میلگرد تقریباً ستون فقرات اکثر سازه های بتنی ست .از فونداسیون، دیوار و ستون تا سقف و تیر. بدون میلگرد، بتنهای حجیم و سازههای بتنی دوام و پایداری خود را از دست می دهند.
میلگرد اساس سازه های بتنی و اسکلت فولادی است . به واسطه ترکیب خاصی از مقاومت کششی، انعطاف و چسبندگی به بتن، بدون میلگرد سازه تقریباً محکوم به شکست است. اما میلگرد چگونه تولید می شود؟ کیفیت آن چگونه تعیین میگردد؟ و چرا قیمت آن در بازار نوسان دارد؟ پاسخ این پرسش ها در فرایند تولید نهفته است.
به نقل از وبسایت a4f.ir : تولید میلگرد یکی از مراحل حیاتی در صنعت ساخت و ساز به شمار می رود چرا که این محصول با افزایش مقاومت کششی بتن، امکان ساخت سازه های مقاوم و پایدار را فراهم می کند.
در ادامه به طور دقیق تمام مراحل تولید از مواد اولیه تا میلگرد آماده تحویل بررسی می کنیم.
میلگرد چیست و چرا مهم است؟
Rebar (میلگرد) میله فولادی آجدار یا سادهای است که در بتن مسلح برای تقویت مقاوت کششی بتن استفاده می شود. چون بتن مقاومت خوبی در برابر فشار دارد اما در برابر کشش ضعیف است، با میلگرد بتن به جسمی مقاوم در برابر انواع تنشها تبدیل می شود.
سطح میلگرد ها معمولاً دارای آج و برجستگی است تا پیوند قوی تری با بتن ایجاد شود و احتمال لغزش یا شکست پیوند کاهش یابد.
میلگرد تقریباً ستون فقرات اکثر سازه های بتنی ست .از فونداسیون، دیوار و ستون تا سقف و تیر. بدون میلگرد، بتنهای حجیم و سازههای بتنی دوام و پایداری خود را از دست می دهند.
مراحل تولید میلگرد: از فولاد خام تا میلگرد آجدار
فرآیند تولید میلگرد مجموعه ای از مراحل دقیق است، که هر مرحله بر کیفیت و خصوصیات نهایی میلگرد تأثیر می گذارد. بر اساس منابع متعدد این مراحل به شکل زیر است:
تامین ماده اولیه — فولاد خام یا ضایعات فولادی
معمولاً میلگرد از فولاد کربنی ساخته می شود؛ این فولاد می تواند از ذوب ضایعات فولادی (recycled steel scrap) یا از شمش/بیلت فولادی تامین شود.در روش مدرن، ضایعات فولادی در کورههایی مثل کوره القایی یا کوره قوس الکتریکی (Electric arc furnace) ذوب میشوند تا فولاد مذاب حاصل شود.
ریخته گری و تولید شمش/بیلت (Billet)
فولاد مذاب بعد از ذوب و افزودن عناصر آلیاژی لازم مانند منگنز،Vanadium یا دیگر عناصر) به مایع فولاد آماده ریخته گری تبدیل می شود.
سپس فولاد مذاب در قالب یا با روش «ریختهگری پیوسته» (continuous casting) به بیلت یا شمش با مقطع مربع یا مستطیل شکل داده می شود. این بیلت ها پایهای برای تولید میلگرد هستند.
پیش گرم و نورد گرم (Hot Rolling)
شمش بیلت ها ابتدا در کورههای پیش گرم تا دمای بالا (مثلاً حدود ۱۱۵۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتی گراد) گرم می شوند تا برای نورد آماده شوند.
سپس در خط نورد از طریق مجموعه غلتک ها (Rolling mills) چند مرحله عبور می کنند: از مرحله خشن (roughing) تا نهایی (finishing)، تا مقطع و قطر نهایی میلگرد شکل بگیرد.در همین مرحله، اگر میلگرد آجدار باشد، در غلتک های نهایی، آج و برجستگی های سطحی برای چسبندگی با بتن حک میشوند.
عملیات حرارتی و خنکسازی (در صورت نیاز)
برای بالا بردن خواص مکانیکی (مثل مقاومت تسلیم و انعطافپذیری) بعضی میلگردها تحت عملیات حرارتی خاص قرار می گیرند. مثلاً در روش هایی مثل “quenching and self-tempering” (QST) شعلهدهی + سرد کردن سریع سطح + سخت کردن، و سپس بازپخت هسته داخلی برای حفظ انعطاف انجام میشود. این روش برای تولید میلگردهای با مقاومت بالاتر مثل HRB400 یا HRB500 کاربرد دارد.
در تولید سنتی، بعد از نورد، میلگردها به صورت هوابُر (air-cooled) سرد می شوند.
برش، بسته بندی و آماده سازی برای بازار
میلگرد پس از نورد و سرد شدن در اندازههای معین (مثلاً شاخه هایی با طول معمول ۱۲ متر) بریده می شود. برخی میلگرد ها به صورت کلاف نیز عرضه می شوند.
سپس بر اساس استانداردها روی میلگرد شناسنامه، گرید و مشخصات فنی حک می شود — مثل نوع آج، قطر، گرید (مثلاً A1–A4 در ایران) و گاهی روش تولید (مثل “T” برای ترمکس.
بسته بندی و بندیل شدن با وزنهای مشخص (مثلاً bundles ~ ۲ تن) انجام میشود تا برای حمل و انبار آماده باشد.
کنترل کیفیت و آزمایشات استاندارد
هر دسته میلگرد قبل از عرضه تحت آزمایش هایی قرار می گیرد: آنالیز شیمیایی، تست کشش (Tensile test)، تست خمش (Bend test)، تست تغییر شکل و تست انعطاف پذیری.این آزمایشات تضمین می کنند که میلگرد تولید شده استانداردهای گرید، مقاومت و کارایی لازم را داشته باشد، مخصوصاً وقتی برای ساخت سازههای حساس یا در مناطق زلزله خیز به کار می رود.
روش های مختلف تولید میلگرد و تأثیرشان بر کیفیت
بسته به فناوری و امکانات کارخانه، میلگرد را می توان با روشهای متفاوتی تولید کرد. این تفاوت ها روی خواص مکانیکی، قیمت، دوام و کاربرد نهایی تأثیر دارند:
|
روش/فرآیند
|
ویژگی / نتیجه
|
کاربرد / مزیت
|
|
نورد گرم (Hot Rolling)
|
سادهترین و متداولترین روش — بیلت گرمشده با غلتک نورد میشود، آج ایجاد میشود، سپس سرد میشود.
|
مناسب برای میلگردهای معمولی ساختمانی، هزینه کمتر
|
|
نورد + عملیات حرارتی (مثل QST / ترمکس / Quenching-Tempering)
|
بعد از نورد، سطح میلگرد سریعاً خنک میشود و سپس هسته داخلی تا دمایی بازپخت میگردد → مقاومت و تسلیم بالا با انعطاف مناسب
|
برای ساختمانهای حساس، مناطقی با بار زلزله بالا، پروژههای صنعتی
|
|
میکروآلیاژی (Micro-alloying)
|
افزودن عناصری مانند وانادیوم، نیوبیوم، تیتانیوم و غیره به فولاد → افزایش مقاومت، بهبود خواص مکانیکی و دوام
|
میلگردهای با کیفیتتر، مقاومتر، با دوام بیشتر
|
همچنین با پیشرفت فناوری، مواردی مثل نورد پیوسته (Continuous rolling mill)، کوره های القایی با راندمان بالا، و اتوماسیون و رباتیک خطوط تولید نیز وارد صنعت شدهاند که منجر به افزایش دقت، کاهش ضایعات و بهینه سازی مصرف انرژی شده اند.
استانداردها، گریدها و انواع میلگرد
میلگردها بر اساس استانداردهای بین المللی مثل ASTM A615 ، BS 4449 یا استانداردهای داخلی کشورها طبقه بندی میشوند.در ایران معمولاً میلگردهایی که بازار مصرف دارند با گریدهای A1 تا A4 عرضه می شوند؛ تفاوت در مقاومت تسلیم و نوع آج است.
سطح میلگرد (آجدار یا ساده)، روش تولید (نورد گرم، ترمکس، میکروآلیاژی) و عملیات حرارتی – همگی در کیفیت نهایی تأثیر گذارند.
چرا روش تولید و روند خط تولید مهم است؟
اگر بیلت اولیه کیفیت و خلوص لازم را نداشته باشد یا در ریخته گری دچار تخلخل شود، خواص مکانیکی میلگرد نهایی افت می کند . مثلاً مقاومت کششی یا انعطاف باید مطلوب باشد.
روند نورد و کنترل دما (در حرارت دهی و خنک سازی) بر ساختار داخلی فولاد تأثیر دارد؛ کنترل دقیق این مراحل برای حصول تراکم مناسب، دانه بندی ریز و خواص یکنواخت ضروری ست.
در نهایت، آزمایش و کنترل کیفیت اطمینان می دهد میلگرد برای پروژه های ساختمانی مخصوصاً ساختمان های حساس قابل اعتماد باشد.
نتیجه گیری
تولید میلگرد فرایندی صنعتی دقیق و چند مرحلهای است که از انتخاب مواد اولیه و ذوب فولاد تا نورد، عملیات حرارتی، شکل دهی آج، برش و بسته بندی ادامه دارد. هر مرحله از این مسیر ریخته گری، نورد، خنک سازی، آج زنی و کنترل کیفیت نقش مهمی در کیفیت نهایی دارد.
میلگرد با کیفیت فقط محصول یک کارخانه نیست نتیجه مدیریت دقیق مواد، فرایند فنی اصولی، رعایت استانداردها و کنترل بی نقص در خط تولید است. برای خریداران یا سازندگان اهمیت دارد بدانند میلگردی که استفاده می کنند با چه فرآیندی تولید شده چون این موضوع در مقاومت، ایمنی و دوام سازه تأثیر مستقیم دارد.