تیرآهن چیست

میلگرد یا آرماتور، فولادی است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولادی که به این منظور در سازه‌های بتن به کار می‌رود به شکل سیم یا میلگرد می‌باشد و فولاد میلگرد نامیده می‌شود. البته در موارد خاصی از فولاد ساختمانی نظیر ناودانی و یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده می‌شود.

در کشورهای مختلف فولاد میلگرد با استانداردهای متفاوتی تولید می‌شوند و در هر استانداردی طبقه بندی مشخصی در ارتباط با خواص مکانیکی فولادها وجود دارد. در ایران قسمت عمده فولادهای آرماتور که توسط کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می‌شوند با استاندارد روسی مطابقت دارند.
از نظر تنوع قطر میلگردها نیز استانداردهای تولید کنندگان متفاوت است. در سیستم روسی که در کارخانجات ذوب آهن اصفهان مورد استفاده‌ است میلگردها تا قطر ۴۰ میلیمتر ساخته می‌شوند.

انواع میلگرد و مشخصات مکانیکی آنها :

بیشترین میلگردی که در صنعت بتن و بتن ریزی کاربرد دارد با مشخصه فولاد معمولی بوده که بشرح ذیل در ایران دسته بندی و تولید و مصرف می شوند. البته این دسته بندی،حسب استاندارد روسی بوده که در ایران رواج دارد.

۱ – میلگرد نرم بدون آج (A1)

این میلگرد 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 بعنوان میلگرد نرم شناخته شده و عمدتا بصورت صاف و بدون آج می باشد. این میلگرد برای آهنگری و تغییر شکل و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن مناسب است و بطور کلی بعنوان یک میلگرد داکتیل شناخته می شود.

۲ – میلگرد نیمه سخت با آج ساده (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 بعنوان میلگرد نیمه خشک (ترد) و نیمه نرم شناخته شده که بصورت آجدار و عمدتا آج فنری شکل می باشد.این میلگرد برای عملیات ساختمانی و خصوصا خاموت زنی مناسب بوده و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن در صورت اجبار میسر بوده که البته توصیه می شود در صورت امکان از جوشکاری آن پرهیز شود.

۳- میلگرد سخت با آج پیچیده (A3)

این میلگرد 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 بعنوان میلگرد خشک (ترد) مناسب عملیات سیویل صنعتی و ساختمانی بوده که بصورت آجدار و عمدتا آج جناقی می باشد و اکیدا برای آهنگری و تغییر شکلهای فراوان با زوایای تند مناسب نبوده و همچنین به هیچ وجه عملیات جوشکاری بر روی آن مجاز نمی باشد.

4- میلگرد سخت با آج پیچیده (A4)

دارای آج دوکی شکل می باشند. مطابق استاندارد شماره 3132 سازمان ملی استاندارد ایران میلگرد A4 یا میلگردهای با آج 520 و 500 از نوع آجدار مرکب می باشند. بدین ترتیب که آج های عرضی دوکی شکل در دو طرف آج طولی و به صورت چهار نیم مـارپیچ بـه شـکل هفت – هشت و با زاویه 35درجه تا و شامل 75 درجه می باشد. حداقل مقاومت کششی 520 مگاپاسکال و شکل پذیری حداقل 18% را برای این گرید از محصولات خود تضمین مینماید. استفاده از میلگرد A4 با تنش تسلیم 500 و520 مگاپاسکال،به ترتیب به عنوان میلگردهای آج 500 وآج 520 خوانده می شوند، در طراحی و ساخت همه انواع سازه های ساختمانی (سازه های غیر ساختمانی را شامل نمی شود) بتن آرمه، به جز دیوارهای برشی ویژه و قاب های خمشی ویژه، در صورت احراز شرایط زیر به تصویب رسید.
– میلگرد دارای آج های عرضی دوکی شکل در دو طرف آج طولی بوده داشته باشد.
– شکل پذیری میلگرد حداقل در حد مورد انتظار برای میلگرد A3 باشد، به طوری که میزان ازدیاد طول نسبی آن در طولی معادل 5 برابر قطر، حداقل 16% باشد.
– در تولید میلگرد، از شمش با کربن بالا استفاده نشود. روش تولید میلگرد، تکنولوژی ترمکس بوده وکربن معادل (CE) میلگرد، حداکثر 5/0 باشد.
– کارخانه تولید کننده میلگرد، گواهی سازمان ملی استاندارد را برای تولید میلگرد های آج 500 وآج 520 اخذ نموده ونشان کارخانه و رده میلگرد را بر آن حک کرده باشد.

شکل ظاهری میلگرد های A2 و A3

در طراحی پی از میلگرد طولی A3 و میلگرد عرضی A2 استفاده می شود . یکی از راه های شناسایی شکل آج است. در میلگرد های A3 آج ها به صورت ضربدری هستند اما در A2 به صورت منفرد هستند. در میلگرد هایA2 آج ها بصورت موازی هستند ولی در میلگرد های A3 آج ها بصورت هفت و هشت هستند.

انواع میلگردها بر اساس استاندارد و آنالیز کنونی

میلگرد ساده 240 (میلگرد ساده)

میلگرد آج دار 340 (میلگرد آجدار مارپیچ) یا ( یکنواخت)

میلگرد آج دار 350 (میلگرد آجدار مارپیچ) یا ( یکنواخت)

میلگرد آج دار 400 (میلگرد آجدار جناقی) یا (یکنواخت)

میلگرد آج دار 420 (میلگرد آجدار جناقی ) یا ( یکنواخت)

میلگرد آج دار 500 (میلگرد آجدار مرکب)

میلگرد آج دار 520 (میلگرد آجدار مرکب)

در حال حاضر تمام میلگردهای بازار تابع چنین استانداردی هستند.
‌وقتی نام ‌میلگرد A2 را می‌شنوید بدانید که منظور همان ‌میلگرد آج ۳۴۰‌ است و منظور از ‌میلگرد A3، همان ‌میلگرد آج ۴۰۰‌ است. فقط نام‌ها ثابت مانده ولی آنالیز و استاندارد آنها کاملاً متفاوت است.
روش تشخیص میلگرد ‌آج ۳۴۰‌ و میلگرد ‌آج ۴۰۰‌‌
در ‌‌آج ۳۴۰‌، آج‌ها با زاویه ۴۵ درجه و بصورت مارپیچی است.‌در ‌آج ۴۰۰‌ زاویه آج‌ها ۴۵ درجه است ولی اگر از روبرو به میلگرد نگاه کنید، آج‌ها به صورت جناقی (هفت و هشت) است.

خواص مکانیکی میلگرد ها – تست کرنش و کشش و خمش

تنش تسلیم

حداکثر نیرویی است که به میلگرد وارد‌ و میلگرد دچار تغییر شکل دائمی نمی‌شود. اگر مقدار نیرو افزایش یابد، میلگرد بحالت اولیه بر نمی‌گردد و برای همیشه تغییر شکل می‌دهد. خاصیت برگشت پذیری را ‌خاصیت الاستیکه‌ و خاصیت برگشت ناپذیری را ‌خاصیت پلاستیک‌ می‌نامند. در طراحی‌ها، ملاک انتخاب میلگرد، مقدار تنش تسلیم است. به همین خاطر است که بخاطر همین خاصیت بسیار مهم، مقدار تنش تسلیم در نامگذاری میلگردها سهیم است. در میلگرد آج ۳۴۰‌،‌ حداقل تنش تسلیم این میلگرد، ۳۴۰ مگاپاسکال (MPA) است.

مقاومت کششی

مقاومت کششی، بیشترین نیروی کششی است که جسم قبل از شکست تحمل می‌کند. واحد آن، ‌پوند بر اینچ مربع‌ است. خاصیت مقاومت کششی میلگردها را می‌توان با عملیاتی همچون آلیاژکاری، سرد کاری،‌ یا عملیات حرارتی افزایش داد. عبارات متشابهی که برای مقاومت کششی بکار گرفته می‌شود شامل استحکام کششی – تاو کششی– Tensie Strength. در آزمون کشش و ازدیاد طول نسبی، میزان انعطاف پذیر بودن و یا شکننده بودن میلگرد مشخص می‌شود.

انواع کاربرد میلگرد ( آرماتور )‌ در بتن

میلگردها به شکل‌های مختلف در اعضای بتنی مسلح مورد استفاده قرار می‌گیرند که معمولاً در نقشه‌های سازه‌ای‌، بطور دقیق تریسم میشوند. کاربردهای مختلف آنها را در زیر ذکر میکنند.

میلگرد راستا‌ چیست

برای افزایش مقاومت کششی بتن

میلگرد خاموت چیست

برای جلوگیری از بیرون زدگی آرماتورهای طولی در اثر کمانش و تحمل نیروهای برشی و جلوگیری از گسترش ترک‌.

میلگرد سنجاقک چیست

برای تقویت مقاومت برشی خاموت‌ها و اتصال کامل بین میل گردهای طولی و خاموت

میلگرد خرک چیست

برای قرار دادن دو شبکه‌ی متوالی افقی با فاصله‌ی معین در داخل قالب (‌در بتن ریزی‌های کف و فونداسیون‌(

میلگرد رکابی چیست

برای در امتداد نگه داشتن آرماتورهای طولی یا عمودی در بتن ریزی دیوارها و دال‌ها (به شکل حرف u) یا بین دو سفره آرماتور (شبکه مش‌بندی)

میلگرد ادکا چیست

لنگرهای منفی در تکیه‌گاه‌های تیر و برای تحمل نیروهای برشمیلگرد گذاری شالوده‌ها

در عمل میلگردها به صورت شبکه‌ای در کف شالوده قرار داده می‌شوند (‌با احتساب فاصله‌ی پوشش بتن‌) برای ایجاد چسبندگی بیشتر و انتقال مناسب‌تر نیرو بین فولاد و بتن در کناره‌های فونداسیون‌، میلگرد شبکه با خم ۹۰ درجه به طول معین‌، شکل داده می‌شود.
با توجه به میزان بار و عمق فونداسیون سیستم میلگرد گذاری در آنها می‌تواند به صورت شبکه‌های تحتانی ‌یا ترکیبی از شبکه‌های تحتانی و فوقانی باشد.
برای حفظ فاصله‌ی مناسب بین دو شبکه از خرک (‌میلگرد خم شده به صورت تکیه گاه‌) استفاده می‌شود.

گالوانیزه چیست؟

معمولا فولاد و آهن، از عناصری هستند که دچار خوردگی، زنگ‌زدن و در نهایت تضعیف و فروریختن می‌شوند. امروزه راه‌های مختلفی برای محافظت از سازه‌ های فولادی در این مشکل وجود دارند. فولاد گالوانیزه یکی از همین روش‌ها و اغلب بهترین روش برای اکثر سازه‌های فولادی محسوب می‌شود.اگر ورق فولادی را با فلز «روی» پوشش دهند، ورق گالوانیزه ایجاد می‌شود. اگر پوشش روی از بین رود یا حتی شکسته شود، این ورق به هیچ وجه زنگ نخواهد زد؛ همچنین بنا به دلایلی که در ادامه ذکر می‌کنیم استفاده از این ورق‌ها بسیار مقرون به صرفه هستند، به همین دلیل قیمت ورق گالوانیزه اهمیت زیادی دارد.
کاربرد این محصول به اندازه‌ای وسیع است که می‌توان آن را در همه‌جا پیدا کرد: در پل‌ها، استادیوم‌ها، دروازه‌ها و نرده‌ها، چراغ خیابان‌ها، سقف منازل و اتومبیل‌ها!

مشخصات فولاد گالوانیزه
پوشش روی مانع از رسیدن مواد خورنده به فولاد زیرین یا آهن می‌شود، از خوردگی فلزات جلوگیری کرده و مقاومت فولاد پوشش داده شده عمیقا افزایش می‌یاید.
یک پوشش گالوانیزه می‌تواند بیشتر از ۷۰ سال بدون تعمیر و نگه‌داری دوام بیاورد.
روی تنها ماده‌ای است که همچین قابلیتی را به فلز زیرین می‌دهد.
فولاد گالوانیزه جایگزین مناسبی برای فولاد ضدزنگ است.
اگر پوشش روی خراشیده شده و آسیب ببیند، همچنان از فولاد زیرین محافظت شده و زنگ نمی‌زند.

فرایند تولید تیرآهن :

در این فعالیت تیرآهن بال پهن نمره ۶۰ تا ۱۰۰ و به روش نورد گرم Hot Rolling تولید می گردد، یکی از روش های رایج و متداول شکل دهی فلزات، نورد گرم می باشد. بدین صورت که، ابتدا شش مفولادي از نوع شمشه (بلوم) با مقطع و طول مشخص به درون كوره هاي حرارتي نورد ریخته شده و پس از رسيدن به درجه حـرارت مورد نظر و عبور از قفسه های نورد ابتدایی (مجموعه غلتک ها) مقطع آن کاهش و طول آن را افزایش می دهند و نهایتاً با عبور از قفسه های نورد میانی و پایانی به شکل تیراهن تبدیل می گردد و سپس به طول های مورد نظر برش و بسته بندی می شوند.

انواع تیرآهن و استاندارد آن:

تیرآهن IPE : استاندارداروپا و آلمان – ارتفاع ۸۰-۶۰۰ میلیمتر

تیرآهن INP: استاندارد چین و روسیه – ارتفاع ۸۰ تا ۶۰۰ میلیمتر

تیرآهن IPB : تیراهن بال پهن – ارتفاع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلیمتر

کاربرد تیرآهن در ساختمان:

تیراهن به صورت ستون، خرپا، نعل درگاه، تیر در پوشش سقف‌ها و پل‌های لانه زنبوری کاربرد دارد.

مرجع: مهد فولاد