورت شبکه‌ای قرار می گیرد که میلگرد در هر دو جهت عمودی و افقی اجرا می‌شود. این یک "اسکلت" از فولاد در داخل بتن ایجاد می‌کند. میلگرد علاوه بر مزایای ساختاری، دوام سازه‌های بتنی را نیز بهبود می‌بخشد. بتن به دلیل تاثیرات آب و هوا و سایر عوامل محیطی در برابر ترک خوردگی و شکستن در طول زمان آسیب پذیر است، اما فولاد موجود در میلگرد در برابر این نوع آسیب‌ها بسیار مقاوم‌تر است. این بدان معناست که سازه‌های تقویت‌شده با میلگرد به مرور زمان کمتر نیاز به تعمیر یا تعویض دارند و آنها را با توجه به قیمت میلگرد، به انتخاب مقرون به صرفه‌تری برای ساخت تبدیل می‌کند.

اهمیت میلگرد در سازه های بتنی چیست؟

میلگرد جزء ضروری سازه‌های بتن مسلح است که استحکام و پایداری بیشتری را برای بتن فراهم می کند. در اینجا چند دلیل برای اهمیت میلگرد در سازه‌های بتنی آورده شده است:

• افزایش مقاومت کششی: بتن مقاومت فشاری خوبی دارد اما مقاومت کششی نسبتاً کمی دارد. میلگرد ساخته شده از فولاد دارای مقاومت کششی بالایی است که مقاومت کششی پایین بتن را جبران می کند. این به نگه داشتن بتن در کنار هم و مقاومت در برابر نیروهایی که در غیر این صورت باعث ترک خوردن یا شکستن بتن می شود، کمک می کند.
• دوام بهبود یافته: فولاد موجود در میلگرد در برابر عوامل محیطی مانند آب و هوا و خوردگی بسیار مقاوم تر است که می تواند به مرور زمان باعث ترک خوردگی و ضعیف شدن بتن شود. 
• توزیع بار: میلگرد، زمانی که به صورت شبکه ای قرار می گیرد، به توزیع یکنواخت بارها در سراسر سازه بتنی کمک می کند. 
• مقرون به صرفه بودن: تقویت بتن با میلگرد یکپارچگی ساختاری بتن را افزایش می دهد و در طول زمان آن را بادوام تر و مقرون به صرفه تر می کند.

به طور خلاصه، میلگرد یک جزء مهم در سازه های بتن مسلح است که باعث افزایش مقاومت، دوام، توزیع بار و مقرون به صرفه می شود.

شرایط صحیح نگهداری از میلگرد

نگهداری صحیح میلگرد برای اطمینان از یکپارچگی سازه و طول عمر سازه‌های بتنی ضروری است. در اینجا چند شرط کلیدی وجود دارد که هنگام نگهداری میلگرد باید در نظر گرفته شود:

• محافظت در برابر خوردگی: میلگرد معمولاً از فولاد کربنی ساخته می شود که در صورت تماس با آب و اکسیژن ممکن است زنگ بزند. برای جلوگیری از خوردگی، میلگرد را می توان با یک پوشش اپوکسی، گالوانیزه یا از فولاد ضد زنگ پوشاند.
• پوشش مناسب بتن: میلگرد باید به طور کامل در بتن جاسازی شود و بتن کافی آن را بپوشاند تا از قرار گرفتن در معرض عناصر محافظت شود. اگر میلگرد در معرض دید قرار گیرد، احتمال خوردگی و تضعیف سازه بیشتر است.
• قرارگیری مناسب: میلگرد باید به صورت شبکه ای قرار گیرد که میلگرد در دو جهت عمودی و افقی اجرا شود تا بیشترین پشتیبانی و پایداری را برای سازه فراهم کند.
• بازرسی منظم: سازه های بتنی تقویت شده با میلگرد باید به طور مرتب مورد بازرسی قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که میلگرد در شرایط خوبی قرار دارد و هیچ نشانه ای از خوردگی یا آسیب وجود ندارد.
• تعمیر صحیح: در صورت بروز آسیب، ترک یا خوردگی، تعمیر میلگرد با وصله بتن یا تعویض میلگرد آسیب دیده برای جلوگیری از آسیب بیشتر یا ضعیف شدن سازه مهم است.

ذکر این نکته حائز اهمیت است که اینها دستورالعمل‌های کلی هستند و الزامات نگهداری خاص برای میلگرد، ممکن است بسته به نوع سازه، محیطی که در آن قرار دارد و مواد مورد استفاده در ساخت آن متفاوت باشد.

پارامترهای محاسباتی مربوط به میلگرد

هنگام محاسبه اندازه و فاصله میلگرد در سازه بتنی پارامترهای مختلفی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود:

• بار: مقدار وزن و تنشی که از میلگرد انتظار می‌رود تحمل کند باید در نظر گرفته شود. این هم شامل بار مرده سازه (وزن بتن و سایر مصالح ساختمانی) و هم بار زنده (وزن افراد و سایر اشیاء موجود در سازه) می‌شود.
• دهانه: فاصله بین تکیه‌گاه ها (مانند ستون‌ها یا دیوارها) که میلگرد در آن قرار خواهد گرفت باید در نظر گرفته شود. هرچه این دهانه طولانی‌تر باشد، میلگرد بیشتری برای پشتیبانی کافی مورد نیاز خواهد بود.
• اندازه سازه: اندازه و شکل سازه نیز بر میزان میلگرد مورد نیاز تاثیر خواهد داشت. سازه‌های بزرگتر به میلگرد بیشتری نسبت به سازه‌های کوچکتر نیاز دارند و سازه‌هایی با اشکال پیچیده‌تر به میلگرد بیشتری نسبت به اشکال ساده‌تر نیاز دارند.
• نوع سازه: نوع سازه نیز بر میزان میلگرد مورد نیاز تاثیر خواهد داشت. به عنوان مثال، یک پل به میلگرد بیشتری نسبت به یک خانه مسکونی نیاز دارد.
• مقاومت بتن: مقاومت بتن بر میزان میلگرد مورد نیاز نیز تاثیر خواهد داشت. بتن قویتر نسبت به بتن ضعیفتر به میلگرد کمتری نیاز دارد.
• آیین نامه ساختمانی: آئین نامه های ساختمانی نیز در تعیین اندازه و فاصله میلگرد نقش خواهد داشت. کدهای محلی حداقل الزامات میلگرد را در سازه دیکته می کنند و طراحان و مهندسان باید از قوانین پیروی کنند.

توجه به این نکته ضروری است که اینها پارامترهای کلی هستند و الزامات محاسباتی خاص برای میلگرد ممکن است بسته به نوع سازه، محیطی که در آن قرار دارد و مواد استفاده شده در ساخت آن متفاوت باشد. برای تعیین اندازه و فاصله دقیق میلگرد مورد نیاز برای یک پروژه خاص، مشورت با یک مهندس حرفه‌ای مهم است.

مشخصات ظاهری میلگرد

میلگرد معمولاً ظاهری متمایز دارد که تشخیص آن را آسان می‌کند. در اینجا چند مورد از رایج‌ترین ویژگی‌های میلگرد آورده شده است:

• شکل: میلگرد معمولاً گرد یا بیضی شکل است و سطحی صاف دارد. قطر میلگرد بسته به اندازه سازه و میزان باری که انتظار می‌رود تحمل کند، می تواند متفاوت باشد.
• رنگ: میلگرد معمولاً از فولاد کربنی ساخته می شود که رنگ خاکستری مات دارد. میلگرد با روکش اپوکسی بسته به رنگ پوشش دارای سطح رنگی خواهد بود.
• بافت: میلگرد دارای سطح آجدار است که به افزایش پیوند آن با بتن کمک می‌کند. دنده ها معمولاً حدود یک هشتم اینچ ارتفاع دارند و طول میلگرد را طی می‌کنند.
• طول: میلگرد در طول های بلند، معمولاً 40 تا 60 فوت، بسته به سازنده تولید می‌شود.
• انتها: انتهای میلگرد معمولاً به صورت تمیز و صاف و با کمی خمیدگی بریده می‌شود. این باعث می شود که میلگرد از طریق قالب ها رزوه شود و از تراز مناسب اطمینان حاصل شود.
• علامت گذاری: میلگرد اغلب با یک سری اعداد و حروف مشخص می‌شود که اندازه، نوع و عیار فولاد را نشان می دهد. این علامت گذاری ها معمولا بر روی سطح میلگرد مهر می‌شود.

به طور خلاصه، میلگرد دارای ظاهری متمایز است که معمولاً با شکل گرد یا بیضی، سطح آجدار و رنگ خاکستری مات مشخص می‌شود و دارای طول‌های بلند است. بسته به کاربرد مورد نظر ممکن است ویژگی‌های اضافی مانند: پوشش، علامت‌گذاری یا شکل داشته باشد.

ترکیبات شیمیایی میلگرد

میلگرد معمولاً از فولاد کربنی ساخته می‌شود که آلیاژی از آهن و کربن است. ترکیب شیمیایی میلگرد، بسته به سازنده و عیار فولاد مورد استفاده می‌تواند متفاوت باشد. اما به طور کلی میلگرد از عناصر زیر تشکیل شده است:

•  آهن (Fe): عنصر اصلی در میلگرد، آهن اکثر ترکیبات آن را تشکیل می دهد. آهن عنصری قوی و بادوام است که به میلگرد استحکام و مقاومت در برابر خوردگی می دهد.
• کربن (C): کربن یک عنصر ضروری در میلگرد است، زیرا به فولاد سختی و استحکام می بخشد. مقدار کربن در میلگرد می تواند متفاوت باشد، اما معمولاً حدود 0.2-2.0٪ است.
• منگنز (Mn): منگنز به میلگرد اضافه می شود تا استحکام و چقرمگی آن را بهبود بخشد. همچنین به بهبود مقاومت فولاد در برابر سایش و پارگی کمک می کند.
• سیلیکون (Si): سیلیکون به میلگرد اضافه می شود تا ویژگی های ریخته گری آن را بهبود بخشد و میزان انقباض را در طول انجماد کاهش دهد.
• فسفر (P) و گوگرد (S): این عناصر به مقدار کم در میلگرد وجود دارند تا قابلیت ماشینکاری آن را بهبود بخشند و از ترک خوردن در حین جوشکاری جلوگیری کنند. کروم، نیکل، مولیبدن و سایر عناصر ممکن است در مقادیر کم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی، چقرمگی و سایر خواص بسته به کاربرد مورد نظر میلگرد اضافه شوند.

توجه به این نکته ضروری است که ترکیب شیمیایی میلگرد ممکن است بسته به سازنده و عیار فولاد مورد استفاده متفاوت باشد. همچنین مشورت با یک مهندس حرفه‌ای برای تعیین ترکیب شیمیایی دقیق میلگرد مورد نیاز برای یک پروژه خاص، بسیار مهم است.

سخن پایانی

میلگرد، که یکی از مهم‌ترین مقاطع فولادی مورد استفاده در ساخت و ساز و صنایع مختلف است، دارای مشخصات ظاهری و ترکیبات شیمیایی خاصی است که باتوجه به تولیدکننده این محصول، این موارد متغیر خواهد بود ولی همه نزدیک به استاندارد تعریف‌شده هستند. در این مقاله با تعریف میلگرد، پارامترهای محاسباتی این محصول و مشخصات و ویژگی‌هایش آشنا شدیم. شما می‌توانید با مراجعه به سایت گرفت، اطلاعات دقیقی از این محصول فولادی و شرایط تهیه آن به دست آورید.