تعریف میلگرد

میلگرد (به طور خلاصه برای تقویت میله) به عنوان یک تقویت کننده و استحکام بخش فولادی، میله یا شبکه ای از سیم های فولادی است.

که به عنوان یک دستگاه کشش در تقویت بتن و محکم کردن سازه های ساختمان از آن استفاده می شود. سطوح میلگرد اغلب به عنوان یک الگو برای بهتر متصل نمودن بتن ها به هم می باشد.

تاریخچه میلگرد:
در زمان های دور، سازه های بتنی تقویت نشده بودند. استفاده از میله های بتنی در ساخت و ساز حداقل به قرن 15 میلادی بر می‌گردد. به عنوان مثال در قلعه وینسنس (Vincennes) از 2500 متر میله استفاده شده بود.

در نیمه اول قرن هجدهم، از میلگرد برای پیکربندی برج کج نویانسک (Nevyansk) روسیه، به دستور صنعتگر معروف آکینیفی دمیدف (Akinfiy Demidov) استفاده شده است.

چدن مورد استفاده برای میلگرد هنوز از کیفیت بالایی برخوردار است و هیچ گونه خوردگی و زنگ زدگی ندارد. پیکر برج به وسیله قالب های آهنی که در روی سقف خیمه بسته اند به هم متصل می شود و به وسیله میله های برقی (که برای اولین بار بود) پوشانده شده است.

اخیراً این تکنیک ها به وسیله جاساز کردن میله های فولادی در بتن بهبود یافته و با تغییر شکل میله ها منجر به اتصال بهتر آن ها شده و در نتیجه موجب تولید بتن مسلح در شکل مدرن می شوند.

استفاده از بتن و سنگ تراشی:
بتن ماده ای است که تراکم بسیار قوی دارد اما در کشش نسبتاً ضعیف است. برای جبران این عدم تعادل در بتن، میلگرد را در قالب آن قرار می دهند (برای حمل بارهای کششی).

بیش ترین مقدار تقویت فولادی به دو تقویت اولیه و ثانویه تقسیم می شود اما کاربردهای کوچک دیگری نیز دارد.

تقویت اولیه فولاد که برای تضمین مقاومت مورد نیاز برای سازه به عنوان یک کل برای حمایت از طراحی بارها اشاره دارد.

تقویت ثانویه که به عنوان توزیع یا تقویت حرارتی شناخته شده است که در دوام و زیبایی محصول کاربرد دارد که به وسیله ارائه مقاومت موضعی کافی برای محدود کردن ترک خوردگی و مقاومت در برابر تنش های ناشی از تغییرات دما و انقباض شناخته می شود.

میلگرد هم چنین برای دادن مقاومت به بارهای متمرکز کاربرد دارد به این صورت که برای گسترش یک بار از طریق یک منطقه وسیع­تر، مقاومت موضعی کافی و هم چنین سفتی ارائه می دهد.

هم چنین ممکن است میلگرد برای نگه داشتن دیگر میله های فولادی در موقعیت درست خودشان کاربرد داشته باشد.

میله های گره دار فولادی خارجی می توانند سنگ تراشی بناء را تقویت کرده و فشار لازم را به آن ها تحمیل کنند مانند تصاویر گرافیکی برج نویانسک و یا ساختارهای باستانی در روم و واتیکان.

سازه های سنگ تراشی و ملات آن ها خواصی شبیه بتن دارند و هم چنین توانایی محدودی در حمل بارهای کششی از خود نشان می دهند. برخی از واحدهای سنگ تراشی استاندارد مانند بلوک و آجر، به جای میلگرد حفره هایی دارند که از این حفره ها برای نگه داشتن دوغاب استفاده می شود. این ترکیب به عنوان یک تقویت کننده برای سنگ تراشی شناخته شده است.

مادامی که فولاد و بتن ضرایبی مشابه انبساط حرارتی دارند، هر گونه ماده ای با استحکام کششی مناسب، جهت تقویت بتن، می تواند مورد استفاده قرار گیرد (فیبرهای سنگی و شیشه ای نیز رایج است).

عضو ساختاری بتن با فولادی (که حداقل فشار را در طی یک انسباط از دو ماده به هم پیوسته که در اثر تغییرات دمایی به وجود آمده را تحمل کرده) تقویت می شود.

ویژگی های فیزیکی میلگرد:
فولاد دارای ضریب انبساط حرارتی نزدیک به مساوی با بتن مدرن است. اگر این گونه نبود مشکلاتی در رابطه با تنش طولی و عمودی در دماهای متفاوت به وجود می آمد.

اگرچه میلگرد دارای دنده ای است که به طور مکانیکی به بتن متصل شده است می تواند از بتن تحت فشار بالا، به طرف بیرون کشیده شود، این اتفاقی است که اغلب به همراه فروریختگی در مقیاس بزرگ در ساختار رخ می دهد.

برای جلوگیری از چنین اتفاقی، میلگرد به صورت عمقی در اعضای سازه مجاور تعبیه می شود (40 تا 60 برابر قطر) و یا می توان به وسیله خم کردن و قلاب نمودن آن در انتها در سراسر بتن و دیگر میلگردها از این رویداد جلوگیری کرد.

در روش اول، نیروی اصطکاک جهت قفل کردن میله به محل تعبیه شده افزایش می ابد در حالی که در روش دوم از نیروی فشار بالای بتن استفاده می شود.

به طور معمول، میلگرد از فولاد آبدیده ناتمام ساخته می شود و نسبت به زنگ زدن حساس است. به طور کلی پوشش بتن قادر به ارائه دادن ارزش PH بالاتر از 12 برای جلوگیری از واکنش زنگ زدگی می باشد.

پوشش کمی بیش تر بتن می تواند از طریق بیکربنات شدن در سطح و یا با نفوذ نمک محافظت شود.

پوشش خیلی بیش تر بتن می تواند سبب ترک های عریضی شود که هم چنین سبب سازش با گارد موضعی می شود.

در نتیجه زنگ زدن در حجم بزرگ تری از فولاد که در ترکیبات آن موجود است؛ رخ می دهد و سبب چندین تنش داخلی در اطراف بتن شده، منجر به ترک، ورقه ورقه شدن و در نهایت شکست ساختاری می شود.

این پدیده به عنوان سرقت اکسید شناخته شده است. این یک مشکل خاص است که در آن بتن در معرض آب نمک قرار می‌گیرد؛ مانند نمکی که در زمستان بر روی جاده پاشیده می شود.

یا استفاده از آن در برنامه های کاربردی دریایی بدون وجود پوشش، مقاومت در برابر خوردگی مقادیر کم کروم/ کربن (یک میلیونیوم مرکب)، پوشش اپوکسی، میلگردهای فولادی یا گالوانیزه ممکن است در این شرایط با مصرف اولیه بیش تر کاربرد داشته باشند اما به طور قابل توجهی مقدار این مصرف از عمر پروژه کم تر است.

مراقبت های بیش تر در طول حمل و نقل، ساخت، بررسی، نصب و فرایند بتن­سازی در حالی که با میلگرد با پوشش اپوکسی کار می شود، خطر خوردگی میلگردها را در طولانی مدت کاهش خواهد داد.

حتی میله های آسیب دیده عملکرد بهتری نسبت به میله های تقویت شده بدون پوشش از خود نشان داده هر چند که موضوعاتی در رابطه با اتصالات پوشش اپوکسی و خوردگی تحت پوشش اپوکسی گزارش شده است. این میله ها در بیش از 70000 پل در ایالات متحده آمریکا به کار رفته شده است.

میلگردهای پلیمری که با الیاف فیبری تقویت شده، در محیط هایی که از خورندگی بالایی برخوردارند استفاده می شود.

این میلگردها در اشکال مختلفی استفاده می شوند مانند میله های مارپیچی که برای استحکام ستون ها استفاده می شود، میله های مشترک و میلگردهای به کار برده شده برای مشبک کردن. بیش ترین میلگردهای تجاری در دسترس از فیبرهای شیشه ای یک سویه ساخته شده از رزین ترموست، هستند.

تقویت و استحکام فولاد می تواند با ضرباتی مانند زمین لرزه ها جابجا شود و در نتیجه منجر به شکست ساختاری شود.

به عنوان مثال می توان به ریزش پل بتونی خیابان سایپرس (Cypress) در اوکلند و زمین لرزه لوما پریتا که در سال 1989 در کالیفرنیا رخ داد و موجب مرگ 42 نفر شد؛ اشاره کرد.

تکان هایی که در اثر زمین لرزه ایجاد می شود موجب جدا شدن میلگردها از بتن و خم شدن آن ها می شود. با به روز رسانی طراحی ساختمان از جمله به کار بردن میلگردهای جانبی بیش تر، می تواند موجب کاهش خرابی های ناشی از زلزله شود.