چرا از فولاد در ساخت میلگرد استفاده می شود؟

 اگرچه مقاومت فشاری بتن زیاد است ولی به دلیل پایین بودن مقاومت کششی و چرخشی بتن در آن از میلگرد استفاده می­کند و اصطلاحاً میلگرد را مسلح می­کنند. بتن خود بر اساس طرح اختلاط از سنگدانه­ها شامل شن و ماسه و ملات که ترکیبی از آب و سیمان است به نسبت­های مختلف تولید می­شوند. زمانی که میلگرد از جنس فولاد به این طرح اختلاط اضافه می­گردد مقاومت کششی فولاد و مقاومت فشاری بتن سبب ایجاد بتن مسلح شده و این بتن مسلح سبب استحکام بالا در هر سازه­ای خواهد شد. در صورت استفاده از میلگرد در بتن به آن آرماتور می­گویند. میلگردها خود برای کارهای مختلف و در موقعیت­های مختلفی استفاده می­شود و از لحاظ جنس به دودسته میلگرد فولادی و غیر فولادی تقسیم می­شود. میلگردهای غیر فولادی مانند میلگرد FRP که در میلگرد از الیاف و آلیاژهای خاص استفاده می‌کنند و عموماً در میلگردهای غیر فولادی مقاومت فشاری پایین و مقاومت فشاری بالا است، لذا از میلگردهای غیر فولادی به‌عنوان آرماتور جهت قسمت­هایی از سازه که تحت‌فشار و بار زیادی قرار دارند نظیر ستون­ها استفاده نمی­شود. در قسمت­هایی از سازه که نیاز به تحمل بارهای بیشتر و فشار بالاتر است از میلگرد فولادی استفاده می­کنند زیرا مقاومت فشاری بالاتری در مقایسه با میلگرد غیر فولادی دارد. قیمت میلگرد فولادی از قیمت میلگرد غیر فولادی کمتر است. علت بیشتر بودن قیمت میلگرد الیافی یا غیر فولادی به دلیل استفاده از الیاف و آلیاژهای موردنظر در میلگرد غیر فولادی و جنس خاص این الیاف می­باشد.

همانطور که از نام این میلگرد پیداست میلگرد فولادی از فولاد ساخته می­شوند ولی واقعاً چرا از فولاد در ساخت میلگرد استفاده می­شود؟ فولاد از پرکاربردترین آلیاژهای آهن است. آهن همراه با کربن ترکیب شیمیایی تشکیل داده و فولاد را پدید می­آورند. فولاد خواص زیادی دارد از جمله اینکه شکل­پذیری بالایی دارد، گرما را به‌خوبی هدایت می­کند، دوام بسیار بالایی دارد، ضدزنگ و ضدخوردگی است، انعطاف­پذیری بالایی داشته و استحکام کششی بالایی دارد. تمامی ویژگی­های آلیاژ فولاد بالاخص مقاومت کششی بالای فولاد سبب شده است تا در تولید میلگرد از فولاد استفاده شود. از مشخصه­های فولاد ساختمانی که در میلگرد استفاده می­شود حداقل مقاومت نهایی فولاد است که این مقاومت را با مگاپاسکال نشان می­دهند برای مثال ST37 نشان می­دهد که مقاومت کششی نهایی فولاد برابر با 37 مگاپاسکال است. در صورت استفاده از میلگرد در بتن، چسبندگی خوبی میان میلگرد فولادی و بتن ایجاد می­شود و اینکه تغییرات حجمی بتن و میلگرد فولادی به دلیل تغییر درجه حرارت با هم برابرند و این موارد از جمله چرایی استفاده از فولاد به‌عنوان میلگرد است. چون ضریب انبساط حرارتی فولاد و بتن نزدیک به هم است در مقابل تغییرات درجه حرارت محیطی، تغییرات زیادی نداشته و لغزش و مشکلی روی نخواهد داد. باتوجه‌به تولید میلگرد از فولاد، قیمت میلگرد از قیمت فولاد بکار رفته در آن نشئت می­گیرد و با کاهش قیمت فولاد قیمت میلگرد کاهش و با افزایش قیمت فولاد قیمت میلگرد افزایش خواهد یافت. حتی در آلیاژ فولاد که ترکیبی از آهن و کربن است، میزان کربن به حدی اهمیت دارد که آلیاژ تولید شده که همان فولاد است، بر اساس میزان کربن مورداستفاده به 3 دسته تقسیم می­شوند. لازم به ذکر است قیمت میلگرد بر اساس سطح استفاده از کربن در فولاد متفاوت خواهد بود و به همین دلیل قیمت میلگرد A1، A2، A3 و A4 به دلیل کاربرد مقادیر مختلفی از کربن در فولاد میلگرد، قیمت میلگرد متفاوتی را رقم خواهند زد. البته میلگرد مورداستفاده در بتن باید عاری از هرگونه زنگ­زدگی، مواد زائد و قیر و مواد کندگیر کننده، دوغاب سیمان سخت شده و ... باشند. قبل از استفاده از میلگرد فولادی در بتن می­بایست این ناخالصی­ها ازروی میلگرد برطرف گردد تا میلگرد درون بتن بالاترین عملکرد خود را داشته باشد.

  • فولاد کم‌کربن: قابلیت جوشکاری بالایی دارند و به‌راحتی لحیم‌کاری می­شوند برای همین است که میلگرد A1 از جنس فولاد نرم و کم‌کربن است.
  • فولاد با کربن متوسط: در چرخ­دنده­ها، پیچ­های اتصالی، ریل راه­آهن و میل‌لنگ عموماً از فولاد با کربن متوسط استفاده می­کنند و میلگرد A2 که از جنس فولاد نیمه­سخت می­باشد از این نوع از آلیاژ فولاد استفاده می­کند.
  • فولاد با کربن زیاد: در ساخت انواع اره، تیغه و فنر استفاده می­شود و میلگرد A3 و A4 از جنس فولاد با کربن زیاد می­باشند.