خوشبختانه امروزه اکثرا تولیدکنندگان میلگرد در کشور برای محصولات خود گواهینامه‌ی کیفیت محصول ارائه می‌دهند که اکثرا شامل مشخصات مکانیکی میلگرد، ترکیب شیمیایی و درصد خلوص آن‌ها می‌باشد. مطمئنا این برگه‌ی مشخصات میلگرد کمک زیادی می‌تواند به شما بکند و می‌توانید به کمک این برگه تفاوت در محصولات شرکت‌های مختلف را ببینید و آن‌ها را با هم مقایسه کنید.
به طور کلی میلگرد بیشتر با هدف بهبود مقاومت کششی بتن در سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد چرا که بتن مقاومت کششی ضعیفی دارد ولی از نظر مقاومت فشاری، عملکرد آن خوب است. برای همین است که در سازه‌های بتنی میلگرد را با بتن ترکیب می‌کنند تا این ضعف جبران شود. ما قبلا در مورد نقش میلگرد در بتن مسلح به طور کامل صحبت کرده‌ایم که برای اطلاعات بیشتر می‌توانید آن را مطالعه کنید.
ما در این دانشنامه سعی می‌کنیم انواع میلگرد موجود در بازار را به شما معرفی و مشخصات مکانیکی آن‌ها را با هم مقایسه کنیم. تمامی مشخصات مکانیکی میلگرد ها در این دانشنامه از استاندارد ملی ایران ۳۱۳۲ پیروی می‌کنند.
در ادامه با انواع میلگرد موجود در بازار و مشخصات مکانیکی هر کدام از آن‌ها بیشتر آشنا خواهید شد.
انواع میلگرد
میلگردهای موجود در بازار ایران طبق استاندارد ملی ایران ۳۱۳۲، به چهار گروه اصلی تقسیم می‌شود که در جدول زیر نام و علامت مشخصه آن‌ها را مشاهده می‌کنید.
همانطور که در بالا می‌بینید، میلگردها از لحاظ سطح رویی به دو شکل ساده و آجدار دسته‌بندی می‌شود. آج برجستگی‌هایی است که به صورت طولی یا عرضی روی سطح میلگرد به هنگام تولید ایجاد می‌شود. طبق استاندارد ملی ۳۱۳۲ کارخانه‌های فولاد ایران فقط مجاز به تولید میلگرد ساده، میلگرد آجدار مارپیچی(در دو آج یکنواخت و دوکی)، میلگرد آجدار جناغی(در دو آج یکنواخت و دوکی) و میلگرد آجدار مرکب( آج دوکی) هستند.
ستون دوم میلگردها را بر اساس علامت مشخصه و ستون سوم بر حسب علامت استاندارد روسیه نشان می‌دهد. در ادامه بیشتر با هر گروه از میلگردها صحبت خواهیم کرد.
میلگرد ساده
میلگردهای ساده همانطور که از نام آن‌ها مشخص است، دارای سطحی کاملا صاف و هموار هستند. این گروه از میلگردها در اندازه‌های مختلفی از ۶ میلی‌متر تا ۵۰ میلی‌متر به بازار عرضه می‌شوند و به عنوان دورپیچ در سازه‌ی بتن آرمه کاربرد دارند.
برش و خم کردن میلگردهای ساده آسان است اما بخاطر لغزش و استحکام نه چندان جالب‌شان استفاده از آن‌ها برای سازه‌های سنگین مثل ساخت پل توصیه نمی‌شود. میلگرد ساده با علامت استاندارد ملی س ۲۴۰ و علامت استاندارد روسی A1 نیز شناخته می‌شود. همانطور که اشاره کردیم این میلگردها برجستگی روی سطح خود ندارند و به راحتی با چشم قابل تشخیص می‌باشند.
میلگرد آجدار
برعکس میلگردهای ساده، میلگرهای آجدار دارای برجستگی‌هایی در سطح رویی خود هستند که به این برجستگی‌ها اصطلاحا آج گفته می‌شود. این آج‌ها می‌توانند به صورت طولی یا عرضی روی سطح میلگرد ایجاد شوند و انواع مختلفی از میلگردهای آجدار را ایجاد کنند.
میلگردهای آجدار مشکلاتی که میلگردهای ساده به همراه داشتند را حل کرده و اتصال خوبی بین بتن و میلگرد ایجاد می‌کنند. همینطور مقاومت کششی این میلگردها نسبت به میلگردهای ساده بیشتر بوده و لغزندگی را کاهش می‌دهند. انواع میلگرد آجدار در زیر آورده شده‌اند:
میلگردهای آجدار مارپیچ
در میلگردهای آجدار مارپیچی، یک محور در امتداد طولی قرار دارد و آج‌ها به صورت دورپیچ نسبت به محور طولی روی سطح میلگرد قرار می‌گیرند. میلگردهای آجدار مارپیچ در بازار فولاد ایران با نام میلگرد A2 نیز شناخته می‌شوند. همانطور که در بالا اشاره کردیم این میلگردها در دو نوع یکنواخت و دوکی تولید می‌شوند.
میلگرد آجدار جناقی
میلگردهای آجدار جناقی نیز مثل مارپیچی دارای یک محور در امتداد طولی هستند اما آج‌های روی آن به صورت جناقی(هشتی شکل) در دو طرف خط طولی قرار می‌گیرند. میلگردهای A3 در ایران دارای آج جناقی می‌باشند. این میلگردها نیز طبق استاندارد ملی ایران در دو نوع یکنواخت و دوکی می‌توانند به بازار عرضه شوند.
میلگرد آجدار مرکب
میلگرد آجدار مرکب ترکیبی از دو میلگردهای آجدار جناقی و مارپیچ می‌باشد. در این میلگردها آج‌ها به صورت چهار نیم مـارپیچ بـه شـکل هفت_هشت در دو طرف آج طولی قرار می‌گیرند.
هر کدام از این میلگردهای ساده و آجدار کاربرد مختلفی دارند که این کاربرد با توجه به مشخصات مکانیکی میلگرد و ترکیبات شیمیایی آن‌ها تعیین می‌شود. در ادامه بیشتر در مورد مشخصات فنی میلگرد ها و مقایسه‌های آن‌ها با هم صحبت می‌کنیم.
مشخصات فنی میلگرد ها
علاوه بر شکل ظاهری، میلگردها از لحاظ مشخصات مکانیکی نیز با هم تفاوت دارند. هر کدام از میلگردهای ساده و آجدار مشخصات مکانیکی از جمله مقاومت تسلیم و کششی مخصوص به خود را دارند که همین باعث ایجاد تفاوت در بین آن‌ها و در نتیجه کاربردهای مختلف از آن‌ها می‌شود.
شما به عنوان خریدار میلگرد نیاز است که با نام و ویژگی‌های میلگردها آشنا باشید تا بتوانید متناسب با نیازتان میلگرد را سفارش دهید. مشخصات مکانیکی میلگرد ها شامل استحکام کششی و تسلیم، ویژگی خمش، خستگی و جوش‌پذیری است که در ادامه بیشتر با هر کدام خواص میلگرد ها آشنا می‌شوید.
استحکام کششی
همانطور که در بالا نیز اشاره کردیم بتن مقاومت کششی پایینی دارد و در اثر نیروهای کششی می‌تواند دچار آسیب شود. به همین خاطر استحکام کششی میلگرد برای آن از اهمیت بالایی برخوردار است. مقاومت کششی، استحکام کششی و تاو کششی هر سه یک مفهوم را دارند و جزو مشخصات فنی میلگرد محسوب می‌شوند.
استحکام کششی حداکثر نیرو یا باری است که میلگرد در هنگام کشیدن از دو طرف، تا قبل از اینکه خم یا شکسته شود، تحمل می‌کند. جدول زیر استحکام کششی هر یک از میلگردهای موجود در بازار را نشان می‌دهد. برای مثال میلگرد A1 یا همان میلگرد ساده، کمترین مقاومت کششی را دارد و نسبت به میلگردهای آجدار نرم‌تر می‌باشد. به این معنی که میلگرد A1 حداکثر در برابر نیروی ۳۶۰ مگاپاسکال می‌تواند پایداری کند، بدون اینکه بشکند یا خم شود. همین باعث می‌شود که میلگردهای A1 به میلگردهای نرم نیز مشهور باشند.
توجه کنید که استحکام کششی و تسلیم میلگرد به اندازه‌ی آن بستگی ندارد. همانطور که در جدول بالا مشاهده می‌کنید، به طور کلی مقاومت کششی میلگردهای آجدار بیشتر از میلگرد ساده است.
استحکام تسلیم
واقعیت این است که محصولات فولادی در برابر هر گونه نیرو و فشاری مقاوم نیستند و زمانی که این فشار از یک حدی بیشتر باشند، تغییر شکل می‌دهد. میلگردها نیز از این قضیه مستثنی نیستند و در یک نقطه در برابر نیرو و باری که به آن وارد می‌شود، تغییر شکل می‌دهند. به این نقطه استحکام تسلیم یا تنش تسلیم می‌گویند.
پس استحکام تسلیم یا تنش تسلیم مقدار فشاری است که میلگرد در آن نقطه به طور دائمی تغییر شکل می‌دهد. استحکام تسلیم و کششی جزو مهم‌ترین مشخصات فنی میلگرد ها محسوب می‌شوند و برای همین در برگه‌ی آنالیز میلگرد نوشته می‌شوند. استحکام تسلیم برای تمامی میلگردها یکسان نیست یعنی در مقابل نیرو و فشار یکسان، همه‌ی میلگردها در یک نقطه معین تغییر شکل نمی‌دهند. جدول زیر استحکام تسلیم انواع میلگردهای موجود در بازار را نشان می‌دهد.
میلگردها بر حسب حداقل استحکام تسلیم آن‌ها انجام گرفته است و زمانی میلگردی را آج ۳۴۰ می‌نامیم یعنی حداقل استحکام تسلیم این میلگرد ۳۴۰ می‌باشد. همانطور که در جدول بالا مشاهده می‌کنید، هر کدام از میلگردها استحکام تسلیم متفاوتی دارند. برای مثال ۲۴۰ مگاپاسکال برای میلگرد ساده به این معنی است که با اعمال نیروی ۲۴۰ مگاپاسکال، میلگرد خم شده و دیگر به بحالت اولیه برنمی‌گردد. توجه کنید که این تغییر دائمی خواهد بود.
نگاهی به نمودار تنش کرنش زیر بیندازید. این نمودار از آزمون کشش، فشار و خمش بدست می‌آید و نقطه استحکام کششی و تسلیم را نشان می‌دهد.
کمترین استحکام تسلیم برای میلگرد ساده و بیشترین آن برای میلگرد آجدار مرکب می‌باشد. گاها دیده می‌شود که میلگردها از لحاظ سختی نیز دسته‌بندی می‌شوند که این موضوع به استحکام کششی و تسلیم آن‌ها برمی‌گردد. در واقع این تنش تسلیم و کششی پایین میلگرد ساده است که باعث شده به آن، میلگرد نرم گفته شود. در واقع مهم‌ترین ویژگی میلگرد A1 نرمی و انعطاف‌پذیری بالایی آن می‌باشد. با توجه به استحکام کششی و تسلیم پایین میلگرد A1 نسبت به میلگرد آجدار از آن بیشتر برای جوشکاری و آهنگری استفاده می‌شود.
در طرف دیگر میلگردهای آجدار A2، A3 و A4 قرار دارند که استحکام تسلیم و کششی بالاتری نسبت به میلگرد ساده دارند. همانطور که در جدول بالا مشاهده می‌کنید، میلگرد آجدار مارپیچی یا همان A2 استحکام کششی و تسلیم بالاتری نسبت به میلگرد ساده دارد و مقاوم‌تر از میلگرد ساده است. این میلگرد به عنوان میلگرد نیمه سخت نیز شناخته می‌شود. میلگرد A2 بیشتر برای خاموت و مش بندی در ساختمان‌سازی استفاده می‌شود ولی جوشکاری روی آن توصیه نمی‌شود.
استحکام تسلیم و کششی میلگردهای A3 نیز نسبت به نوع A1 و A2 بیشتر بوده و از لحاظ مقاومت نسبت به هر دو بهتر می‌باشد. این میلگردها برای عملیات ساختمانی مناسب هستند و به عنوان تیرها و ستون‌ها در ساختمان‌سازی بکار برده می‌شوند.
میلگرد A4 نیز قدرت تسلیم و استحکام کششی بالاتری نسبت به سه میلگردهای A1، A2 و A3 دارد و در رده میلگردهای سخت قرار می‌گیرد. همانطور که خودتان نیز در جدول بالا می‌بینید، این میلگرد از خواص مقاومتی بالاتر و ایمنی بیشتری برخوردار است و در سازه‌های سنگین مثل ساخت پل کاربرد دارد.
در یک جمع‌بندی کلی می‌توان نتیجه گرفت که هر چقدر استحکام کششی و تسلیم بالاتر باشد، میلگرد سخت‌تر، انعطاف‌پذیری آن کمتر و دیرتر می‌شکند. مشخصات مکانیکی میلگرد a2 با خواص مکانیکی میلگرد a3 و a4 متفاوت است و همین باعث می‌شود که هر کدام کاربردهای مختلفی داشته باشند. شما باید با توجه به نیازتان نوع میلگرد خود را انتخاب کنید. برای مثال در جاهایی که نیاز به شکل‌پذیری بالایی است، میلگرد A2 کاربردی‌تر است چرا که میلگرد A3 شکل‌پذیری خوبی از خود نشان نمی‌دهد.
ازدیاد طول نسبی
یکی دیگر از مشخصات مکانیکی میلگرد ها ازدیاد طول نسبی آن می‌باشد. معمولا در لحظه گسیختگی و بعد از تنش تسلیم طول میلگرد افزایش می‌یابد که این ویژگی در مورد سازه‌های مقاوم در برابر زلزله معیار بسیار مهمی است. میزان ازدیاد طول نسبی برای انواع میلگرد ساده و آجدار متفاوت است. هر عددی که در برابر نام میلگرد در جدول زیر مشاهده می‌کنید، درصد ازدیاد طول بعد از شکست با طول مبنای ۵ برابر قطر را نشان می‌دهد. برای مثال میزان ازدیاد طول نسبی برای میلگرد ساده برابر با ۲۵% است.
ویژگی‌های خمشی
خمش یکی دیگر از ویژگی‌های مشخصات فنی میلگرد است که مقاومت میلگرد را در برابر خم‌شدگی، ترک، شکست و پارگی نشان می‌دهد. در جاهایی که نیاز به خم کردن میلگرد وجود دارد، ویژگی خمشی میلگرد اهمیت پیدا می‌کند. نمونه آزمون باید تا زاویه‌ای میان ۱۶۰ تا ۱۸۰ درجه حول فک خمش متناسب با قطر میلگرد خم شود. معمولا در بعضی از برگه‌های آنالیز کیفیت محصول، نوع خمش مشخص می‌شود و گاها نیز با عبارتی مثل OK مشخصه‌ی خمش آن را تایید می‌کنند.
ویژگی خمش میلگردهای A1، A2، A3 و A4 به اندازه‌ی قطر اسمی آن‌ها بستگی دارد و جدول زیر استاندارد قطر فک خمش را بر حسب قطر اسمی میلگرد نشان می‌دهد.
برای مثال میزان خمش و شکل‌پذیری میلگردی با قطر اسمی کمتر از ۱۶ میلی‌متر، باید سه برابر قطر اسمی آن باشد.
ویژگی‌های خستگی
با اینکه در تنش تسلیم و کششی نقطه شکست میلگرد مورد بررسی قرار می‌گیرد اما به این نکته که در سیکل‌های تنشی عملکرد میلگرد چگونه خواهد بود، توجه نمی‌شود. هر تنش ممکن است باعث ایجاد ترک‌های ریزی در بدنه‌ی میلگرد شود و در صورتی که تنش‌ها ادامه‌دار باشند، ترک‌ها بزرگتر شده و در نهایت میلگرد می‌شکند.
آزمون خستگی که یکی از مشخصات فنی میلگرد ها محسوب می‌شود، بیشتر برای میلگردهایی انجام می‌شود که در خطر سیکل تنشی قرار دارند(مثلا در مورد پل‌هایی که به صورت مداوم نیرو به آن وارد می‌شود). آزمون خستگی معمولا بنا بر درخواست خریدار انجام می‌شود و حداکثر میزان تنش اعمالی باید مورد توافق طرفین قرار گیرد.
ویژگی‌های جوش‌پذیری
جوش‌پذیری به معنی قابلیت اتصال میلگردها بهم توسط جوش می‌باشد. این ویژگی به مقدار کربن موجود در ترکیب شیمیایی میلگرد بستگی دارد و هر چقدر میزان کربن پایین‌تر باشد، فولاد نرم‌تر و شکل‌پذیرتر است.
نگاهی به ترکیب شیمیایی هر یکی از میلگردهای A1، A2، A3 و A4 بیندازیم.
میلگرد A1 بدلیل ترکیب شیمیایی کم کربن خود قابلیت جوش‌پذیری مناسبی دارد و همانطور که در بالا اشاره کردیم، از آن بیشتر برای جوشکاری و آهنگری استفاده می‌شود.
در مورد میلگرد A2 نیز بدلیل نیمه خشک بودن آن، جوشکاری بر روی آن در صورت اجبار ممکن است اما توصیه نمی‌شود. میلگردهای A3 نیز ترد و شکننده هستند و جوشکاری بر روی آن‌ها مجاز نمی‌باشد. با اینکه در گذشته میلگردهای A4 برای جوشکاری با مشکلاتی همراه بودند اما امروزه از شمش‌هایی با کربن معادل پایین در تولید این میلگردها استفاده می‌شود که همین جوش‌پذیری و مشخصات مکانیکی مطلوبی را برای آن‌ها به همراه می‌آورد.
ما در اینجا سعی کردیم که مشخصات مکانیکی میلگرد های A1، A2، A3 و A4 را با هم مقایسه کنیم. اگر علاقه‌مند به مطالعه‌ی نحوه ی محاسبه ی وزن و قیمت میلگرد موردنیاز برای ساختمان هستید، می‌توانید روی آن کلیک کنید.