میلگرد چیست؟
میلگرد یا آرماتور، نوعی مقطع فولادی است که برای افزایش استحکام و مقاومت بتن در برابر نیروهای کششی و برشی به کار میرود. بتن، به خودی خود، مقاومت بالایی در برابر فشار دارد اما در برابر کشش و برش ضعف دارد. استفاده از میلگرد در سازههای بتنی، این نقاط ضعف را جبران میکند و سازه را مقاومتر میسازد.
استانداردهای میلگرد:
میلگردها طبق استانداردهای مختلفی تولید میشوند که مشخصات مکانیکی و شیمیایی آنها را تعیین میکنند. برخی از استانداردهای رایج عبارتند از:
ASTM (در آمریکا)
DIN (در آلمان)
GOST (در روسیه)
استاندارد ملی ایران
ویژگی های میلگرد:
ویژگیهای میلگرد بسته به نوع، جنس و کاربرد آن متفاوت است. در ادامه ویژگیهای اصلی میلگرد را به تفکیک بررسی میکنیم:
1. ویژگیهای مکانیکی
مقاومت کششی (Tensile Strength):
میلگردها باید مقاومت بالایی در برابر کشش داشته باشند تا بتوانند بتن را در برابر نیروهای کششی تقویت کنند.
مقاومت تسلیم (Yield Strength):
این ویژگی نشاندهنده تنشی است که میلگرد پیش از تغییر شکل دائمی تحمل میکند. برای میلگردهای ساختمانی معمولاً در محدوده 240 تا 500 مگاپاسکال است.
انعطافپذیری (Ductility):
میلگرد باید قابلیت تغییر شکل بدون شکستگی داشته باشد، مخصوصاً در مناطق زلزلهخیز.
چسبندگی با بتن:
میلگردهای آجدار چسبندگی بالایی با بتن دارند که مانع از لغزش آنها در داخل بتن میشود.
2. ویژگیهای فیزیکی
قطر:
میلگردها در قطرهای مختلف (6 تا 50 میلیمتر) تولید میشوند.
انتخاب قطر به نوع سازه و طراحی بستگی دارد.
طول:
میلگردها معمولاً به صورت شاخهای (12 متر) یا کلاف عرضه میشوند.
وزن: وزن میلگرد با فرمول زیر محاسبه میشود:
که d قطر میلگرد به میلیمتر است.
3. ویژگیهای شیمیایی
مقاومت در برابر خوردگی:
میلگردهای فولاد ضد زنگ یا گالوانیزه مقاومت بالایی در برابر رطوبت و خوردگی دارند.
ساختار آلیاژ:
ترکیب شیمیایی میلگرد شامل عناصر مختلف مانند کربن، منگنز، سیلیکون و فسفر است. درصد این عناصر تأثیر زیادی بر خواص مکانیکی و شیمیایی میلگرد دارد.
4. ویژگیهای حرارتی
مقاومت در برابر دما:
میلگردها باید توانایی تحمل تغییرات دمایی (گرما و سرما) را داشته باشند تا در محیطهای مختلف قابل استفاده باشند.
رفتار در آتشسوزی:
میلگردهای فولادی در دمای بالا مقاومت خود را از دست میدهند، اما استفاده از پوششهای ضد حریق میتواند این مشکل را کاهش دهد.
5. ویژگیهای ظاهری
سطح صاف یا آجدار:
میلگردهای ساده (سطح صاف) بیشتر در سازههای غیرمسلح استفاده میشوند. میلگردهای آجدار برای سازههای بتنی مسلح مناسب هستند.
رنگ و پوشش:
میلگردهای گالوانیزه دارای پوشش روی و رنگی متمایل به خاکستری روشن هستند، در حالی که میلگردهای فولادی معمولی رنگ طبیعی فولاد را دارند.
6. استانداردپذیری و قابلیت تولید
تطابق با استانداردها:
میلگردها باید مطابق با استانداردهای مشخصی (مانند ASTM، DIN یا استاندارد ملی ایران) تولید شوند.
قابلیت برش و خمکاری:
میلگردها باید به راحتی برش و خم شوند تا در فرآیند ساختوساز استفاده شوند.
روش تولید میلگرد:
میلگردها بر اساس جنس، شکل، کاربرد و ویژگیهای فنی به انواع مختلفی تقسیم میشوند. در ادامه، انواع میلگرد به همراه توضیحاتی درباره هر نوع آورده شده است:
1. بر اساس ظاهر
میلگرد ساده (Plain Rebar):
سطح صاف و بدون آج دارد.
مقاومت کششی کمتری نسبت به میلگرد آجدار دارد.
بیشتر برای ساخت سازههای سبک یا بخشهایی که نیاز به چسبندگی بالا با بتن ندارند، استفاده میشود.
معمولاً در سایزهای 6 تا 50 میلیمتر تولید میشود.
میلگرد آجدار (Deformed Rebar):
دارای شیارها یا برجستگیهایی (آج) روی سطح خود است که چسبندگی بیشتری با بتن ایجاد میکند.
در سازههای بتنی مسلح استفاده میشود.
انواع آج: جناقی، مارپیچ و مرکب.
در استانداردهای مختلف مانند A2، A3 و A4 تولید میشود که نشاندهنده میزان استحکام و انعطافپذیری آنها است.
2. بر اساس جنس و مواد اولیه
میلگرد فولاد کربنی:
رایجترین نوع میلگرد است.
از فولاد کربنی ساخته میشود و مقاومت بالایی دارد.
ممکن است در محیطهای مرطوب زنگ بزند.
میلگرد گالوانیزه:
دارای پوشش روی است که از خوردگی و زنگزدگی جلوگیری میکند.
مناسب برای محیطهای مرطوب یا دارای عوامل خورنده.
میلگرد استنلس استیل (Stainless Steel Rebar):
از فولاد ضدزنگ ساخته میشود.
بسیار مقاوم در برابر خوردگی و زنگزدگی.
گرانتر از میلگردهای معمولی است و در پروژههای خاص (مانند سازههای دریایی) استفاده میشود.
میلگرد اپوکسیپوششدار (Epoxy Coated Rebar):
دارای پوشش اپوکسی است که مقاومت آن را در برابر خوردگی افزایش میدهد.
در محیطهای خورنده مانند سازههای ساحلی کاربرد دارد.
میلگرد کامپوزیتی (FRP Rebar):
از پلیمر تقویتشده با الیاف شیشه، کربن یا بازالت ساخته میشود.
بسیار سبک و مقاوم در برابر خوردگی.
در سازههایی که به مقاومت بالا در برابر رطوبت و مواد شیمیایی نیاز دارند، استفاده میشود.
3. بر اساس استاندارد و خواص مکانیکی
میلگرد A1 (نرم):
میلگرد ساده با استحکام کم و قابلیت خمکاری بالا.
مناسب برای سازههای سبک و استفاده در جوشکاری.
میلگرد A2 (نیمهسخت):
میلگرد آجدار با مقاومت کششی متوسط.
قابلیت شکلدهی و خمکاری دارد.
برای خاموتزنی و استفاده در سازههای نیمهمقاوم مناسب است.
میلگرد A3 (سخت):
میلگرد آجدار با مقاومت کششی بالا.
شکنندهتر از میلگرد A2 و مناسب برای سازههای سنگین.
خمکاری این نوع میلگرد توصیه نمیشود.
میلگرد A4 (بسیار سخت):
میلگرد آجدار با مقاومت بسیار بالا.
مناسب برای سازههایی با بارگذاری سنگین.
انعطافپذیری کمتری نسبت به A3 دارد.
4. بر اساس شکل و نحوه تولید
میلگرد شاخهای:
میلگردهای تولیدشده به صورت شاخههای مستقیم، معمولاً با طول 12 متر.
میلگرد کلافی:
میلگردهایی با قطر کم (معمولاً زیر 10 میلیمتر) که به صورت کلاف بستهبندی میشوند.
برای تولید سیم، مفتول و یا در ساخت مشهای فولادی استفاده میشود.
5. بر اساس کاربرد خاص
میلگرد حرارتی:
برای کنترل و کاهش ترکهای ناشی از انقباض و انبساط بتن بر اثر تغییرات دما استفاده میشود.
میلگرد آجدار با مقاومت بالا:
در سازههای سنگین مانند پلها، برجها و سدها استفاده میشود.
میلگرد خاص (سفارشی):
برای کاربردهای خاص، با ابعاد و ترکیبات ویژه تولید میشود.
انواع میلگرد:
تولید میلگرد شامل چندین مرحله متوالی است که از تهیه مواد اولیه تا شکلدهی نهایی محصول ادامه دارد. این فرآیند در کارخانههای فولاد انجام میشود و بسته به نوع میلگرد (ساده یا آجدار) ممکن است تفاوتهایی داشته باشد. در ادامه، روش تولید میلگرد بهطور کلی توضیح داده شده است:
1. آمادهسازی مواد اولیه
تأمین سنگآهن:
سنگآهن به عنوان ماده اولیه اصلی در تولید فولاد استخراج شده و به کارخانههای فولاد ارسال میشود.
ذوب سنگآهن:
سنگآهن به همراه کک و آهک در کوره بلند ذوب میشود تا چدن مذاب تولید شود.
تبدیل به فولاد خام:
چدن مذاب وارد فرآیند اکسیژنزدایی در کورههای قوس الکتریکی یا کنورتور میشود تا فولاد خام تولید شود. این فرآیند ناخالصیهایی مانند گوگرد و فسفر را حذف میکند.
2. تولید شمش فولادی (Billet)
فولاد خام به شکل شمش (بیلت) ریختهگری میشود.
بیلتها معمولاً به شکل مستطیلی یا مربعی تولید میشوند و ابعاد آنها بسته به نوع میلگرد متفاوت است.
بیلتها به صورت شمش سرد یا گرم برای مرحله بعدی آماده میشوند.
3. گرم کردن بیلت
کورههای پیشگرم:
بیلتها در کورههای پیشگرم تا دمای حدود 1100 تا 1200 درجه سانتیگراد گرم میشوند.
این مرحله باعث نرم شدن فولاد شده و آماده شکلدهی در فرآیند نورد میشود.
4. نورد گرم
بیلت گرمشده از میان غلتکهای مخصوص عبور داده میشود.
در این مرحله، ضخامت بیلت کاهش مییابد و به شکل میلههای بلند با قطر موردنظر درمیآید.
غلتکها ممکن است در چندین مرحله (نورد خشن، نورد میانی و نورد نهایی) تنظیم شوند تا میلگرد با ابعاد دقیق تولید شود.
5. آجزنی (برای میلگرد آجدار)
برای میلگردهای آجدار، در مرحله نورد نهایی، غلتکهای مخصوصی با الگوی آجزنی به سطح میلگرد فشار وارد میکنند.
این آجها به چسبندگی بیشتر میلگرد با بتن کمک میکنند.
6. خنککاری و کنترل کیفیت
خنککاری:
میلگردها پس از شکلدهی به کمک آب یا هوا خنک میشوند. سرعت خنککاری بر خواص مکانیکی میلگرد (مانند سختی و مقاومت) تأثیر میگذارد.
کنترل کیفیت:
میلگردها از نظر ابعاد، وزن، استحکام کششی و سایر ویژگیهای مکانیکی طبق استانداردها بررسی میشوند.
7. برش و بستهبندی
میلگردها به طولهای استاندارد (معمولاً 12 متر) برش داده میشوند.
بستهبندی میلگردها به صورت دستهای یا کلافی (برای میلگردهای نازکتر) انجام میشود.
برچسبگذاری و ارسال محصول برای مشتری نیز در این مرحله صورت میگیرد.
روشهای خاص تولید میلگرد :
میلگرد گالوانیزه:
پس از تولید، میلگرد با لایهای از روی پوشش داده میشود تا در برابر خوردگی مقاوم شود.
میلگرد استیل:
در این روش، از فولاد ضدزنگ به جای فولاد معمولی استفاده میشود.
میلگرد کامپوزیتی:
این میلگردها با استفاده از الیاف و رزینهای پلیمری تولید میشوند و فرآیند تولید آنها متفاوت است.
روش های محاسبه قیمت میلگرد:
محاسبه قیمت میلگرد به عواملی مانند وزن میلگرد، قیمت هر کیلوگرم میلگرد، و هزینههای جانبی (مانند حملونقل و مالیات) بستگی دارد. برای محاسبه قیمت میلگرد، میتوانید از فرمول و مراحل زیر استفاده کنید:
1. فرمول کلی محاسبه قیمت میلگرد
قیمت کل میلگرد=وزن میلگرد (کیلوگرم)×قیمت هر کیلوگرم میلگرد
2. نحوه محاسبه وزن میلگرد
وزن میلگرد بر اساس طول و قطر آن با استفاده از فرمول زیر محاسبه میشود:
مثال:
برای یک میلگرد با قطر 16 میلیمتر و طول 12 متر:
3. عوامل موثر بر قیمت میلگرد:
قیمت روز بازار:
قیمت هر کیلوگرم میلگرد بهصورت روزانه و بر اساس بازار تعیین میشود. این قیمت ممکن است بسته به نوع میلگرد (ساده، آجدار، گالوانیزه و غیره) متفاوت باشد.
نوع میلگرد:
میلگردهای آجدار معمولاً گرانتر از میلگردهای ساده هستند. همچنین، میلگردهای خاص مانند گالوانیزه، استیل یا اپوکسیپوششدار قیمت بالاتری دارند.
وزن:
وزن میلگرد تأثیر مستقیم بر قیمت نهایی دارد. میلگردهای با قطر بیشتر، سنگینتر و در نتیجه گرانتر هستند.
هزینه حملونقل:
فاصله محل خرید تا پروژه و هزینههای مرتبط با بارگیری و تخلیه تأثیر قابلتوجهی بر قیمت نهایی دارد.
مالیات و عوارض:
قیمت نهایی میلگرد شامل مالیات بر ارزش افزوده (معمولاً 9% در ایران) و سایر هزینههای قانونی است.
4. روش محاسبه قیمت نهایی
مرحله 1:
محاسبه وزن کل میلگرد
برای تعداد مشخصی میلگرد:
وزن کل=وزن یک میلگرد×تعداد میلگردها
مرحله 2:
محاسبه قیمت خام میلگرد
قیمت خام میلگرد=وزن کل×قیمت هر کیلوگرم میلگرد
مرحله 3:
اضافه کردن هزینههای جانبی
قیمت نهایی=قیمت خام میلگرد+هزینه حملونقل+مالیات بر ارزش افزوده
5. ابزارها و جداول آماده
استفاده از جدول وزنی میلگرد که وزن هر شاخه میلگرد بر اساس قطر و طول را ارائه میدهد.
ماشینحسابهای آنلاین برای محاسبه وزن و قیمت میلگرد.