بتن یک نقص بالقوه دارد. اگر بتن تحت یک نوع نیروی خاص باشد، به سرعت می‌شکند. خوشبختانه، استفاده از میلگرد بتنی، یک راهکار مناسب برای رفع نواقص بتن است. در این مقاله دلیل لزوم آرماتور بندی و نحوه تقویت بتن با استفاده از میلگرد را توضیح خواهیم داد. برای خواندن ادامه مطلب، مجله کارآهن را دنبال کنید.
چرا بتن به میلگرد نیاز دارد؟
بیشتر بتن‌ها به نوعی آرماتور نیاز دارند. چرا؟ در حالی که بتن از برخی جهات بسیار قوی است، چند ضعف مخرب نیز دارد. اما برای درک این نقاط ضعف، ابتدا باید انواع مختلف تنش را که می‌توان بر روی اجسام وارد کرد، بشناسیم.
۱- تنش فشاری: تنش فشاری نیرویی است که بر جسم وارد میشود و جسم را کوتاه یا فشرده می‌کند. به عنوان مثال، اگر یک فیل روی انگشت شما پا بگذارد، تنش فشاری را تجربه خواهید کرد.
۲- تنش برشی: تنش برشی زمانی اتفاق می‌افتد که نیروها به صورت عمود بر یکدیگر اعمال شوند. اگر انگشتان خود را به هم قفل کنید و به سمت خود بکشید، تنش برشی را تجربه خواهید کرد.
۳- تنش کششی: تنش کششی نیرویی است که بر یک جسم وارد میشود و باعث دراز شدن یا کشیده شدن آن جسم می‌گردد. وقتی روی یک طناب، تاب می‌خورید و برای شنا کردن به داخل یک حفره می‌پرید، به طناب فشار کششی وارد می‌کنید.
بتن تحت تنش فشاری و تنش برشی بسیار قدرتمند عمل می‌کند، اما در برابر استحکام کششی عملکرد ضعیفی دارد. در واقع مقاومت کششی بتن تنها حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد مقاومت فشاری آن است.
بنابراین میلگرد بتنی عمدتا برای افزایش مقاومت کششی بتن استفاده میشود.
میلگرد بتنی چیست
- میلگرد (مخفف میله تقویت کننده) یک میله فولادی است که برای تقویت بتن استفاده میشود.
- میلگرد بتنی در طول و ضخامتهای مختلف و معمولا به صورت ساده یا آجدار هستند، بنابراین نوع آجدار به خوبی به بتن می‌چسبد.
- میلگرد از فولاد ساخته شده است. فولاد یک محصول بسیار قوی است و در دماهای تغییر تقریبا به سرعت بتن منبسط و منقبض میشود.
میلگرد برای بتن چه کار می‌کند؟
همانطور که پیشتر اشاره کردیم، بتن تنش فشاری را به خوبی تحمل می‌کند اما در برابر استحکام کششی ضعیف عمل است. از آنجایی که تقریبا هر ساختاری بیش از یک نیروی وارد بر آن را تجربه می‌کند، این یک مشکل به حساب می‌آید. میلگرد بتنی استحکام کششی بتن را تحمل می‌کند.
فشرده‌سازی و کشش میلگرد بتنی
از آنجایی که بتن با تنش کششی خوب عمل نمی‌کند، همیشه به تنهایی مصالح سازه‌ای خوبی نمی‌سازد. اما، وقتی میلگرد را اضافه می‌کنیم، دو اتفاق می‌افتد.
اول: وقتی میلگرد در بتن قرار می‌گیرد، یک ماده مرکب ایجاد می‌کند. بتن در برابر تنش فشاری محافظت می‌کند و میلگرد در برابر تنش کششی مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. در واقع، بتن شامل میلگرد دارای نقطه شکست تقریبا دو برابر بتن بدون میلگرد است.
دوم: زمانی که میلگرد در بتن قرار می‌گیرد، قبل از اینکه بتن کاملا از هم جدا شود، علائم هشداردهنده می‌دهد. بتن بدون میلگرد یکح ماده شکننده محسوب میشود. با افزایش فشار بر روی بتن خالص، به طور ناگهانی بدون هشدار می‌شکند.
از سوی دیگر، بتن‌هایی که شامل میلگرد هستند، یک ماده شکل پذیر به حساب میآیند. این بدان معناست که با افزایش فشار، شکاف‌ها و ترک‌های کوچکی در بتن ایجاد میشود.
این موضوع از دو جهت مثبت است:
- بتن حاوی میلگرد حتی با ترک‌های کوچک نیز محکم می‌ماند.
- قبل از از بین رفتن کامل بتن، یک سیگنال هشدار دهنده وجود دارد.
چه زمانی میلگرد ضروری است؟
سطوح بتنی مانند کف جاده که از کامیونهای بزرگ، ماشین آلات سنگین پشتیبانی می‌کنند، نیاز به تقویت میلگرد بتنی دارند و هر بتن سازه‌ای، مانند دیوارهای ساختمان‌ها، قطعا باید شامل میلگرد باشد.
اما اگر در حال ریختن یک راهروی بتنی به عنوان مکانی برای پارک مینی ون خانوادگی خود هستید، آرماتورهای سنگین با استفاده از میلگرد ممکن است زیاد باشد.
اگر شک دارید، از میلگرد استفاده کنید. مهم نیست که حجم بتن‌ریزی که انجام می‌دهید چقدر بزرگ یا کوچک باشد، میلگرد، بتن شما را قوی‌تر می کند. حداقل تعداد میلگرد استفاده شده در سازه بتنی، تعداد ترک‌های بتن را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.
نکته: اگر در حال ساخت یک سازه کوچک مسکونی هستید و میلگرد فولادی زیاد به نظر می‌رسد، می‌توانید از توری مش جوشی استفاده کنید. مش از میلگرد نازک‌تر است، بنابراین آنقدر قوی نیست، اما هزینه شما را کاهش می‌دهد. بنابراین باید بدانید، بتنی که بارهای سنگین را تحمل می‌کند به میلگرد بتنی نیاز دارد.
انواع میلگرد مصرفی در بتن
همانطور که پیشتر گفتیم، توری مش جوشی نوعی میلگرد ایده آل برای کاربردهای خاص است. شاید از خود بپرسید: آیا انواع دیگری از میلگرد وجود دارد که برای موقعیت‌های خاص ایده آل باشد؟ بله، وجود دارد!
در ادامه به برخی از انواع پر کاربرد میلگرد بتنی که ممکن است بخواهید از آن استفاده کنید، اشاره خواهیم کرد:
۱- میلگرد کربنی فولادی
این محصول رایج ترین نوع میلگرد است و گاهی اوقات به آن میلگرد سیاه می‌گویند. میلگرد سیاه یک محصول فوق‌العاده همه کاره است اما راحت تر از انواع دیگر خورده میشود. این نقص برای مناطقی که در معرض رطوبت بالا هستند یا در سازههایی که اغلب در معرض آب هستند، ایده آل نیست.
۲- توری مش جوشی
توری مش جوشی (WWF) مجموعهای از مفتول فولادی که در زوایای قائم چیده شده‌اند ساخته شده و در تمام نقاط تلاقی مفتول یا میلگرد، به صورت الکتریکی جوش داده میشود.
در دال‌های روی زمین (که زمین به خوبی متراکم شده است) مفید است. نوع سنگین‌تر توری مش جوش داده شده را می‌توان در دیوارها و دال‌های کف سازه ای استفاده کرد. این کار معمولا در روسازی جاده‌ها، سازه‌های زهکشی و کانال‌های بتنی کوچک استفاده میشود.
۳- میلگرد روکش اپوکسی
میلگرد روکش اپوکسی، میلگرد هایی هستند که با لایه نازکی از اپوکسی پوشش داده شده‌اند. این مزیت باعث میشود تا ۱۷۰۰ برابر بیشتر از میلگردهای فولاد کربنی استاندارد، در برابر خوردگی مقاوم باشند. در نتیجه، اغلب در مناطقی که با نمک در تماس هستند یا در جایی که مشکل خوردگی قریب الوقوع است، استفاده میشود.
تنها مشکل این است که پوشش اپوکسی می‌تواند بسیار ظریف باشد. بنابراین میلگردها را باید از یک تامین کننده معتبر سفارش دهید.
یک نگرانی خاص در مورد میلگردهای با روکش اپوکسی این است که آن‌ها می‌توانند در برابر خوردگی شدید حساس باشند. اگر اپوکسی در نقاط کوچک آسیب ببیند، تمام خوردگی در آن نقطه متمرکز میشود.
۴- میلگرد گالوانیزه
میلگردهای گالوانیزه ۴۰ برابر بیشتر از میلگردهای فولادی کربنی در برابر خوردگی مقاوم هستند و نسبت به میلگردهای با روکش اپوکسی، دیرتر آسیب می‌بینند.
اگر به یک میلگرد بتنی که کمتر مستعد خوردگی است، نیاز دارید، این میلگردها، جایگزین مناسبی برای میلگرد بتنی با پوشش اپوکسی هستند.
متاسفانه میلگرد گالوانیزه حدود ۴۰ درصد گرانتر از میلگرد با روکش اپوکسی است.
۵- میلگرد تقویتی
آرماتور فلزی معمولا در دال‌های کف، پله‌ها و ساخت سقف استفاده میشود. میلگرد تقویت‌کننده از قطعات فولادی آنیل شده تشکیل شده‌اند که به شکل موج‌هایی به عمق یک شانزدهم اینچ خم شده‌اند و سوراخ‌هایی در فواصل منظم دارند.
۶- میلگرد استیل (ضد زنگ)
میلگرد بتنی استیل حدود هشت برابر بیشتر از میلگرد روکش اپوکسی قیمت دارد. بنابراین یک محصول نسبتا گران است. با این حال، با کیفیت‌ترین میلگرد موجود برای اکثر سازه‌های بتنی به حساب می‌آید.
برای کسانی که دلیلی برای استفاده از آن دارند، میلگردهای فولادی ضد زنگ، ۱۵۰۰ برابر بیشتر از میلگردهای سیاه در برابر خوردگی مقاوم هستند.
۷- میلگردهای پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه (FRP)
مانند فیبر کربن، میلگردهای FRP یا کامپوزیت هرگز و تحت هیچ شرایطی خورده نمی‌شوند. اما این ویژگی هزینه قابل توجهی دارد. این میلگردها می‌توانند ۱۰ برابر هزینه میلگردهای با روکش اپوکسی کار کنند.
اگر لیستی از انواع میلگرد را مطالعه کرده‌اید و هنوز در مورد اینکه کدام یک برای پروژه شما بهترین است سؤال دارید، مشکلی نیست. برای دریافت مشاوره در مورد نوع میلگردی که باید استفاده کنید، با کارشناسان کارآهن تماس بگیرید.
میلگرد بتون در جدول
در جدول زیر به انواع میلگرد پرکاربرد و ویژگی‌های آن‌ها اشاره می‌کنیم:
| جدول انواع میلگرد بتنی | |
| نوع | ویژگی |
| میلگرد کربنی فولادی | همان میلگرد سیاه است برای مناطق پر رطوبت مناسب نیست |
| توری مش جوشی | از مفتول یا میلگرد تشکیل میشود برای دل بتنی مناسب است نوع سنگین برای دیوار و فونداسیون کاربرد دارد |
| میلگرد روکش اپوکسی | دارای یک لایه پوشش اپوکسی در سطح میلگرد بتنی است در برابر خوردگی مقاوم است |
| میلگرد گالوانیزه | ضد خوردگی است مقاومت بالایی دارد جایگزین مناسب برای میلگرد بتنی اپوکسی است |
| میلگرد GFRP | ضد خوردگی است گران است نباید خم شود |
| میلگرد استیل | بهترین نوع میلگرد است گران است ضد خوردگی و مواد شیمیایی است مقاومت بالایی دارد |
| میلگرد تقویتی | در دال کف، پله و سقف استفاده میشود دارای سوراخ‌های منظم هستند |
نحوه قرار دادن میلگرد در بتن
هنگامی که نوع و اندازه میلگرد مورد نیاز خود را شناختید، وقت آن است که آن را در بتن قرار دهید. هیچ فرمول ساده ای برای قرار دادن صحیح میلگرد بتنی وجود ندارد. زیرا به متغیرهای ساخت سازه بتنی خاص شما بستگی دارد. مثلا چه مقدار نیرو به بتن وارد خواهد شد؟ آیا بتن در طول فصول مختلف، سرد و گرم میشود؟
اگر در اطراف خانه خود یک بارگیری ساده انجام می‌دهید، با پیمانکار بتن محلی خود یا یک شخص متخصص در مورد نحوه قرار دادن میلگرد صحبت کنید.
وقتی صحبت از بارهای تجاری بزرگتر میشود، مشخصات میلگرد باید در نقشه ها به تفصیل ذکر شود. یک مهندس با دقت می‌داند که دقیقا چه مقدار میلگرد مورد نیاز است. بنابراین دستورالعمل‌ها را به دقت دنبال کنید.
باید در مورد نحوه قرارگیری میلگرد بتنی فکر و دقت کرد؛ وگرنه یکپارچگی ساختاری بتن به خطر می‌افتد. به عنوان مثال، اگر مهندس خواستار میلگردهایی است که فاصله ۴ اینچی دارند، باید به ازای هر ۱۲ اینچ قالب، سه میلگرد قرار دهید.
اگر دستگاه فولادی کمی ناکارآمد باشد و میلگردها را در فاصله ۵ اینچی به جای ۴ اینچ قرار دهد، استحکام محصول تا ۲۰ درصد کاهش می‌یابد. بله، یکپارچگی ساختاری بتن به همین راحتی می‌تواند به خطر بیفتد!
خم و برش میلگرد
ممکن است دقیقا بدانید که میلگرد هایتان چقدر از هم فاصله دارند، اما اگر میلگردهای شما طول زیادی داشته باشند چه؟ یا اگر ساختار شما به میلگرد خمیده نیاز داشته باشد، چگونه باید عمل کرد؟
مقداری میلگرد از قبل خم شده است، اما به طور کلی، برای برش و خم شدن میلگرد آماده باشید تا بتوانید آن را به درستی قرار دهید. بیشتر میلگردها باید در محل خم و بریده شوند. اگر ابزار مناسبی داشته باشید، این فرآیند ساده و سریع‌تر صورت می‌گیرد.
ابتدا اجازه دهید در مورد برش میلگرد صحبت کنیم. ابزارهای مختلفی برای این کار وجود دارد. اگر میلگرد به اندازه کافی نازک باشد، نیاز به برش زیاد ندارد. برای این کار، اره برقی یا برش پیچ گزینه خوبی است. اما اگر میلگرد شما قطر زیادی داشته باشد، یک برش زاویه دار با دستگاه برش، کار بسیار خوبی را انجام می‌دهد.
کلام آخر
در این مقاله به موضوع میلگرد بتنی اشاره کردیم. بتن یک ماده ضروری در ساخت و ساز است. با این حال، بدون میلگرد، بتن مقدار زیادی از ارزش خود را از دست می‌دهد. خوشبختانه، برای اینکه بتوانید نحوه استفاده از میلگرد را درک کنید، نیازی نیست که یک متخصص مهندسی باشید. دفعه بعد که می‌خواهید بتن ریزی کنید، می‌توانید در انتخاب نوع و سایز صحیح میلگرد و نصب میلگرد اطمینان داشته باشید.
سوالات متداول
میلگرد بتنی گالوانیزه قوی تر است یا میلگرد روکش اپوکسی؟
اگرچه میلگرد گالوانیزه دیرتر از میلگرد روکش اپوکسی آسیب می‌بیند، اما گرانتر است.
میلگرد روکش اپوکسی قوی تر است یا میلگرد فولاد کربنی؟
میلگرد اپوکسی ۱۷۰۰ برابر بیشتر از میلگرد سیاه یا فولاد کربنی، در برابر خوردگی مقاوم است.
آیا میلگرد اپوکسی می‌تواند در برابر خوردگی، مقاومت خود را از دست بدهد؟
در مناطق با رطوبت بسیار بالا، این امکان وجود دارد که در بلندمدت چنین حادثه‌ای رخ دهد.
میلگرد پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه گرانتر است یا میلگرد اپوکسی؟
میلگرد GFRP یا کامپوزیت، ۱۰ برابر گرانتر از میلگرد روکش اپوکسی است.
میلگرد استیل قوی تر است یا میلگرد سیاه؟
میلگرد استیل ضد زنگ حدود ۱۵۰۰ برابر بیشتر از میلگرد سیاه در مقابل خوردگی محیط مقاومت می‌کند.