میلگردها محافظان در سایه سازها

همه ما نام میلگرد را شنیده­ ایم و کم و بیش اطلاعاتی نیز در مورد آن داریم، برای مثال می­ دانیم که یکی از مصالح به کار رفته در سازه ­ها است و با افزایش قیمت آن هزینه سخت و ساز نیز افزایش پیدا می­ کند. امروزه میلگرد ها از کف ساختمان گرفته تا ستون­ ها و… مورد استفاده قرار می­ گیرند. اما به راستی چرا میلگرد ها این همه اهمیت دارند و چگونه از ما محافظت می­ کنند؟

میلگرد چیست؟

برای اینکه بدانیم نقش میلگرد در بتن چیست ابتدا باید میلگرد را بشناسیم. میلگرد نوعی میله فولادی است که در سایزهای متفاوتی ساخته می ‌شود و برای بتن‌ ریزی مورد استفاده قرار می‌ گیرد. در اکثر سازه ­های دست بشر از بتن به منظور استحکام استفاده بنا می­ شود. اگرچه بتن  مقاومت بالایی در برابر نیرو های فشاری دارد و برای خرد کردن این ماده به نیروی فشاری فوق العاده ­ای احتیاج است، اما یک نقطه ضعف نیز دارد. بتن مقاومت چندانی در برابر نیروهای کششی و چرخشی ندارد، همین جا است که میلگرد پا به میدان می­گذارد و از سازه ­ها در مقابل نیروهای کششی محافظت می­ کند. در واقع از این محصول فولادی برای تقویت بتن استفاده می ­شود. یکی از زمان­ هایی که افزایش مقاومت کششی بتن به لطف میلگرد ها ، از ما محافظت می­ کند، هنگام وقوع زلزله است. در این مواقع آنچه مانع از ترک خوردن و شکستن بتن می­ شود، میلگردهای به کار رفته در آن است. آنها همچون محافظان سازه ها عمل می­ کنند تا ساکنان در امنیت باشند.
نقش میلگرد در بتن
میلگرد به هدف تقویت بتن درون آن قرار می ‌گیرد. میلگرد با عیار و درجات مختلفی از فولاد و به‌ صورت آجدار تهیه و تولید می‌ شود. آج‌ های میلگرد باعث می ‌شوند محکم‌ تر درون بتن قرار گرفته و احتمال شکستن بتن را به‌ شدت پایین می‌ آورد. همان ‌طور که تا الآن متوجه شدیم نقش میلگرد در بتن بسیار حیاتی است. بتن بسیار مستحکم بوده و زیر فشارهای گوناگون ساختمان به‌ خوبی عمل می‌ کند. ولی اگر بر مرکز بتن فشار وارد آید، این ماده مستحکم به ‌راحتی تحت‌ فشار وارده شکسته می ‌شود.
به‌ عنوان ‌مثال یک تیر بتنی را در یک اسکلت بتنی تصور کنید. این تیر بتنی فقط از دو طرف توسط ستون ‌هایی گرفته ‌شده است در حالی‌ که در قسمت‌ های میانی تیر بتنی هیچ ستونی وجود ندارد. حالا اگر بر قسمت‌ های میانی این تیر هرگونه فشاری وارد شود، نتیجه روشن است و تیر بتنی قطعاً از وسط نصف می‌شود. برای جلوگیری از این اتفاق تیر بتنی با میلگردهای آجدار مسلح می‌ شود. بتنی که به‌ وسیله میلگرد تقویت‌ شده باشد دیگر هیچ‌ گونه فشاری نمی‌ تواند آن را بشکند. زیرا فشار توسط میلگرد جذب‌ شده و خنثی می‌ شود بدون اینکه به خود بتن صدمه‌ای وارد شود.
یکی دیگر از نقش‌ های میلگرد در بتن کم کردن ضخامت بتن است. با وجود میلگرد درون بتن دیگر نیازی به بتن ‌ریزی ضخیم نیست زیرا میلگرد، بتن را آنقدر مستحکم می‌ کند که دیگر نیازی به ضخامت بالای بتن نباشد. بتن که دارای خواص شکنندگی دارد با اجرای میلگرد در آن، خاصیت ترک‌ خوردگی بتن کاهش پیدا خواهد کرد، ضمن آنکه نصب آن‌ هم راحت است. علاوه بر آن میلگرد در بتن علاوه بر مستحکم کردن بتن و سازه ساخته‌ شده با بتن، باعث صرفه‌ جویی در هزینه‌ ها نیز می‌ شود.

تاریخچه استفاده از میلگرد در سازه ها
در سال ۱۸۰۰ میلادی جوزف لوئیس (Joseph Louis) برای نخستین بار پی برد که با افزودن میله ­های فولادی نازکی به بتن می­توان مقاومت آن را در رویارویی با نیروهای کششی تا حد قابل توجهی افزایش داد و در نهایت سازه­ای ساخت که هم در برابر نیروهای کششی و هم نیروهای فشاری مقاومت چشمگیری داشت باشد. به تدریج استفاده از این میله­ های فولادی افزایش پیدا کرد و شرکت­های ساختمانی نیز تصمیم به استفاده از این محصول در سازه ­های خود گرفتند. اما هنوز روش استانداردی برای تولید میلگرد وجود نداشت.
میلگرد ها بدون استاندارد مشترکی تولید می ­شدند تا اینکه در سال ۱۸۷۸ میلادی اولین سیستم برای تولید استاندارد این میله­ های فولادی نازک توسط تادئوس هیات (Thaddeus Hyatt) ارائه شد. محبوبیت این فرآیند در سال ۱۹۰۰ میلادی به تدریج افزایش یافت تا جائیکه در دهه ۱۹۵۰ اکثر شرکت­های ساخت و ساز در ایالات متحده آمریکا از میلگرد به منظور تقویت بتن در سازه ­های خود استفاده می­کردند. البته فرآیند ساخت میلگردی که تادئوس ارائه داد، طی سال­ها تکمیل شد و بهبود پیدا کرد تا در نهایت منجر به فرآیندی بهینه برای ساخت محصولی باکیفیت برای تقویت بتن شد.

انواع میلگرد از نظر شکل
نقش میلگرد در بتن بستگی به نوع میلگرد هم دارد. انواع اصلی میلگرد و کاربرد آنها را در ادامه بررسی می‌ کنیم. میلگردها از لحاظ ظاهری به ۳ دسته ساده، آجدار و آجدار پیچیده (کلاف) تقسیم بندی می ­شوند. هر کدام از این انواع مختلف نقاط قوت و نقاط ضعف خود را دارند. انواع آجدار میلگرد بیشتر برای بتن ‌ریزی مورد استفاده قرار می ‌گیرند زیرا خاصیت خمش و شکسته شدن آن نسبت به نوع بدون آج کمتر است و از طرفی بتن روی میلگرد آجدار استحکام بیشتر پیدا می‌ کند.

انواع میلگرد ساده
سطح میلگرد فولادی ساده کاملاً صاف و یکنواخت است. این میلگردها در سایزهای ۶ تا ۵۰ میلی‌ متر در دسترس هستند و کاربردهای متفاوتی در صنعت ساخت‌ و ساز دارند. یکی از کاربردهای میلگرد صاف در ساخت درز انقباض برای خیابان‌ ها و فرودگاه‌ ها است. درز انقباض برای جلوگیری از جمع شدگی و ترک خوردن بتن بکار می‌ رود. درزهای انقباض در فواصل معین بین بتن‌ ها جایگذاری می‌ شوند و از بروز ترک‌ خوردگی جلوگیری می ‌کند.
میلگردهای صاف به‌ راحتی خم و بدون صدمه زدن به ‌کل ساختار میلگرد برش داده می‌ شوند. برای ساختمان ‌های سنگین و سازه‌ هایی مثل پل، استفاده از میلگرد صاف به‌ هیچ‌ عنوان توصیه نمی‌ شود. زیرا اتصال محکمی بین بتن و میلگرد ایجاد نمی‌ شود و احتمال جدا شدن میلگرد از بتن به دلیل فشار بالا وجود دارد.

انواع میلگرد آجدار
این نوع مقاطع سطحی زبر و آجدار دارند بنابراین مشکلات مقاطع صاف برای قرارگیری در بتن را ندارند. در زمان بتن‌ ریزی اتصال خوبی بین میلگرد و بتن صورت می‌ گیرد و احتمال جدا شدن مقطع از بتن خیلی کم است. مقاطع آجدار در مقاطع ۶ تا ۵۰ میلی ‌متر تولید می گردد. میلگردهای آجدار خود شامل دو نوع مختلف میلگردهای آجدار ترمومکانیکی یا TMT و میلگردهای آجدار مقاومت بالا HSD می شوند. دانستن ویژگی‌ های هر نوع میلگرد به بررسی نقش میلگرد در بتن کمک می‌ کند.

میلگردهای آجدار ترمومکانیکی TMT
این مقاطع در دمای بسیار بالا تولید شده و دارای استحکام زیادی می باشند. بتن ‌های تهیه ‌شده با این میلگردها نیز بسیار مستحکم و مقاوم ‌اند. میلگردهای آجدار ترمومکانیکی دارای ویژگی‌ هایی همچون استحکام، انعطاف‌پذیری، جوش‌پذیری، خمش ‌پذیری و همچنین دارای استانداردهای بالای بین ‌المللی هستند. از دیگر ویژگی‌ های این مقاطع مقاومت به زنگ ‌زدگی، ضد زلزله و دمای بالا است.

میلگردهای آجدار مقاومت بالا HSD
این میلگردها دارای سطح آجدار مارپیچی و پیچیده هستند. این مقاطع منحصراً و اساساً برای انواع بتن تهیه می ‌شوند. میلگردهای آجدار مقاومت بالا در مقاطع ۴ تا ۵۰ میلی‌متر وجود دارند. از ویژگی ‌های این محصولات می‌ توان به سطح کربن پایین که باعث انعطاف‌ پذیری و جوش‌ پذیری مقاطع آجدار مقاومت بالا می ‌شود. به هنگام استفاده با بتن، این مقاطع خاصیت خمشی بسیار بالایی دارند که کار با آنها را در عین استحکام آسان می‌ کند.
میلگردهای آجدار مقاومت بالا، دارای خاصیت جوش‌ پذیری صد درصد هستند. این میلگردها برای انواع ساختمان‌ سازی از قبیل ساختمان‌ های صنعتی، تجاری و پل‌ ها کاربرد دارد.

انواع میلگرد از نظر مقاومت
این محصولات فولادی پرکاربرد از نظر نوع نیز ۶ نوع مشترک دارند که شامل اروپایی، فولاد کربن، اپوکسی پوشش داده شده، گالوانیزه ، فایبرگلاس لیمر (GFRP) و فولاد ضد زنگ می ­شود.

میلگرد اروپایی عمدتا از منگنز ساخته شده است و کار با آن نیز ساده است. اما این محصول در مناطق زلزله خیز و سازه­هایی که نیاز به ساختاری یکپارچه دارند، مناسب نیست.
میلگرد فولاد کربن که از آن با نام نوار سیاه نیز یاد می­شود، متداول ­ترین نوع این محصول است. اما از آنجا که این نوع در برابر رطوبت مقاومت زیادی ندارد و دچار زنگ زدگی می­شود، برای مناطقی که رطوبت بالایی دارند، مناسب نیست.
اپوکسی پوشش داده شده در واقع همان فولاد کربن است که با اوکسی پوشانده شده است. از این رو ۷۰ تا ۱۷۰۰ برابر فولاد کربن در برابر زنگ زدگی مقاومت دارد. پوشش اپوکسی این نوع میلگرد بسیار ظریف است  و هر گونه آسیب به آن بر مقاومت این محصول در برابر زنگ زدگی اثر منفی خواهد داشت.
میلگرد گالوانیزه تنها ۴۰ برابر نسبت به فولاد کربن در برابر زنگ زدگی مقاومت بیشتری دارد، اما از آنجا که پوشش گالوانیزه آن در برابر آسیب دیدگی مقاومت بالایی دارد نسبت به میلگرد اپوکسی ارزشمندتر است، البته قیمت بالاتری  دارد.
GFRP کامپوزیتی شبیه فیبرکربن است، در نتیجه هنگام استفاده نباید خم شود. در عین حال GFRP یک نوار بی نظیر برای تقویب بتن است زیرا در برابر زنگ زدگی مقاومت بالایی دارد و سبک­تر نیز است. البته این محصول قیمت بیشتری نسبت به میلگرد اپکسی دارد.
میلگرد فولاد ضد زنگ (Stainless steel rebar) بیشترین قیمت را در بین انواع میلگرد دارد و بهترین تقویب کننده بتن در اکثر پروژه­ها به حساب می­آید. Stainless steel حدود ۱۵۰۰ برابر مقاومت بیشتری نسبت به میلگرد سیاه دارد. به علاوه در کار به راحتی خم می­شود.

فرق آرماتور با میلگرد چیست؟
برای دانستن نقش میلگرد در بتن ابتدا بیایید نگاهی به اختلاف بین آرماتور و میلگرد بیندازیم. آرماتور در واقع سازه تغییر شکل یافته میلگرد است. به ‌عبارت ‌دیگر هنگامی‌ که میلگرد دستخوش تغییراتی شده و آماده بتن ‌ریزی بشود با نام آرماتور شناخته می‌ شود. برای تهیه آرماتور میلگردها را به اشکال مختلفی به‌ هم جوش زده و یک سازه اسکلت مانند تولید می‌ کنند که به آن آرماتور گفته می ‌شود. کار تهیه آرماتور را به ‌اصطلاح آرماتوربندی می‌ گویند. در نهایت بتن روی آرماتور ریخته شده که به این فرایند نیز بتن ‌ریزی گفته می ‌شود. بتن ‌های تهیه‌ شده به این شکل چندین برابر مستحکم ‌تر و مقاوم‌ تر از بتن معمولی بدون آرماتور می باشند.

قیمت روز میلگرد
قیمت میلگرد به عوامل متفاوتی بستگی دارد، از این رو ثباتی در قیمت این محصولات وجود ندارد و حتی بسته به شرایط کشور و ارز، ارزش آنها می­ تواند روز به روز تغییر کند. ضمن آنکه برای پاسخ به این سؤال که نقش میلگرد در بتن چیست، باید به قیمت روز میلگرد هم پرداخته شود. قیمت روز میلگرد به فاکتورهای زیادی در این روزها وابسته است. از قیمت بنزین و دلار تا قیمت طلا و بورس همگی بر قیمت روز میلگرد تأثیر می‌ گذارند و تعیین قیمت روز میلگرد برای برآورد هزینه پروژه‌ ها بسیار مهم است. چه ‌بسا نوسانات ایجاد شده بر قیمت آهن، تعیین قیمت نهایی آن را با مشکل مواجه می ‌کند.  متخصصان آهن‌ آلات با بررسی دقیق فاکتورهای تأثیرگذار بر قیمت روز میلگرد، قیمت نهایی آن را به ‌صورت روزانه تخمین می ‌زنند و این امر به مهندسان و پیمانکاران این اجازه را می ‌دهد تا یک برآورد صحیح از هزینه ‌ها در اختیار داشته باشند.

قیمت میلگرد درون بتن چگونه محاسبه می‌ شود؟
محاسبه تعداد میلگردهای مورد نیاز در بتن به تشخیص و برآورد هزینه ‌ها کمک بسیاری می‌ کند. ولی اینکار چگونه امکان ‌پذیر است؟ ابتدا ابعاد و محیط محل مورد نظر که قرار است آرماتور بندی و بتن‌ ریزی در آنجا صورت بگیرد اندازه گرفته می‌ شود که به آن شبکه (مش) می گویند. سپس باید طول کل میلگردهای مورد نیاز محاسبه شود که برای اینکار ابتدا باید تعداد ردیف ‌ها و ستون‌ هایی که قرار است این مقاطع روی آن ها قرار بگیرند تعیین و شمرده شود. فاصله بین هر میلگرد نیز مهم است.
خب در اینجا طول شبکه (مش) بر فاصله بین هر میلگرد تقسیم می‌ شود و عدد به‌ دست ‌آمده ضربدر عرض شبکه شده تا طول کل میلگردها محاسبه شود. برای محاسبه تعداد قطعات میلگرد مورد نیاز کافی است طول کل میلگردها تقسیم‌ بر طول یک شاخه مقطع شود و در نهایت برای محاسبه قیمت میلگردها باید تعداد کل مقاطع بر قیمت یک شاخه میلگرد ضرب شود.

خلاصه کلام
برای تعیین نقش میلگرد در بتن باید موارد زیادی مورد بررسی و‌ توجه قرار گیرد. به جرات می‌ توان گفت ساخت‌ و ساز با بتن بدون آرماتور و میلگرد غیر ممکن است زیرا آدمی برای آرام زیستن نیاز به ایمنی در محل زندگی خود دارد. استفاده از میلگرد در بتن علاوه‌ بر افزایش استحکام، حس راحتی، آرامش و ایمنی برای ساکنین زیر سقف آن ساختمان را به ‌همراه می ‌آورد.

نقش میلگرد در سازه چیست؟
میلگرد از سازه ها در مقابل نیروهای کششی محافظت می­ کند. از این محصول برای تقویت بتن استفاده می­ شود

میلگردها به چند دسته تقسیم می شوند؟
میلگردها از لحاظ ظاهری به ۳ دسته ساده، آجدار و کلاف تقسیم بندی می ­شوند و از نظر نوع نیز ۶ نوع مشترک دارند که شامل اروپایی، فولاد کربن، اپوکسی پوشش داده شده، گالوانیزه ، فایبرگلاس لیمر و فولاد ضد زنگ می ­شود

قیمت میلگرد به چه عواملی بستگی دارد؟
قیمت میلگرد به عوامل متفاوتی بستگی دارد، از اینرو ثباتی در قیمت این محصول وجود ندارد و حتی بسته به شرایط کشور و ارز، ارزش آنها می­تواند روز به روز تغییر کند.