میلگردها یکی از ارکان اصلی سازه های بتنی هستند که نقش حیاتی در استحکام و دوام سازه ایفا می کنند. این مقاطع فولادی بسته به نوع طراحی سطح آنها و آج هایی که دارند، عملکردهای متفاوتی را در سازه ها از خود نشان می دهند. در این مقاله به بررسی و مقایسه دو نوع رایج آج میلگرد، یعنی میلگردهای آج یکنواخت و آج دوکی می پردازیم و ویژگی ها، مزایا، معایب و کاربردهای هر کدام را به تفصیل شرح خواهیم داد.
مهم ترین کاربرد میلگرد
همانطور که اشاره کردیم، از میلگردها به منظور افزایش مقاومت کششی بتن استفاده می شود. از این رو باید عمده ترین و مهم ترین کاربرد میلگرد را در ساختمان‌سازی دانست؛ هر چند کاربردهای مختلف و متنوع دیگری هم دارد. باید در نظر داشت که بتن مقاومت فشاری مناسبی دارد و برای خرد کردن آن باید نیروی بسیار زیادی صرف کرد. اما با وجود این مقاومت فشاری بالا، مقاومت پیچشی و کششی آن پایین است؛ به همین دلیل برای بهبود نقاط ضعف بتن از میلگرد استفاده می کنند.
انواع میلگرد از لحاظ شکل آج
میلگرد ساده A1
نوعی میلگرد است که هیچ گونه آجی روی سطح آن وجود ندارد.
میلگرد آجدار مارپیچ A2
نوعی میلگرد آجدار که آرایش آج میلگرد در آن از ابتدا تا انتهای محصول به صورت کاملا یکدست امتداد دارد. آج های عرضی در میلگرد A2 به صورت دورپیچ، حول محور طولی روی سطح میلگرد قرار می گیرند و به همین دلیل به این آج میلگرد، مارپیچ و به این میلگرد، میلگرد آج مارپیچ گفته می شود.
میلگرد آجدار جناغی A3
این نوع میلگرد که به نام میلگرد خشک هم معروف است به سبب تغییر شکل نسبی پلاستیک 16 درصد برای عملیات سیویل صنعتی و ساختمانی مناسب است. آج عرضی میلگرد A3 جناغی است؛ یعنی آج میلگرد آرایش هفت و هشتی دارد.
میلگرد آجدار مرکب A4
محصولات آجی دوکی شکل در این گروه قرار می گیرند و به دلیل سختی بسیار بالا از آنها در ساختمان سازی استفاده می شود. کاربرد اصلی این میلگرد در ساخت بتن مسلح است. میلگرد A4 در ساختمان سازی هم از نظر اقتصادی به صرفه است و هم در این صنعت آسیب کمتری به محیط زیست وارد می کند. میلگرد A4 قابلیت استفاده در بیشتر مراحل ساخت یک ساختمان به جز دیوارهای برشی و قاب‌های خمشی/چرخشی را دارد. آج های میلگرد A4 مرکب هستند. یعنی آج میلگرد هم آرایش مارپیچ و هم آرایش جناغی دارد.
تفاوت میلگردهای موجود در این گروه ها صرفا در مشخصات ظاهری یعنی آج میلگرد خلاصه نمی شود. این محصولات از نظر ترکیب شیمایی و خواص مکانیکی هم با یکدیگر متفاوت هستند؛ به صورتی که مطابق استاندارد از میلگردA1 تاA4 با افزایش مقدار کربن، درجه سختی محصول هم افزایش می یابد. باید بدانید که در خط تولید نورد میلگرد مجتمع فولاد بافق، میلگرد در استانداردA3 وA4 در سایزهای 8 الی 32 تولید می شود.
مقایسه میلگردهای A3، A2،A1 و: A4 شکل ظاهری، ترکیب شیمیایی، ویژگی های مکانیکی و کاربردها
آج میلگرد چیست؟
آج، برجستگی هایی است که به منظور بهبود چسبندگی و اتصال میلگرد به بتن روی سطح میلگرد طراحی می شود. این برجستگی ها به جلوگیری از لغزش میلگرد در داخل بتن کمک کرده و از حرکت میلگرد در هنگام بارگذاری های مختلف جلوگیری می کنند. آج میلگرد باعث افزایش اصطکاک بین میلگرد و بتن می شود و در نتیجه عملکرد بهتری را در انتقال بارها و فشارها فراهم می آورد. این ویژگی بسیار مهم است زیرا در صورت عدم وجود آج، میلگرد ممکن است نتواند به طور مؤثر نیروی کششی را از بتن منتقل کند و ممکن است سازه در برابر نیروهای خارجی مانند زلزله یا بارگذاری های سنگین دچار شکستگی شود.
دو نوع آج پرکاربرد در میلگردها
در میلگردها معمولا دو نوع آج پرکاربرد وجود دارد که هر کدام ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند:
- آج یکنواخت:
آج یکنواخت به شکلی ثابت و بدون تغییر در ارتفاع آج از سطح میلگرد در طول آج طراحی می شود. این نوع آج معمولا در میلگردهای با استحکام معمولی استفاده می شود و برای پروژه هایی با بارگذاری های متوسط مناسب است.
- آج دوکی:
آج دوکی دارای تغییرات تدریجی در ابعاد و ضخامت برجستگی ها در طول آج است. این طراحی باعث افزایش چسبندگی و انتقال بهتر نیروها در شرایط بارگذاری سنگین و لرزه ای می شود. میلگردهایی با آج دوکی برای سازه های مقاوم در برابر زلزله و بارهای سنگین انتخاب بهتری هستند.
این دو نوع آج هرکدام در شرایط خاص خود مزایای ویژه ای دارند و انتخاب میان آنها بستگی به نوع پروژه، نیازهای سازه ای و شرایط بارگذاری دارد.
آج میلگرد یکنواخت
آج یکنواخت همان طور که از نام آن پیداست، در تمام طول میلگرد دارای شکل و ابعاد یکنواخت است. ضخامت و ارتفاع این نوع آج در هیچ نقطه ای تغییر نمی کند و یکپارچگی کامل در طراحی آن دیده می شود. این ویژگی باعث می شود که آج یکنواخت عملکردی پیش بینی پذیر داشته باشد و برای کاربردهایی که نیاز به توزیع یکنواخت نیرو دارند، مناسب باشد.
ویژگی ها و مزایا:
میلگردهای آج یکنواخت از ساختار ساده ای برخوردارند که در آن آج ها به طور یکنواخت با فواصل مشخص در سطح میلگرد توزیع شده اند. این طراحی ساده نه تنها هزینه تولید را کاهش می دهد بلکه امکان تولید انبوه آنها را فراهم می آورد. این میلگردها برای ساختمان های مسکونی معمولی که در معرض ارتعاشات قرار ندارند، بسیار مناسب هستند. یکی از مزایای مهم این میلگردها، چسبندگی متوسط به بتن است که برای سازه های با بارهای معمولی کافی است. طراحی یکنواخت آنها باعث می‌شود تا نصب آسانتری داشته باشند و برای پروژه هایی که نیاز به نیروی پیچیده ندارند، گزینه ای ایده آل به شمار می آید.
معایب:
در شرایط بارگذاری شدید و به خصوص در پروژه های با شرایط لرزه ای، میلگردهای آج یکنواخت معمولا نمی توانند عملکرد مناسبی از خود نشان دهند. چرا که طراحی ساده آنها ممکن است نتواند به خوبی نیروهای ناشی از ارتعاشات و نیروهای برشی را مدیریت کند. همچنین در نصب این میلگردها، باید مراقب بود که توزیع یکنواخت نیروها در تمام بخش ها رعایت شود تا از مشکلاتی همچون کاهش کارایی جلوگیری شود.
کاربردها:
میلگردهای آج یکنواخت به طور عمده در پروژه هایی که بارهای کششی و برشی معمولی را تحمل می کنند، به کار می روند. این میلگردها در ساختمان های مسکونی، دیوارهای باربر و سازه هایی که به استحکام معمولی نیاز دارند، استفاده می شوند.
آج میلگرد دوکی
آج دوکی شکل به گونه ای طراحی شده که ضخامت و ارتفاع آن در نقاط مختلف تغییر می کند. در بالای آج، ضخامت بیشتر است و با نزدیک شدن به دو انتهای آن، ارتفاع به تدریج کاهش می یابد. این نوع طراحی باعث می شود آج دوکی شکل در برخی موارد چسبندگی بیشتری با بتن ایجاد کند و برای کاربردهای خاص که نیاز به تنوع در توزیع نیروها دارند، گزینه ای ایده آل باشد.
ویژگی ها و مزایا:
میلگردهای آج دوکی طراحی پیشرفته تری دارند که در آن آج ها با تغییر ضخامت و ابعاد در طول میلگرد قرار گرفته اند. این طراحی به طور قابل توجهی سطح تماس میلگرد با بتن را افزایش می دهد و چسبندگی بیشتری ایجاد می کند. این ویژگی باعث می شود که میلگردهای آج دوکی عملکرد بهتری در برابر نیروهای کششی، برشی و لرزه ای داشته باشند. در نتیجه، این میلگردها برای پروژه هایی که به استحکام بالا نیاز دارند، از جمله پل ها، سدها و برج ها، انتخاب مناسبی هستند. یکی از ویژگی های بارز میلگردهای آج دوکی، مقاومت بیشتر آنها در برابر نیروهای دینامیکی و لرزشی است که به ویژه در سازه های مقاوم در برابر زلزله اهمیت دارد.
معایب:
به دلیل پیچیدگی در طراحی آج ها و فرآیند تولید، هزینه تولید میلگردهای آج دوکی معمولا بالاتر از میلگردهای آج یکنواخت است. این نوع میلگردها نیاز به تجهیزات پیشرفته تر و فرآیندهای دقیق تری در تولید دارند که می تواند منجر به افزایش هزینه ها شود. همچنین، این میلگردها ممکن است نیاز به بتن با کیفیت بالاتری داشته باشند تا از ویژگی های فنی آنها بهره برداری کامل به عمل آید.
کاربردها:
میلگردهای آج دوکی به طور عمده در پروژه های بزرگ و حیاتی مانند پل ها، سدها، برج های بلند و سایر سازه هایی که نیاز به دوام و ایمنی بالا دارند، استفاده می شوند. این میلگردها در پروژه هایی که بارهای سنگین، شرایط لرزه ای و نیروهای دینامیکی بالا دارند، بهترین عملکرد را ارائه می دهند.
چسبندگی آج میلگرد به بتن
چسبندگی میلگرد به بتن یکی از مهم ترین ویژگی ها در عملکرد سازه های بتنی است. میلگردهایی که طراحی آج آنها به گونه ای باشد که سطح تماس بیشتری با بتن داشته باشند، چسبندگی بالاتری ایجاد می کنند. در میلگردهای آج یکنواخت، طراحی ساده آج ها سبب می شود که چسبندگی به بتن در سطح متوسطی قرار گیرد و این برای سازه های معمولی کافی باشد. اما در آج میلگردهای دوکی، به دلیل طراحی متغیر آج ها و ایجاد سطح تماس بیشتر، چسبندگی میلگرد به بتن به طور قابل توجهی افزایش می یابد. این ویژگی باعث می شود که میلگردهای آج دوکی در شرایط پیچیده تر و پروژه های مقاوم در برابر نیروهای برشی و کششی عملکرد بهتری داشته باشند.
آزمایش اسلامپ: روشی برای سنجیدن روانی یا کارایی بتن
هزینه تولید آج میلگرد
هزینه تولید میلگردهای آج یکنواخت معمولا پایین تر از آج میلگرد دوکی است. دلیل این امر، طراحی ساده تر و فرآیند تولید کمتر پیچیده است. در حالی که میلگردهای آج دوکی به دلیل طراحی پیچیده تر و نیاز به تجهیزات پیشرفته تر برای تولید، هزینه های بالاتری دارند. این میلگردها همچنین به فرآیندهای دقیق تری نیاز دارند که به نوبه خود هزینه تولید را افزایش می‌دهد. برای پروژه هایی که محدودیت های بودجه ای دارند، میلگردهای آج یکنواخت ممکن است انتخاب مناسب تری باشند. اما در پروژه هایی که نیاز به استحکام بالا و مقاومت در برابر شرایط سخت دارند، هزینه بالاتر میلگردهای آج دوکی با توجه به عملکرد بهتر آنها توجیه پذیر است.
نحوه قیمت گذاری میلگرد، چه عواملی در تعیین قیمت میلگرد موثر هستند؟
کلام آخر
در نهایت، انتخاب میلگرد مناسب بستگی به نوع پروژه، شرایط بارگذاری و نیازهای سازه ای دارد. آج میلگرد یکنواخت برای پروژه های معمولی با هزینه های پایین مناسب هستند، در حالی که میلگردهای آج دوکی برای پروژه هایی که نیاز به مقاومت بالا، استحکام بیشتر و چسبندگی بالاتر دارند، گزینه بهتری به شمار می آیند. انتخاب صحیح نوع میلگرد می تواند تأثیر به سزایی در عملکرد و دوام سازه ها داشته باشد و با توجه به ویژگی ها و مزایای هر کدام، می توان بهترین گزینه را با توجه به نیازهای پروژه انتخاب کرد.
