معرفی میلگرد فولادی (Reinforcing bar)

میلگرد چیست؟

میلگرد فولادی یا آرماتور (Reinforcing bar) سیم های توپر فولادی است که به عنوان عضو کششی در بتن مسلح و یا سازه های بنایی برای تقویت بتن مورد استفاده قرار می گیرد. میلگردها را می توان از جهات متفاوتی دسته بندی کرد که در ادامه به آن می پردازیم.

انواع میلگرد فولادی (Reinforcing bar) بر اساس روش تولید:

• مبلگرد گرم نورد شده
• میلگرد سرد اصلاح شده

مقاومت کششی:

میلگرد A1:

با تنش جاری شدن ۲۳۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۳۸۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۲۵ درصد. به عنوان میلگرد نرم شناخته شده و عمدتاً بصورت صاف و بدون آج است. این میلگرد برای آهنگری، تغییر شکل و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن مناسب است و ‌بطور کلی به عنوان یک میلگرد داکتیل شناخته می‌شود.

میلگرد A2:

با تنش جاری شدن ۳۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۱۹ درصد. به عنوان میلگرد نیمه خشک (ترد) و نیمه نرم شناخته شده که به صورت آجدار و عمدتاً آج آن فنری شکل است. میلگرد A2 برای عملیات ساختمانی و خصوصاً خاموت زنی مناسب بوده و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن در صورت اجبار میسر بوده ‌که البته توصیه می‌شود در صورت امکان از جوشکاری آن پرهیز شود

میلگرد A3:

با تنش جاری شدن ۴۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۱۴ درصد. به عنوان‌ میلگرد خشک (ترد)، مناسب عملیات‌ ساختمانی بوده که بصورت آجدار و عمدتا آج جناقی است. اکیداً برای آهنگری و تغییر شکل‌های فراوان با زوایای تند مناسب نبوده و همچنین به هیچ وجه عملیات جوشکاری بر روی آن مجاز نیست.

میلگرد A4:

مشخصات میلگرد A4 نشان می دهد این میلگرد، دوام و استحکام بالاتری از میلگرد های A1 , A2 ,A3 دارد ولی به دلیل عدم وجود امکانات و تکنولوژی مورد نیاز، استفاده از فولادهای با کربن بالا که در تحمل ضربه و بارهای سیکلی ضعیف عمل می نمودند، تولید آن امکان پذیر نبود. امروزه با پیشرفت تکنولوژی و ساخت سیستم ترمکس، با کنترل درجه حرارت، سرعت سرد کردن از شمش های فولادی با کربن پایین، آج 520 به بالا را تولید می شود که دیگر نگرانی در تحمل بار و ضربه نیز وجود نداشته باشد. میلگرد آجدار 500 و 520 را میلگرد A4 می نامند.

نحوه تشخیص میلگرد A3 از A2:

• میلگرد A3 تردتر ( شکننده ) است. اما میلگرد A2 انعطاف پذیرتر است. یعنی خم شدنش با نرمی همراه است.
• چنانچه آج میلگرد به شکل فنری باشد میلگرد از نوع A2 می‌باشد.
• در میلگرد های A3 آج ها به صورت ضربدری هستند اما در A2 به صورت منفرد هستند.
• در میلگرد های A2 آج ها بصورت موازی هستند ولی در میلگرد های A3 آج ها بصورت هفت و هشت هستند.
• در واقع مطابق استاندارد آج این نوع میلگردها با هم متفاوت است ولی بدلیل سوء استفاده برخی تولید کنندگان از همین مطالب، میلگردهایی در بازار عرضه می شود که مثلا از آج استاندارد A3 استفاده شده ولی مقاومت فیزیکی و شیمیایی آن با میلگرد A2 سازگار باشد.
• در هرصورت مطابق آئین نامه باید با انجام آزمایشات نوع میلگرد را مشخص کرد.

 

انواع میلگرد از لحاظ شکل ظاهری:

• میلگرد ساده
• میلگرد آجدار مارپیچ
• میلگرد آجدار جناقی
• میلگرد آجدار مرکب

انواع میلگرد ازنظر جوش پذیری:

• جوش پذیر: با تجهیزات و روشهای متداول قابل جوشکاری است.
• جوش پذیر مشروط: در شرایطی معین با تجهیزات و روشهای معین قابل جوشکاری است.
• جوش ناپذیر: با وسایل متعارف قابل جوشکاری نیست.

 

مشخصات میلگردها:

مشخصات میلگردهای فولادی (Reinforcing bar) را باتوجه به معیارهای مختلف می توان بیان کرد:

وزن هر شاخه:

• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۸ به میزان ۵ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۱۰ به میزان ۷٫۵ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۱۲ به میزان ۱۱ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۱۴ به میزان ۱۵ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۱۶ به میزان ۲۰ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۱۸ به میزان ۲۵ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۲۰ به میزان ۳۰ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۲۲ به میزان ۳۷ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۲۵ به میزان ۴۷ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۲۸ به میزان ۵۸ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۳۰ به میزان ۶۶ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۳۲ به میزان ۷۵ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۳۴ به میزان ۸۵ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۳۶ به میزان ۹۵ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۳۸ به میزان ۱۰۶ کیلوگرم وزن دارد
• یک شاخه ۱۲ متری میلگرد ۴۰ به میزان ۱۱۸ کیلوگرم وزن دارد

 

قطر اسمی آرماتور:

الف: آرماتور به صورت کلاف، شاخه و شبکه‌های جوش شده یا بافته شده در کارخانه برای مصرف عرضه می‌شود و تفکیک آرماتورها بر اساس قطر اسمی آنهاست.
ب: قطر اسمی آرماتور ساده قطری است که در برگ شناسایی ذکر می‌شود و معادل قطر دایره هم‌مساحت با مقطع عرضی نظری میلگرد و بر حسب میلیمتر است.
پ: قطر اسمی، سطح رویه اسمی، و سطح مقطع اسمی میلگردهای آجدار به ترتیب برابر است با قطر، سطح رویه و سطح مقطع میلگردهای ساده صاف هم‌وزن آنها.
ت: در محاسبات وزن، سطح رویه و سطح مقطع میلگرد، قطر اسمی آن و جرم واحد حجم معادل ۷۸۵۰ کیلوگرم در متر مکعب ملاک قرار می‌گیرد.
ث: قطرهای اسمی میلگردها از ۵ تا ۵۰ میلیمتر با گامهای مختلف و قطرهای اسمی سیمهای شبکه‌های جوش شده از ۴ تا ۱۲ میلیمتر با گام 0.5 میلیمتر می‌باشند.
ج: معمولاً قطرهای اسمی مورد مصرف در بتن‌آرمه و بر حسب میلیمتر به شرح زیر می‌باشند:
۵۰ و ۴۰ و ۳۲ و ۲۵ و ۲۰ و ۱۶ و ۱۲ و ۱۰ و ۸ و ۶ و ۵

 

مشخصات مکانیکی:

مقاومت مشخصه و تنش تسلیم فولاد:

مقاومت مشخصه فولاد بر اساس مقدار تنش تسلیم آن تعیین می‌شود و معادل مقداری است که حداکثر ۵ درصد مقادیر اندازه‌گیری شده برای حد تسلیم ممکن است کمتر از آن باشد. در مواردی که تنش تسلیم به وضوح مشخص نباشد مدار آن معادل تنش نظیر ۲/۰ درصد تغییر شکل نسبی ماندگار انتخاب می‌شود.
که در آن:
مقاومت کششی آرماتور، بر حسب مگاپاسکال (نیوتن بر میلیمتر مربع)
تنش تسلیم میلگرد، بر حسب مگاپاسکال (نیوتن بر میلیمتر مربع)
حد الاستیسیته حاصل از آزمایش کششی میلگرد، بر حسب مگاپاسکال (نیوتن بر میلیمتر مربع)

شکل پذیری:

شکل پذیری میلگردها بر اساس آزمایش تاشدگی با زاویه ۱۸۰ درجه،‌ با آزمایش خم کردن و باز کردن خم با استفاده از فلکه استاندارد تعیین می شود. این پارامتر وقتی قابل قبول تلقی می شود که ازدیاد طول نسبی گسیختگی در آزمایش کششی از ۸ درصد روی ده برابر قطر و ۱۲ درصد روی پنج برابر قطر میلگرد کمتر نباشد.

طبقه‌بندی میلگرد:

میلگردهای فولادی بر اساس مقاومت تسلیم مشخصه طبقه‌بندی می‌شوند. طبقه‌بندی میلگردهای مصرفی در بتن‌آرمه بر حسب نوع فولاد به شرح زیر است:
S500 ، S400 ، S350 ، S300 ، S220
اعداد بعد از S بیانگر حداقل مقاومت مشخصه میلگرد بر حسب نیوتن بر میلیمتر مربع می‌باشد.

 

ضوابط پذیرش میلگرد فولادی:

تعداد و تواتر نمونه گیری باید به گونه ای باشد که نتایج آزمایش های انجام شده بر روی آن ها معرف کیفیت کل آرماتور مصرفی و حداقل به میزان ذکر شده در سه بند زیر باشد:

• به ازای هر ۵۰۰۰۰ کیلوگرم وزن میلگرد و کسر آن یک سری نمونه
• از هر قطر یک سری نمونه
• از هر نوع فولاد یک سری نمونه

 

مشخصات هندسی میلگرد:

رواداری طول ها و قطرهای آرماتور و آج های میلگردهای آجدار باید مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره ۳۱۳۲ باشد.
ضوابط و الزامات قطر اسمی انواع میلگرد های ساده و آجدار، قطر زمینه میلگرد های آجدار (d1) و نیز قطر خارجی میلگردهای آجدار (d2) ، مطابق جدول ۹-۱۰-۲۰ می باشد. سایر ویژگی های میلگرد ها نیز باید مطابق با استانداردهای ملی مربوطه باشد.
قطر اسمی میلگرد های ساده یا آجدار، از رابطه زیر به دست می آید.

بررسی کفایت میلگرد (Reinforcing bar) از نظر مشخصات مکانیکی:

میلگردها زمانی از نظر مکانیکی قابل قبول شناخته می شوند که یکی از شرایط بندهای شماره ۹-۱۰-۷-۲-۱ یا ۹-۱۰-۷-۲-۲ و به طور همزمان همه شرایط بندهای ۹-۱۰-۷-۲-۳ و ۹-۱۰-۷-۲-۴ و ۹-۱۰-۷-۲-۷ که در ذیل می آیند برآورده نمایند.
۱-۲-۷-۱۰-۹ در تمامی ۵ آزمونه میلگرد انتخابی باید رابطه زیر برقرار باشد:

fy , obs تنش تسلیمی که در آزمایش کشش بر روی میلگرد های مصرفی مورد نظر عملا به دست می آید (MPa)
fyk مقاومت مشخصه میلگرد های فولادی، کمترین تنشی که تنش تسلیم حداکثر ۵ درصد از نمونه های فولادی کمتر از آن باشد (MPa)
۲-۲-۷-۱۰-۹ در صورتی که تمام یا بخشی از شرایط بند ۹-۱۰-۷-۲-۱ برآورده نشود، ۵ آزمونه دیگر انتخاب می شود. نتایج ۱۰ آزمونه در بندهای ۹-۱۰-۷-۲-۱ و ۹-۱۰-۷-۲-۲ باید در رابطه زیر صدق کند.

Fy , obs,m متوسط مقادیر fy,obs برای آزمونه های میلگرد
S انحراف معیار برای آزمونه های میلگرد
۳-۲-۷-۱۰-۹ در هر یک از آزمونه های مذکور در بندهای ۹-۱۰-۷-۲-۱ و ۹-۱۰-۷-۲-۲ باید تمامی روابط زیر برقرار باشد.

Fsu تنشی که تنش نهایی حداکثر ۵ درصد از نمونه های میلگرد فولادی کمتر از آن باشد.
Fsu , obs مقاومت کششی آرماتور فولادی، یعنی مقاومت حد نهایی که در آزمایش کشش بر روی آزمونه های مورد نظر به دست می آید.
۴-۲-۷-۱۰-۹ به عنوان ضابطه شکل پذیری، ازدیاد طول نسبی دو طول معیار، یکی به طول ۱۰ برابر و دیگری به طول ۵ برابر قطر میلگرد (یعنی 10φ و 5φ) باید حداقل برابر با مقادیر مندرج در جدول ۹-۱۰-۲۱ باشد.

به عنوان ضابطه شکل پذیری، میلگرد ها باید با مشخصات و اندازه های مندرج در جدول ۹-۱۰-۲۲ تحت آزمون خمش قرار گیرند.

خمش گرم و سرد چیست؟

آزمون خمش به دو صورت خمش سرد و خمش مجدد صورت می گیرد.
آزمون خمش سرد بر روی نمونه هایی با طول حداقل ۲۵۰ میلی متر که مستقیما از خط تولید به دست آمده و هیچ گونه عملیات مکانیکی (از جمله تراشکاری) بر روی آن اعمال نشده است انجام می شود. روش آزمون خمش سرد مطابق استاندارد ملی ایران صورت می گیرد.
در آزمون خمش مجدد، نمونه های آزمون که مشابه نمونه های خمش سرد است به میزان ۹۰ درجه در دمای محیط خم و سپس نمونه به مدت حداقل نیم ساعت تا دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس گرم می شود. پس از آنکه نمونه سرد شده و به دمای محیط رسید آن را با نیروی پیوسته و یکنواخت به میزان ۲۰ درجه برمی گردانند. آرماتور زمانی از نظر هریک از آزمون های خمش قابل قبول تلقی می گردد که پس از خمش، هیچ گونه ترک، شکستگی یا سایر عیوب (مطابق استانداردهای ملی مربوطه) در آن ایجاد نگردد و مشاهده نشود.

 

مطالب مرتبط:

آزمایش خمش میلگرد

آزمایش کشش میلگرد