میلگرد بستر چیست + 6 مرحله از تولید میلگرد بستر

میلگرد بستر (Bed Joint Reinforcement) یکی از اجزای کلیدی در صنعت ساختمان‌سازی است که برای افزایش مقاومت دیوارها، به‌ویژه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد، به کار می‌رود. این محصول، که معمولاً از مفتول‌های فولادی آج‌دار با قطر 4 تا 5 میلی‌متر ساخته می‌شود، در دو نوع نردبانی و خرپایی تولید شده و در درزهای ملات دیوارهای بنایی قرار می‌گیرد. استفاده از میلگرد بستر در دیوارهای آجری، سفالی یا بلوکی باعث افزایش یکپارچگی سازه، مقاومت برشی و خمشی، و پایداری در برابر نیروهای خارج از صفحه می‌شود. در این مقاله، مراحل تولید میلگرد بستر از صفر تا صد به‌طور جامع بررسی شده و نقش آن در مقاوم‌سازی ساختمان‌ها نیز مورد بحث قرار می‌گیرد.

مراحل تولید میلگرد بستر

تولید میلگرد بستر فرآیندی دقیق و مهندسی‌شده است که نیازمند رعایت استانداردهای بین‌المللی و ملی، مانند استاندارد ASTM و آیین‌نامه‌های مقررات ملی ساختمان ایران (مبحث هشتم و پیوست ششم استاندارد 2800)، می‌باشد. این فرآیند شامل مراحل متعددی است که در ادامه به‌تفصیل شرح داده می‌شود.

1. انتخاب مواد اولیه

اولین مرحله در تولید میلگرد بستر، انتخاب مواد اولیه باکیفیت است. مواد اولیه معمولاً شامل مفتول‌های فولادی با مقاومت بالا هستند که به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

• فولاد گالوانیزه: این نوع فولاد با پوشش روی (Zinc) برای جلوگیری از خوردگی و زنگ‌زدگی استفاده می‌شود. این ویژگی به‌ویژه در مناطق مرطوب یا محیط‌هایی با شرایط جوی سخت اهمیت دارد. گالوانیزه کردن باعث افزایش طول عمر میلگرد بستر می‌شود.
• فولاد ضدزنگ (استنلس استیل): در برخی موارد، به‌ویژه در پروژه‌هایی که نیاز به مقاومت بالاتر در برابر خوردگی دارند، از فولاد ضدزنگ استفاده می‌شود. این نوع فولاد گران‌تر است اما برای سازه‌های حساس یا مناطق با شرایط محیطی خاص مناسب‌تر است.

مفتول‌های مورد استفاده معمولاً آج‌دار هستند، زیرا آج‌ها باعث افزایش درگیری با ملات و بهبود مقاومت کششی دیوار می‌شوند. قطر مفتول‌ها معمولاً 4 میلی‌متر است، اما بسته به نیاز پروژه ممکن است تا 5 میلی‌متر نیز افزایش یابد.

اهمیت انتخاب مواد اولیه در مقاوم‌سازی

انتخاب مواد اولیه باکیفیت در تولید میلگرد بستر مستقیماً بر مقاومت سازه تأثیر می‌گذارد. فولاد گالوانیزه یا ضدزنگ با تنش تسلیم حداقل 485 مگاپاسکال و مقاومت نهایی 550 مگاپاسکال، تضمین‌کننده پایداری دیوارها در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله است. استفاده از مواد نامناسب یا غیراستاندارد می‌تواند منجر به کاهش کارایی میلگرد بستر و در نتیجه کاهش ایمنی ساختمان شود.

2. آماده‌سازی مفتول‌های فولادی

پس از انتخاب مفتول‌های فولادی، این مفتول‌ها باید برای فرآیند تولید آماده شوند. این مرحله شامل موارد زیر است:

• برش مفتول‌ها: مفتول‌های فولادی به طول‌های استاندارد (معمولاً 3 متر) برش داده می‌شوند. طول 3 متر به دلیل سهولت حمل‌ونقل و استفاده در دیوارچینی رایج است. عرض میلگرد بستر نیز بسته به نوع دیوار (آجری، سفالی یا بلوکی) در اندازه‌های 5.5، 11 یا 15 سانتی‌متر تنظیم می‌شود.
• تمیزکاری و آماده‌سازی سطح: مفتول‌ها تمیز شده و از هرگونه آلودگی، چربی یا زنگ‌زدگی پاک می‌شوند تا کیفیت جوشکاری و پوشش‌دهی بعدی تضمین شود.

نقش در مقاوم‌سازی

مفتول‌های آج‌دار به دلیل سطح ناصاف خود، چسبندگی بهتری با ملات ایجاد می‌کنند. این چسبندگی باعث می‌شود که دیوار در برابر نیروهای برشی و خمشی ناشی از زلزله مقاوم‌تر عمل کند، زیرا نیروها به‌صورت یکنواخت در کل دیوار توزیع می‌شوند.

3. شکل‌دهی به ساختار نردبانی یا خرپایی

میلگرد بستر در دو نوع اصلی نردبانی و خرپایی تولید می‌شود. این مرحله شامل شکل‌دهی مفتول‌ها به یکی از این دو ساختار است:

• نوع نردبانی: در این نوع، دو مفتول طولی موازی با فاصله مشخص (5.5 تا 15 سانتی‌متر) توسط مفتول‌های عرضی مستقیم به هم متصل می‌شوند. این ساختار به دلیل سادگی و سهولت اجرا در دیوارهای با ملات ضخیم‌تر (مانند ملات ماسه و سیمان) رایج است.
• نوع خرپایی: در این نوع، مفتول‌های عرضی به‌صورت زیگزاگ (خرپایی) بین دو مفتول طولی جوش داده می‌شوند. این ساختار به دلیل استحکام بالاتر، برای دیوارهای با بارهای سنگین‌تر یا در مناطق زلزله‌خیز مناسب‌تر است.

برای شکل‌دهی، مفتول‌های عرضی با استفاده از دستگاه‌های خودکار یا نیمه‌خودکار به مفتول‌های طولی متصل می‌شوند. این اتصال معمولاً از طریق جوشکاری مقاومتی انجام می‌شود.

جوشکاری مقاومتی

جوشکاری مقاومتی (Resistance Welding) روشی است که در آن جریان الکتریکی برای ایجاد حرارت یکنواخت و اتصال مفتول‌ها استفاده می‌شود. این روش به دلیل سرعت بالا و کیفیت مناسب جوش، برای تولید میلگرد بستر ترجیح داده می‌شود. جوش‌های مقاومتی باید به‌گونه‌ای باشند که در برابر تنش‌های کششی و برشی مقاوم باشند.

مقاوم‌سازی با ساختار نردبانی و خرپایی

ساختار خرپایی به دلیل شکل زیگزاگ مفتول‌های عرضی، مقاومت بیشتری در برابر نیروهای برشی و خمشی ارائه می‌دهد. این ویژگی باعث می‌شود که در دیوارهای غیرسازه‌ای یا دیوارهای با ارتفاع زیاد، استفاده از نوع خرپایی ترجیح داده شود. در مقابل، نوع نردبانی برای دیوارهای ساده‌تر و پروژه‌های با بودجه محدود مناسب است. هر دو نوع با افزایش یکپارچگی دیوار، از ترک‌خوردگی و ریزش آن در هنگام زلزله جلوگیری می‌کنند.

4. پوشش‌دهی (گالوانیزه کردن)

یکی از مهم‌ترین مراحل تولید میلگرد بستر، پوشش‌دهی برای جلوگیری از خوردگی است. این مرحله معمولاً به دو روش انجام می‌شود:

• گالوانیزه گرم: مفتول‌ها در حمام مذاب روی غوطه‌ور می‌شوند تا لایه‌ای از روی بر سطح آن‌ها تشکیل شود. این روش مقاومت بالایی در برابر زنگ‌زدگی ایجاد می‌کند و برای مناطق مرطوب یا محیط‌های خورنده مناسب است.
• گالوانیزه سرد: در این روش، پوشش روی به‌صورت الکتروشیمیایی یا با اسپری روی سطح مفتول اعمال می‌شود. این روش هزینه کمتری دارد اما مقاومت آن در برابر خوردگی کمتر از گالوانیزه گرم است.

اهمیت پوشش‌دهی در مقاوم‌سازی

خوردگی می‌تواند باعث کاهش مقاومت میلگرد بستر و در نتیجه کاهش ایمنی دیوارها شود. پوشش گالوانیزه با جلوگیری از زنگ‌زدگی، طول عمر میلگرد را افزایش داده و عملکرد آن را در برابر نیروهای زلزله و شرایط محیطی حفظ می‌کند. در مناطقی با رطوبت بالا، استفاده از میلگرد بستر گالوانیزه یا ضدزنگ حیاتی است.

5. کنترل کیفیت

پس از تولید میلگرد بستر، کنترل کیفیت در تمام مراحل انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که محصول مطابق با استانداردها (مانند ASTM A82 و A951 یا پیوست ششم استاندارد 2800 ایران) است. این مرحله شامل موارد زیر است:

• بررسی ابعاد: اطمینان از اینکه طول، عرض و قطر مفتول‌ها مطابق با مشخصات پروژه است.
• تست جوش‌ها: بررسی کیفیت جوش‌های مقاومتی برای اطمینان از استحکام اتصالات.
• تست مقاومت به خوردگی: بررسی کیفیت پوشش گالوانیزه یا ضدزنگ.
• تست مقاومت مکانیکی: انجام آزمایش‌های کشش و خمش برای اطمینان از مقاومت میلگرد در برابر تنش‌ها.

نقش کنترل کیفیت در مقاوم‌سازی

کنترل کیفیت تضمین می‌کند که میلگرد بستر توانایی تحمل نیروهای جانبی را دارد. استفاده از محصولات غیراستاندارد می‌تواند منجر به شکست دیوارها در هنگام زلزله شود، بنابراین این مرحله برای ایمنی سازه حیاتی است.

6. بسته‌بندی و انبارداری

پس از تولید و کنترل کیفیت، میلگردهای بستر در بسته‌های استاندارد (معمولاً به‌صورت شاخه‌های 3 متری) بسته‌بندی شده و برای ارسال به انبار یا محل پروژه آماده می‌شوند. بسته‌بندی باید به‌گونه‌ای باشد که از آسیب به پوشش گالوانیزه یا ساختار میلگرد جلوگیری شود.

نکات انبارداری

• محافظت در برابر رطوبت: میلگردها باید در محیط خشک نگهداری شوند تا از زنگ‌زدگی جلوگیری شود.
• جلوگیری از آسیب مکانیکی: بسته‌بندی مناسب مانع از خم شدن یا شکستن میلگردها می‌شود.

نقش میلگرد بستر در مقاوم‌سازی ساختمان

میلگرد بستر به‌عنوان یکی از مؤثرترین روش های مقاوم سازی دیوارهای بنایی شناخته می‌شود. این محصول با ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، نقش مهمی در افزایش ایمنی و طول عمر سازه‌ها ایفا می‌کند. در ادامه، جنبه‌های مختلف مقاوم سازی با استفاده از میلگرد بستر بررسی می‌شود.

1. افزایش مقاومت در برابر زلزله

دیوارهای بنایی (آجری، سفالی یا بلوکی) به‌تنهایی مقاومت کافی در برابر نیروهای خارج از صفحه، مانند زلزله، ندارند. میلگرد بستر با قرار گرفتن در درزهای ملات، یک شبکه مقاوم ایجاد می‌کند که:

• مقاومت برشی داخل صفحه را افزایش می‌دهد.
• مقاومت خمشی خارج از صفحه را بهبود می‌بخشد.
• یکپارچگی دیوار را تضمین می‌کند و از ترک‌خوردگی و ریزش جلوگیری می‌کند.

مثال عملی

در زلزله کرمانشاه (1396)، بسیاری از ساختمان‌های نوساز به دلیل عدم استفاده از میلگرد بستر یا اجرای نادرست آن دچار خسارات شدید شدند. این موضوع نشان‌دهنده اهمیت رعایت استانداردهای اجرایی مانند پیوست ششم استاندارد 2800 است.

2. اتصال دیوارها به سازه اصلی

میلگرد بستر با ایجاد اتصال بین دیوارهای بنایی و اسکلت سازه (بتنی یا فولادی)، یکپارچگی سازه را افزایش می‌دهد. این اتصال از طریق گیره‌ها یا جوشکاری به ستون‌ها و تیرها انجام می‌شود و باعث می‌شود دیوارها در برابر جابجایی‌های ناشی از زلزله پایدار بمانند.

روش اجرا

• اجرای افقی: میلگرد بستر هر 40 سانتی‌متر (یا هر دو رج دیوار) به‌صورت افقی در درزهای ملات قرار می‌گیرد.
• اجرای عمودی: در مواردی که دیوارهای بلند یا دهانه‌های بزرگ وجود دارد، میلگرد بستر به‌صورت عمودی برای افزایش مقاومت خمشی استفاده می‌شود.

3. کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی

استفاده از میلگرد بستر نسبت به روش‌های سنتی مانند وال‌پست هزینه کمتری دارد و اجرای آن ساده‌تر است. همچنین، این محصول نیاز به دوغاب‌بندی را کاهش داده و زمان ساخت را کوتاه‌تر می‌کند.

مزایای اقتصادی

• کاهش هزینه‌های تعمیرات: با جلوگیری از ترک‌خوردگی و ریزش دیوارها، هزینه‌های بازسازی پس از زلزله کاهش می‌یابد.
• صرفه‌جویی در مصالح: میلگرد بستر با وزن کم و کارایی بالا، نیاز به مصالح اضافی را کاهش می‌دهد.

4. مقاومت در برابر شرایط محیطی

میلگرد بستر گالوانیزه یا ضدزنگ در برابر رطوبت، حرارت و آتش‌سوزی مقاوم است. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که در شرایط سخت محیطی، مانند مناطق ساحلی یا آتش‌سوزی، عملکرد بهتری نسبت به سایر روش‌های مقاوم‌سازی داشته باشد.

5. انطباق با استانداردهای ملی و بین‌المللی

استفاده از میلگرد بستر در ایران از سال 1392 به‌طور رسمی در مقررات ملی ساختمان (مبحث هشتم) و پیوست ششم استاندارد 2800 گنجانده شده است. این استانداردها حداقل قطر مفتول‌ها (3 میلی‌متر برای هر 0.2 میلی‌متر مربع مساحت دیوار) و فاصله بین ردیف‌های میلگرد (حداکثر 40 سانتی‌متر) را مشخص می‌کنند.

ضوابط اجرایی

• روش تجویزی: به ازای هر 40 سانتی‌متر ارتفاع دیوار، یک ردیف میلگرد بستر استفاده می‌شود.
• روش محاسباتی: مقدار میلگرد بستر بر اساس سطح مقطع مؤثر دیوار (0.0007 برابر مساحت دیوار) محاسبه می‌شود.

چالش‌ها و معایب میلگرد بستر

با وجود مزایای متعدد، میلگرد بستر دارای برخی چالش‌ها و معایب است که باید مورد توجه قرار گیرند:

• خوردگی در صورت عدم پوشش مناسب: اگر پوشش گالوانیزه یا ضدزنگ به‌درستی اعمال نشود، میلگرد ممکن است در معرض رطوبت دچار خوردگی شود.
• نیاز به اجرای دقیق: نصب نادرست میلگرد بستر می‌تواند کارایی آن را کاهش دهد. برای مثال، عدم تراز بودن یا فاصله نامناسب بین ردیف‌ها می‌تواند به کاهش مقاومت منجر شود.
• محدودیت در دیوارهای با ملات نازک: در دیوارهای با ملات نازک، استفاده از میلگرد بستر ممکن است دشوار باشد و نیاز به بست‌های خاص داشته باشد.

نتیجه‌گیری

میلگرد بستر به‌عنوان یک ابزار مؤثر در مقاوم‌سازی دیوارهای بنایی، نقش مهمی در افزایش ایمنی و طول عمر ساختمان‌ها ایفا می‌کند. فرآیند تولید آن شامل انتخاب مواد اولیه باکیفیت، آماده‌سازی مفتول‌ها، شکل‌دهی به ساختار نردبانی یا خرپایی، پوشش‌دهی گالوانیزه، کنترل کیفیت و بسته‌بندی است. این محصول با افزایش مقاومت برشی و خمشی دیوارها، اتصال بهتر دیوارها به سازه اصلی، و کاهش هزینه‌های ساخت و تعمیرات، به بهبود عملکرد سازه‌ها در برابر زلزله و سایر نیروهای جانبی کمک می‌کند. با رعایت استانداردهای ملی و بین‌المللی و اجرای دقیق، میلگرد بستر می‌تواند به‌عنوان یکی از بهترین راهکارهای مقاوم‌سازی در صنعت ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار گیرد.