میل‌گرد

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از آرماتور)
پرش به ناوبری پرش به جستجو
میل‌گردهای آرماتوربندی

میلگرد آجدار آهن یا آرماتور فولادی است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن (بتن) مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولادی که به این منظور در سازه‌های بتن آرمه به کار می‌رود به شکل سیم یا میلگرد می‌باشد و فولاد، میلگرد نامیده می‌شود. البته در موارد خاصی از فولاد ساختمانی نظیر نیمرخ‌های شکل، ناودانی یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده می‌شود. آج در میلگرد به منظور در گیر کردن فولاد در بتن است بدین منظور آج در میلگرد به صورت مارپیچ و با عمق استاندارد ایجاد می‌شود تا بتواند سطح درگیری میلگرد و بتن بالا رود.

خاموت[ویرایش]

آرماتورهای عرضی که برای مقاومت در برابر برش و پیچش به دور آرماتورهای طولی و اصلی در شناژها بسته می‌شوند خاموت[۱] نام دارند.[۲]

از آرماتوربندی به منظور قوی ساختن ساختمان، پل، سد و … استفاده می‌شود، آرماتوربند با بستن میلگردها به هم توسط سیم آن هارا به هم متصل می‌کند. البته بستن میلگرد و خم کردن نوک میلگرد امری ضروری است.

برای جلوگیری از بیرون زد گی آرماتورهای طولی در اثر کمانش، تحمل نیروهای برشی و جلوگیری از گسترش ترک از خاموت استفاده می‌شود. قطر خاموت و فاصلهٔ آن‌ها از یکدیگر با توجه به نیروهای وارده طراحی و محاسبه می‌شود. با توجه به آسیب‌پذیر بودن آرماتورها در برابر رطوبت و همچنین کاهش مقاومت آرماتورها در صورت وقوع آتش‌سوزی و گرم شدن بیش از حد، لازم است میلگردها توسط لایه ای از بتن پوشیده شود.

مشخصه‌های محاسباتی مهم میلگرد[ویرایش]

مقاومت تسلیم[ویرایش]

مقدار تنشی که در آن بدون افزایش بار تغییر طول فولادی زیاد می‌شود تنش تسلیم یا مقاومت تسلیم یا مقاومت جاری شدن می‌نامند و با نمایش می‌دهند. دو عامل استحکام کششی و تنش تسلیم میلگرد از عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار بر مقاومت میلگرد است.

اسپیسر میلگرد[ویرایش]

فضاساز میلگرد که در اصطلاح اسپیسر نامیده می‌شود قطعه ای فلزی، بتنی، چوبی یا پلاستیکی بوده که در میان قالب بتن و میلگرد، یا بین میلگردها قرار می‌گیرد. هدف از نصب اسپیسر در فضای میان میلگرد وقالب، ویا بین میلگردها، جلوگیری از جابجایی میلگردها حین بتن ریزی و در نتیجه عواقب ناشی از آن می‌باشد. این قطعه با تأمین ضخامت لازم بتن روی میلگرد، در واقع از رسیدن عوامل خورنده به آرماتور جلوگیری کرده و سبب افزایش طول عمر بتن و میلگرد می‌گردد. شاید برای شما نیز این سؤال پیش آمده باشد که استفاده از کدام نوع اسپیسر مقرون به صرفه تر بوده و سبب بهبود عملکرد بتن مسلح می‌گردد. در ادامه قصد داریم شما را با انواع مختلف این محصول و مزایا و معایب هریک آشنا سازیم.

مقاومت کششی[ویرایش]

حد اکثر مقاومت کششی یا تنش گسیختگی، از تقسیم حداکثر بار ثبت شده در آزمایش کشش بر سطح مقطع اولیه به دست می‌آید.[۳]

جدول اشتال میلگرد[ویرایش]

جدول اشتال میلگرد شامل اطلاعات استاندارد موردنیاز صنعت ساختمان سازی طبق استاندارد DIN آلمان است، محبوبیت این جدول در بین مهندسین سازه به دلیل تولید محصولات فولادی ایران بر اساس استاندارد اشتال است.

خصوصیات فیزیکی[ویرایش]

فولاد ضریب انبساط حرارتی تقریباً یکسانی با بتن مدرن دارد. اگر چنین نبود، در اثر تنش‌های طولی و شعاعی اضافی در دماهای متفاوت از دمای محیط، مشکلاتی ایجاد می‌شد.[۴] اگرچه میلگرد دارای دنده‌هایی است که آن را به صورت مکانیکی به بتن متصل می‌کند، اما در اثر تنش‌های زیاد ممکن است از آن خارج شود که غالباً با فروپاشی در مقیاس بزرگت همراه است. برای جلوگیری از چنین خرابی، میلگرد یا عمیقاً در اعضای سازه مجاور قرار می‌گیرد (قطر ۴۰ تا ۶۰ برابر) یا انتهای آن خم شده و قلاب شده‌است تا آن را در اطراف بتن و میلگرد دیگر قفل کند. این روش اول باعث افزایش اصطکاک میله در محل می‌شود، در حالی که روش دوم از مقاومت فشاری بالا بتن استفاده می‌کند.

میلگرد معمولی از جنس فولاد گرمادیده بدون پرداخت سطحی ساخته می‌شود و این خود باعث زنگ زدگی می‌شود. به‌طور معمول، پوشش بتنی قادر است تا مقادیر PH بالاتر از ۱۲، میلگرد را از واکنش خوردگی محافظت کند. پوشش بتونی بسیار کم می‌تواند این محافظ را از طریق کربناسیون از سطح و نفوذ نمک به سطح به خطر بیاندازد. پوشش بتونی بیش از حد می‌تواند باعث ایجاد ترک‌های بزرگتر شود که باعث مقاومت موضعی را به خطر می‌اندازد. از آنجا که زنگ زدگی حجم بیشتری نسبت به فولادی که از آن تشکیل شده‌است به خود می‌گیرد، باعث فشار شدید داخلی به بتن می‌شود و منجر به ترک‌خوردگی، پاشیدگی و در نهایت خرابی ساختاری می‌شود. این پدیده به عنوان جک اکسید شناخته می‌شود. این یک مشکل خاص است که بتن در معرض آب نمک است، همان‌طور که در پل‌هایی که در کاربردهای دریایی اعمال می‌شود ویا پاشیدن نمک در جاده‌های زمستانی رخ می‌دهد.[۵] حتی میله‌های آسیب دیده عملکرد بهتری نسبت به آرماتورهای بدون پوشش نشان داده‌اند، اگرچه مسائلی در مورد جداسازی پوشش اپوکسی از میله‌ها و خوردگی در زیر فیلم اپوکسی گزارش شده‌است.[۶]این میله‌ها در بیش از ۷۰٬۰۰۰ عرشه پل در ایالات متحده آمریکا استفاده می‌شود.[۷]

میلگرد پلاستیکی تقویت شده با فیبر نیز در محیط‌هایی با خوردگی بالا استفاده می‌شود. در اشکال مختلف مانند مارپیچ هایب برای تقویت ستون‌های استوانه‌ای، تیرهای معمولی و مشبک موجود است. بیشتر میلگردهای تجاری در دسترس از الیاف یک جهته تنظیم شده در رزین پلیمر ترموست ساخته شده‌است و اغلب به آن FRP گفته می‌شود.

The collapsed Cypress Street Viaduct at the Northern end, near the corner of Cypress and 32nd Streets

برخی از ساخت و سازهای ویژه مانند تأسیسات تحقیقاتی و تولیدی با وسایل الکترونیکی بسیار حساس ممکن است نیاز به استفاده از تقویت کننده‌ای داشته باشد که برای برق غیر رسانا باشد و اتاقهای تجهیزات تصویربرداری پزشکی ممکن است برای جلوگیری از تداخل، به خواص غیر مغناطیسی نیاز داشته باشند. میلگرد FRP، دارای انواع فیبرهای شیشه‌ای دارای رسانایی الکتریکی کم و غیر مغناطیسی هست که، معمولاً برای چنین نیازهایی استفاده می‌شود. میلگرد از جنس فولاد ضدزنگ با نفوذپذیری مغناطیسی کم در دسترس است و گاهی اوقات برای جلوگیری از مشکلات تداخل مغناطیسی استفاده می‌شود.

فولاد تقویت شده همچنین می‌تواند در اثر ضربه‌هایی مانند زلزله جابجا شود و منجر به خرابی ساختاری شود. نمونه بارز آن فروپاشی خیابان Cypress Viaduct در اوکلند، کالیفرنیا در نتیجه زلزله سال ۱۹۸۹ لما پریتا است که باعث ۴۲ کشته شد. لرزش زمین لرزه باعث از هم پاشیدن میلگردها از بتن و کمانش میلگرد می‌شود. طرح‌های به روز شده ساختمان، از جمله میلگردهای پیرامونی بیشتر، می‌توانند از این نوع از خرابی‌ها جلوگیری کنند.

طبقه‌بندی فولاد میلگرد[ویرایش]

در کشورهای مختلف فولاد میلگرد با استانداردهای متفاوتی تولید می‌شوند و در هر استانداردی طبقه‌بندی مشخصی در ارتباط با خواص مکانیکی فولادها وجود دارد. در ایران قسمت عمده فولادهای میلگرد که توسط کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می‌شوند با استاندارد روسی مطابقت دارند. فولادی که در ایران تولید می‌شود (طبق استاندارد روسی) به سه گروه تقسیم می‌شود: فولاد نوع A-1، فولاد نوع A-2 و فولاد نوع A-3.

فولاد A-۱ از نوع صاف بوده و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی (تنش گسیختگی) آن به ترتیب ۲۴۰۰ و ۳۶۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد. فولاد A-2 از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۳۴۰۰ و مقاومت کششی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است، و فولاد A-3 نیز از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۴۰۰۰ و مقاومت کششی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.

از نظر تنوع قطر میلگردها نیز استانداردهای تولیدکنندگان متفاوت است. در سیستم روسی که در کارخانجات ذوب آهن اصفهان مورد استفاده است میلگردها تا قطر ۴۰ میلی‌متر ساخته می‌شوند.[۸]

تنها روش مجاز و قابل استفاده برای جوشکاری میلگردها به یکدیگر جوشکاری فورجینگ سر به سر میلگرد است که با استفاده از اعمال فشار حین حرارت دادن با گاز اکسیژن و استیلن صورت می‌پذیرد.

استفاده از میلگرد بدون عاج به عنوان میل گرد حرارتی[ویرایش]

متأسفانه بعضی مهندسان با دلایل گوناگون سعی می‌کنند از این میلگردها به عنوان میلگردهای حرارتی در سقف‌ها بهره بجویند.

آن‌ها از این توجیه استفاده می‌کنند که میلگردهای حرارتی نقش سازه ای ندارند و لذا استفاده از آن‌ها به عنوان میلگرد حرارتی هیچ مانعی ندارد.

امّا باید توجه نمود که در بند فوقالذکر آیین‌نامه کاملاً موارد استفاده از این میلگرد را مشخص نموده.

لذا استفاده از آن‌ها به عنوان میلگرد حرارتی نوعی اشتباه طراحی و اجرایی متداول می‌باشد.

استفاده مجدد و بازیافت[ویرایش]

Workers extracting rebar from demolition rubble

در بسیاری از کشورها پس از تخریب یک سازه بتونی، کارگران برای برداشتن میلگردها فراخوانده می‌شوند. آنها سایت نخریب را تمیز می‌کنند، این‌ها فلز را با استفاده از قیچی مفتول بری، تجهیزات جوشکاری و برش، پتک و سایر ابزارها استخراج می‌کنند. این فلز تا حدودی صاف شده، بسته‌بندی شده و فروخته می‌شود.

میلگرد، مانند تقریباً تمام محصولات فلزی، می‌تواند به صورت قراضه بازیافت شود. معمولاً با سایر محصولات فولادی ترکیب می‌شود، ذوب می‌شود و دوباره شکل می‌گیرد.

ایمنی[ویرایش]

Rebars with safety caps installed before being covered in concrete

برای جلوگیری از آسیب، انتهای برجستهٔ میلگردهای فلزی غالباً خم شده یا با درپوش‌های مخصوص پلاستیکی "plate" تقویت شده با فولاد، پوشانده می‌شوند. درپوش‌ها ملقب به "mushrooms" ممکن است از خراش و سایر صدمات جزئی محافظت کنند، اما در مقابل فرورفتگی هیچ محافظتی نمی‌کنند.[۹]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. واژه خاموت در فارسی به معنی یوغ گردن اسب و خر نیز هست.
  2. کشتکار، حامد، و برومند، نیما، رفتارشناسی و مقایسه عملکرد الیاف فلزی sin و الیاف پلی پروپلین در بتن با خاموت NH3 در مقابله با ضربه‌های دینامیکی و کشش‌های آنی، [دومین کنفرانس ملی بهسازی و مقاوم‌سازی ایران]. ۱۳۸۶.
  3. آنالیز و طراحی سازه‌های بتن آرمه، امیر مسعود کی نیا، شابک ۶-۰۸-۶۱۲۲-۹۶۴-۹۷۸، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، چاپ ۱۳۸۶، صفحهٔ ۴۵
  4. "The transverse coefficient of thermal expansion of a unidirectional composite". Composites. 23 (4): 281. 1992-07. doi:10.1016/0010-4361(92)90206-a. ISSN 0010-4361. Check date values in: |date= (help)
  5. Specification for Fabrication and Jobsite Handling of Epoxy-Coated Steel Reinforcing Bars, ASTM International, retrieved 2020-04-03
  6. "Parameters Governing Corrosion Protection Efficacy of Fusion-Bonded Epoxy Coatings on Reinforcing Bar". ACI Materials Journal. 105 (5). 2008. doi:10.14359/19975. ISSN 0889-325X.
  7. Chang, Alexandra (2011-02-23). "Epoxy Art Group". Oxford Art Online. Oxford University Press.
  8. آنالیز و طراحی سازه‌های بتن آرمه، امیر مسعود کی نیا، شابک ۶-۰۸-۶۱۲۲-۹۶۴-۹۷۸، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، چاپ ۱۳۸۶، صفحهٔ ۴۷
  9. Occupational Safety and Health Administration. "Mushroom Style Plastic Rebar Covers Used For Impalement Protection". OSHA. Retrieved February 28, 2015.

پیوند به بیرون[ویرایش]

جدول اشتال میلگرد