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 )
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 برشميلگرد 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.
گالوانيزه چيست؟
معمولا فولاد و آهن، از عناصري هستند كه دچار خوردگي، زنگ‌زدن و در نهايت تضعيف و فروريختن ميشوند. امروزه راه‌هاي مختلفي براي محافظت از سازه هاي فولادي در اين مشكل وجود دارند. فولاد گالوانيزه يكي از همين روش‌ها و اغلب بهترين روش براي اكثر سازه‌هاي فولادي محسوب مي‌شود.اگر ورق فولادي را با فلز «روي» پوشش دهند، ورق گالوانيزه ايجاد مي‌شود. اگر پوشش روي از بين رود يا حتي شكسته شود، اين ورق به هيچ وجه زنگ نخواهد زد؛ همچنين بنا به دلايلي كه در ادامه ذكر مي‌كنيم استفاده از اين ورق‌ها بسيار مقرون به صرفه هستند، به همين دليل قيمت ورق گالوانيزه اهميت زيادي دارد.
كاربرد اين محصول به اندازه‌اي وسيع است كه مي‌توان آن را در همه‌جا پيدا كرد: در پل‌ها، استاديوم‌ها، دروازه‌ها و نرده‌ها، چراغ خيابان‌ها، سقف منازل و اتومبيل‌ها!
مشخصات فولاد گالوانيزه
- پوشش روي مانع از رسيدن مواد خورنده به فولاد زيرين يا آهن مي‌شود، از خوردگي فلزات جلوگيري كرده و مقاومت فولاد پوشش داده شده عميقا افزايش مي‌يايد.
- يك پوشش گالوانيزه مي‌تواند بيشتر از ۷۰ سال بدون تعمير و نگه‌داري دوام بياورد.
- روي تنها ماده‌اي است كه همچين قابليتي را به فلز زيرين مي‌دهد.
- فولاد گالوانيزه جايگزين مناسبي براي فولاد ضدزنگ است.
- اگر پوشش روي خراشيده شده و آسيب ببيند، همچنان از فولاد زيرين محافظت شده و زنگ نمي‌زند.
فرايند توليد تيرآهن :
در اين فعاليت تيرآهن بال پهن نمره ۶۰ تا ۱۰۰ و به روش نورد گرم Hot Rolling توليد مي گردد، يكي از روش هاي رايج و متداول شكل دهي فلزات، نورد گرم مي باشد. بدين صورت كه، ابتدا شمش فولادي از نوع شمشه (بلوم) با مقطع و طول مشخص به درون كوره هاي حرارتي نورد ريخته شده و پس از رسيدن به درجه حـرارت مورد نظر و عبور از قفسه هاي نورد ابتدايي (مجموعه غلتك ها) مقطع آن كاهش و طول آن را افزايش مي دهند و نهايتاً با عبور از قفسه هاي نورد مياني و پاياني به شكل تيراهن تبديل مي گردد و سپس به طول هاي مورد نظر برش و بسته بندي مي شوند.
انواع تيرآهن و استاندارد آن:
تيرآهن IPE : استاندارداروپا و آلمان – ارتفاع ۸۰-۶۰۰ ميليمتر
تيرآهن INP: استاندارد چين و روسيه – ارتفاع ۸۰ تا ۶۰۰ ميليمتر
تيرآهن IPB : تيراهن بال پهن – ارتفاع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ ميليمتر
كاربرد تيرآهن در ساختمان:
تيراهن به صورت ستون، خرپا، نعل درگاه، تير در پوشش سقف‌ها و پل‌هاي لانه زنبوري كاربرد دارد.
مرجع: مهد فولاد