به نظر شما چرا در ساختمان سازی از میلگرد استفاده می کنند؟ علت استفاده از میلگرد در بتن چیست؟ میلگرد یا آرماتور یک مقطع فولادی است که معمولاً در سازه های بتن مسلح در ترکیب با بتن به کار می‌رود. 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 می‌کند و میلگرد مصرفی وظیفه تحمل تنش‌های کششی اعمالی را بر عهده دارد. پس مهمترین ویژگی و انتظاری که ما از میلگرد در ساختمان داریم مقاومت کششی بالا و خاصیت شکل‌پذیری مناسب آن است. شاید برای شما هم پیش آمده باشد که از خود بپرسید چرا در ساختمان‌سازی از میلگرد استفاده می‌کنند؟ در این مقاله پس از معرفی انواع میلگرد و توضیح نقش میلگرد در بتن، این پرسش را پاسخ داده‌ایم:
دسته بندی میلگردها چگونه است؟
ساختار میلگردها یک آلیاژ فولادی است که از ترکیب آهن با عناصری چون کربن، کُروم، نیکِل و غیره به دست می‌آید. آرماتورها از نظر ویژگی‌های مکانیکی طبق استاندارد روسی به چهار دسته زیر تقسیم می‌شوند:
| طبقه بندی |
علامت مشخصه
|
استحکام تسلیم بالایی fy N/mm2
|
استحکام کششی بالایی fsu N/mm2
|
نسبت استحکام کششی به تسلیم بالایی Rm/Reh
|
|
حداقل
|
حداکثر
|
حداقل
|
حداقل
|
|
ساده A1
|
س 240
|
240
|
-
|
360
|
1.25
|
|
آجدار مارپیچ A2
|
آج 340
|
340
|
-
|
500
|
|
آج 350
|
350
|
455
|
500
|
|
آجدار جناغی A3
|
آج 400
|
400
|
-
|
600
|
|
آج 420
|
420
|
545
|
600
|
|
آجدار مرکب A4
|
آج 500
|
500
|
-
|
650
|
|
آج 520
|
520
|
675
|
690
|
آج‌ها برجستگی‌هایی روی بدنه آرماتور هستند که باعث ایجاد پیوند محکم‌تری بین بتن و فولاد می‌شوند. f_y نشانگر تنش تسلیم یا جاری شدن آرماتور است. یعنی بیشترین مقاومتی که میلگرد بدون ایجاد تغییر شکل از خود نشان می‌دهد. f_su نیز تنش گسیختگی آرماتور است، یعنی مقدار نیرویی که میلگرد تحمل می‌کند و همزمان با آن تغییر شکل و افزایش طول می‌دهد و اگر بیش از این نیرویی به آن وارد شود میلگرد گسیخته میشود. هرچه مقاومت سازه افزایش یابد تغییر شکل نسبی آن کاهش خواهد یافت.
علت استفاده از میلگرد در بتن 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 دارای 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 کرده و اگر ضعیف باشد باعث کاهش عمر ساختمان و حتی تخریب آن و ایجاد خسارات مالی و جانی فراوان میگردد.
در صورتی که برای هر ساختمان متناسب با شرایط سازه و شرایط منطقه‌ای که سازه در آن احداث میشود، میلگرد مناسب انتخاب گردد، باعث افزایش عمر مفید ساختمان و به حداقل رساندن خسارات وارده خواهد شد. همانطور که قبلاً گفته شد مهمترین ویژگی میلگرد، مقاومت کششی آن است که در مناطق زلزله‌خیز 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 ازآنجاکه اکثر مناطق کشور ما جزء مناطق زلزله‌خیز محسوب می‌شوند، در بیشتر ساختمان‌ها به میلگرد با مقاومت بالا و شکل‌پذیری مناسب نیاز داریم. در صورت استفاده از میلگردهای ضعیف، سازه با کوچک‌ترین نیروی جانبی وارده، دچار ترک‌های عمیق در بتن و حتی فروریزی میگردد و مال و جان ساکنین به خطر می‌افتد. اما میلگرد با مقاومت بالا و شکل‌پذیری مناسب، نیروهای وارده را جذب و تبدیل به انرژی کشسانی می‌کند.
میزان استفاده از میلگرد در بتن
مقدار استفاده از میلگرد در هر ساختمان، با توجه به نوع اسکلت آن تعیین میگردد و نمی‌توان گفت هرچه میلگرد بیشتری در ساختمان بکار رود، استحکام آن بیشتر میشود. معمولاً در اسکلت‌های بتنی مقدار فولاد مصرفی، بدون در نظر گرفتن وزن آرماتور سقف، از ۳۵ تا ۷۰ کیلوگرم، به ازای هر مترمربع متغیر بوده و برای اسکلت‌های فلزی، از ۴۰ تا ۱۰۵ کیلوگرم است. در سازه‌های فولادی نیز این مقدار برابر ۷۰ تا ۱۱۵ کیلوگرم به ازای هر مترمربع تخمین زده میشود.
میلگردهای با مقاومت بالا
مدتی است که میلگردهای با مقاومت بالا و تغییر شکل مناسب تولید و وارد صنعت ساخت‌وساز شده‌اند. در این آرماتورها با روش‌های شیمیایی، حرارتی و غیره باعث ایجاد تغییراتی در ویژگی‌های مکانیکی آن‌ها شده و عملکرد مطلوب‌تری از آن‌ها به چشم می‌خورد. 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 می‌شد.
همچنین آرماتورها به نحو نامطلوبی در کنار هم قرارگرفته و برای ویبره آن‌ها نیز دچار مشکل می‌شدند. اما با استفاده از آرماتورهای با مقاومت بالا بجای آرماتورهای معمولی این مشکل برطرف میشود و تراکم آرماتور مصرفی و سطح مقاطع بتنی کاهش می‌یابد و بتن و آرماتور به نحو مناسبی در کنار هم قرار می‌گیرند. همچنین هزینه‌های ساخت‌وساز کاهش و سرعت آن افزایش پیدا می‌کند. هم‌اکنون در کشورهای پیشرفته از این نوع آرماتورها به‌طور گسترده‌ای در ساختمان استفاده میشود.
نقش میلگرد در بتن در مناطق نامساعد جوی
بعد از بحث مقاومت کششی میلگرد، مقاومت آن در برابر زنگ زدن و خوردگی مطرح میشود و یکی از مهمترین دلایل کاهش عمر و تخریب سازه‌های بتنی مخصوصاً در مناطق با شرایط جوی مرطوب است. در حالت عادی، میلگرد توسط بتنی که آن را در برگرفته است، از خوردگی محافظت میشود. اما عواملی که باعث خوردگی آرماتورها درون بتن می‌شوند شامل موارد زیر هستند.
- دما
- رطوبت
- میزان کلر
هرگاه دما، رطوبت و میزان کلر موجود در محیط افزایش یابد پتانسیل خوردگی میلگرد افزایش می‌یابد. همچنین کیفیت بتن و کیفیت و نوع میلگرد مصرف‌شده، نسبت‌های اختلاط بتن، افزودنی‌های بتن، نحوه ساخت، حمل، ریختن و عمل‌آوری بتن و همچنین کاور میلگرد(مقدار بتن پوششی روی میلگرد) و غیره همه از عوامل تأثیرگذار بر خوردگی بتن هستند.
در صورت استفاده از میلگردهای باکیفیت پایین، مخصوصاً در مناطق ساحلی که میزان رطوبت و دما و یون کلر در محیط زیاد است، واکنش شیمیایی خوردگی سریع‌تر اتفاق می‌افتد و باعث افزایش حجم میلگرد و ایجاد فشار داخلی به بتن میگردد. بهمرور بتن آن ناحیه دچار ترکخوردگی شده و با افزایش ترکها بتن متلاشی میشود.
همچنین کاهش سطح مقطع میلگرد به دلیل خوردگی، باعث کاهش ظرفیت باربری سازه نیز میگردد. لذا عمر سازه‌های بتن مسلح در آن مناطق به‌طور 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 ضدزنگ (استنلس استیل)، میلگرد اِپوکسی، میلگرد گالوانیزه، میلگرد فایبرگلاس و غیره شد.
مقاومت بسیار عالی در برابر رطوبت، زنگ‌زدگی و خوردگی و ایجاد سازه‌های با دوام بیشتر و عمر طولانی‌تر باعث شد که این میلگردها علیرغم هزینه‌های بیشتر، جای خود را در ساخت‌وساز باز کنند. زیرا تحمل یک هزینه بیشتر در ابتدای امر، باعث جلوگیری از تحمیل هزینه‌های زیاد خسارات ناشی از خوردگی میشود.
مقاومت بتن مسلح در برابر آتش سوزی
معمولاً در مقابل آتش‌سوزی‌هایی که از شدت کمی برخوردار هستند، بتن اطراف میلگرد از آن محافظت می‌کند و مقاومت و ظرفیت باربری آن را دچار مشکل نمی‌کند. اما درصورتی‌که شدت آتش‌سوزی زیاد باشد و یا زمان حریق طولانی شود، باعث تغییر خواص فیزیکی میلگرد و درنتیجه باعث تخریب سازه میگردد. برای افزایش عمر سازه در مقابل آتش‌سوزی بهتر است از میلگردهای باکیفیت بالا و ضریب انتقال حرارت پایین‌تر استفاده کنیم.
از عوامل مهم و تأثیرگذار در عمر سازه‌های بتنی، نوع و میزان مقاومت کششی میلگرد فولادی به کار رفته در بتن را می‌توان نام برد. انتخاب نوع میلگرد بستگی به نوع و اهمیت سازه، شرایط محیطی منطقه، تحلیل و طراحی با لحاظ برآورد حداقل ضوابط و معیارهای تعیین‌شده مقررات ملی ساختمان و آیین‌نامه بتن ایران (آبا) است.
دلایل کوتاه بودن عمر ساختمان‌ها در ایران
عمر مفید ساختمان‌ها در ایران حدود 30 تا 40 سال بوده که در مقایسه با کشورهای توسعه‌یافته بسیار کمتر است. حال می‌خواهیم به این سؤال پاسخ دهیم که چرا عمر ساختمان‌ها در ایران، کوتاه است؟
پاسخ به این سؤال در دو مورد زیر خلاصه میگردد:
- نکته اول این موضوع است که کیفیت لازم در ساخت‌وسازها و انتخاب مصالح ساختمانی در نظر گرفته نمی‌شود و همچنین با عدم به‌کارگیری شیوه اجرایی مناسب و استفاده از کارگران غیرمتخصص در ساخت‌وسازها واحد‌های مسکونی با عمر پایین ساخته می‌شوند. متأسفانه گرفتن پروانه از سازمان نظام مهندسی از سوی فعالان حوزه ساخت‌وساز نیز جدی گرفته نمی‌شود که خود موجب بروز مشکلاتی خواهد بود.
- مسئله مهم دیگر وجود محصولات تقلبی و بی‌کیفیت در بازار است. در حال حاضر برخی سودجویان بازار آهن و فولاد به‌منظور کسب منفعت بیشتر این محصولات را با قیمت کمتر به بازار عرضه می‌کنند. پایین بودن قیمت هرچند وسوسه‌انگیز است اما عواقب آن، عدم استحکام، کاهش عمر ساختمان و خسارت به جان و مال افراد است.
فروشگاه اینترنتی آهنگر در راستای تحقق اهداف چشم‌انداز سازمان نظام‌مهندسی ساختمان و برآورد ضوابط و استانداردهای تعیین‌شده مقررات ملی ساختمان ایران اقدام به تأمین انواع میلگردهای ساده و آجدار استاندارد و با بهترین کیفیت نموده است. شما می‌توانید قیمت میلگرد و سایر محصولات فولادی را در سایت آهنگر مشاهده نمایید و برای اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در آهنگر تماس بگیرید. در این مقاله نیز سعی کردیم تا شما را با میزان مقاومت میلگرد در بتن و انواع میلگرد مقاوم آشنا کنیم؛ امیدواریم که این مطلب برایتان مفید بوده باشد.