میلگرد یکی از مصالح مهم ساختمانی که نقش بسزایی در اسکلت بندی و زیر ساخت بنا دارد.
میلگردها به عنوان یک عامل تقویت‌کننده‌ی بتن از سال ۱۹۶۸ به شکل استاندارد تولید و استفاده می‌شوند، هرچند انواع مسطحی از میله‌های تقویتی هم وجود دارند که بیشتر برای تقویت سطوح افقی بتنی از جمله مسیر بزرگراه‌ها و اجزای پل‌ها به کار برده می‌شوند.
میلگرد ها عموما برای تقویت بتن و سازه‌های سنگی در تحمل نیروهای کششی ، از میله‌های فولادی استفاده می‌شود. بتن به صورت ذاتی برای تحمل نیروهای فشاری استحکام دارد، اما نیروهای کششی می‌توانند باعث شکستن آن بشوند.
میلگرد در سازه های سنگی
سازه‌های سنگی و دیواره‌های ملاتی مشخصاتی تقریبا شبیه به بتن دارند و در تحمل تنش‌های کششی نسبتا ضعیف هستند. برخی قطعات استاندارد سنگی مانند بلوک‌ها و آجرها طوری طراحی شده‌اند که در آن‌ها حفره‌های مخصوصی برای قرارگیری میلگردهای تقویتی تعبیه شده است. اگرچه برای تقویت استحکام کششی بتن می‌توان از هر ماده‌ای با استحکام کششی بالا به عنوان عامل تقویت‌کننده استفاده کرد، اما فولاد و بتن وجه اشتراک خاصی دارند که این باعث استفاده‌ی بیشتر از فولاد برای ساخت میلگردهای تقویتی شده است. این وجه مشترک ضریب انبساط دمایی است و نزدیک بودن مقدار آن برای فولاد و بتن باعث می‌شود در شرایط دمایی مختلف، تغییر طول‌های یکسان مانع از بروز تنش‌های اضافی درونی در ساختار بتن شود و به این شیوه از تخریب زودهنگام بتن جلوگیری می‌شود.
آجدار کردن میلگرد
آجدار کردن میلگرد با هدف بهبود چسبندگی میان بتن و فولاد تقویتی صورت می‌گیرد. طرح آج روی میلگرد مشخصات معینی ندارد، اما فضای میان برآمدگی‌ها و ارتفاع آج‌ها باید مطابق استانداردهای مربوط باشد. آج‌های ساخته شده روی بدنه‌ی میلگردهای فولادی اغلب با ایجاد سطح اصطکاک کافی، امکان چسبندگی فولاد و بتن را فراهم می‌کنند، اما همچنان این احتمال وجود دارد که با اعمال نیرویی که به اندازه‌ی کافی قوی باشد، از جای خود خارج شوند. این اتفاق اغلب در موقع تخریب ساختمان رخ می‌دهد. برای پیشگیری از بروز این مشکل، میلگردها را در عمق زیاد در ساختار بتن جاسازی می‌کنند و یا اینکه انتهای آن‌ها را خم می‌کنند تا تا با ایجاد شکل قلاب‌مانند درون بتن قفل شوند و از جای خود حرکت نکنند. میلگردهای فولادی که از فولاد پرداخت‌نشده ساخته می‌شوند بیشتر در معرض زنگ زدن قرار دارند.
زنگ خوردگی میلگرد
زنگ‌خوردگی میلگرد باعث اعمال فشار درونی مضاعف به بتن می‌شود که در نهایت می‌تواند با ایجاد ترک منجر به تخریب ساختار بتن شود. این مشکل به خصوص در مناطقی که نزدیک به آب‌های شور قرار دارند، یا در ساختمان پل‌هایی که در مناطق سردسیر هستند و در فصل زمستان روی سطح آن‌ها نمک پاشیده می شود و یا کاربردهای دریایی اهمیت بیشتری دارد. برای غلبه بر این مشکل، از میلگردهای فولادی ضد زنگ یا میلگردهای با روکش اپوکسی استفاده می‌شود که هرچند هزینه‌ی بیشتری در بر دارند، اما طول عمر پروژه را به شکل قابل توجهی افزایش می‌دهند. همچنین در مناطقی که احتمال زنگ زدن میلگرد بیشتر است، ممکن است از میلگردهای فولادی کامپوزیتی تقویت‌شده با فیبرهای پلیمری استفاده گردد.
مشخصات میلگرد
میلگردها عموما با استفاده از انواع گوناگون فولاد طی فرآیند نورد گرم تولید می‌شوند. بیشتر میلگردها از فولادهای تازه تولیدشده ساخته می‌شوند، اما گاهی از ضایعات فولاد هم برای تولید میلگرد استفاده می‌شود. میلگردها باید حاوی اطلاعات شناسایی خاصی باشند که از روی آن بتوان مشخصات آن را تعیین کرد.
انجمن آزمایش و مواد آمریکا مجموعه‌ای از اطلاعات استاندارد را تعیین کرده که باید برای هر میلگرد معلوم باشد:
- شماره‌ی شناسایی اندازه‌ی میله
- نوع فولاد مورد استفاده. به عنوان مثال حرف N به معنای این است که میلگرد از فولاد نو ساخته شده و حرف W به معنای این است که میلگرد از فولاد ریخته‌گری‌شده ساخته شده است.
- شناسه‌ی درجه‌ی میلگرد که در سیستم اندازه‌گیری انگلیسی می‌تواند ۶۰ یا ۷۵ باشد و در سیستم اندازه‌گیری متریک می‌تواند ۴۲۰ یا ۵۲۰ باشد. این شناسه بیان‌گر استحکام تسلیم میلگرد است.
- نشانه‌ی اختصاری تولیدکننده‌ی میلگرد. این نشانه اغلب به شکل حرف اول اسم کارخانه‌ی سازنده است.
میلگردهای استحکام پایین تنها با سه نشانه که معرف نورد مورد استفاده در ساخت میلگرد، اندازه‌ی میلگرد و نوع فولاد مورد استفاده هستند شناسایی می‌شوند. در میلگردهای فولادی استحکام بالا، از خطوط ممتد برای تعیین درجه‌ی استحکام میلگرد استفاده می‌شود. دو خط موازی ممتد نشانه‌ی این است که میلگرد تحت نورد ۷۵۰۰۰ پوند بر اینچ مربع ساخته شده، و یک خط به نشانه‌ی تولید میلگرد تحت نورد ۶۰۰۰۰ پوند بر اینچ مربع است.
آهن ارج-Ahanarj
