میلگرد
ورق
تیرآهن و هاش
پروفیل
نبشی
ناودانی
لوله و اتصالات
صنایع مفتولی
تخته و چوب
آزمایش میلگرد چیست؟
آزمایش میلگرد یکی از مراحل کلیدی در ارزیابی کیفیت و عملکرد میلگردهای فولادی است که در سازه‌های بتنی استفاده میشود. این آزمایش‌ها برای بررسی ویژگی‌های مکانیکی مانند استحکام کششی، تغییر شکل و انعطاف‌پذیری میلگردها انجام می‌شوند. هدف از این آزمایش‌ها، اطمینان از انطباق میلگردها با استانداردهای لازم برای استفاده در پروژه‌های ساختمانی است.
در این مقاله از پیوان، انواع آزمایش‌های میلگرد، دستگاه‌ها و روش‌های مورد استفاده در این آزمایش‌ها بررسی می‌شوند. همچنین، مقایسه‌ای بین روش‌ها و تجهیزات مختلف انجام میشود تا بهترین شیوه‌ها برای ارزیابی دقیق میلگردها مشخص گردد.
فهرست
تعریف آزمایش میلگرد
همانطور که می‌دانیم، آرماتور نقشی مهمی را در امنیت و استحکام سازه ایفا میکند. با توجه به اهمیت بالای این مقطع فولادی، از روش‌های مختلفی برای تشخیص کیفیت میلگرد استفاده میشود که یکی از آنها، انجام بررسی این میله‌های فولادی در محیط‌های آزمایشگاهی است. منظور از آزمایش یا تست میلگرد، مجموعه‌ای از اقدامات جهت تشخیص مقاومت و ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی این مقاطع فولادی است.
در این آزمایشات با بررسی برخی ویژگی‌های محصول، میزان استحکام و مقاومت آن مورد سنجش قرار می‌گیرد. برای نمونه، شناسایی صحیح خواص آلیاژی این میله‌ها یکی از نتایج مهم این آزمایش‌ها است.
آزمایش میلگرد چه چیزی را میسنجد؟
میلگردها دو مشخصه مقاومتی مهم دارند که بسته به نوع آنها متفاوت هستند. آزمون‌ها معمولاً این دو مشخصه را می‌سنجند. در ادامه در مورد هرکدام از آنها توضیح می‌دهیم.
-
مقاومت تسلیم
مقاومت تسلیم، نیرویی است که یک ماده می‌تواند بدون تغییر شکل دائمی تحمل کند. در مورد میلگرد، این مقدار نیرویی است که میله می‌تواند بدون تغییر شکل دائمی در طول خود تحمل کند. وقتی نیروی کششی به میلگرد وارد میشود، فولاد کشیده میشود. در ابتدا، میلگرد بدون تغییر شکل دائمی کشیده میشود؛ این حالت الاستیک نامیده میشود.
با افزایش نیروی کششی، میلگرد شروع به تغییر شکل دائمی میکند. این حالت، پلاستیک نامیده میشود. مقاومت تسلیم، نقطه مرزی بین حالت الاستیک و پلاستیک است. در این نقطه، میلگرد هنوز الاستیک است، اما شروع به تغییر شکل دائمی میکند.
-
مقاومت کششی
در مورد میلگرد، مقاومت کششی حداکثر نیرویی است که میله مورد نظر می‌تواند تحمل کند قبل از اینکه بشکند. هنگامی که نیروی کششی به میلگرد وارد میشود، شروع به کشیده شدن میکند. با افزایش نیروی کششی، این مقطع فولادی بیشتر کشیده میشود. در نهایت، نیروی کششی به حدی می‌رسد که دیگر نمی‌تواند آن را تحمل کند و می‌شکند. مقاومت کششی، یک ویژگی مهم در طراحی سازه‌های بتنی است. مهندسان عمران باید مقاومت کششی میلگرد را در هنگام طراحی سازه در نظر بگیرند.
انواع آزمایش‌های میلگرد
برای اطمینان از کیفیت و استحکام میلگردها، آزمایش‌های مختلفی بر روی میلگردها انجام میشود. این آزمایش‌ها به دو دسته کلی مخرب و غیرمخرب تقسیم می‌شوند. آزمایش‌های مخرب معمولاً تا نقطه شکست میلگرد ادامه می‌یابند، در حالی که آزمایش‌های غیرمخرب به شکلی انجام می‌شوند که آسیبی به میلگرد وارد نشود. در ادامه به معرفی و بررسی مهم‌ترین انواع این آزمایش‌ها پرداخته خواهد شد.
آزمون مخرب و غیرمخرب میلگرد
در روش مخرب، آزمایش میله تا جایی که باعث شکستگی یا از هم گسستگی آن شود، ادامه پیدا میکند. در واقع، در این آزمایش‌ها هدف این است که قطعه تا نقطه بحرانی یا شکست مورد آزمایش قرار گیرد. تست کشش و خمش میلگرد در دسته مخرب قرار می‌گیرند. در سوی دیگر، آزمایش غیرمخرب قرار دارد. همانطور که از نام این آزمون مشخص است در زمان اجرای آن آسیبی به میله‌ها وارد نمی‌شود.
این آزمون‌ها در بیشتر مواقع با استفاده از اشعههای مغناطیسی یا امواج صوتی انجام می‌شوند و بدین‌صورت باعث تخریب میله نخواهند شد و شامل بازرسی با اشعه، بازرسی با ذرات مغناطیس (MT)، بازرسی مافوق صوت (UT) و بازرسی با میکروسکوپ اتمی می‌شوند.
آزمایش توان کششی میلگرد
تست کشش یکی از روش‌های حیاتی برای ارزیابی کیفیت میلگردهاست که به سنجش استحکام آنها می‌پردازد. انجام این آزمون به صورت کنترل شده و با استفاده از دستگاه‌های مخصوص ضروری است، زیرا نتایج آزمایش از اهمیت ویژه‌ای در صنعت فولاد برخوردار است. این دستگاه‌ها از دو بخش ثابت و متحرک تشکیل شده‌اند که در آزمایش از تکه‌های کوچک میله‌های فولادی استفاده میشود.
این بخش‌ها با شروع آزمون، میلگردها را کشیده و نیروی وارد شده را اندازه‌گیری می‌کنند. پایان آزمایش، زمانی است که میلگرد به نقطه شکست می‌رسد و از هم گسیختگی میکند. این تست عالی برای ارزیابی و مقایسه استحکام میلگردهاست، زیرا فارغ از مشخصات دیگر، انتظار داریم که همهٔ این میلگردها استحکام و کششی خاصی داشته باشند. در زمان‌های گذشته، این محاسبات به‌صورت دستی انجام می‌شدند، اما اکنون دستگاه‌های پیشرفته این وظیفه را به‌صورت خودکار بر عهده دارند.
آزمایش خمش سرد میلگرد
آزمایش خمش سرد میلگرد یک آزمایش مخرب است که برای ارزیابی قابلیت خمش این قواره‌های فولادی در بتن انجام میشود. در این آزمایش، میله را در زاویه‌ای از پیش تعیین شده (معمولا ۹۰ درجه یا V شکل) خم کرده و سپس بررسی می‌کنند که آیا شکستگی یا ترکی روی آن ایجاد شده است یا خیر. این آزمایش بر اساس استاندارد ملی ایران صورت می‌گیرد و نشان‌دهنده‌ی خواص مکانیکی، شکل‌پذیری، استحکام و مقاومت خمشی این مقاطع فولادی است.
این آزمایش به عنوان روش ساده و ارزان برای کنترل کیفیت مواد ساختمانی استفاده میشود. در برخی موارد، مرحله دوم نیز انجام میشود. در این مرحله، فلز خم شده تا دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد گرم و سپس خنک میشود. هدف این است که بررسی شود آیا در طی این فرآیند شکستگی یا آسیبی به میله وارد شده است یا خیر.
آزمون خمش مجدد میلگرد
آزمایش خمش مجدد یک روش آزمایشگاهی است که برای اندازه‌گیری توانایی خمیدن و بازخمیدن قواره‌های فولادی استفاده میشود. در این آزمایش، میلگرد را در یک جهت خاص به زاویه ۹۰ درجه خم می‌کنند و سپس به مدت ۳۰ دقیقه تا دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌کنند. پس از سرد شدن، عمل خمش را در سمت خلاف جهت اولیه و به اندازه ۲۰ درجه انجام می‌دهند. این آزمایش برای تعیین قابلیت خمش میلگردهایی که در بتن استفاده می‌شوند، انجام میشود. این آزمایش در صورتی موفقیت آمیز است که نمونه هیچ شکستگی یا ترکی نداشته باشد.
آزمایش خستگی میلگرد
آزمایش خستگی میلگرد برای تعیین مقاومت آن در برابر خستگی انجام میشود. خستگی نوعی شکست تدریجی است که به دلیل بارهای متناوب یا نوسانی به ماده وارد میشود. میلگردهای فولادی در سازه‌های بتنی تحت بارهای متناوب قرار می‌گیرند. بنابراین، آزمایش خستگی برای ارزیابی مقاومت سازه‌ها در برابر این نوع بارها ضروری است.
در این آزمایش، نمونه میلگرد با مشخصات معین تحت بارهای متغیر و فرکانس مشخص قرار می‌گیرد. تعداد چرخه‌های لازم برای شکست نمونه ثبت میشود. آزمایش خستگی به دو صورت انجام میشود.
- آزمایش خستگی استاتیکی
- آزمایش خستگی دینامیکی
در حالت استاتیکی، بارها با سرعت کم و دامنه ثابت تغییر می‌کنند. در حالت دینامیکی، بارها با سرعت بالا و دامنه متغیر تغییر می‌کنند. هدف این آزمایش بررسی رفتار خستگی و عوامل مؤثر بر آن است. استانداردهای مختلفی این آزمایش را تعریف کرده‌اند. در ایران، استاندارد ISIRI 8647 روش‌ها و مشخصات آزمایش خستگی را تعیین میکند.
نتایج آزمایش خستگی معمولاً به صورت نمودار تنش-تعداد تکرار ارائه میشود. این نمودار رابطه بین تنش و تعداد تکرارهایی را نشان میدهد که میلگرد قبل از شکست می‌تواند تحمل کند.
آزمایش جوش پذیری میلگرد
جوش‌پذیری، قابلیت یک ماده برای جوشکاری بدون ایجاد ترک یا سایر عیب‌های جوش است. آزمایش جوش‌پذیری میلگرد یکی از آزمون‌های مهم در صنعت فولاد است. این آزمون برای ارزیابی قابلیت جوش‌پذیری آنها به‌کار می‌رود. در آزمایش جوش‌پذیری، دو نمونه میلگرد با روش جوشکاری مورد نظر به یکدیگر جوش داده می‌شوند. سپس، نمونه‌های جوش شده تحت آزمایش‌های کشش و خمش قرار می‌گیرند.نتیجه آزمایش جوش‌پذیری به صورت یکی از سه دسته زیر تعیین میشود:
- جوش پذیر: میلگرد برای جوشکاری با روش مورد نظر مناسب است.
- جوش پذیر مشروط: میله مورد نظر برای جوشکاری با روش مورد نظر مناسب است، اما باید شرایط خاصی رعایت شود.
- جوش ناپذیر: این مقطع فولادی برای جوشکاری با روش مورد نظر مناسب نیست.
مقایسه انواع آزمایش میلگرد
در انتها، توجه داشته باشید که عوامل مختلفی مثل نوع فولاد، درصد کربن، درصد عناصر آلیاژی، سختی، دما، سرعت سرد شدن و … می‌توانند بر جوش‌پذیری فولاد تأثیر بگذارند. با افزایش هر یک از این عوامل، جوش‌پذیری کاهش می‌یابد.
شرایط نمونه‌گیری برای پذیرش آزمایش میلگرد
آزمایش میلگرد یکی از مهم‌ترین آزمایش‌های ساختمانی است که برای اطمینان از کیفیت این قواره‌های فولادی و مقاومت سازه‌های بتنی انجام میشود. نتایج آزمایش باید به‌کل این مقاطع فولادی مصرفی در سازه تعمیم داده شود. برای این کار، باید نمونه‌گیری به‌صورتی انجام شود که نتایج آزمایش‌ها نماینده‌ی تمام میله‌های فولادی مصرفی باشد. شرایط نمونه‌گیری برای آزمایش میلگرد به شرح زیر است:
- باید از هر گرید مصرفی، حداقل یک نمونه مورد آزمایش قرار گیرد.
- در مرحله دوم، باید از هر سایز مصرفی، حداقل یک نمونه مورد آزمایش قرار گیرد.
- در مرحله سوم، باید به ازای هر پنجاه تن میله مصرفی، یک نمونه مورد آزمایش قرار گیرد.
البته، اگر مقدار محصولات فولادی مصرفی کمتر از ۵۰ تن باشد، باز هم باید حداقل یک نمونه مورد آزمایش قرار گیرد. با رعایت این شرایط، می‌توان اطمینان حاصل کرد که نتایج آزمایش، نماینده‌ی تمام میلگردهای مصرفی در سازه است و سازه در برابر بارهای وارده ایمن خواهد بود. البته، باید در نظر داشت که نتایج آزمایش‌ها باید منطبق با مشخصات الزامی میلگرد طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باشدکه جدول آن را در ادامه مشاهده می‌کنید:
سنجش ابعاد میلگرد
قطر میلگرد از مهم‌ترین فاکتورها برای خرید و استفاده از این محصول است. در واقع، قطر را باید اصلی‌ترین عامل در تعیین قیمت میلگرد بدانیم. برای اندازه‌گیری قطر میله روش‌های متنوعی وجود دارد که عبارت‌اند از:
- تشخیص سایز با استفاده از کنترل چشمی
- تشخیص سایز با استفاده از بند انگشتان دست
- تشخیص سایز با استفاده از شابلون مخصوص
- گیج اندازه‌گیری سایز
- تعیین سایز با استفاده از وزن میله‌ها و فرمول مخصوص
- تشخیص سایز با کولیس
- تشخیص سایز با استفاده از آچار فرانسه
آشنایی با دستگاه تست کشش میلگرد
در بخش‌های قبل در مورد آزمایشات میلگرد و ضرورت و اهداف انجام آنها صحبت کردیم. امروزه با پیشرفت و گسترش ساخت‌وساز، تأمین میله‌هایی با خصوصیات و مقاومت بهتر، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. همانطور که گفتیم در بین آزمایش‌های مختلف این حوزه، تست کشش ضروری بوده و همواره انجام آن لازم است. برای انجام تست کشش میلگرد نیز از دستگاه‌های ویژه‌ای استفاده میشود که می‌توانند به بهترین نحو نمونه‌ها را مورد بررسی و آزمایش قرار دهند.
دستگاه تست کشش میلگرد، دستگاهی است که برای تعیین خواص مکانیکی مانند مقاومت تسلیم، مقاومت گسیختگی و درصد ازدیاد طول این میله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه، یکی از مهم‌ترین دستگاه‌های آزمایشگاهی در صنعت ساختمان است. دستگاه تست کشش، از اجزای زیر تشکیل شده است:
- جک مکانیکی یا هیدرولیکی: جک، نیروی کششی را به میلگرد وارد میکند.
- سیستم اندازه‌گیری نیرو: سیستم اندازه‌گیری نیرو، مقدار نیروی اعمال شده را اندازه‌گیری میکند.
- سیستم اندازه‌گیری تغییر شکل: سیستم اندازه‌گیری تغییر شکل، میزان تغییر شکل میله را اندازه‌گیری میکند.
- دستگاه نگهدارنده میلگرد: دستگاه نگهدارنده، مقطع فولادی مورد نظر را در موقعیت مناسب قرار میدهد.
نحوه عملکرد دستگاه تست کشش به این شکل است که محصول مورد آزمایش در بین دو گیره دستگاه نگهدارنده قرار می‌گیرد. سپس، جک مکانیکی یا هیدرولیکی، نیروی کششی را به میله وارد میکند. در حین آزمایش، سیستم اندازه‌گیری نیرو و تغییر شکل، مقدار نیروی اعمال شده و میزان تغییر شکل را اندازه‌گیری می‌کنند. همچنین، لازم به توضیح است که دستگاه تست کشش در انواع مختلفی مانند دستگاه تست کشش مکانیکی، دستگاه تست کشش هیدرولیکی و دستگاه تست کشش دیجیتالی تولید میشود.
تفسیر نتایج آزمایش میلگرد
تفسیر نتایج آزمایش میلگرد، یک کار تخصصی است که باید توسط مهندسین عمران با تجربه و تخصص کافی انجام شود. دلیل این امر این است که نتایج آزمایش، تأثیر مستقیمی بر ایمنی و عملکرد سازه دارد. حتی یک اشتباه کوچک در تفسیر نتایج آزمایش، می‌تواند منجر به آسیب یا حتی تخریب سازه شود.
برای تفسیر نتایج این آزمایش‌ها، مهندسین عمران از نرم افزارهای هوشمندی استفاده می‌کنند که می‌توانند اطلاعات مربوط به آزمایش را پردازش کرده و نتایج را به‌صورت جدول‌وار و قابل فهم ارائه دهند. این اطلاعات شامل موارد زیر است:
- درصد ازدیاد طول میلگرد: این پارامتر، نشان‌دهنده میزان تغییر شکل پلاستیک این میله‌ها در هنگام آزمایش است. درصد ازدیاد طول باید مطابق با استانداردهای مربوطه باشد.
- رفتار مقطع در هنگام انجام تست: این پارامتر، نشان‌دهنده نحوه شکست میلگرد در هنگام آزمایش است. شکست می‌تواند به‌صورت کششی، برشی یا ترکیبی از این دو باشد.
جمع بندی
با توجه به نقش بسیار پررنگ میلگرد در ایجاد استحکام در سازه‌ها، کاملاً ضروری است که این مقاطع از کیفیت بالایی داشته و استانداردهای میلگرد را رعایت کرده باشند. راه‌های مختلفی برای سنجش کیفیت آنها وجود دارد که استفاده از روش‌های آزمایشگاهی یکی از آنها است. برای اجتناب از مشکلات از مربوط به کیفیت، توصیه می‌کنیم خرید میلگرد را تنها از مراجع معتبر و با سابقه انجام دهید. مجموعه پیوان با سابقه بیش از پنجاه سال فعالیت مستمر در حوزه آهن‌آلات در کنار شما بوده و محصولات فولادی را با تضمین کیفیت و قیمت به شما ارائه میکند.
نظر شما