میلگرد نوعی میله فولادی است که در سایزهای متفاوتی ساخته می شود و برای بتن ریزی مورد استفاده قرار می گیرد. در اکثر سازه های دست بشر از بتن به منظور استحکام استفاده بنا می شود. اگرچه بتن مقاومت بالایی در برابر نیرو های فشاری دارد و برای خرد کردن این ماده به نیروی فشاری فوق العاده ای احتیاج است، اما یک نقطه ضعف نیز دارد. بتن مقاومت چندانی در برابر نیروهای کششی و چرخشی ندارد، همین جا است که میلگرد پا به میدان میگذارد و از سازه ها در مقابل نیروهای کششی محافظت می کند. در واقع از این محصول فولادی برای تقویت بتن استفاده می شود. یکی از زمان هایی که افزایش مقاومت کششی بتن به لطف میلگرد ها ، از ما محافظت می کند، هنگام وقوع زلزله است. در این مواقع آنچه مانع از ترک خوردن و شکستن بتن می شود، میلگردهای به کار رفته در آن است. آنها همچون محافظان سازه ها عمل می کنند تا ساکنان در امنیت باشند.
در سال 1800 میلادی جوزف لوئیس (Joseph Louis) برای نخستین بار پی برد که با افزودن میله های فولادی نازکی به بتن میتوان مقاومت آن را در رویارویی با نیروهای کششی تا حد قابل توجهی افزایش داد و در نهایت سازهای ساخت که هم در برابر نیروهای کششی و هم نیروهای فشاری مقاومت چشمگیری داشت باشد. به تدریج استفاده از این میله های فولادی افزایش پیدا کرد و شرکتهای 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 اولین 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 شرکتهای ساخت و ساز در ایالات متحده آمریکا از میلگرد به منظور تقویت بتن در سازه های خود استفاده میکردند. البته فرآیند ساخت میلگردی که تادئوس ارائه داد، طی سالها تکمیل شد و بهبود پیدا کرد تا در نهایت منجر به فرآیندی بهینه برای ساخت محصولی باکیفیت برای تقویت بتن شد.
میلگرد به هدف تقویت بتن درون آن قرار می گیرد. میلگرد با عیار و درجات مختلفی از فولاد و به صورت آجدار تهیه و تولید می شود. آج های میلگرد باعث می شوند محکم تر درون بتن قرار گرفته و احتمال شکستن بتن را به شدت پایین می آورد. همان طور که تا الآن متوجه شدیم نقش میلگرد در بتن بسیار حیاتی است. بتن بسیار مستحکم بوده و زیر فشارهای گوناگون ساختمان به خوبی عمل می کند. ولی اگر بر مرکز بتن فشار وارد آید، این ماده مستحکم به راحتی تحت فشار وارده شکسته می شود.
به عنوان مثال یک تیر بتنی را در یک اسکلت بتنی تصور کنید. این تیر بتنی فقط از دو طرف توسط ستون هایی گرفته شده است در حالی که در قسمت های میانی تیر بتنی هیچ ستونی وجود ندارد. حالا اگر بر قسمت های میانی این تیر هرگونه فشاری وارد شود، نتیجه روشن است و تیر بتنی قطعاً از وسط نصف میشود. برای جلوگیری از این اتفاق تیر بتنی با میلگردهای آجدار مسلح می شود. بتنی که به وسیله میلگرد تقویت شده باشد دیگر هیچ گونه فشاری نمی تواند آن را بشکند. زیرا فشار توسط میلگرد جذب شده و خنثی می شود بدون اینکه به خود بتن صدمه‌ای وارد شود.
یکی دیگر از نقش های میلگرد در بتن کم کردن ضخامت بتن است. با وجود میلگرد درون بتن دیگر نیازی به بتن ریزی ضخیم نیست زیرا میلگرد، بتن را آنقدر مستحکم می کند که دیگر نیازی به ضخامت بالای بتن نباشد. بتن که دارای خواص شکنندگی دارد با اجرای میلگرد در آن، خاصیت ترک خوردگی بتن کاهش پیدا خواهد کرد، ضمن آنکه نصب آن هم راحت است. علاوه بر آن میلگرد در بتن علاوه بر مستحکم کردن بتن و سازه ساخته شده با بتن، باعث صرفه جویی در هزینه ها نیز می شود.
نقش میلگرد در بتن بستگی به نوع میلگرد هم دارد. انواع اصلی میلگرد و کاربرد آنها را در ادامه بررسی می کنیم. میلگردها از لحاظ ظاهری به 3 دسته ساده، آجدار و آجدار پیچیده (کلاف) تقسیم بندی می شوند. هر کدام از این انواع مختلف نقاط قوت و نقاط ضعف خود را دارند. انواع آجدار میلگرد بیشتر برای بتن ریزی مورد استفاده قرار می گیرند زیرا خاصیت خمش و شکسته شدن آن نسبت به نوع بدون آج کمتر است و از طرفی بتن روی میلگرد آجدار استحکام بیشتر پیدا می کند.
این محصولات فولادی پرکاربرد از نظر نوع نیز 6 نوع مشترک دارند که شامل اروپایی، فولاد کربن، اپوکسی پوشش داده شده، گالوانیزه ، فایبرگلاس لیمر (GFRP) و فولاد ضد زنگ می شود.
میلگرد اروپایی عمدتا از منگنز ساخته شده است و کار با آن نیز ساده است. اما این محصول در مناطق زلزله خیز و سازههایی که نیاز به ساختاری یکپارچه دارند، مناسب نیست.
میلگرد فولاد کربن که از آن با نام نوار سیاه نیز یاد میشود، متداول ترین نوع این محصول است. اما از آنجا که این نوع در برابر رطوبت مقاومت زیادی ندارد و دچار زنگ زدگی میشود، برای مناطقی که رطوبت بالایی دارند، مناسب نیست.
اپوکسی پوشش داده شده در واقع همان فولاد کربن است که با اوکسی پوشانده شده است. از این رو 70 تا 1700 برابر فولاد کربن در برابر زنگ زدگی مقاومت دارد. پوشش اپوکسی این نوع میلگرد بسیار ظریف است و هر گونه آسیب به آن بر مقاومت این محصول در برابر زنگ زدگی اثر منفی خواهد داشت.
میلگرد گالوانیزه تنها 40 برابر نسبت به فولاد کربن در برابر زنگ زدگی مقاومت بیشتری دارد، اما از آنجا که پوشش گالوانیزه آن در برابر آسیب دیدگی مقاومت بالایی دارد نسبت به میلگرد اپوکسی ارزشمندتر است، البته قیمت بالاتری دارد.
GFRP کامپوزیتی شبیه فیبرکربن است، در نتیجه هنگام استفاده نباید خم شود. در عین حال GFRP یک نوار بی نظیر برای تقویب بتن است زیرا در برابر زنگ زدگی مقاومت بالایی دارد و سبکتر نیز است. البته این محصول قیمت بیشتری نسبت به میلگرد اپکسی دارد.
میلگرد فولاد ضد زنگ (Stainless steel rebar) بیشترین قیمت را در بین انواع میلگرد دارد و بهترین تقویب کننده بتن در اکثر پروژهها به حساب میآید. Stainless steel حدود 1500 برابر مقاومت بیشتری نسبت به میلگرد سیاه دارد. به علاوه در کار به راحتی خم میشود.
قیمت میلگرد به عوامل متفاوتی بستگی دارد، از این رو ثباتی در قیمت این محصولات وجود ندارد و حتی بسته به شرایط کشور و ارز، ارزش آنها می تواند روز به روز تغییر کند. ضمن آنکه برای پاسخ به این سؤال که نقش میلگرد در بتن چیست، باید به قیمت روز میلگرد هم پرداخته شود. قیمت روز میلگرد به فاکتورهای زیادی در این روزها وابسته است. از قیمت بنزین و دلار تا قیمت طلا و بورس همگی بر قیمت روز میلگرد تأثیر می گذارند و تعیین قیمت روز میلگرد برای برآورد هزینه پروژه ها بسیار مهم است. چه بسا نوسانات ایجاد شده بر قیمت آهن، تعیین قیمت نهایی آن را با مشکل مواجه می کند. متخصصان آهن آلات با بررسی دقیق فاکتورهای تأثیرگذار بر قیمت روز میلگرد، قیمت نهایی آن را به صورت روزانه تخمین می زنند و این امر به مهندسان و پیمانکاران این اجازه را می دهد تا یک برآورد صحیح از هزینه ها در اختیار داشته باشند.
