میلگرد و تاریخچه استفاده از آن در سازه ها 

در سال 1800 میلادی شخصی به نام جوزف لوئیس (Joseph Louis) برای اولین بار پی برد که با افزودن میله ¬های فولادی نازکی به بتن می¬توان مقاومت آن را در رویارویی با نیروهای کششی تا حد قابل توجهی افزایش داد و در نهایت سازه¬ای ساخت که هم در برابر نیروهای کششی و هم نیروهای فشاری مقاومت چشمگیری داشت باشد. کم کم استفاده از این میله¬ های فولادی افزایش پیدا کرد و شرکت¬های ساختمانی نیز تصمیم به استفاده از این محصول در سازه ¬های خود گرفتند. اما هنوز روش استانداردی برای تولید میلگرد وجود نداشت.
میلگرد ها بدون استاندارد مشترکی تولید می ¬شدند تا اینکه در سال 1878 میلادی نخستین سیستم برای تولید استاندارد این میله¬ های فولادی نازک توسط تادئوس هیات (Thaddeus Hyatt) ارائه شد. محبوبیت این فرآیند در سال 1900 میلادی به تدریج افزایش یافت تا جائیکه در دهه 1950 اکثر شرکت¬های ساخت و ساز در ایالات متحده آمریکا از میلگرد به منظور تقویت بتن در سازه ¬های خود استفاده می¬کردند. البته فرآیند ساخت میلگردی که تادئوس ارائه داد، طی سال¬ها تکمیل شد و بهبود پیدا کرد تا در نهایت منجر به فرآیندی بهینه برای ساخت محصولی باکیفیت برای تقویت بتن شد.

انواع استاندارد میلگرد

استانداردهای مختلفی برای تولید و استفاده از میلگردهای فولادی تنظیم شده است که استاندارد ASTM را می‌توان به عنوان معتبر‌ترین و پرکاربردترین آن‌ها شمرد. در این بخش به معرفی انواع استانداردهای میلگرد و مشخصات آن‌ها خواهیم پرداخت. هر کارخانه‌ای جهت حفظ کیفیت بالای محصولات و قیمت تمام شده پایین، نیازمند فرآیند تولید با آخرین تکنولوژی‌ها و رعایت استانداردها است. استانداردهایی که به شرح اصول تولید و ویژگی‌های نهایی میلگردها پرداخته‌اند، شامل موارد زیر هستند:
 
ASTM انجمن مواد و آزمون آمریکا که آیین‌نامه (ACI (318-14 مربوط به این شرکت است.
JIS ژاپن که استاندارد JIS G3112 را برای میلگردهای مورد استفاده در بتن اعلام کرده است.
DIN آلمان که استاندارد DIN 488 را برای میلگردهای به کار رفته در بتن مسلح ایجاد کرده است.

جدول اشتال میلگرد
جدول اشتال میلگرد شامل اطلاعات استاندارد موردنیاز صنعت ساختمان سازی طبق استاندارد مؤسسه استاندارد آلمان (DIN) است، محبوبیت این جدول در بین مهندسین سازه به دلیل تولید محصولات فولادی ایران بر اساس استاندارد اشتال است.
این جدول دارای اطلاعات جامع دربارهٔ وزن، سطح مقطع، گشاور مقاوم و همچنین چندین آیتم دیگر است. از جدول اشتال برای بازار فولاد و آهن نیز استفاده می‌کنند. مهمترین بخش استفاده از آن، محاسبه کردن وزن مقاطع مثل میلگرد، تیرآهن و تعدادی از فولادهای ساختمانی است.

ISO، سازمان بین‌المللی استاندارد که ISO 6935 را برای میلگردهای فولادی تحریر کرده است.
علاوه بر موارد بالا، استانداردهای بریتانیا، کانادا، آمریکا و استرالیا نیز مرجعی برای روند تولید میلگرد فولادی هستند. برای مثال شرکت ذوب آهن اصفهان به عنوان پیشگام در صنعت فولاد از استاندارد روسی برای تولید میلگرد استفاده می‌کند. در این استاندارد میلگردها به چهار نوع زیر تقسیم می‌شوند:
میلگرد A1: این نوع میلگرد در صنعت با نام میلگرد نرم نیز شناخته شده است. در ظاهر میلگرد نرم هیچ گونه آجی وجود ندارد. به دلیل وجود درصدهای بسیار کم کربن در ترکیب شیمیایی این نوع میلگرد، قابلیت شکل‌پذیری بالایی داشته و در خم‌کاری و بازخم از آن استفاده می‌شود.
میلگرد A2: این نوع میلگرد در طول بدنه دارای آج‌های یکنواخت و هم‌جهت است و با نام‌های میلگرد نیمه‌ترد و میلگرد آج‌دار مارپیچ نیز شناخته شده است. ایجاد آج روی میلگرد برای ایجاد چسبندگی بهتر و بیشتر میان مقطع میلگرد و بتن انجام می‌شود. میلگرد A2 کاربرد زیادی در خاموت‌کاری دارد.
میلگرد A3: این نوع میلگرد نیمه سخت بوده و در طول بدنه دارای آج‌هایی به شکل جناق است، به همین دلیل به میلگرد جناقی نیز معروف بوده و دارای قابلیت شکل‌پذیری پایین‌تری نسبت به موارد قبلی است.
میلگرد A4: آج‌ها در این نوع مانند مورد قبلی هستند، با این تفاوت که در خلاف جهت یکدیگر قرار گرفته‌اند. میلگرد A4 با نام میلگرد مرکب نیز شناخته شده است و بسیار سخت بوده و نسبت به انواع قبلی قیمت بالاتری دارند. این محصول در کارهای سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

طراحی میلگرد چگونه انجام می‌شود؟

طراحی میلگردها در سازه‌ها و عضوهای بتن آرمه مطابق با استانداردهای ملی و بین‌المللی انجام می‌شود. از استانداردهای ملی موجود برای طراحی میلگردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
مبحث نهم مقررات ملی ساختمان: طرح و اجرای ساختمان‌های بتن‌آرمه
آیین نامه بتن ایران (آبا)
استاندارد ملی ایران به شمار 3132: میلگردهای فولادی گرم نوردیده برای تسلیح بتن  – ویژگی‌ها و روش‌های آزمون
استاندارد ملی ایران به شماره 1-8103: فولاد برای تسلیح و پیشتنیدن بتن – روش‌های آزمون – قسمت ۱، میله، مفتول و سیم‌های تسلیح‌کننده

برخی از مهم‌ترین استانداردهای بتن‌المللی برای طراحی میلگردها عبارت هستند از:

ACI 318-14: الزامات اجرایی سازه‌های بتنی
ASTM A615/A615M: مشخصات میلگردهای فولاد کربن ساده و آجدار برای تقویت بتن
ASTM A706/A706M: مشخصات میلگردهای فولاد کم آلیاژ ساده و آجدار برای تقویت بتن
ASTM A706/A706M: مشخصات میلگردهای فولاد ضد زنگ ساده و آجدار برای تقویت بتن
ASTM A996/A996M: مشخصات میلگردهای فولاد ریل و فولاد محور آجدار برای تقویت بتن
ASTM A1035/A1035M: مشخصات میلگردهای فولاد کم کربن و فولاد کروم ساده و آجدار برای تقویت بتن
ISO 15630-:2019: مرجع استاندارد ملی ایران به شماره 1-8103

 
بیشتر بخوانید: میلگرد چیست؟چه نکاتی باید در مورد میلگرد بدانید؟

شرایط صحیح نگهداری صحیح از میلگرد

رعایت شرایط نگهداری میلگرد بسیار حائز اهمیت است زیرا میلگرد باید با همان خواص مکانیکی و شیمیایی استانداردی که تولید شده است، در بتن مورد استفاده قرارگیرد؛ در غیر این صورت، شرایط نامناسب نگهداری می‌تواند به راحتی خواص آن‌ را تغییر دهد. در نتیجه بتن مسلح شده کارایی پیش‌بینی شده را نداشته و میزان تحمل بار ساختمان را دچار مشکل خواهد کرد.
میلگردهای فلزی رطوبت محیط را جذب کرده و اکسید می‌شوند. کمتر شدن قطر موثر نوع فولادی آن می‌تواند باعث کاهش مقاومت سازه‌ بتنی شود. بنابراین نیاز است میلگردها در محلی خشک و سرپوشیده و بدون رطوبت و خاک نگهداری شوند. همچنین لازم است قبل از مصرف، از طریق برس زدن و یا دیگر روش‌های مکانیکی، سطح فلز از آلودگی و اکسیدها پاک شود. این کار به ایجاد چسبندگی میان بتن و میلگرد کمک می‌کند.
جهت جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به میلگرد، آن‌ها را در ارتفاع مناسبی از زمین قرار می‌دهند. آن‌هایی که در انبار نگهداری می‌شوند باید بر اساس قطر و طول، جداسازی شوند. این کار موجب تسریع در کارها می‌شود. همچنین قبل از بتن‌ریزی لازم است که با آب‌پاشی، دمای میلگردها را کاهش داد. استفاده از این محصولات تنها زمانی مجاز است که توسط آزمایش‌های دقیق، از استاندارد بودن خواص مکانیکی و شیمیایی آن‌ها اطمینان حاصل شود.

استفاده مجدد و بازیافت میلگرد

در بسیاری از کشورها پس از تخریب یک سازه بتونی، کارگران برای برداشتن میل‌گردها فراخوانده می‌شوند. آنها سایت تخریب را تمیز می‌کنند، این‌ها فلز را با استفاده از قیچی مفتول بری، تجهیزات جوشکاری و برش، پتک و سایر ابزارها استخراج می‌کنند. این فلز تا حدودی صاف شده، بسته‌بندی شده و فروخته می‌شود.
میل‌گرد، مانند تقریباً تمام محصولات فلزی، می‌تواند به صورت قراضه بازیافت شود. معمولاً با سایر محصولات فولادی ترکیب می‌شود، ذوب می‌شود و دوباره شکل می‌گیرد.