میلگرد و کاربردهای آن در صنعت ساختمان سازی

به گزارش اخبار ساختمان، میلگرد یا آرماتور یک مقطع فولادی است که معمولاً در سازه های بتن مسلح در ترکیب با بتن به کار می رود. از آنجا که بتن دارای مقاومت فشاری بالا اما در عین حال دارای مقاومت کششی ناچیزی است، به کار بردن میلگرد در بتن، این ضعف بتن را جبران می کند و میلگرد مصرفی وظیفه تحمل تنش های کششی اعمالی را بر عهده دارد. پس مهم ترین ویژگی و انتظاری که ما از میلگرد در ساختمان داریم مقاومت کششی بالا و خاصیت شکل پذیری مناسب آن می باشد.

دسته بندی میلگردها چگونه است؟

ساختار میلگردها یک آلیاژ فولادی است که از ترکیب آهن با عناصری چون کربن، کُروم، نیکِل و ... به دست می آید. آرماتورها از نظر ویژگی های مکانیکی طبق استاندارد روسی به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:

آج ها برجستگی هایی روی بدنه آرماتور هستند که باعث ایجاد پیوند محکمتری بین بتن و فولاد می شوند. f_y تنش تسلیم یا جاری شدن آرماتور را نشان می دهد یعنی بیشترین مقاومتی که میلگرد بدون ایجاد تغییر شکل از خود نشان می دهد.

f_su نیز تنش گسیختگی آرماتور می باشد، یعنی مقدار نیرویی که میلگرد تحمل می کند و همزمان با آن تغییر شکل و افزایش طول می دهد و اگر بیش از این نیرویی به آن وارد شود میلگرد گسیخته می شود. هرچه مقاومت سازه افزایش یابد تغییر شکل نسبی آن کاهش می یابد.

نقش میلگرد در افزایش عمر یک سازه بتنی چیست؟

هنگام خرید یک میلگرد برای اجرا در ساختمان باید به کیفیت آن توجه زیادی کنیم و صرفاً بخاطر ارزان بودن یک نوع میلگرد از میلگردهای سبک با مقاومت و کیفیت پایین استفاده نکنیم. زیرا میلگرد اگر چه عنصری است که در ظاهر سازه به چشم نمی آید، اما به عنوان اسکلت و استخوان بندی سازه عمل می کند و اگر ضعیف باشد باعث کاهش عمر ساختمان و حتی تخریب آن و ایجاد خسارات مالی و جانی فراوان می شود.

در صورتی که برای هر ساختمان متناسب با شرایط سازه و شرایط منطقه ای که سازه در آن احداث می شود، میلگرد مناسب انتخاب شود، باعث افزایش عمر مفید ساختمان و به حداقل رساندن خسارات وارده می شود. همانطور که قبلاً گفته شد مهمترین ویژگی میلگرد، مقاومت کششی آن می باشد که در مناطق زلزله خیز این ویژگی تأثیر بیشتری در عملکرد سازه در هنگام وقوع زلزله دارد.

همچنین در هنگام وقوع زلزله آیتم تغییر شکل نسبی سازه نیز برای ما بسیار حائز اهمیت است. لذا از آنجا که اکثر مناطق کشور ما جزء مناطق زلزله خیز محسوب می شوند، در بیشتر ساختمان ها به میلگرد با مقاومت بالا و شکل پذیری مناسب نیاز داریم.

در صورت استفاده از میلگردهای ضعیف، سازه با کوچکترین نیروی جانبی وارده، دچار ترک های عمیق در بتن و حتی فروریزی ساختمان میگردد و مال و جان ساکنین به خطر می افتد. اما میلگرد با مقاومت بالا و شکل پذیری مناسب، نیروهای وارده را جذب و تبدیل به انرژی کشسانی می کند.

میلگردهای با مقاومت بالا:

مدتی است که میلگردهای با مقاومت بالا و تغییر شکل مناسب تولید و وارد صنعت ساخت و ساز شده اند. در این آرماتورها با روشهای شیمیایی، حرارتی و ... باعث ایجاد تغییراتی در ویژگیهای مکانیکی آنها شده و عملکرد مطلوب تری از آنها به چشم می خورد. یکی از بزرگترین مشکلات اجرای مقاطع بتن آرمه، جا دادن انبوهی از حجم میلگرد در سطح مقطع بتن بود که به بزرگ شدن مقاطع بتنی منجر می شد.

همچنین آرماتورها به نحو نامطلوبی در کنار هم قرار گرفته و برای ویبره آنها نیز دچار مشکل می شدند. اما با استفاده از آرماتورهای با مقاومت بالا بجای آرماتورهای معمولی این مشکل برطرف می شود و تراکم آرماتور مصرفی و سطح مقاطع بتنی کاهش می یابد و بتن و آرماتور به نحو مناسبی در کنار هم قرار می گیرند.

همچنین هزینه های ساخت و ساز کاهش و سرعت آن افزایش پیدا می کند. هم اکنون در کشورهای پیشرفته از این نوع آرماتورها بطور گسترده ای در ساختمان استفاده می شود.

میلگرد مناسب در مناطق نامساعد جوی:

بعد از بحث مقاومت کششی میلگرد، مقاومت آن در برابر زنگ زدن و خوردگی مطرح می شود و یکی از مهم ترین دلایل کاهش عمر و تخریب سازه های بتنی مخصوصاً در مناطق با شرایط جوی مرطوب می باشد. در حالت عادی، میلگرد توسط بتنی که آن را در برگرفته است، از خوردگی محافظت می شود. اما عواملی که باعث خوردگی آرماتورها درون بتن می شوند شامل موارد زیر می باشند.

1-دما
2-رطوبت
3-میزان کلر

هرگاه دما، رطوبت و میزان کلر موجود در محیط افزایش یابد پتانسیل خوردگی میلگرد افزایش می یابد. همچنین کیفیت بتن و کیفیت و نوع میلگرد مصرف شده، نسبت های اختلاط بتن، افزودنی های بتن، نحوه ساخت، حمل، ریختن و عمل آوری بتن و همچنین کاور میلگرد (مقدار بتن پوششی روی میلگرد) و ... همه از عوامل تأثیر گذار بر خوردگی بتن می باشند.

در صورت استفاده از میلگردهای با کیفیت پایین، مخصوصاً در مناطق ساحلی که میزان رطوبت و دما و یون کلر در محیط زیاد است، واکنش شیمیایی خوردگی سریع تر اتفاق می افتد و باعث افزایش حجم میلگرد و ایجاد فشار داخلی به بتن می گردد. به مرور بتن آن ناحیه دچار ترک خوردگی و با افزایش ترک ها بتن متلاشی شده و نهایتاً باعث تخریب سازه می شود.

همچنین کاهش سطح مقطع میلگرد به دلیل خوردگی، باعث کاهش ظرفیت باربری سازه نیز می گردد. لذا عمر سازه های بتن مسلح در آن مناطق بطور مستقیم به نوع میلگرد انتخابی وابسته است. در همین راستا برای جلوگیری از پدیده خوردگی، محققان به بهبود خواص آلیاژی فولاد پرداختند و نتیجه آن تولید انواع میلگرد ضد زنگ (استنلس استیل)، میلگرد اِپوکسی، میلگرد گالوانیزه، میلگرد فایبرگلاس و ... شد.

مقاومت بسیار عالی در برابر رطوبت، زنگ زدگی و خوردگی و ایجاد سازه های با دوام بیشتر و عمر طولانی تر باعث شد که این میلگردها علیرغم هزینه های بیشتر، جای خود را در ساخت و ساز باز کنند. زیرا تحمل یک هزینه بیشتر در ابتدای امر، باعث جلوگیری از تحمیل هزینه های زیاد خسارات بار آمده در اثر خوردگی می شود.

مقاومت بتن مسلح در برابر آتش سوزی

معمولاً در مقابل آتش سوزی هایی که از شدت کمی برخوردار هستند، بتن اطراف میلگرد از آن محافظت می کند و مقاومت و ظرفیت باربری آن را دچار مشکل نمی کند. اما در صورتی که شدت آتش سوزی زیاد باشد و یا زمان حریق طولانی شود، باعث تغییر خواص فیزیکی میلگرد و در نتیجه باعث تخریب سازه می گردد. برای افزایش عمر سازه در مقابل آتش سوزی بهتر است از میلگردهای با کیفیت بالا و ضریب انتقال حرارت پایین تر استفاده کنیم.

آسرون