میلگرد چیست؟ انواع میلگرد، مشخصات و کاربرد هر کدام
در عصر حاضر، صنعت ساخت و ساز با پیشرفت چشمگیری روبرو است. انسان‌ها با پیشرفت مستمر، نیازهای جدید و متنوعی را در این زمینه کشف می‌کنند. در صنعت ساختمان سازی، برای افزایش استحکام و مقاومت سازه، نیاز به استفاده از ابزارهای متنوعی وجود دارد، و یکی از ابزارهای حیاتی، میلگرد است. استفاده از میلگرد ضروری است تا سازه شما دارای استحکام بالا باشد. علاوه بر این، مهم است بدانید که بتن به تنهایی برای افزایش استحکام کافی نیست و حتماً باید با میلگرد ترکیب شود؛ در غیر این صورت استفاده از بتن توصیه نمی‌شود. با استفاده از میلگرد و سایر مقاطع فولادی در بتن (با استفاده از روش‌های مختلف)، مقاومت سازه بتنی بهبود یافته و افزایش می‌یابد. برای دستیابی به اطلاعات جامع و کامل درباره میلگرد، تیم پورتال جامع مهندسین ایران این مطلب را برای شما تهیه کرده است.
میلگرد چیست؟
میلگرد یک نوع مقطع فولادی است که به طور گسترده در صنعت ساخت و ساز استفاده می‌شود. این میلگردها به صورت استوانه‌ای شکل بوده و به طول مشخصی تولید می‌شوند. آنها از جنس فولاد با خواص مکانیکی قوی ساخته می‌شوند و استحکام بالایی دارند.
استفاده از میلگردها در صنعت ساختمان به منظور افزایش استحکام و مقاومت سازه‌ها بسیار حائز اهمیت است. زمانی که میلگردها به همراه بتن استفاده می‌شوند، تشکیل یک سازه فولادی-بتنی ایجاد می‌شود که باعث افزایش توانایی سازه در مقابل فشار، کشش و لرزه‌های زلزله می‌شود.
تاریخچه استفاده از میلگرد در سازه‌ها
استفاده از میلگرد در سازه‌ها با تصمیم آقای جوزف لوئیس در سال ۱۸۰۰ میلادی آغاز شد. او برای ساخت سازه‌ها از میله‌های فولادی استفاده کرد و متوجه شد که این میله‌ها مقاومت سازه را بهبود می‌بخشند. این اقدام باعث افزایش نیروی کششی و مقاومت سازه شد.
بعد از این تست موفق، استفاده از میله‌های فولادی در صنعت ساخت و ساز رواج یافت و شرکت‌های ساختمانی مختلف نیز از این روش استفاده کردند. اما در آن زمان هنوز استاندارد خاصی برای تولید میله‌های فولادی (معروف به میلگرد امروزی) وجود نداشت. در سال ۱۸۷۸، آقای تادئوس هیات (Thaddeus Hyatt) اولین استاندارد تولید میلگرد فولادی را معرفی کرد.
از سال ۱۹۰۰ میلادی به بعد، استفاده از میلگرد به طور گسترده‌ای رواج یافت. تا دهه ۱۹۵۰، اکثر تولیدکنندگان مصالح ساختمانی به تولید میلگرد مشغول بودند. در عین حال، مهندسان عمران و شرکت‌های ساخت خانه نیز برای تقویت سازه‌های بتنی از میلگردها استفاده می‌کردند. در طول این دوران، روش‌های تولید میلگرد نیز بهبود یافت و در نهایت بهترین نوع میلگرد برای تقویت سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار گرفت.
چرا در ساختمان‌سازی از میلگرد استفاده می‌شود؟
در ساختمان‌سازی، استفاده از میلگرد به دلایل زیر انجام می‌شود. اولاً، بتن دارای مقاومت فشاری بالا است و برای خرد کردن آن، نیاز به نیروی قوی است. با این وجود، ساختار بتنی از مقاومت کششی و پیچشی نسبتاً ضعیفی برخوردار است. به همین دلیل، در سازه‌های بتنی برای افزایش استحکام کششی و پیچشی بتن، از میلگرد استفاده می‌شود.
میلگرد ترانس یکی از پرکاربردترین و پرمصرف‌ترین مقاطع فولادی است. این به دلیل تنوع بالایی که در اندازه، ابعاد و شکل‌های مختلف آن وجود دارد، در پروژه‌های صنعتی و ساختمانی کاربرد دارد.
انواع میلگرد
انواع میلگرد از جنبه‌های مختلف متفاوتند، از جمله شکل و ظاهر، استحکام، روش تولید، استانداردهای ساخت، جنس، نوع و سایز. هر نوع میلگرد با توجه به ویژگی‌های خود کاربردهای متفاوتی دارد. در ادامه به توضیح جزئیات هر یک از این جنبه‌ها می‌پردازیم.
انواع میلگرد براساس استاندارد:
هر کشور استانداردهای خاص خود را برای تولید میلگرد دارد. بعضی از این استانداردها در سطح بین‌المللی رعایت می‌شوند و بعضی دیگر در سطح ملی. این استانداردها معمولاً بر اساس شرایط و محیط کشورها ایجاد می‌شوند و در آنها استفاده می‌شود. در ایران، بیشتر کارخانه‌های تولید میلگرد از استانداردهای روسی برای تولید میلگرد استفاده می‌کنند.
در استاندارد روسی، انواع میلگرد به چند گروه A1، A2، A3 و A4 تقسیم می‌شوند. اما در استانداردهای بین‌المللی می‌توان به استانداردهای معروفی مانند ASTM، JIS، DIN و ISO اشاره کرد. استاندارد ASTM یکی از معتبرترین استانداردهای تولید میلگرد در جهان است که توسط انجمن آزمون و مواد آمریکا ارائه شده است.
استاندارد JIS مربوط به ژاپن است و استاندارد JIS G3112 را برای میلگردهای مصرفی در بتن تعریف کرده است. استاندارد DIN مربوط به آلمان است و استاندارد DIN 488 را برای میلگردهای مصرفی تعیین کرده است. در نهایت، سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) استاندارد ISO 6935 را برای میلگردها تعریف کرده است. استفاده از کدام یک از این استانداردها یا استانداردهای دیگر در تولید میلگرد به شرایط کشور و کارخانه تولیدکننده بستگی دارد.
میلگرد A1
میلگرد A1، از جنبه کربن، با درصد کمتری ساخته شده است. به همین دلیل، دارای انعطاف و شکل‌پذیری بالاتری است و معمولاً بدون آجی بر روی سطح خود قرار دارد.
میلگرد A2
میلگرد A2، سختی بیشتری نسبت به میلگرد A1 دارد و بر روی سطح بدنه خود آج‌های یکنواختی دارد. به این نوع میلگرد نیمه ترد نیز گفته می‌شود.
میلگرد A3
میلگرد A3، سختی بالاتری از نمونه‌های قبلی دارد و در نتیجه شکل‌پذیری کمتری نسبت به آنها دارد. بر روی سطح آن نیز آج‌هایی به شکل جناق وجود دارد. به همین دلیل، میلگردهای A3 را میلگرد جناقی نیز می‌نامند.
میلگرد A4
میلگرد A4، سخت‌ترین نوع میلگرد است و بر روی سطح آن آج‌هایی به صورت جناقی وجود دارد. این آج‌ها دو طرف برعکس یکدیگر هستند که باعث افزایش چسپندگی میلگرد با بتن می‌شود. در واقع، با افزایش شماره میلگردها، درجه سختی آنها نیز افزایش می‌یابد.
انواع میلگرد از نظر شکل و ظاهر
انواع میلگردها از نظر شکل و ظاهر دارای تفاوت‌هایی هستند. به طور کلی، آنها را می‌توان به دو دسته ساده و آجدار تقسیم کرد. میلگردهای ساده شکل صاف و بدون آج و برآمدگی بر روی سطح خود هستند. این نوع میلگردها قابلیت خم شدگی بالا را دارند و به راحتی قابل خم شدن و برش دادن هستند. اغلب برای کارهایی که نیاز به خم کاری و پیچش دارند استفاده می‌شوند، اما برای استفاده در بتن و به خصوص پروژه‌های سنگین مناسب نیستند.
در نوع دیگر، میلگردهای آجدار، بر روی سطح خود آج‌هایی دارند. این میلگردها در چندین نمونه با استحکام و نوع آج‌گذاری مختلف وجود دارند. میلگردهای آجدار به خصوص درون بتن استفاده می‌شوند، زیرا آج‌ها با بتن تعامل دارند و جلوگیری می‌کنند میلگرد درون بتن سر بخورد. این نوع میلگردها معمولاً دارای سختی بیشتری هستند و کمتر برای خم کاری استفاده می‌شوند.
انواع میلگرد از نظر جنس
انواع میلگرد بر اساس جنس آنها متنوع هستند. در کل، میلگردها به صورت زیر دسته‌بندی می‌شوند:
۱. میلگردهای فولاد کربنی: این نوع میلگردها از فولاد حاصل از آهن و کربن تشکیل شده‌اند. آنها دارای وزنی بیشتر نسبت به میلگردهای کامپوزیتی، اپوکسی و فایبرگلاس هستند.
۲. میلگرد اپوکسی: این نوع میلگردها از مواد اپوکسی تقویت شده تشکیل شده‌اند. آنها به دلیل استفاده از مواد سبک‌تر، وزن کمتری نسبت به میلگردهای فولادی دارند.
۳. میلگرد گالوانیزه: این نوع میلگردها با پوششی از روی بر روی میلگرد فولادی تهیه می‌شوند. آنها نیز نسبت به میلگردهای کامپوزیتی، اپوکسی و فایبرگلاس سنگین‌تر هستند.
۴. میلگرد فایبرگلاس: این نوع میلگردها از الیاف شیشه‌ای تقویت شده ساخته می‌شوند. آنها نیز به دلیل استفاده از مواد سبک‌تر، وزن کمتری نسبت به میلگردهای فولادی دارند.
۵. میلگرد استیل: این نوع میلگردها از جنس استیل (فولاد ضد زنگ) ساخته می‌شوند. آنها نیز دارای وزنی مشابه میلگردهای فولادی هستند.
۶. میلگرد کامپوزیتی: این نوع میلگردها از ترکیبی از مواد مختلف مانند فیبر کربنی، پلیمر و سایر مواد تشکیل شده‌اند. آنها به دلیل استفاده از مواد سبک‌تر، وزن کمتری نسبت به میلگردهای فولادی دارند.
از این جمله‌ها مشخص است که علاوه بر جنس، وزن میلگردها نیز در طول فهرست بررسی شده متفاوت است. میلگردهای فولاد کربنی، استیل و گالوانیزه سنگین‌تر از میلگردهای کامپوزیتی، اپوکسی و فایبرگلاس هستند.
انواع میلگرد از نظر سایز
بحث سایز میلگردها، یک موضوع مهم دیگر درباره آنها است. این میلگردها در اندازه‌های متنوعی تولید می‌شوند و برای مصارف مختلف استفاده می‌شوند. در کشور ما، میلگردهای با سایز ۸ تا ۵۰ بیشتر استفاده می‌شوند، اگرچه میلگردهای با سایزهای دیگر نیز تولید می‌شوند.
سایز میلگرد به واقع قطر آن است و به واحد میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود. معمولاً میلگردهای با سایز بزرگتر برای سازه‌های سنگین و قوی استفاده می‌شوند. هرچه سازه کوچکتر و سبک‌تر باشد، سایز میلگردهای مورد نیاز برای آن نیز کاهش می‌یابد.
میلگردهای با سایزهای زیر، انواع مهمی از میلگردها بر اساس سایز آنها هستند:
– سایز ۸
– سایز ۱۰
– سایز ۱۲
– سایز ۱۴
– سایز ۱۶
– سایز ۱۸
– سایز ۲۰
– سایز ۲۲
– سایز ۲۵
– سایز ۲۸
– سایز ۳۲
انواع میلگرد براساس کارخانه تولیدکننده
به دلیل استفاده گسترده از میلگردها، چندین کارخانه در کشور برای تولید انواع میلگرد ایجاد شده است. برخی از کارخانه‌های تولیدکننده معتبر میلگرد عبارتند از:
– کارخانه ذوب آهن
– کارخانه امیرکبیر خزر
– کارخانه ظفر بناب
– کارخانه میلگرد میانه
– کارخانه زاگرس
– کارخانه ابهر
– کارخانه نیشابور
– کارخانه فایکو
– کارخانه احرامیان یزد
این کارخانه‌ها به دلیل رعایت استانداردهای ساخت و قیمت مناسب، به عنوان معتبرترین تولیدکنندگان میلگرد در ایران شناخته می‌شوند. علاوه بر این، کارخانه‌های دیگری نیز وجود دارند که میلگرد تولید می‌کنند، از جمله کارخانه شاهین بناب، آریان فولاد، پرشین فولاد، آناهیتا، فولاد گلستان، کاشان، اهواز، سپهر ایرانیان، کیان کاشان، بافق یزد، خرمدشت، هشترود، تبریز، دزفول، البرز تاکستان، ابهر، تبریز، آذر فولاد امین، نیک صدرا توس، کاوه اروند، آتیه خلیج فارس، شمس سپهر، همدان، مهیار اردبیل، سرمد ابرکوه، دماوند، کرمان، سیرجان، جنوب، سمنان، تیکمه داش، بردسیر کرمان، حسن رود، شاهرود، پارسیان، غرب، قائم رازی و آریا ذوب اجتهاد.
علاوه بر این، میلگردها براساس نوع و کاربردشان نیز دسته‌بندی می‌شوند. برخی از انواع میلگرد عبارتند از:
– میلگرد کلاف
– میلگرد HSD
– میلگرد زیگزاگ
– میلگرد ترانس
– میلگرد حرارتی
– میلگرد تقویتی
– میلگرد نرمال
– میلگرد بستر
– میلگرد ممان منفی
– میلگرد اروپایی
نقش میلگرد در بتن
هدف استفاده از میلگرد در بتن، افزایش قدرت و تقویت مصالح است. میلگردها با ترکیب آلیاژهای مختلف برای کاربردهای متنوع تولید می‌شوند. نوع رایجی از میلگرد، میلگردهای آجدار هستند که با وجود آج روی میلگرد، استحکام بتن را بهبود می‌بخشند و خطر آسیب و شکستگی در سازه را به حداقل می‌رسانند. استفاده از میلگرد در بتن نقش مهمی در تقویت سازه دارد.
به عنوان مثال، بتن به طور کلی محکم است، اما اگر نیروی فشاری قوی بر روی مرکز بتن وارد شود، ممکن است بتن ترک و شکستگی داشته باشد. برای جلوگیری از این وقوع، میلگردهای آجدار را درون تیرها و ستون‌های بتنی استفاده می‌کنیم. با استفاده از میلگردهای آجدار، تیر بتنی از استحکام بیشتری برخوردار می‌شود و در مقابل فشارهای خارجی مقاومت بیشتری دارد. این روش باعث جلوگیری از شکستن بتن می‌شود، زیرا میلگرد نیروی فشاری را دریافت کرده و به بتن کمک می‌کند تا آن را تحمل کند، بدون اینکه به آن آسیب برساند. همچنین، استفاده از میلگرد در بتن، ضخامت بتن را کاهش می‌دهد. این به این دلیل است که با استفاده از میلگرد در بتن ریزی، نیاز به ضخامت بتن برای ایجاد استحکام کمتر می‌شود. در نتیجه، با استفاده از میلگرد، بتن قوی‌تری ایجاد می‌شود و اجرای آن نیز ساده‌تر می‌شود. همچنین، استفاده از میلگرد می‌تواند هزینه‌های ساخت و ساز را کاهش دهد.
کاربرد انواع میلگرد در ساختمان
کاربرد انواع میلگرد در ساختمان به صنایع مختلف انتقال می‌یابد. این نوع میلگردها در حوزه‌های ساخت خودروها، ماشین‌آلات، ساخت سد و موارد دیگر استفاده می‌شوند. با این حال، استفاده رایج و حائز اهمیت از میلگردها در صنعت ساختمان است.
میلگرد راستا
از جمله کاربردهای بیشترین و مهمترین میلگرد در ساختمان، مربوط به این بخش است. میلگردهای راستا به منظور افزایش مقاومت بتن در ستون‌ها و حتی پی و فونداسیون ساختمان استفاده می‌شوند. این میلگردها به صورت شاخه‌های بلند استفاده می‌شوند و به همین دلیل به آنها میلگردهای راستا گفته می‌شود.
میلگرد سنجاقی
میلگردهای سنجاقی در واقع نوعی میلگردهای خاموت بازشده هستند. از این میلگردها برای اتصال میلگردهای طولی به میلگردهای خاموت استفاده می‌شود. همچنین، برای افزایش مقاومت خاموت نیز کاربرد دارند.
میلگرد خرک
در برخی موارد، برای افزایش مقاومت پی یا فونداسیون ساختمان، علاوه بر میلگردهای معمولی، از دو ردیف میلگرد افقی دیگر نیز استفاده می‌شود. این میلگردها به صورت خرک شناخته می‌شوند و معمولاً در بالای فونداسیون قرار می‌گیرند. با توجه به اینکه بار ساختمان به پی و از آن به زمین منتقل می‌شود، میلگردهای خرک باعث افزایش مقاومت فونداسیون می‌شوند.
میلگرد رکابی
در بعضی موارد، هنگام چینش میلگردهای دیوار، برای نگه داشتن آنها به صورت افقی و عمودی، از یک سری میلگرد دیگر استفاده می‌شود. این نوع میلگردها به عنوان میلگرد رکابی شناخته می‌شوند. کاربرد اصلی میلگردهای رکابی در ساخت دیوارهای بتنی است.
میلگرد ادکا
میلگردهای ادکا بیشتر در بخش تکیه گاه تیرهای ساختمانی استفاده می‌شوند. زیرا می‌توانند تا حد زیادی نیروی برمحوری را تحمل کنند. این نوع میلگردها به صورت متساوی در اطراف محور تیر قرار می‌گیرند و باعث افزایش مقاومت و استحکام تیر می‌شوند.
میلگرد خاموت
در فرآیند ساخت ستون‌های ساختمان، برای اتصال انواع میلگرد به یکدیگر، از میلگردهای خاموت استفاده می‌شود. این میلگردهای خاموت در فواصل مشخصی از هم قرار می‌گیرند و چند شاخه میلگرد راستا را به هم متصل می‌کنند. این کار به منظور جلوگیری از جدا شدن و خم شدن افقی میلگردها و همچنین افزایش مقاومت آنها انجام می‌شود.
به طور کلی، میلگردها در ساختمان‌ها برای افزایش استحکام، مقاومت و پایداری سازه‌ها استفاده می‌شوند. هر نوع میلگرد دارای کاربردهای خاص خود است و بسته به نیازهای ساختمان و سازه، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فرق آرماتور با میلگرد چیست؟
تفاوت بین آرماتور و میلگرد به این صورت است که آرماتور معمولاً به عنوان میلگردی تغییر شکل یافته تعریف می‌شود که برای استفاده در بتن ریزی استفاده می‌شود. در واقع، آرماتور میلگردی است که پس از تغییر شکل داده شده و برای استفاده در بتن ریزی استفاده می‌شود. برای ساخت آرماتور در سازه، میلگردهای روغن‌دار را با استفاده از روش‌های استاندارد به یکدیگر متصل می‌کنند و جوش می‌دهند. سازه اسکلتی حاصله به عنوان آرماتور شناخته می‌شود. فرآیند ساخت و تولید آرماتورها را آرماتوربندی می‌نامند. سپس بتن ریزی بر روی میلگردها انجام می‌شود. بتن ریزی روی آرماتورها نسبت به حالت عادی بسیار قوی‌تر و مقاوم‌تر است.
نحوه تشخیص انواع میلگرد به صورت چشمی
روش تشخیص انواع میلگرد به صورت چشمی به این صورت است:
میلگردهای گروه A1 که از جنس فولاد نرم هستند، معمولاً به صورت صاف و بدون آج تولید می‌شوند، بنابراین بدون مشکل قابل تشخیص هستند. با استناد به استاندارد ملی و مبحث نهم، میلگرد A3 دارای آج جناقی با شماره ۷ و ۸ است، در حالی که میلگرد A2 دارای آج مارپیچ است.
نکته ۱: اگر شما یک مجری یا ناظر سازه هستید، باید به نوع میلگرد مورد استفاده در سازه توجه کنید. در صورتی که نوع میلگرد در نقشه ها مشخص نشده است، باید از طراح سازه این اطلاعات را درخواست کنید.
نکته ۲: برای تهیه میلگرد، بهتر است از کارخانه‌های معتبر تولید میلگرد استفاده کنید؛ زیرا افرادی که تنها به سود خود فکر می‌کنند، ممکن است میلگرد A2 با آج جناقی تولید کنند.
نکته ۳: اگر شما یک ناظر سازه هستید و شک در نوع میلگرد دارید، می‌توانید نمونه‌ای از میلگرد را به آزمایشگاه ارسال کنید تا تشخیص دقیقی از نوع آن دریافت کنید.
در کشورهای مختلف، میلگردها از فولاد با استانداردهای متفاوتی تولید می‌شوند و هر استاندارد دارای طبقه‌بندی خاصی درباره خواص مکانیکی فولادها است. در ایران، بخش عمده‌ای از میلگردها توسط کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می‌شوند و با استاندارد روسی سازگار هستند. این فولادها به سه گروه A-1، A-2 و A-3 تقسیم می‌شوند:
– فولاد A-1 صاف بوده و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب ۲۴۰۰ و ۳۶۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.
– فولاد A-2 آجدار بوده و مقاومت تسلیم ۳۴۰۰ و مقاومت کششی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع دارد.
– فولاد A-3 نیز آجدار بوده و مقاومت تسلیم ۴۰۰۰ و مقاومت کششی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع دارد.
تولیدکنندگان برای قطر میلگردها از استانداردهای مختلف استفاده می‌کنند. در سیستم روسی که در کارخانه‌های ذوب آهن اصفهان استفاده می‌شود، میلگردها تا قطر ۴۰ میلی‌متر تولید می‌شوند.
عوامل موثر بر قیمت میلگرد
قیمت میلگرد، همانند سایر محصولات، تحت تأثیر عوامل مختلف قرار می‌گیرد و قیمت آن روزانه تغییر می‌کند. این عوامل شامل شرایط اقتصادی و سیاسی کشور، قیمت ارز و دلار، قیمت نفت، عرضه و تقاضا و دیگر عوامل مرتبط است. برای استفاده بهینه از میلگرد در پروژه‌های بتنی، علاوه بر شناخت نقش میلگرد در بتن، آشنایی با قیمت روز آن نیز ضروری است. فهمیدن این عوامل و بررسی روند رشد و افت قیمت‌ها، به برآورد صحیح قیمت نهایی پروژه ساختمانی کمک می‌کند. همچنین، نوسانات قیمت آهن نیز بر تعیین هزینه نهایی میلگرد تأثیرگذار است.
نحوه قیمت گذاری انواع میلگرد
مهمترین عامل قیمت میلگرد در صنعت ساختمان و هزینه نهایی سازه‌ها است. استفاده گسترده از میلگرد در ساخت ساختمان‌ها این اهمیت را به وجود آورده است. اما قیمت میلگرد به عوامل متعددی بستگی دارد. یکی از مهمترین این عوامل، قیمت پایه آهن و فولاد است. هر چه قیمت این مواد بیشتر باشد، قیمت میلگرد نیز افزایش می‌یابد و برعکس. علاوه بر این، میزان عرضه و تقاضا برای میلگرد نیز نقش مهمی در تعیین قیمت آن دارد. همچنین، نرخ ارز نیز تأثیرگذار است و می‌تواند باعث نوسانات قیمت میلگرد شود. بنابراین، قیمت میلگرد ثابت نیست و به طور مداوم در حال تغییر است.
