قبل از خرید میلگرد به چه نکاتی باید توجه کرد

میلگرد (مخفف نوار تقویت کننده) ، که در هنگام جمع شدن به عنوان فولاد تقویت کننده یا فولاد تقویت کننده شناخته می شود ، [1] نوار فولادی یا مش سیم های فولادی است که به عنوان دستگاه کشش در بتن مسلح و سازه های بنایی مسلح برای تقویت و کمک به بتن تحت کشش استفاده می شود . بتن در زیر فشار قوی است ، اما دارای مقاومت کششی ضعیفی است. میلگرد به طور قابل توجهی مقاومت کششی سازه را افزایش می دهد. سطح میلگرد اغلب با دنده ، شاخک یا تورفتگی "تغییر شکل" داده تا پیوند بهتری با بتن ایجاد کرده و خطر لغزش را کاهش دهد.

رایج ترین نوع میلگرد فولاد کربنی است که به طور معمول از میله های گرد نورد گرم با الگوهای تغییر شکل تشکیل می شود. انواع دیگر موجود در دسترس شامل فولاد ضد زنگ و میله های کامپوزیت ساخته شده از الیاف شیشه ، الیاف کربن یا الیاف بازالت است. میله های تقویت کننده فولاد همچنین ممکن است در یک رزین اپوکسی پوشش داده شود که برای مقاومت در برابر اثرات خوردگی بیشتر در محیط های آب شور ، بلکه همچنین سازه های زمینی طراحی شده است. نشان داده شده است که بامبو یک گزینه مناسب برای تقویت فولاد در ساخت بتن است. [2] [3] این انواع جایگزین گران ترند و یا ممکن است از خواص مکانیکی کمتری برخوردار باشند و بنابراین بیشتر در ساخت های تخصصی مورد استفاده قرار می گیرند که مشخصات فیزیکی آنها نیاز به عملکرد خاصی را که فولاد کربن تأمین نمی کند ، برآورده می کنند. ضریب انبساط حرارتی فولاد و بتن مشابه است ، [4] بنابراین یک عضو سازه ای بتونی تقویت شده با فولاد با تغییر دما حداقل تنش دیفرانسیل را تجربه خواهد کرد.
میله های تقویت کننده در ساخت سنگ تراشی حداقل از قرن پانزدهم میلادی مورد استفاده قرار گرفته است (2500 متر میلگرد در Château de Vincennes استفاده شده است). [5] در طول قرن هجدهم میلادی از میلگرد برای تشکیل لاشه برج کج نویانسک در روسیه استفاده شد که به دستور صنعتگر آکینفی دمیدوف ساخته شده است. چدن [مورد نیاز] برای میلگرد استفاده می شود از کیفیت بالایی برخوردار است و تا به امروز هیچ خوردگی در میله ها وجود ندارد. لاشه برج به سقف خیمه دار چدنی آن متصل شده بود ، که با یکی از اولین میله های آذرخش شناخته شده تاج گذاری شده است. [6] با این حال ، فقط در اواسط قرن نوزدهم میلگرد میلگرد با قرار دادن میله های فولادی در بتن ، بیشترین نقاط قوت خود را نشان داد ، بنابراین بتن مسلح مدرن تولید شد. چندین نفر در اروپا و آمریکای شمالی در دهه 1850 بتن آرمه تولید کردند. از جمله این می توان به جوزف لوئیس لامبوت فرانسوی اشاره کرد که قایق های بتن آرمه در پاریس (1854) و تادئوس هایت از ایالات متحده ساخت که تیرهای بتن آرمه را تولید و آزمایش کرد. ژوزف مونیر از فرانسه یکی از برجسته ترین چهره ها در زمینه اختراع و محبوبیت بتن مسلح است. مونیر بعنوان یک باغبان فرانسوی ، قبل از اقدام به ساخت مخازن و پلهای بتن آرمه ، در سال 1867 ، گلدان های گل بتن مسلح را به ثبت رساند. [7]
پل دریاچه آلوورد در پارک گلدن گیت سانفرانسیسکو

ارنست ال رانسوم ، مهندس و معمار انگلیسی که در ایالات متحده کار می کرد ، سهم قابل توجهی در توسعه میله های تقویت کننده در ساخت بتن داشت. وی میلگرد آهنی پیچ خورده را اختراع کرد که در ابتدا هنگام طراحی پیاده روهای خود پشتیبانی از سالن ماسونیک در استاکتون ، کالیفرنیا ، به فکر آن افتاد. میلگرد پیچ ​​خورده وی در ابتدا در انجمن فنی کالیفرنیا مورد استقبال قرار نگرفت و حتی مورد تمسخر قرار نگرفت ، جایی که اعضا اظهار داشتند که چرخاندن باعث ضعف آهن می شود. [8] در سال 1889 ، رانسوم در ساحل غربی کار می کرد و عمدتا پل طراحی می کرد. یکی از این موارد ، پل دریاچه آلوورد در پارک گلدن گیت سانفرانسیسکو ، اولین پل بتونی مسلح ساخته شده در ایالات متحده بود. وی در این ساختار از میلگرد پیچ ​​خورده استفاده کرده است. [9]

در همان زمان ارنست ال. رانسوم در حال اختراع میلگرد پیچ ​​خورده فولادی ، C.A.P. ترنر "سیستم قارچ" خود را از دال کف کف بتن آرمه با میله های گرد صاف طراحی می کرد و جولیوس کان در حال آزمایش میلگرد نوآورانه الماس شکل با فلنج های صفحه تخت با زاویه 45 درجه (به ثبت رسیده در 1902) بود. کان پیش بینی کرد تیرهای بتونی با این سیستم تقویت کننده مانند خرپای وارن خم شوند و همچنین این میلگرد را به عنوان تقویت کننده برشی تصور کرد. سیستم تقویت کننده کان در تیرهای بتونی ، تیرچه ها و ستون ها ساخته شده است. این سیستم توسط معاصران مهندسی کان مورد ستایش و انتقاد قرار گرفت: C.A.P. ترنر اعتراضات شدیدی نسبت به این سیستم ابراز کرد زیرا می تواند باعث خرابی فاجعه بار سازه های بتونی شود. وی این ایده را که سیستم تقویت کننده کان در تیرهای بتونی مانند یک خرپای وارن عمل می کند رد کرد و همچنین اشاره کرد که این سیستم مقدار کافی از تقویت کننده تنش برشی را در انتهای تیرهای پشتیبانی شده ساده ، مکانی که بیشترین تنش برشی است ، فراهم نمی کند. . علاوه بر این ، ترنر هشدار داد که سیستم کان می تواند منجر به خرابی شکننده شود زیرا این سیستم از تقویت طولی در تیرهای ستون ها برخوردار نیست. این نوع خرابی در فروپاشی جزئی هتل Bixby در لانگ بیچ ، کالیفرنیا و ریزش کامل ساختمان ایستمن کداک در روچستر ، نیویورک ، هر دو در حین ساخت در سال 1906 آشکار شد. با این حال ، نتیجه گیری شد که هر دو شکست عواقب آن بودند نیروی کار بی کیفیت با افزایش تقاضای استاندارد سازی ساخت ، سیستم های تقویت کننده نوآورانه ای مانند Kahn به نفع سیستم های تقویت کننده بتن که امروزه دیده می شوند ، به سمت دیگری رانده شدند. [10]

الزامات تغییر شکل در تقویت کننده میله های فولادی تا سال 1950 در ساخت ایالات متحده استاندارد نشده است. الزامات مدرن برای تغییر شکل ها در "مشخصات آزمایشی تغییر شکل های میله های فولادی تغییر شکل یافته برای تقویت بتن" ، ASTM A305-47T ایجاد شده است. پس از آن ، تغییراتی ایجاد شد که ارتفاع دنده را افزایش داد و فاصله دنده را برای اندازه های خاصی از میله کاهش داد ، و هنگامی که استاندارد به روز شده ASTM A305-49 در سال 1949 صادر شد ، صلاحیت "آزمایشی" حذف شد. الزامات تغییر شکل موجود در مشخصات فعلی برای فولاد تقویت کننده های میله ای مانند ASTM A615 و ASTM A706 ، از جمله ، همان موارد مشخص شده در ASTM A305-49 است. [11]
"تقویت اولیه" و "تقویت ثانویه" در اینجا هدایت می شوند. برای تقویت اولیه و تقویت ثانویه در روانشناسی (شرطی سازی عملیاتی) ، به تقویت کننده های تقویت کننده اولیه و تقویت کننده های ثانویه مراجعه کنید.
میلگرد در داخل قالب قرار می گیرد و در نهایت در بتن محصور می شود. میلگرد در پایین در داخل یک تیر قرار دارد ، در حالی که چسباندن میلگرد برای تشکیل یک ستون کشیده می شود.

بتن ماده ای است که از نظر فشرده سازی بسیار محکم است ، اما از نظر کششی نسبتاً ضعیف است. برای جبران این عدم تعادل در رفتار بتن ، میلگرد در آن ریخته می شود تا بارهای کششی را حمل کند. بیشتر آرماتورهای فولادی به آرماتورهای اولیه و ثانویه تقسیم می شوند ، اما موارد جزئی دیگری نیز وجود دارد:

تقویت اولیه به فولادی گفته می شود که برای تضمین مقاومت مورد نیاز سازه به عنوان یک کل برای پشتیبانی از بارهای طراحی استفاده می شود.
تقویت ثانویه ، که به عنوان توزیع یا تقویت حرارتی نیز شناخته می شود ، به دلیل دوام و دلایل زیبایی ، با ایجاد مقاومت موضعی کافی برای محدود کردن ترک خوردگی و مقاومت در برابر فشارهای ناشی از اثراتی مانند تغییرات دما و جمع شدگی ، به کار می رود.
میلگرد همچنین برای ایجاد مقاومت در برابر بارهای متمرکز با ایجاد مقاومت موضعی و سختی کافی برای پخش شدن بار در یک منطقه وسیع تر ، استفاده می شود.
همچنین می توان از میلگرد برای نگه داشتن میله های فولادی دیگر در موقعیت صحیح استفاده کرد تا بارهای آنها را در خود جای دهد.
همانطور که توسط برج نویانسک یا سازه های باستانی در رم و واتیکان نشان داده شده ، میله های کراوات فولادی خارجی می توانند سازه های سنگ تراشی را محدود و تقویت کنند.

سازه های سنگ تراشی و ملات نگهدارنده آنها دارای خصوصیات مشابه بتن بوده و همچنین توانایی محدودی در حمل بارهای کششی دارند. بعضی از واحدهای استاندارد سنگ تراشی مانند بلوک ها و آجرها با حفره هایی ساخته می شوند تا میلگرد را در خود جای دهند ، سپس با دوغاب در جای خود محکم click here می شود. این ترکیب به عنوان سنگ تراشی تقویت شده شناخته می شود.
فولاد ضریب انبساط حرارتی تقریباً برابر با بتن مدرن دارد. اگر اینطور نبود ، از طریق تنش های طولی و عمودی اضافی در دمای متفاوت از دمای تنظیم ، مشکل ایجاد می کرد. [12] اگرچه میلگرد دارای دنده هایی است که آن را از نظر مکانیکی به بتن متصل می کند ، اما هنوز هم تحت تنش زیاد می توان آن را از بتن بیرون کشید ، اتفاقی که غالباً با فروپاشی سازه در مقیاس بزرگتر همراه است. برای جلوگیری از چنین خرابی ، میلگرد یا عمیقا در اعضای سازه مجاور (40-60 برابر قطر) قرار می گیرد ، یا در انتهای آن خم و قلاب می شود تا در اطراف بتن و میلگرد دیگر قفل شود. این رویکرد اول باعث افزایش قفل اصطکاک میله در محل می شود ، در حالی که روش دوم از مقاومت فشاری بالای بتن استفاده می کند.

میلگرد معمولی از فولاد معتدل ناتمام ساخته شده است و آن را مستعد زنگ زدگی می کند. به طور معمول پوشش بتن قادر است مقدار pH بالاتر از 12 را اجتناب کند و از واکنش خوردگی جلوگیری کند. پوشش کم بتن می تواند این محافظ را از طریق کربناسیون از سطح و نفوذ نمک به خطر بیاندازد. پوشش بیش از حد بتن می تواند باعث ایجاد عرض بیشتر در ترک شود که همچنین محافظ محلی را به خطر می اندازد. از آنجا که زنگار نسبت به فولادی که از آن تشکیل شده است حجم بیشتری را اشغال می کند ، باعث ایجاد فشار داخلی شدیدی بر روی بتن اطراف شده و منجر به ترک خوردگی ، جوش خوردن و در نهایت شکست سازه می شود. این پدیده به عنوان جک اکسید شناخته می شود. این مسئله در مواردی است که بتن در معرض آب نمک قرار دارد ، مانند پل هایی که در زمستان نمک روی جاده ها اعمال می شود ، یا در کاربردهای دریایی. میله های کم کربن / کروم (میکرو کامپوزیت) بدون روکش ، مقاوم در برابر خوردگی ، میلگردهای فولادی ضد زنگ با روکش اپوکسی ، گالوانیزه یا ضد زنگ ممکن است در این شرایط با هزینه اولیه بیشتر استفاده شوند ، اما به طور قابل توجهی کمتر از عمر مفید پروژه است. [ 13] [14] هنگام کار با میلگرد با روکش اپوکسی ، در حین حمل و نقل ، ساخت ، جابجایی ، نصب و قرار دادن بتن دقت بیشتری صورت می گیرد ، زیرا آسیب باعث کاهش مقاومت در برابر خوردگی طولانی مدت این میله ها خواهد شد. [15] حتی میله های آسیب دیده عملکرد بهتری نسبت به میله های تقویت کننده بدون روکش نشان داده اند ، هرچند مشکلات مربوط به جدا شدن پوشش اپوکسی از میله ها و خوردگی در زیر لایه اپوکسی گزارش شده است. [16] این میله ها در بیش از 70،000 عرشه پل در ایالات متحده آمریکا استفاده می شود. [17]

الزامات تغییر شکل در مشخصات محصول استاندارد ایالات متحده برای تقویت میله های فولادی مانند ASTM A615 و ASTM A706 وجود دارد و فاصله و ارتفاع لول را تعیین می کند.

میلگرد پلاستیکی تقویت شده با الیاف در محیط های دارای خوردگی بالا نیز استفاده می شود. این در اشکال مختلفی وجود دارد ، مانند مارپیچ برای تقویت ستون ها ، میله های معمولی و مش. بیشتر میلگردهای موجود در بازار از الیاف یک طرفه تنظیم شده در یک رزین پلیمری ترموست ساخته می شوند و اغلب به عنوان FRP شناخته می شوند.

برخی از ساخت و سازهای خاص مانند امکانات تحقیقاتی و تولیدی با الکترونیک بسیار حساس ممکن است نیاز به استفاده از تقویت کننده ای داشته باشند که برای برق غیرقابل انتقال باشد و اتاق های تجهیزات تصویربرداری پزشکی برای جلوگیری از تداخل به ویژگی های غیر مغناطیسی نیاز دارند. میلگرد FRP ، به ویژه انواع الیاف شیشه هدایت الکتریکی کمی دارند و غیر مغناطیسی هستند که معمولاً برای چنین نیازهایی استفاده می شود. میلگرد فولاد ضد زنگ با نفوذ پذیری مغناطیسی کم در دسترس است و گاهی اوقات برای جلوگیری از تداخل مغناطیسی استفاده می شود.

تقویت کننده های فولادی همچنین می توانند با تأثیراتی مانند زمین لرزه جابجا شوند و منجر به خرابی سازه شوند. نمونه بارز این مسئله ، ریزش سایبان خیابان Cypress در اوکلند ، کالیفرنیا در نتیجه زمین لرزه 1989 لوما پریتا است که منجر به 42 کشته شده است. لرزش زمین لرزه باعث ترکیدن میلگردها از بتن و سگک شد. طراحی های به روز ساختمان ، از جمله میلگردهای محیطی بیشتر ، می تواند این نوع خرابی را برطرف کند.