میلگرد چیست؟

میلگردها، از پرکاربردترین مصنوعات فلزی و یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی فلزی در دنیا محسوب می‌شوند. این محصولات که به شکل‌ها و سایزهای مختلفی در بازار موجود هستند در بیشتر سازه‌های بشری استفاده می‌شوند.

میلگرد که مخفف “میله تقویت‌کننده” یا “نوار تقویت‌کننده” است، میله‌ای فلزی است که برای کمک به افزایش مقاومت کششی بتن استفاده می‌شود. در نتیجه به سازه‌های بتنی کمک می‌کند تا در برابر بارهای کششی، خمشی، پیچشی و برشی مقاومت کنند. از آنجایی که این نقاط ضعف بتن هستند، میلگرد سازه‌های بتنی را تقویت می‌کند که در غیر این صورت تحت این نیروها از هم می‌پاشند.

میلگرد معمولاً در سازه‌های بتنی قابل مشاهده نیست، زیرا معمولاً درون سازه بتنی مدفون می‌شود و تقریباً همیشه از فولاد ساخته می‌شود. زیرا فولاد مانند بتن دارای خواص انبساط حرارتی است که مسائل مربوط به تغییر دما را کاهش می‌دهد. میلگرد معمولاً صاف نیست و برای جلوگیری از لغزش در ساختار بتنی با دنده ساخته می‌شود.

روش‌های تولید میلگرد

میلگرد معمولا از فولاد بازیافتی مانند ماشین‌های قدیمی، وسایل و ماشین‌آلاتی که با کوره‌های قوس الکتریکی ذوب می‌شوند، به شکل بیلت سرد شده، ساخته می‌شود.

هنگامی‌که بیلت‌ها برای ساخت میلگرد آماده می‌شوند، دوباره تا دمای بالا گرم شده و به سرعت از طریق یک سری ابزار اکستروژن تغذیه می‌شوند و تا رسیدن به قطر میلگرد مورد نظر، شمش فولادی را به میله‌هایی با قطر کوچک و کوچکتر تبدیل می‌کند.

مجموعه‌ای از ابزارها تغییر شکل‌های مورد نیاز برای جلوگیری از لغزش در بتن را ایجاد می‌کند و سپس میلگرد به طول مورد نظر بریده می‌شود.

بتن‌ها با توجه به نوع سازه‌ها و میزان باری که باید تحمل کنند، از میلگردهای مختلف در آن‌ها استفاده می‌شود. هم‌چنین میلگرد از نظر انعطاف‌پذیری یا سختی هم در رده‌های گوناگونی قرار می‌گیرد.

تولیدکنندگان، باتوجه به نوع کاربرد و همچنین افزایش خواص مکانیکی میلگردها، راه‌کارهای مختلفی را برای تولید آن‌ها به‌کار می‌برند. میلگرد فولادی معمولاً در پروژه‌های ساختمانی برای ایجاد استحکام و پایداری سازه‌های بتنی استفاده می‌شود.

میلگرد خود انواع گوناگونی دارد و از طریق روش‌های مختلفی هم تولید می‌شود، اما ماده پایه میلگرد در اکثر موارد فولاد کربنی است.

به‌طور کلی یکسری از مراحل و روش‌ها در همه آنها یکسان است.

مرحله اصلی مشترک در همه روش‌های ساخت میلگرد، ذوب آهن و تبدیل آن به شمش می‌باشد. شمش‌های تولید شده در این مرحله را می‌کشند تا طول آنها افزایش پیدا کند. علاوه‌بر کشیدگی یک فرمت استوانه‌ای خاص نیز دارد.

روش‌ های ساخت میلگرد

تولید میلگرد شامل فرآیندهای متنوعی می‌شود که بر کیفیت، خواص و قیمت آن‌ها تأثیر می‌گذارد.

از مهم‌ترین عواملی که بر ویژگی‌های میلگرد تأثیرگذار است، روشی است که از طریق آن ساخته می‌شود.

در برخی از این موارد میلگرد ممکن است از استحکام بالاتری برخوردار بوده و البته سخت‌تر هم باشد. اما در برخی روش‌های دیگر میلگرد انعطاف‌پذیری بیش‌تر خواهد داشت. بنابراین دانستن این‌که میلگرد از چه روشی ساخته شده، در فهمیدن ویژگی‌های آن و در نتیجه کاربرد موثری که دارد، بسیار با اهمیت است.

به‌طورکلی میلگرد از چهار روش مختلف تولید می‌شود که البته فرآیند ابتدایی در همه آن‌ها یکسان است. تفاوت این روش‌ها بیش‌تر در مراحل پایانی یا ماده اولیه مورد استفاده در آن‌ها است.

فرآیند نورد

روش نورد یکی از فرآیندهای اولیه مورد استفاده برای تولید میلگرد فولادی است.

در روش نورد، بیلت‌ها یا بلوم‌های فولادی را حرارت داده و سپس از یک سری دستگاه‌های نورد عبور می‌دهند. این دستگاه‌ها، فولاد را تغییر شکل داده و به ابعاد مختلف میلگرد مورد نظر در می‌آورند. این فرآیند را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های نورد گرم یا نورد سرد انجام داد.

در مرحله پایانی فرآیند تغییر شکل از طریق نورد، بیلت به محصولی تبدیل می‌شود که کاربران به آن نیاز دارند. فرآیند نورد نقش تعیین‌کننده‌ای در کیفیت محصول دارد.

روش تولید میلگرد با نورد

یکی از محبوب‌ترین و مرسوم‌ترین روش‌های ساخت میلگرد و سایر محصولات فولادی، روش نورد است. شمش فولادی را وارد کوره کرده و با دمای ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد حرارت می‌دهند. زمانی‌که شمش‌ها به حرارت مورد نظر رسیدند باید برای نورد به خط تولید منتقل شوند. قطر شمش‌ها در این مرحله برای تولید میلگرد کم و کمتر می‌شود.

بعد از اینکه فرآیند نورد انجام شد باید آج میلگرد را روی آن پیاده کنند و آنها را در طول‌های ۲۴ یا ۳۶ متر برش دهند.

نورد گرم شامل گرم کردن بیلت‌های فولادی در دمای بالا و سپس عبور دادن آنها از دستگاه‌های نورد است. این فرآیند به دلیل چکش‌خواری فولاد گرم شده، امکان شکل‌دهی و تغییر شکل آنها را بهتر انجام می‌دهد.

از طرف دیگر نورد سرد شامل عبور بیلت‌های فولادی از دستگاه‌های نورد در دمای محیط است. این فرآیند به‌طور کلی برای تولید میلگرد با اندازه کوچکتر با تلرانس‌های محکم‌تر و سطوح صاف‌تر استفاده می‌شود.

روش ساخت میلگرد با سردکاری یا نورد سرد

روش ساخت میلگرد یا آرماتور در دمای پایین با تبلور دوباره را سردکاری میلگرد می‌گوییم. میلگرد مقاومت بالایی در این فرمت دارد. فرآیند نورد سرد، باعث جا به‌جایی ساختار کریستالی ماده می‌گردد.

فرآیند نورد سرد، باعث جا به‌جایی و به هم ریختگی ساختار کریستالی ماده می‌گردد. انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری آن در این بخش افزایش پیدا می‌کند. مقاومت میلگردهایی که به این روش تولید می‌شوند بسیار بالاست، مقاومت تسلیم قابل توجهی دارند و فولاد آنها سخت‌تر است. با این حال استفاده از این میلگرد در محیط‌های زلزله خیز توصیه نمی‌شود.

جزئیات و پارامترهای خاص تولید میلگرد فولادی به روش نورد می‌تواند بسته به مشخصات میلگرد مورد نظر، استانداردهای صنعت محلی و تجهیزات مورد استفاده توسط سازنده متفاوت باشد.

در این بخش یکسری تجهیزات استفاده می‌شوند که عبارتند از :

۱. کوره پیش‌گرم جهت پخت شمش‌ها

۲. رول‌های کوره جهت انتقال شمش به مرحله رافینگ

۳. رافینگ؛ برای نورد و کاهش ابعاد شمش

۴. رول‌های رافینگ برای انتقال مواد به سمت استند

۵. قیچی سرزن

۶. شانه‌های بسته‌بندی

روش ساخت میلگرد میکروآلیاژی

برای تولید میلگرد در این روش، مقداری تیتانیوم، نیوبیوم و یا وانادیم به آرماتور اضافه کرده و میلگرد مورد نظر را تولید می‌کنند. این شیوه موجب ایجاد کاربیدهای فلزی می‌شود که آنها ریزذرات مقاوم‌ساز را تولید می‌کنند. میزان ریزی این ذرات هرچه بیشتر باشد، میلگرد ما نیز مقاومت بیشتری خواهد داشت. به طور کلی چون شمش در این روش به‌صورت آرام خنک می‌شود، محصول نهایی مقاومت قابل توجهی دارد. این میلگرد یک گزینه عالی برای استفاده در تولید توری پرسی و همین‌طور فونداسیون‌سازی ساختمان است.

ساخت میلگرد با عملیات حرارت و خنک کاری یا ترمکس

به فرآیندی که به سرعت باعث خنک شدن محصول می‌شود خنک‌کاری می‌گویند. در این عملیات محصول را سریعا وارد آب یا روغن سرد کرده و آن را خنک می‌کنند. ماده‌ای که در این مرحله تولید می‌شود ابتدا بسیار سخت و شکننده است. بعد از اینکه فولاد مورد نظر خنک شد، باید حرارت ببیند. این حرارت موجب کاهش سختی و افزایش شکل‌پذیری آن می‌گردد. میلگردی که به این روش تولید می‌شود، نسبت به نوع‌های دیگر شکل‌پذیری بالاتری دارد. زیرا مقدار کربن آن نیز کمتر است.

شمش فولادی که در این شیوه استفاده می‌شود، کیفیت مطلوبی ندارد. بنابراین جهت افزایش مقاومت، آنها را از بین لوله‌های آب عبور داده تا سطح بیرونی شمش‌ها به یک باره سرد گردد. سطح بیرونی میلگرد ترمکس به نسبت سطح داخلی، مقاومت کمتری دارد. از این نوع میلگرد بهتر است در مناطق زلزله‌خیز استفاده نشود.