موارد مصرف انواع میلگرد در صنایع متنوع، به‌ویژه در صنعت ساختمانی، بهبودهای چشمگیری را به دنبال داشته است. این محصول فولادی و نسخه‌های جدیدتر فایبرگلاسی آن، به شکل‌ها و استانداردهای مختلف ساخته شده و اکنون جزء اساسی صنعت ساختوساز محسوب می‌شود. این وضعیت به دلیل ویژگی‌های مکانیکی منحصربه‌فرد این محصول است.
هر نوع میلگرد، بر اساس ویژگی‌ها و ظاهر خود، در بخش خاصی از ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عبارت دیگر، خصوصیات میلگرد a1، a2، a3 و تفاوت آنها، علاوه بر کاربردهای گفته شده در صنایع دیگر از قبیل فنرسازی و ساخت سازه‌های هنری نیز بهره‌مند است. در واقع، میلگرد در پروژه‌های عمرانی و ساختوساز، یکی از پرکاربردترین مقاطع فولادی است که بیشترین سهم تناژ فولاد مورد نیاز برای یک پروژه را تشکیل می‌دهد. در این مقاله، ابتدا به بررسی کاربرد آن در صنعت ساختمان‌سازی می‌پردازیم. سپس، انواع مختلف این مقطع و موارد مصرف انواع میلگرد را شرح خواهیم داد.
مطالعه بیشتر: معرفی 10 کارخانه میلگردسازی برتر کشور
استفاده از میلگرد در ساختمان‌سازی
اصلی ترین موارد مصرف انواع میلگرد در ساختمان‌سازی و به منظور تقویت بتن است. بتن، با وجود مقاومت فشاری بالا، مقاومت کششی کمی دارد. بنابراین، در صورت تغییرات دمایی، انبساط یا انقباض بتن، ممکن است به ترک بیفتد.
از قرن هجدهم میلادی، مهندسین ساختمان به تدریج فهمیده‌اند که میلگرد می‌تواند به حل مشکلات بتن کمک کند. ضریب انبساط دمایی میلگرد نزدیک به بتن است، بنابراین میلگرد در دل بتن، فشار کششی را از تغییرات دمایی جلب می‌کند و از ترک خوردن بتن جلوگیری می‌کند. توجه داشته باشید که هیچ مصالحی نمی‌توانند ترک‌های بتن را به طور کامل جلوگیری کنند؛ اما میلگرد می‌تواند ترک‌ها را به حداقل کاهش دهد.
استفاده از این محصول فولادی جهت افزایش مقاومت حرارتی ساختمان یکی از کاربردهاست. میلگرد حرارتی، پس از ریختن بتن بر روی تیرچه‌ها، به کار می‌رود و علاوه بر افزایش مقاومت کششی بتن سقف، در صورت حریق از آتشفشانی بتن جلوگیری می‌کند. این نوع میلگرد در ساختارهایی مانند سقف‌های تیرچه‌بلوک، عرشه‌های فولادی و سقف‌های کرومیت استفاده می‌شود.
اما چه عاملی باعث اتصال محکم میلگرد به بتن می‌شود؟ در اینجا نقش مهمی را آج‌های روی میلگرد ایفا می‌کنند. آج‌های روی به خوبی بتن خیس را جذب کرده و اتصال فیزیکی با سطح بتن را به خوبی برقرار می‌سازند.
استفاده از انواع میلگرد در بخش‌های متنوع ساختمان
در هر کشور، استاندارد خاصی برای تولید و نشانه‌گذاری میلگرد وجود دارد. این استانداردها شامل نسخه‌های اروپایی، آمریکایی، چینی، روسی و سایرین می‌شوند. در کشور ما، به دلیل تأثیرات سنتی شرکت ذوب‌آهن، استاندارد روسیه به عنوان استاندارد اصلی برای تولید میلگرد استفاده می‌شود. بنابراین، چهار نوع میلگرد با ترتیب‌های مختلف بر اساس این استاندارد در کشور تولید می‌شوند.
- A1: میلگرد ساده بدون آج
- A2: میلگرد آجدار با یک ردیف آج
- A3: میلگرد آجدار با دو ردیف آج در خلاف جهت هم
- A4: میلگرد آجدار پیچیده
هر یک از این مقاطع، علاوه بر تفاوت در شکل ظاهری، از نظر خواص مکانیکی و شیمیایی نیز متفاوت هستند. در واقع، تفاوت های ظاهری و خواص مکانیکی و شیمیایی آن ها تعیین‌کننده موارد مصرف انواع میلگرد است. دلیل این تفاوت ها به دلیل تولید هر مقطع از یک آلیاژ خاص از فولاد است که به‌ویژه در درصد کربن، نیکل، و کروم با یکدیگر متفاوت هستند. شناخت مفهوم میلگرد و تمایز بین انواع آن می‌تواند در درک بهتر از کاربردهای آن کمک‌کننده باشد.
کاربرد میلگرد A1
به دلیل عدم وجود آج در این مقطع، ارتباط قوی با بتن برقرار نمی‌کند و به عنوان میلگرد مقاومتی و حرارتی استفاده نمی شود. همچنین، آلیاژ این محصول کمترین میزان کربن را دارد، بنابراین نسبت به سایر میلگردها نرم‌تر است و در برابر حرارت، استحکام خود را به سرعت از دست می‌دهد. میلگرد A1 که از فولاد کربنی تولید شده است، اصلی‌ترین کاربرد خود را در اتصالات و فرآیند خاموت‌زنی دارد.
کاربرد میلگرد A2
آلیاژ این مقطع فولادی دارای میزان کربن بیشتری نسبت به میلگرد A1 است. به همین دلیل، این مقطع دارای سختی بیشتری است و به جز در موارد ضروری، تحت عملیات جوشکاری قرار نمی‌گیرد؛ به این مقطع، نیمه سخت نیز اطلاق می‌شود. موارد مصرف انواع میلگرد A2 به عنوان مثال در بدنه بتنی، ساخت دیوارهای برشی و خاموت‌زنی به‌کار می‌رود.
با توجه به تنها یک ردیف آج روی آن، مقاومت کششی که به بتن انتقال می‌دهد، به حداقل مقدار محدود می‌شود. به این ترتیب، استفاده از این نوع میلگرد برای مناطق با تغییرات دمایی شدید، توصیه نمی‌شود.
کاربرد میلگرد A3
این محصول فلزی همچنین دارای درصد بیشتری کربن می‌باشد که منجر به افزایش سختی آن نسبت به دو نمونه قبلی می‌شود؛ به همین دلیل، مقاومت کششی و فشاری آن نیز بالاتر است. از طرفی، اتصال این میلگرد با بتن به دلیل دو ردیف آج روی آن، در مقایسه با نوع A1 بیشتر می‌باشد و این مقطع را می‌توان محصولی “سخت” نیز دانست. موارد مصرف انواع میلگرد A3 اغلب در ستون‌ها و تیرها به‌کار می‌رود و استفاده از آن در عملیات جوشکاری توصیه نمی‌شود.
کاربرد میلگرد A4
میلگردی که به عنوان سخت‌ترین نوع در کشور شناخته می‌شود، باعث برقراری حداکثر تعامل بین بتن و خود میلگرد می‌گردد. همچنین، مقاومت کششی و فشاری آن نسبت به نمونه‌های مشابه، به شدت بیشتر است. به همین علت، این نوع میلگرد در مناطقی با تغییرات دمایی شدید، مانند مناطق کویری یا مناطقی با تفاوت‌های گرمایی بیشتر در فصل‌های مختلف سال، به کار گرفته می‌شود. موارد مصرف انواع میلگرد A4 شامل استفاده در دیوارهای برشی، قاب‌های خمشی، و ستون‌ها می‌شود.
کاربرد مختلف میلگرد
علاوه بر میلگرد راستا یا طولی، میلگرد در اشکال هندسی متنوع دیگر نیز تولید و در ساختمان‌ها به‌کار می‌رود. در ادامه به بررسی این اشکال می‌پردازیم:
خاموت
خاموت، که از خم کردن میلگرد به دست می‌آید، دارای مقطع مستطیل شکل است. موارد مصرف انواع میلگرد خاموت جلوگیری از بروز بیرون زدن میلگردهای طولی از بتن ناشی از افزایش طول است. این فرآیند همچنین باعث افزایش تحمل نیروهای برشی بتن می‌شود و از ترک خوردن آن به دلیل فشار جلوگیری می‌کند.
برای تهیه خاموت از میلگردی استفاده می‌شود که دارای قابلیت خم‌کاری بالا باشد. این فرآیند با استفاده از ماشین‌آلات خم‌کاری به صورت سرد انجام می‌شود و برای انجام این عملیات حتماً نیاز به دمای بالاتر از پنج درجه سانتی‌گراد است.
میلگرد خرک
این نوع میلگرد، به عنوان یک پل، می‌تواند بین دو ردیف مش آرماتور موازی قرار می گیرد. موارد مصرف انواع میلگرد آرماتور های موازی در فرآیند بتن‌ریزی کف و ساخت فونداسیون سازه مشاهده می‌شود. با توجه به فاصله مورد نیاز بین دو شبکه مش، امکان تنظیم ارتفاع میلگرد خرک نیز وجود دارد.
میلگرد ادکا (Otka)
در زبان روسی، واژه “адка” به معنای اردک می‌باشد. نام‌گذاری این محصول به دلیل شباهت آن با بدن اردک انجام شده است. از موارد مصرف انواع میلگرد ادکا در اتصال تیرچه به بال‌های زیرین تیر است و این اقدام به منظور تضمین عدم خروج تیرچه‌ها از مکان اصلی‌شان انجام می‌شود. میلگرد ادکا به دو شکل یک‌طرفه و دوطرفه تولید می‌شود.
میلگرد سنجاقی
میلگرد سنجاقی نیز همانند خاموت به صورت افقی استفاده می‌شود. این محصول با نام سنجاقی به دلیل شکل ظاهری خود شناخته می‌شود، اگرچه با عناوین دیگری مانند قلابی یا قلاب‌دوخت نیز در بازار مشهور است. موارد مصرف انواع میلگرد سنجاقی در ایجاد اتصالات میلگردهای طولی و تقویت مقاومت برشی خاموت مشغول به کار است. این نوع میلگرد معمولاً دارای قطری نازک است و از میلگرد A2 در تولید آن استفاده می‌شود. شکل این محصول مشابه یک میلگرد طولی است، اما دو سر آن به زوایای 90 یا 135 درجه خم شده‌اند.
میلگرد رکابی
این مقطع، به‌طور مشابه با میلگرد خرک و میلگرد قلاب، برای نگه‌داشتن موازی دو ردیف مش آرماتور عمودی استفاده می‌شود، با این تفاوت که شکل آن به صورت حرف U انگلیسی است. موارد مصرف انواع میلگرد رکابی اغلب در فرآیند بتن‌ریزی دیوار و دال به کار می رود.
میلگرد ممان منفی
میلگرد ممان منفی روی تکیه‌گاه نصب می شود تا بارهای اضافه یا لنگرهای منفی تیرچه را تحمل نماید. این محصول، شکل ظاهری مشابه میلگرد طولی دارد، اما کاربرد و نوع استفاده آن متفاوت است. از موارد مصرف انواع میلگرد ممان منفی، به طور عمده در بالاترین قسمت سقف بتنی و بین دو دهانه مجاور به‌کار می‌رود.
میلگرد زیگزاگ
این مقطع به نام خرپا هم شناخته می شود و از ترکیب زیگزاگی میلگردهای ساده یا آجدار به وجود می‌آید. موارد مصرف انواع میلگرد زیگزاگ در ساختن سقف است و برای اتصال میلگردها در این نوع سازه از جوشکاری یا قلاب استفاده می شود.
میلگرد کلاف
کلاف، یک نوع میلگرد نازک است که برای افزایش استحکام سازه‌های بتنی، ساختارهای سقفی، ستون‌های آجری، بلوک و دیوار به‌کار می‌رود. اصلی ترین موارد مصرف انواع میلگرد کلاف در ساختمان به عنوان تیرچه است. همچنین این نوع میلگرد به‌عنوان مفتول بین دو میلگرد موازی در ساختار میلگرد زیگزاگ به کار گرفته می شود.
میلگرد بستر
این روش استفاده از میلگرد شامل قرار دادن دو میلگرد موازی است که به‌صورت زیگزاگ توسط یک مفتول به هم جوش داده‌شده‌اند. از موارد مصرف انواع میلگرد بستر برای افزایش مقاومت خمشی و برشی بتن، افزایش باربری عمودی و افزایش استحکام در برابر زلزله استفاده می‌شود.
موارد مصرف انواع میلگرد در حوزه‌های صنعتی دیگر
می‌توان ادعا کرد که میلگرد، علیرغم اینکه در حوزه صنعت ساختوساز به‌طور چشمگیری مورد استفاده قرار می‌گیرد، در صنایع دیگر نیز کاربردهای متنوعی دارد. یکی از محبوب‌ترین انواع میلگرد در صنایع مختلف، میلگرد نوع A1 است. این نوع میلگرد از جنس فولاد کربنی ساخته‌شده و در حوزه آهنگری به‌طور ویژه مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، میلگرد A1 ساخته‌شده از فولاد آلیاژی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، صنایع هوای، و تولید قطعات صنعتی مانند پیچ و مهره نیز به کار می‌رود.
درصورت استفاده از فولاد ضدزنگ در تولید میلگرد نوع A1؛ صنایع هوایی، تجهیزات بیمارستانی، صنایع شیمیایی، صنعت نفت و پتروشیمی نیز به عنوان مشتریان این نوع میلگرد معرفی خواهند شد. نوع دیگری از میلگرد به نام میلگرد کششی وجود دارد که به عنوان میلگرد معمولی آجدار یا بدون آج شناخته می‌شود و روی آن عملیات مختلفی انجام می‌شود تا به قطر مورد نظر برسد. موارد مصرف میلگرد کششی عبارتند از:
- در صنعت خودروسازی، به‌ویژه در سیستم استارت
- استفاده در ماشین‌آلات صنعتی از جمله سوراخ‌کاری، ماشین‌آلات کشاورزی، رزوه‌کاری و تراش‌کاری
- تولید انواع ابزار و یراق‌آلات از جمله پیچ، مهره، لولا، شفت بلبرینگ و سایر اجزا
- کاربرد در صنعت زنجیرسازی
همچنین، میلگرد کلاف نیز در صنایع زیر نیز به‌طور چشمگیری مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- تولید سیم‌های خاردار و بکسل
- تولید توری‌های فلزی
- صنعت فنرسازی
- تولید میخ و پیچ
زنگ‌زدگی و تحمل به نیروهای خمشی در میلگرد
در همه حوزه‌های استفاده از میلگرد، موضوع زنگ‌زدگی و خوردگی یک چالش مهم محسوب می‌شود. اگر محصولی بدون روکش یا تدابیر مناسب برای مقابله با این مشکلات تولید شود، آن را میلگرد سیاه نام می‌دهند. در مناطق با درصد بالای رطوبت و آلاینده‌های شیمیایی، استفاده از میلگرد سیاه مناسب نمی‌باشد. به همین دلیل، در این نواحی، میلگرد با روکش اپوکسی، میلگرد گالوانیزه و میلگرد ضدزنگ بیشتر به‌کار می‌رود.
یک مشکل دیگر، مربوط به جوش و خم‌کاری میلگرد است. برای قرارگیری مقاطع آجدار تحت این عملیات، از دو روش زیر استفاده می‌شود:
- میلگردهای آجدار ترمودینامیکی یا TMT
- میلگردهای آجدار HSD
استفاده از این دو نوع میلگرد به دلیل تولید در دماهای بالا، انعطاف‌پذیری بالا و قابلیت جوشکاری، در افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله تاثیرگذار بوده و به‌همین دلیل در ساخت جاده‌ها، پل‌ها، و سازه‌های شهری از این نوع میلگرد استفاده می‌شود.
مطالعه بیشتر: زنگ زدگی میلگرد | مقررات و شرایط استفاده از آن
و در آخر…
میلگرد یکی از مصالح اساسی در صنایع مختلف است و موارد مصرف انواع میلگرد در صنعت ساخت و ساز می‌باشد. هدف اصلی از استفاده از میلگرد در این صنعت، افزایش مقاومت سازه از طریق افزایش مقاومت کششی بتن است. این محصول فشار کششی را به بتن منتقل می‌کند و در نتیجه جلوگیری از ایجاد ترک‌های بزرگ و جدی در بتن را تضمین می‌کند.
بسته به نوع و شکل میلگرد، موارد مصرف مختلفی برای آن تعریف شده است. در این زمینه، چهار نوع میلگرد A1 تا A4 در کشور ما تولید می‌شود؛ نوع A1 بدون آج بوده و در بتن استفاده نمی‌شود. از این نوع میلگرد، تنها می‌توان در اطراف سازه‌های بتنی و اتصالات آنها استفاده کرد. سه نوع دیگر اما در اشکال مختلف مانند خاموت، رکابی، قلاب، خرک، و غیره در قسمت‌های مختلف ساختمان، از فونداسیون تا سقف، تیرچه‌بلوک، دال و دیوار کاربرد دارند.
