استفاده های زیادی از میلگرد در ساخت و ساز و ساختمان سازی می شود. در ابتدای این مقاله لیست قیمت میلگرد ساده و میلگرد آجدار را می آوریم و سپس انواع آن را که در صنعت موجود است را نام می بریم و سپس سعی کرده ایم تا کاربرد میلگرد را به طور مختصر شرح بدهیم.
انواع میلگرد
انواع فولاد میلگرد
در کشورهای مختلف فولاد میلگرد با استانداردهای متفاوتی تولید می‌شوند و در هر استانداردی طبقه‌بندی مشخصی در ارتباط با خواص مکانیکی فولادها وجود دارد. در ایران قسمت عمده فولادهای میلگرد که توسط کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می‌شوند با استاندارد روسی مطابقت دارند. فولادی که در ایران تولید می‌شود (طبق استاندارد روسی) به سه گروه فولاد نوع A-1، فولاد نوع A-2 و فولاد نوع A-33 تقسیم می‌شود.
- فولاد A1 از نوع صاف بوده و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی (تنش گسیختگی) آن به ترتیب ۲۴۰۰ و ۳۶۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد.
- فولاد A2 از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۳۴۰۰ و مقاومت کششی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.
- فولاد A3 نیز از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۴۰۰۰ و مقاومت کششی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.
از نظر تنوع قطر میلگردها نیز استانداردهای تولیدکنندگان متفاوت است. در سیستم روسی که در کارخانجات ذوب آهن اصفهان مورد استفاده است میلگردها تا قطر ۴۰ میلیمتر ساخته می‌شوند. تنها روش مجاز و قابل استفاده برای جوشکاری میلگردها به یکدیگر جوشکاری فورجینگ سر به سر میلگرد است که با استفاده از اعمال فشار حین حرارت دادن با گاز اکسیژن و استیلن صورت می‌پذیرد.
میلگرد A1
میلگرد A1 با تنش جاری 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. بطور کلی به عنوان یک میلگرد داکتیل شناخته می‌شود.
میلگرد A2
این نوع میلگرد با تنش جاری 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 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
میلگرد A3 با تنش جاری 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.
آزمایش های استاندارد میلگرد
با شناسایی خواص آلیاژهای ویژه می توان موادی که برای مصارف معین مناسب هستند از جمله میلگرد را انتخاب و چگونگی اصلاح عملیات حرارتی و مکانیکی آن ها را تعیین کرد. به طور کلی با روش های آزمایشگاهی می توان رفتار نمونه مورد نظر را تحت شرایط کاری پیش بینی کرد. بعضی از روش های آزمایشگاهی مستلزم تست قطعه تا مرحله شکست کامل می باشند، از آن جهت آن ها را آزمایش های مخرب می نامند. مثال هایی از آزمایش مخرب میلگرد عبارتند از:
آزمون های سختی، کشش، ضربه، پیچش و خستگی
سایر روش های آزمایش از لحاظ کار واقعی، به قطعه صدمه یا آسیبی نمی رسانند. این آزمایش ها به آزمایش های غیر مخرب معروفند که شامل بازرسی با اشعه X، بازرسی با ذرات مغناطیس (MT) و بازرسی مافوق صوت (UT) و …. می باشند.
آزمون کشش
آزمایش کشش اغلب به منظور کسب اطلاعات بیشتر درباره خواص مکانیکی استاتیکی یک ماده، از قبیل انعطاف پذیری (قابلیت مفتول شدن)، مقاومت کشش، حد تناسب، مدول الاستیسیته، حد الاستیک، حالت ارتجاعی، نقطه تسلیم، مقاومت تسلیم و مقاومت به شکنندگی می باشد.
آزمایش کشش به خوبی استاندارد شده است و می تواند در دستگاه مربوطه انجام گیرد. این دستگاه می تواند به صورت مکانیکی یا هیدرولیکی کار کند و اصولا شامل اجزاء زیر می باشد:
- قسمت کشش نمونه
نشان گر بار وارد شده بر نمونه سنجه که معمولا به کشش سنج معروف است و برای اندازه گیری تغییر طول قسمتی از نمونه که در آن تغییر طول اصولا یکنواخت است به کار می رود. آزمایش کشش میلگرد آرماتور، براساس استحکام تسلیم، تنش تسلیم، استحکام کششی و افزایش طول بعد از شکست انجام می شود.
موارد فوق در جدول ذکر شده و توسط استاندارد DIN 1045 تهیه شده است. طبق استاندارد مربوطه، فاصله بین فک های دستگاه کشش برابر ۱۵ ds منظور می گردد که ds قطر اسمی میلگرد بتن می باشد. اگر تنش تسلیم به سادگی مشخص نشود از ۲/۰ درصد proof استفاده می شود. میزان مقطع عرضی نمونه مورد استفاده برای اندازه گیری تنش حد تسلیم از رابطه زیر محاسبه می شود:
نمونه های آزمون از میلگرد هایی که در حالت سرد تابیده شده اند، انتخاب شده و سپس پیر سخت می شوند. نیم ساعت در دمای ۲۵۰ درجه سانتی گراد قرار گرفته و تا حدود دمای ۱۵ تا ۳۵ درجه سانتی گراد محیط سرد می شوند (به طور طبیعی)
آزمون خستگی
قبل از هر چیز به یک نکته می بایست توجه کرد که این آزمایش برای میلگردهای خوابانده شده (فرو برده شده) در بتن مورد استفاده قرار می گیرد که قبلا خم شده اند. وقتی نمونه ای در تست کشش می شکند تنش معین و مشخصی لازم است تا موجب شکستگی قطعه گردد. با این حال نمونه ای از همان ماده، هنگامی که در معرض بارهای چرخشی یا تناوبی قرار می گیرد، تحت تنش بسیار کمتری خواهد شکست. بدین ترتیب یک محور ممکن است تحت تنش های پایین بعد از گذشت چند ماه استفاده بشکند. این نوع شکست به شکست خستگی معروف است.
فلزها از دانه های ریزی تشکیل شده اند که صفحات لغزش آن ها در جهات گوناگون قرار دارند. هرگاه تنش به مقدار بحرانی برسد، عمل لغزش روی صفحات بلورین انفرادی رخ خواهد داد. در مرحله اول ممکن است این لغزش اشکالی ایجاد نکند. ولی با تکرار عمل لغزش، ترک های ریزی تشکیل شده و گسترش پیدا می کنند و در نتیجه سطح مقطع عضو نیز کاهش یافته به طوری که دیگر توانایی تحمل نیروی وارد شده را نخواهد داشت.
سه آزمایش خستگی معروف
در مرحله نهایی شکست، ساختمان بلورین فلز با قسمت های مجاور ایجاد اصطکاک می کند و گاهی اوقات مقطع نهایی موجب ایجاد اشتباه در نتیجه آزمایش می گردد. زیرا که قطعه به علت ایجاد تبلور مجدد و رشد در جریان کار، دانه های درشت شده و می شکند.
همه این شکست ها به نام شکست های خستگی یا آسیب های خستگی معروف هستند. طراحی قطعاتی که در معرض تنش های متغیری قرار دارند باید براساس معیار خستگی انجام پذیرد. معیار خستگی یا حد تحمل، حداکثر تنشی است که یک فلز بدون شکست در برابر تعداد متعدد و مشخصی از سیکل های تنشی، پایدار می ماند. در آزمایش های خستگی، معمولا حد تحمل آهن و فولاد ۱۰۰۰۰۰۰۰ سیکل (دور) است، ولی برای آلیاژهای سبک غیرآهنی این مقدار ممکن است پانصد میلیون دور باشد.
سه آزمایش خستگی معروف عبارتند از: آزمایش میله چرخان، آزمایش با میله ارتعاشی و آزمایش خستگی تحت کشش فشار