میلگرد و انواع آن

میلگرد یکی از محصولات فولادی پرکاربرد در صنایع مختلف، به ویژه صنعت ساختمان سازی است به طوری که می توان گفت میلگرد پرکاربردترین مقطع در ساختمان سازی می باشد. میلگرد در حالت ک

تعریف میلگرد در استاندارد ملی ایران:
محصول فولادی گرم نوردیده به صورت ساده یا آج دار با مقطع گرد که به صورت شاخه ای (مستقیم در طول معین) یا کلاف (به صورت حلقوی پیوسته) بسته بندی می شود.

میلگرد چیست؟ میلگرد در انگلیسی Rebar نامیده می شود. Rebar شکل اختصاری عبارت reinforcing bars به معنی «میله های تقویت کننده» می باشد. تعریف میلگرد را می توان به این صورت بیان کرد:
میلگرد نوعی پروفیل طویل و توپر است که برای بهبود مقاومت کششی بتن استفاده می شود، زیرا بتن ماده ای بسیار مستحکم و مقاوم در برابر تنش های فشاری است، اما در برابر تنش کششی بسیار ضعیف عمل می کند. به همین دلیل و با هدف جبران ضعف مقاومت کششی بتن از انواع میلگرد آجدار درون بتون استفاده می کنند.
میلگردها از اصلی ترین و پرفروش ‌ترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان سازی است و انواع مختلفی دارد. معمولا نوع فولادی میلگرد در صنعت ساخت‌ و ساز استفاده می شود، زیرا ازدیاد طول فولاد در اثر دماهای بالا (ضریب انبساط حرارتی) تقریباً برابر با بتن است. به طور کل استفاده از میلگرد در سازه های بتنی منجر به ساخت سازه ای با قابلیت باربری بالاتر، شکل پذیری بیشتر و عمر طولانی تر می گردد.

چگونگی روش تولید میلگرد و مراحل آن:
معمولاً برای تولید میلگرد از فرآیندی به نام نورد گرم استفاده می‌شود. نورد در حقیقت یکی از رایج‌ترین روش‌های تولید مقاطع فولادی مختلف است که در آن شمش فولادی گداخته توسط غلتک‌هایی که در مسیر آن قرار گرفته‌اند، در معرض فشار قرار می‌گیرد. مجموع مراحل تولید میلگرد را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:
۱. گرم‌کردن ماده اولیه
۲. نورد شمش
۳. خنک کردن
۴. برش
۵. بسته‌بندی (بندیل‌بندی)
شمش‌های فولادی با طی کردن مراحل بالا در نهایت به میلگرد ساده تبدیل می‌شوند. به منظور تولید انواع آجدار این محصول، باید بعد از اجرای فرآیند نورد با استفاده از دستگاه‌های مخصوص آج‌ها را بر روی بدنه کالا حک کرد.

انواع میلگردها در بازار:
طبقه‌بندی میلگردها بر اساس مقدار مشخصی از مقاومت در برابر نیروی کششی یا اصطلاحا مقاومت مشخصه فولادی آن‌ها است. چهار دسته میلگرد قبلا مشخص شده است که به تفکیک شرح داده می‌شود.
میلگرد  a1:
جزو میلگردهای نرم بدون آج است که در رده مقاومتی ۲۴۰ قرار دارد و به میلگرد ساده نیز معروف است. هیچ آجی بر روی آن وجود ندارد و به لحاظ سختی در دسته میلگرد های نرم قرار می‌گیرد. این دسته از میلگرد ها گزینه مناسبی برای عملیات جوشکاری و آهنگری است و معروف به میلگرد داکتیل است.
میلگرد  a2 :
رده بعدی میلگردها است که آجدار است و در رده  S340قرار می‌گیرد. این میلگرد جزء میلگردهای نیمه سخت محسوب می‌شود. در این میلگرد محوری در امتداد طول با یک سری دورپیچ به شکل مارپیچ نسبت به محور طولی قرار دارد. این دسته از محصولات، نسبت به نوع قبلی مقاومت بیشتری دارد. میلگرد a2 در ساختمان‌ها بیشتر در عملکردهای برشی مثل خاموت‌ها، کمرکش‌های دیوارهای برشی و... استفاده می‌شوند. برای جوشکاری توصیه شده است تا حد امکان بر روی این دسته میلگردها اجرا نشود و فقط در صورت اجبار بر روی آن جوشکاری شود.
میلگرد  a3 :
این میلگردها آجدار بوده و آج‌های آن به شکل مارپیچ هستند. به لحاظ سختی این دسته از میلگردها در رده نیمه سخت قرار می‌گیرند. در این میلگرد شکل آج‌ها به صورت جناقی یا هشتی نسبت به محور طولی است. یک تفاوت میلگرد a2 و a3 در مقاومت محصول است که در میلگردهای a3 این مقاومت نسبت به دو نوع دیگر بالاتر است. به هیچ‌وجه عملیات جوشکاری بر روی آن انجام نمی‌شود. این محصول فولادی در میلگردهای اصلی سازه ازجمله میلگردهای طولی تیرها و ستون‌ها کاربرد دارد.

میلگرد  a4 :
رده بعدی و آخر میلگردها است که از محصولات سخت به شمار می‌رود و از لحاظ رده مقاومتی به عنوان میلگرد رده S500 شناخته می‌شود. آج‌ها به صورت مرکب نسبت به محور طولی است و این تمایز این میلگرد نسبت به سایر رده‌ها است. اخیرا در سازه‌ها از این مدل میلگرد به وفور استفاده می‌شود.
در صورتی که از این میلگرد در طراحی ها استفاده شود، حدودا ۱ تا ۲ کیلو در هر مترمربع وزن میلگرد در مجموع سبک‌سازی می‌شود. قیمت این نوع از میلگردها نسبت به سایر رده‌ها بیشتر است و میزان آن به سایز آرماتور بستگی دارد.

انواع میلگرد از نظر حالت و جنس:
میلگرد یکی از اصلی ترین و پرفروش ‌ترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان سازی است به طوری که بدون این مقطع فلزی، پیشبرد ساخت و ساز به شکل امروزی تقریبا غیرممکن است. استاندارد میلگرد بدون شک یکی از عوامل تاثیرگذار در خواص مکانیکی میلگرد می باشد و همین امر باعث می شود تا کاربرد آن در قسمت های مختلف سازه متفاوت باشد. علاوه بر استاندارد تولید، میلگردها از جنبه های دیگر نیز قابل دسته بندی هستند مانند شکل ظاهری و جنس میلگرد که در ادامه به بررسی این دسته بندی می پرازیم.
انواع میلگرد از نظر حالت) نواع میلگردها از نظر حالت و ظاهر به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
•    میلگرد شاخه:  میلگردهای ساده و آجدار که به صورت شاخه های ۱۲ متری تولید می شوند به آن ها میلگرد شاخه گفته می شود.
•    میلگرد کلاف:  میلگردهای کلاف حالتی از انواع میلگردهای ساده و آجدار هستند. میلگردهای کلاف ساده بسته به سفارش مشتریان از سایز ۵.۵ تا ۱۰  و کلاف های آجدار نیز با میلگردهای A2 و A3 ساخته می شوند. میلگردهای کلاف را به منظور افزایش استحکام سازه‌های بتنی، استحکام دیوارها و ستون‌ های آجری، استحکام بلوک ‌ها و استحکام اتصالات گازی استفاده می کنند. معرفی کامل میلگرد کلاف را در مقاله مربوطه مطالعه نمایید.

انواع میلگرد از نظر جنس) با توجه به نوع مواد مورد استفاده در تولید میلگرد، انواع مختلفی از میلگردها وجود دارد. در صنعت ساخت و ساز و در سازه های بتن آرمه معمولا از میلگرد فولاد کربنی استفاده می شود، اما این نوع میلگرد ممکن است در محیط هایی با رطوبت بالا کارایی مورد نظر را نداشته باشند. در این شرایط میلگرد با روکش اپوکسی ممکن است در محیط های مرطوب بهتر عمل کند و بدون خوردگی استحکام و دوام بتن را حفظ کند. به همین دلیل باید با توجه به محیط پروژه و حجم آن نوع میلگرد را انتخاب نمود. می توانید با توجه به نیازتان از ۷ نوع میلگرد که در زیر معرفی شده در پروژه های عمرانی خود استفاده کنید.
۱. میلگرد اروپایی
میلگرد اروپایی از منگنز ساخته می شود و به همین دلیل به راحتی خم می گردد.
اگر چه از این میلگرد در کشورهای زیادی استفاده می شود، اما به دلیل انعطاف بالا استفاده از آن در مناطق زلزله‌ خیز یا دارای شرایط آب و هوایی خاص مانند طوفان و گردباد و همچنین برای پروژه ‌هایی که نیاز به ساختاری یکپارچه دارند، توصیه نمی ‌شود، با این حال قیمت آن مقرون به صرفه می باشد.
۲. میلگرد فولاد کربنی
متداول ترین نوع میلگرد در مقیاس پروژه، میلگرد فولاد کربن یا میلگرد سیاه می باشد. با توجه به اینکه این نوع میلگرد در برابر رطوبت مقاومت زیادی ندارد، میزان زنگ زدگی در آن بالا خواهد بود و استفاده از آن در مناطقی که رطوبت بالایی دارند، مناسب نیست.
با این حال به دلیل قدرت و کشش بالای میلگرد سیاه، آن را به یکی از بهترین انتخاب ها تبدیل می کند.
۳. میلگرد با پوشش اپوکسی
این میلگرد در واقع همان میلگرد سیاه است که آن را با روکش اپوکسی پوشش داده اند. با این روش، میلگرد در برابر زنگ زدگی مقاومت بیشتری پیدا می کند. اگر چه پوشش اپوکسی به کار رفته در این میلگرد فوق العاده ظریف است، اما این محصول در حدود ۷۰ تا ۱۷۰۰ برابر مقاوم تر از فولاد کربن در مقابل زنگ زدگی می باشد.
با وجود تفاوت در خوردگی، اما استحکام کششی میلگرد اپوکسی و میلگرد سیاه مشابه یکدیگر است. همچنین قیمت میلگرد سیاه پایین تر از میلگرد اپوکسی است.
۴. میلگرد گالوانیزه
میلگرد گالوانیزه، میلگرد فولادی معمولی است که سطح آن با یک لایه محافظ از فلز روی (Zn) پوشیده شده است. پوشش روی، معمولاً با فرآیند گالوانیزه گرم ایجاد می شود. میلگرد گالوانیزه نسبت به میلگرد سیاه، مقاومت بسیار بیشتری در برابر خوردگی دارد. همچنین آسیب رساندن به پوشش میلگرد گالوانیزه دشوارتر از میلگرد اپوکسی می باشد. به همین دلیل قیمت میلگرد گالوانیزه نیز بالاتر از میلگرد آپوکسی است. اطلاعات کامل در مورد میلگرد گالوانیزه، ویژگی ها، کاربرد و بررسی تاثیر آن در عمل را مقاله معرفی میلگرد گالوانیزه بخوانید.
۵. میلگرد کامپوزیتی (پلیمر تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP))
به میلگرد کامپوزیتی، میلگرد FRP (میله های کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف( نیز می گویند. از آنجایی که این نوع میلگرد از فیبر تشکیل شده است، خمش در آن مجاز نیست.  مهم ترین ویژگی این نوع میلگردها مقاوت و استحکام بالا و همچنین سبک بودن آنهاست. همچنین این نوع میلگرد در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و در مقایسه با میلگردهای دیگر گران تر می باشد. FRP ها معمولا در صنایع هوافضا، خودروسازی، سازه های دریایی و ساخت و ساز استفاده می شوند. برای آشنایی بیشتر با این نوع میلگرد توصیه می کنیم مقاله زیر را مطالعه نمایید.
۶. میلگرد فولادی ضد زنگ
فولاد ضدزنگ، نوعی آلیاژ آهن با مقدار حداقل ۱۰.۵ درصد کروم است که باعث مقاومت فلز در برابر خوردگی و زنگ زدگی می گردد. یکی از انواع میلگرد های فولادی ضد زنگ، می توان به میلگرد استنلس استیل یا میلگرد استیل اشاره کرد. این نوع میلگرد ۱۵۰۰ برابر مقاوم تر از میلگرد سیاه در برابر خوردگی است. یکی دیگر از مزایای مهم این نوع میلگرد، مقاومت فوق ‌العاده آن نسبت به عملیات حرارتی است. از این رو میلگرد ضد زنگ بسیار گرانتر از میلگرد های دیگر است.

انواع میلگرد از نظر کاربرد در سازه:
در تمام پروژه های ساختمانی لازم است از انوع مختلف میلگرد با توجه به شکل خم، حالت میلگرد، نوع آلیاژ استفاده شده در آن و …. استفاده شود. به طور کلی انواع میلگرد استفاده شده در سازه را به صورت زیر می توان دسته بندی کرد:
میلگرد تقویتی)
از میلگردهای تقویتی برای بخش هایی که از ساختمان دوام کافی نداشته باشند و یا پیش بینی شود تحت نیروهای کششی و فشاری آسیب ببینند استفاده می شود. بیشترین مورد استفاده از آن ها در سقف های تیرچه بلوک، فونداسیون و دیوار برشی است. این نوع میلگرد با شمش فولادی نورد گرم تولید می شود و قابلیت خم شدن تا ۱۸۰ درجه را نیز دارد.
میلگرد نرمال)
میلگرد نرمال معمولا در سایزهای ۳ تا ۱۱ متر تولید می شود. میلگردهای نرمال با استفاده از میلگردهای نوع A2 و A3 تولید می شوند و به هر دو صورت شاخه و کلاف برای مصارف خاصی استفاده می گردند. میلگرد نرمال برای ساخت تیرچه، خرپا، تیرچه لوک، میلگرد نرمال مناسب ترین گزینه خواهد بود، زیرا در این صنایع به میلگردهای کوتاه تر از سایز استاندارد نیاز است.
میلگرد بستر)
میلگردهای بستر شامل دو میلگرد موازی به طول ۳ متر هستند که فاصله عرضی میان آن ها، بین ۵/۵، ۱۱ و ۱۵ سانتی متر متغیر خواهد بود. همچنین یک مفتول به صورت عمودی یا زیگزاک به دو میلگرد موازی جوش داده می شود. از میلگردهای بستر برای افزایش مقاومت در برابر تنش های خمشی و برشی استفاده می شود. علاوه بر این، آرماتور بستر بر باربری عمودی و مایل ستون‌ های ساختمان تاثیر خوبی دارد. از دیگر مزیت های آن می توان به عدم نیاز به دوغاب بندی و  استحکام در برابر زلزله اشاره کرد.
میلگرد  HSD)
میلگردهای HSD نوعی  میلگرد آجدار با استحکام و مقاومت بالا می باشند. استفاده از این نوع میلگرد به دلیل مقاومت بالای آن در برابر تنش های کششی و فشاری،  نیاز به میلگردهای تقویتی را کاهش می دهند و در نتیجه نیاز به آرماتورها در سازه کاهش پیدا می کند. از دیگر مزایای میلگرد HSD می توان به قابلیت جوش پذیری و شکل پذیری بالای آن اشاره کرد. 
میلگرد زیگزاگ)
میلگردهای زیگزاگ که در اصطلاح به آن خرپا هم گفته می شود، تشکیل شده از دو مدل میلگرد ساده و آجدار است که از طریق جوش یا قلاب به یکدیگر متصل می شوند. در واقع این مقطع فولادی از سه بخش بالائی، پایینی و عرضی تشکیل می شود. به این صورت که ۳ میلگرد آجدار در قسمت پاین و بالا قرار می گیرد و میلگردهای ساده ( A1)  در قسمت عرضی خرپا جای می گیرد. برای تولید میلگردهای زیگزاگ بهتر است از روش نورد گرم استفاده گردد. از این نوع میلگرد در ساخت انواع سقف استفاده می شود. 
میلگرد ترانس)
میلگردهای ترانسکه به آن میلگرد کششی نیز گفته می شود نسبت به سایر میلگردها ظاهری صاف و صیقلی تر دارد. ظاهر صاف و یکدست  این میلگرد به دلیل فرآیندهای پولیش می باشد و با توجه به نحوه پولیش زنی   کیفیت و میزان صیقلی بودن آن نیز متفاوت خواهد بود. به طور کل فرایند پولیش زنی در این میلگرد به دو دسته تک پولیش و دو پولیش تقسیم بندی می شود. 
میلگرد حرارتی)
میلگرد حرارتی از استحکام کششی بسیار بیشتری نسبت به دیگر انواع میلگرد ها برخوردار است؛ به همین دلیل این نوع میلگرد برای جلوگیری از ترک‌خوردگی بتن، گزینه مناسب ‌تری است. به میلگردهای حرارتی میلگردهای افت و حرارت نیز می گویند. بیشترین کاربرد این میلگرد، افزایش استحکام سقف سازه‌ ها و جلوگیری از گسستگی دیافراگم سقف است. به طور کل، این میلگرد با کاهش عرض ترک ‌ها، مقاوت سازه را افزایش می‌ دهد. 

اهمیت استفاده از میلگرد در صنعت ساخت و ساز:
استفاده از بتن برای در ساخت و ساز باعث افزایش استحکام و مقاومت سازه در برابر تنش‌های فشاری می شود، اما نقطه ضعف بتن این است که مقاومت آن در برابر تنش های برشی و کششی پایین است و به همین دلیل دچار ترک خوردگی می شود. اینجاست که می توان به اهمیت استفاده از میلگرد در بتن پی برد. به منظور تقویت مقاومت کششی بتن، از ترکیب بتن و میلگرد استفاده می شود که به آن بتن مسلح یا بتن آرمه می گویند. میلگرد در صنعت ساختمان باعث یکپارچگی سازه و افزایش مقاومت کششی آن شده و در برابر حوادثی مانند زلزله از تخریب سازه جلوگیری می کند.
یکسان بودن ضریب انبساط دمایی بتن و فولاد نیز باعث می شود از بروز تنش های اضافی در ساختار بتن در شرایط دمایی مختلف و در نتیجه تخریب زودهنگام بتن جلوگیری گردد.

عوامل شکستگی میلگرد:
میلگردها ممکن است به دلایل مختلفی دچار شکست شوند  و به سازه آسیب وارد شود. به طور کلی شکستن میلگرد می تواند به دلایل مختلفی مانند استفاده از میلگرد بی کیفیت، خم کاری بیش از حد مجاز، نگهداری نامناسب میلگرد و … صورت گیرد. همچنین برخی میلگردها شکننده تر از میلگردهای دیگر هستند، دلیل آن نیز میزان کربن استفاده شده در ترکیبات شیمایی آن هاست. به طور کلی اینگونه می توان گفت که میلگردهای با کربن بیشتر، احتمال شکست بیشتری دارند.   ازاین رو میلگرد میلگرد A1 کمترین احتمال شکست را دارد و میلگرد آجدار A3 به دلیل کربن بیشتر در ساختار خود، شکنندگی بیشتری دارد.

شرایط نگهداری صحیح میلگرد:
میلگردها باید در شرایط مشخصی نگهداری شوند، زیرا عدم توجه به نگهداری صحیح میلگرد منجر به آسیب، خوردگی یا شکستن میلگرد می گردد. در ادامه برخی از مهم ترین نکات نگهداری میلگرد را بیان می کنیم:
•    قبل از به کار گیری میلگرد باید آزمایش هایی مانند اندازه گیری مقاومت کششی، مقاومت گسیختگی، میزان ازدیاد طول در هنگام گسیختگی و کسب اطمینان نسبت به استاندارد بودن میلگرد، انجام شود.
•    میلگردها باید در محلی انبار شوند تا با مواد خورنده و زیان آور تماسی نداشته  باشند. همچنین باید از افزایش دمای میلگردهای داخل قالب ها، در اثر تابش مستقیم نور خورشید، قبل از بتن ریزی جلوگیری کرد. در واقع  باید قبل از بتن ریزی، با آب پاشی دمای میلگردها را کاهش داد.
•    معمولاً میلگردهایی با قطر ۸ میلی متر و کمتر می توانند به صورت کلاف تولید شوند. بنابراین مصرف میلگردها با قطر بالاتر از ۱۰ میلی متر به صورت کلاف، مجاز نیست. باز کردن کلاف با وسیله مناسب و با تأیید دستگاه نظارت، در کارگاه انجام می گیرد.
•    میلگردها باید در محلی انبار شوند که در معرض مستقیم رطوبت نباشند. همچنین لازم است که از میلگردها در برابر وزش باد نیز محافظت گردد.
•    اکیدا توصیه می شود میلگردها بر روی خاک قرار نگیرند، زیرا میلگردها در تماس با خاک و موادی که دارای املاح خورنده هستند، آلوده می شوند.  استفاده از میلگردهای آلوده باعث جذب رطوبت از طریق املاح و در نتیجه خوردگی در بتن خواهد شد.
•    میلگردها باید طوری انبار شوند که حداقل ۱۵ سانتی متر از سطح زمین فاصله داشته باشند.
•    میلگردها را باید بر حسب نوع و قطر آن ها تفکیک و انبار نمود. در صورت وجود میلگردهایی با قطرهای مشابه اما با مقاومت و مشخصات مکانیکی متفاوت، باید آن ها را در محل های جداگانه و با علامت گذاری انبار کرد.
•    میلگردهای آلوده به خاک، املاح و مواد زیان آور که از راه تماس با زمین و یا به علل دیگر دچار آلودگی شده اند، باید قبل از مصرف کاملاً تمیز شوند و زنگ زدگی آن ها نیز زدوده شود. این میلگردها تنها در صورتی قابل استفاده هستند که خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آن ها تغییر نکرده باشد و از ویژگی های استاندارد برخوردار باشند.

از اینکه ما را تا پایان این مقاله همراهی کردید ، سپاسگزاریم.