نقش میلگردها در بتن مسلح
نقش میلگردها در بتن مسلح
آرماتور یا میلگرد یکی از انواع مصالحی است که در ساخت و ساز استفاده می‌شود. میلگردها شکل پذیری را برای هر عضو سازه‌ای مانند ستون‌ها، تیرها، دال‌ها و غیره فراهم می‌کند. آرماتورها رفتار شکل پذیری دارند که مقاومت اعضای سازه‌ای را در بخش کشش افزایش می‌دهند. آرماتور در بتن ممکن است میلگرد ساده یا آجدار باشد و برحسب محاسبات به تعداد مشخصی در بتن مسلح قرار می‌گیرد. در این بررسی به نقش میلگردها در بتن مسلح می‌پردازیم.
وظیفه میلگردها در بتن مسلح چیست؟
هدف استفاده از میلگردها در بتن مسلح به دلایل زیر است:
1- اقتصاد و زیبایی شناسی
بدون آرماتور، سطح مقطع مورد نیاز بتن می‌تواند آنقدر بزرگ باشد که هم زیبایی شناسی و هم جنبه‌های اقتصادی را تحت تاثیر قرار دهد. در حالی که با داشتن آرماتورها، می‌توان با جبران سطح مقطع بتنی به سطح مقطع مطلوب رسید. بتن بدون میلگرد دارای ابعاد بیشتری خواهد بود، بدین معنا که باید سیمان و مصالح بیشتری خریداری کرد. اما میلگردها به کاهش مصالح و ابعاد بتن کمک می‌کنند.
2- عملکرد ساختاری
بتن در مقاومت در برابر تنش فشاری خوب است اما در نیروهای کششی نه! آرماتورها این ناحیه ضعیف بتن را برای حمل بارها تقویت می‌کنند. میلگرد تنش‌های کششی را تحمل می‌کند زیرا بتن در کشش ناشی از تنش خمشی خوب نیست. میلگردها همچنین شکل پذیری زیادی را به سازه ارائه می‌دهد. مشروط بر اینکه آرماتورها در کمتر از نیاز اسمی سازه طراحی شوند، از شکست فاجعه بار سازه جلوگیری می‌کند. به طور کلی، میلگردها به سازه پایداری بیشتری می‌بخشد که بدون آن سازه به هدفی که برای آن طراحی شده است، عمل نمی‌کند.
دو ویژگی مهم میلگردها در بتن
- ضریب انبساط حرارتی بتن مشابه فولاد است و تنش‌های داخلی بزرگ را به دلیل تفاوت در انبساط یا انقباض حرارتی از بین می‌برد.
- هنگامی که خمیر سیمان درون بتن سخت می‌شود، این امر با جزئیات سطح فولاد منطبق شده و اجازه می‌دهد هر گونه تنش به طور موثر بین مواد مختلف منتقل شود. معمولاً برای بهبود بیشتر پیوند یا انسجام بین بتن و فولاد، میلگردهای فولادی آجدار انتخاب می‌شوند.
انواع میلگردهای تقویت کننده بتن
چهار نوع میلگرد تقویت کننده فولادی وجود دارند که در ساخت و ساز استفاده می‌شوند:
1- میلگردهای ساده فولادی
بر خلاف انواع دیگر، این میلگردها ساده هستند و آجی روی سطح خود ندارند. معمولاً برای پروژه‌های کوچک با بودجه محدود استفاده می‌شوند زیرا تهیه آنها ارزان‌تر است اما به خوبی با بتن پیوند ندارند. میلگردهای ساده با Ø مشخص می‌شوند.
2- میلگردها آجدار فولادی
میلگردهای فولادی آجدار دارای دنده، گیره و فرورفتگی در سطح میلگرد هستند که این امر اتصال خوبی بین بتن و میلگرد ایجاد می‌کند. خواص کششی این میلگردها در مقایسه با میلگردهای ساده بیشتر هستند. این میلگردها در مقاطع از قطر شش میلی متر تا 50 میلی متر تولید می‌شوند. میلگردهای آجدار با Φ مشخص می‌شوند.
3- میلگردهای فولادی پیش تنیده
این میلگردها از سیم‌های متعدد به نام تاندون از 2 تا 7 رشته تشکیل شده‌اند. بیشتر به دلیل ترکیب همه کاره و استحکام کششی چشمگیرش شناخته شده است. این میلگرد اغلب با بتن پیش تنیده موجود در پل‌ها و دال‌های بتنی در ساختمان‌ها ترکیب می‌شود. به خاطر داشته باشید که اگرچه میلگردهای تقویت کننده به عملکرد بهتر سازه‌های بتنی کمک می‌کنند اما بتن ماده متخلخلی است که رطوبت و نمک تولید می‌کند. اینها می‌توانند در طول زمان نفوذ کرده و استحکام میلگردهای فولادی را از بین ببرند.
همچنین، میلگردها بر اساس استاندارد روسی به سه نوع زیر تقسیم می‌شوند:
- میلگرد A1 از نوع صاف است و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب 2400 و 3600 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد.
- میلگرد A2 از نوع آجدار است و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب 3400 و 5000 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد.
- میلگرد A3 از نوع آجدار است و و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب 4000 و6000 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد.
در حال حاضر تقسیم بندی میلگردها در ایران شیوه بالا صورت می‌گیرد.
انواع میلگردهای فولادی تغییر شکل یافته
این میلگردها به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
1- میلگردهای TMT (میلگردهای ترمو مکانیکی درمان شده)
میلگردهای ترمو مکانیکی عملیات حرارتی میلگردهایی هستند که دارای استحکام بالایی می‌باشند که در کار بتن مسلح سیمانی (RCC) مورد استفاده قرار می‌گیرند. این جدیدترین القایی در میلگردهای فولادی MS با خواص برتر مانند استحکام، شکل پذیری، قابلیت جوشکاری، قابلیت خمش و بالاترین استانداردهای کیفیت در سطح بین المللی است.
2- میلگردهای تغییر شکل یافته با استحکام بالا
میلگردهای تغییر شکل یافته با استحکام بالا، میلگردهای فولادی تابیده شده سرد با بند، دنده، برآمدگی یا تغییر شکل روی سطح هستند. این به طور گسترده و عمده برای اهداف تقویتی در ساخت و ساز استفاده می‌شود. این میلگردها در اندازه‌ها یا مقاطع از قطر 4 میلی متر تا 50 میلی متر تولید می‌شوند.
دلایلی رایج برای استفاده از بتن مسلح
- بتن مسلح مقاومت بالایی در برابر آتش و آب و هوا دارد.
- بتن آرمه همه کاره است و تقریباً به هر شکلی قابل طراحی خواهد بود.
- بتن مسلح هزینه‌های نگهداری بسیار پایینی دارد.
- بتن مسلح در شرایط آب و هوایی تصفیه شده و در برابر شرایط مرطوب مقاوم است. به همین دلیل بوده که ماده انتخابی برای سدها، اسکله‌ها و پایه‌ها می‌باشد.
- بتن مسلح مقرون به صرفه‌تر از سازه‌های فولادی معادل است.
- بتن مسلح در هنگام نصب یک سازه بزرگ به نیروی کار ماهر کمتری نیاز دارد.
حالت‌های رایج شکست بتن مسلح
بتن مسلح می‌تواند به دلیل مقاومت ناکافی، منجر به شکست مکانیکی یا به دلیل کاهش دوام شکست بخورد. چرخه‌های خوردگی و انجماد و ذوب ممکن است به بتن مسلح با طراحی یا ساخت ضعیف آسیب برسانند. هنگامی که میلگرد خورده می‌شود، محصولات اکسیداسیون (زنگ) منبسط شده و تمایل به پوسته پوسته شدن دارند، بتن ترک می‌خورد و میلگرد از بتن جدا می‌شود.
کلام آخر
میلگردها در بتن مسلح نقش تقویت کننده ناحیه کششی را بازی می‌کنند زیرا بتن در این ناحیه ضعیف است. امروزه به ندرت سازه‌ای را مشاهده می‌کنیم که از بتن بدون آرماتور ساخته شده باشد. میلگردها به بتن خاصیت شکل پذیری و انعطاف پذیری بیشتری می‌دهند. مهندسان باید بسته به نیازهای پروژه، میلگردهای مورد نیاز اعضای بتنی مانند تیرها، ستون‌ها، دال‌ها، فونداسیون و غیره را طراحی کنند.
منابع:
https://civilengineeringtotalconceptcom./