آزمایش میلگرد چیست؟ چه اهمیت و کاربردی دارد؟
طی چندین سال گذشته، اصول ساختمان‌سازی با تغییرات بزرگی همراه بوده است. امروزه اصلی‌ترین ماده ساخت ساختمان‌ها بتن است، ولی بتن نقطه‌ضعف‌هایی دارد که یکی از مهم‌ترین آن‌ها مقاومت کششی پایین آن است. به‌منظور ترمیم این مشکل، بتن‌ها را با قطعه‌هایی به نام میلگرد ترکیب می‌کنند تا مقاومت کششی سازه افزایش یابد. در حال حاضر میلگردها در انواع گوناگونی از لحاظ جنس و سایز تولید می‌شوند و مهندسین سازه طبق نیاز خود بهترین نوع میلگرد را در پروژه به کار می‌برند. برای اطمینان بیشتر از کیفیت میلگرد، آزمایش‌هایی روی آرماتورها انجام می‌شود که به آزمایش میلگرد معروف هستند. در حقیقت هدف اصلی این آزمایشات تشخیص کیفیت میلگرد است که به صورت مستقیم بر روی قیمت میلگرد اثر می‌گذارد. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه تا انتهای مطلب با پیوان همراه باشید.
آزمایش میلگرد چیست؟
به مجموعه آزمایش‌های قابل انجام جهت تشخیص مقاومت آرماتور، تست میلگرد گفته می‌شود. به‌طورکلی میلگردهای مورد استفاده در ساخت‌وساز دارای 4 دسته هستند که با استفاده از اعداد رومی و به شکل AI AII، AIII ،AIV شناخته می‌شوند. وظیفه اصلی میلگرد در فرآیند پایه‌ریزی و بتن‌کاری سازه خواهد بود؛ بنابراین آرماتور نقشی مهم در امنیت و استحکام سازه ایفا می‌کند. با توجه به اهمیت بالای این مقطع فولادی آزمایشات مختلفی برای تایید کیفیت میلگرد طراحی شده است.
به‌منظور تعیین مقاومت میلگرد و انجام آزمایش‌های مربوطه، ابتدا نیاز است تا از میلگرد نمونه‌برداری شود. مطابق مبحث شماره ۹ از مقررات ملی ساختمان ایران تعداد نمونه‌ها و تواتر آن‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که قابلیت ارزیابی کیفیت کلیه میلگردهای مصرفی را ممکن سازد. در این راستا لازم است تا از هر ۵۰ تن و از هر نوع و قطر فولاد، در کمترین حالت ۵ عدد نمونه جدا شود. البته درصورتی‌که دستگاه ناظر بر آزمایش موافقت کند، می‌توان از هر دسته ۵ تنی مشابه، تنها یک نمونه میلگرد برداشت.
بیشتر بخوانید: هزینه راه‌اندازی کارخانه تولید میلگرد
در این آزمایشات با بررسی برخی ویژگی‌های محصول، میزان استحکام و مقاومت آن مورد سنجش قرار می‌گیرد. برای نمونه شناسایی صحیح خواص آلیاژهای میلگرد، یکی از نتایج مهم آزمایش میلگرد است.
انواع میلگرد و ویژگی‌های مقاومتی آن‌ها
پیش از پرداختن به ضوابط آزمایش میلگرد بهتر است با انواع مختلف این محصول آشنا شویم. میلگردها از نظر شکل ظاهری، در دسته‌بندی‌های مختلفی به شرح زیر قرار می‌گیرند:
- میلگرد ساده
- میلگردآجدار مرکب
- میلگردآجدار جناقی
- میلگرد آجدار مارپیچ
به‌طورکلی میلگردها دارای دو مشخصه مقاومتی بوده که بسته به نوع میلگرد متغیر است:
- مقاومت تسلیم: درواقع منظور از این ویژگی، میزان نیرو یا فشاری است که به میلگرد وارد می‌شود، ولی سبب تغییر شکل آن نخواهد شد. این مقاومت مرزی است که پس‌ازآن با افزایش نیروی وارده، تغییر شکل دائمی و پایداری در میلگرد ایجاد می‌شود که برگشت‌ناپذیر هم نخواهد بود؛ خاصیت برگشت‌پذیری با عنوان الاستیک و خاصیت برگشت‌ناپذیری با عنوان پلاستیک شناخته می‌شود.
- مقاومت کششی: منظور از این مقاومت حداکثر نیرویی است که میلگرد تا قبل از شکستن توانایی تحمل آن را دارد و با افزایش آن میلگرد می‌شکند.
همچنین در یک دسته‌بندی دیگر می‌توان میلگرد را در دو گروه طولی و عرضی دسته‌بندی کرد.
- میلگردهای طولی: این میلگردها دارای مقاومت کششی خوبی بوده و قابلیت پوشش نقطه ضعف بتن، یعنی مقاومت کششی پایین را دارند. به‌طورمعمول میلگردهایی که دارای قطر بیشتری هستند، به‌عنوان میلگرد طولی شناخته می‌شوند. البته بایستی توجه کرد که میلگرد فقط نقش محافظت سازه در مقابل نیروی کششی را ایفا نکرده و جهت ایجاد مقاومت در مقابل نیروی برشی نیز به‌کار می‌رود.
- میلگرد عرضی: این میلگرد که در رده بعدی این دسته‌بندی قرار می‌گیرد، به میلگردهایی گفته شده که توانایی تحمل خوبی در برابر نیروی برشی دارند.
نحوه آزمایش کشش میلگرد چگونه است؟
الزامات آزمایش‌های مکانیکی در میلگردها متفاوت بوده و در چهار دسته زیر ارائه می‌شود:
- خمشی
- کششی
- خستگی
- فشرده‌سازی
آزمون‌های ISO مانند آزمون ISO 6935-2 در کنار مشخص کردن مواردی مثل نسبت Rm / Reh و مقادیر طول کشش در میلگردهای فولادی آجدار، چگونگی اندازه‌گیری کشش را هم مشخص می‌کنند. در صورت لزوم نیز استاندارد آزمون کشش عمومی فلزات، مانند ISO6892-1 هم لحاظ خواهد شد. استانداردهایی که برای محصولات فولادی وجود دارند، عبارت‌اند از:
- ASTM A615
- A706
- A955
- A996
به منظور مطالعه بیشتر: استانداردهای میلگرد
انواع آزمایش میلگرد در ساختمان‌سازی
غیر از مواردی که در ابتدا ذکر شد، آزمایش میلگرد در موارد تخصصی هم ادامه پیدا می‌کند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم:
آزمون مخرب میلگرد
در این روش، آزمایش میله تا جایی که باعث شکستگی یا از هم گسستگی آن شود، ادامه پیدا می‌کند. از آزمون‌های مخرب برای تست کشش میله و اطمینان صددرصدی از ایمنی آن استفاده می‌کنند.
آزمون غیرمخرب میلگرد
همانطور که از نام این آزمون مشخص است در زمان اجرای آن آسیبی به میلگردها وارد نمی‌شود. این آزمون‌ها در بیشتر مواقع با استفاده از اشعه‌های مغناطیسی یا امواج صوتی انجام می‌شوند و بدین‌صورت باعث تخریب میلگرد نخواهند شد. جالب است بدانید در اکثر مواقع، آزمون‌های غیر مخرب برای تست مقاومت میلگرد انجام می‌شوند.
آزمایش توان کششی میلگرد
برای انجام آزمایش کشش میلگرد، باید از تکه‌های کوچک میلگرد استفاده کرد. تست کشش میلگرد اصولاً با استفاده از دستگاه‌های مخصوص انجام می‌شود. این دستگاه‌ها دارای دو فک ثابت و متحرک هستند که دو سر میلگرد به آن‌ها متصل می‌شود. بعد از آن فک متحرک جابه‌جا شده و به این ترتیب میزان کشش میلگرد محاسبه می‌شود. در گذشته این محاسبات توسط متخصصین انجام می‌شد، اما در حال حاضر دستگاه‌های پیشرفته وظیفه‌ی انجام محاسبات را به‌صورت اتوماتیک برعهده دارند.
آزمایش خمش سرد میلگرد
طی این آزمایش، تکه کوچکی از میلگرد را درون دستگاه خمش که مجهز به سنبه و تکیه‌گاه است، قرار می‌دهند. بعد از آن در دمای 10 تا 35 درجه سلسیوس دو عدد از سنبه‌ها چرخیده تا میلگرد به شکل V دربیاید. پس‌از این مرحله، میلگرد را با چشم مسلح و غیرمسلح مشاهده می‌کنند؛ در صورت نبود هرگونه گسستگی یا شکستگی در ساختار آرماتور می‌توان نتیجه گرفت که این محصول از کیفیت لازم برخوردار است.
آزمایش میلگرد زنگ‌زده
میلگردهای زنگ‌زده، آزمایش مخصوصی ندارند؛ فقط باید به این نکته توجه کنید که اگر زنگ‌زدگی و خوردگی تا مرکز میلگرد گسترش یافته، نباید از آن استفاده کرد. در صورت سطحی بودن زنگ‌زدگی و خوردگی مشکلی در استفاده از میلگرد وجود نخواهد داشت.
آزمایش خستگی میلگرد
امکان شکستگی میلگردها در بتن حتی بعد از پشت سر گذاشتن آزمایش کشش نیز وجود دارد. بنابراین به‌منظور جلوگیری از این اتفاق میلگردها را تحت آزمایش خستگی قرار می‌دهند. در این آزمایش میلگرد پس از قرارگرفتن در دستگاه‌های مخصوص تحت تاثیر نیروی کشش محوری متناوب در دامنه کشسان قرار می‌گیرد. نتیجه‌گیری و تفسیر آزمایش خستگی برعهده مهندس است.
آزمایش جوش‌پذیری میلگرد
به‌منظور بررسی جوش‌پذیری میلگرد باید در نقطه موردنظر، آزمایش کشش و خمش انجام شود. لازم به ذکر است میزان کربن به‌کار رفته شده در میلگرد، تأثیر مستقیمی در میزان جوش‌پذیری آن دارد.
تست سختی برینل
فرورفتگی سطوح سخت را برینل می‌نامند. در این آزمایش که امروزه به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک توپ سنگین و بزرگ را طبق برنامه روی فولاد قرار داده و به این ترتیب میزان مقاومت آن را محاسبه می‌کنند.
تست ضربه
برای تعیین نوع میلگرد از لحاظ چکش‌خوار بودن یا شکننده بودن، آزمایش ضربه بهترین گزینه است. آزمایش ضربه در قدرت‌ها و دماهای متنوعی انجام می‌شود تا طیف وسیعی از انرژی را تعیین کند.
تست تنش
هدف از آزمایش تنش، درک نحوه‌ی رفتار ماده در صورت اعمال نیرو است. برای انجام این آزمایش قطعه کوچکی از میلگرد را با بتن ترکیب می‌کنند و آن را می‌کشند تا جایی که میلگرد تغییر شکل دهد؛ سپس نیروی کشش را اندازه‌گیری و آزمایش را تفسیر می‌کنند.
آشنایی بیشتر: کارخانه فولاد خراسان (نیشابور) و محصولات آن
آزمون خمش مجدد میلگرد
انجام آزمایش خمش مجدد میلگرد، در چند مرحله صورت می‌پذیرد. در مرحله نخست، ابتدا میلگرد را در یک جهت مشخص ۹۰ درجه خم کرده و پس‌ازآن به مدت نیم ساعت و تا دمای صد درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند. در مرحله‌ی بعد و پس از سرد شدن میلگردها این مقاطع را به میزان ۲۰ درجه و در خلاف جهت خمیدگی اولیه خم می‌کنند.در آخر نیز با جداسازی یک لایه آج از روی میلگرد، به بررسی آن می‌پردازند. این بررسی جهت اطمینان از این است که میلگرد به هیچ طرفی خمیده نشده یا شکسته نشده باشد؛ دمای تعیین شده در محیط اجرای تست نیز، بین ۱۵ الی ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد خواهد بود.
ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد
در مقررات ملی ساختمان، ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد آورده شده که در ادامه به بررسی آن خواهیم پرداخت. همانطور که در بخش‌های قبلی نیز اشاره کردیم، در این ضوابط عنوان شده که لازم است تعداد نمونه‌ها طوری در نظر گرفته شود که امکان تعمیم نتایج آزمایش به کل میلگرد مصرفی وجود داشته باشد. جهت رعایت این مسئله توجه به موارد زیر می‌تواند کمک کننده باشد:
- به یاد داشته باشید در صورتی که در فرآیند ساخت‌وساز به گریدهای مختلف میلگرد نیاز داشتید، باید در کمترین حالت از هر گرید حداقل یک نمونه را آزمایش و بررسی کنید.
- نکته دیگر ایجاد تنوع در ابعاد میلگردهای مورد استفاده است. ضوابط ملی ساختمان، افراد را ملزم به بررسی حداقل یک نمونه از هر سایز میلگرد می‌کند.
- در آخر هم باید توجه داشت که به ازای هر پنجاه تن میلگرد مصرف شده، نیاز است تا یک نمونه میلگرد جهت آزمایش و بررسی در نظر گرفته شود. درصورتی‌که میزان کل میلگرد مصرفی شما از این مقدار (۵۰ تن) نیز کمتر باشد، بایستی تست میلگرد بر روی یک نمونه انجام شود.
سنجش ابعاد میلگرد
قطر میلگرد از مهم‌ترین فاکتورها برای خرید و استفاده از آن است. 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 میلگرد
- تعیین سایز با استفاده از وزن میلگرد و فرمول مخصوص
- تشخیص سایز با کولیس
- تشخیص سایز با استفاده از آچار فرانسه
میلگرد چطور می‌شکند؟
استفاده نامناسب از میلگرد، خم‌کاری، زنگ‌زدگی، حرارت و عدم استفاده از ابزار مخصوص از جمله مهم‌ترین عوامل شکستگی میله به شمار می‌روند.
به منظور مطالعه بیشتر: استانداردهای میلگرد
علت زنگ نزدن میلگرد داخل بتن
در شرایطی که تنها فلز موجود در بتن میلگرد باشد و فلز دیگری در محیط وجود نداشته باشد که موجب شکل‌گیری واکنش شیمیایی شود، اکسیژن داخل بتن مصرف شده و آب مجدداً تولید می‌شود و میلگرد زنگ نخواهد زد. این واکنش‌ها جهت تداوم و ادامه روند ضروری هستند؛ ازاینرو در بتن خشک (رطوبت نسبی از شصت درصد کمتر باشد) هیچ نوع خوردگی ایجاد نخواهد شد. مناسبت‌ترین شرایط و میزان رطوبتی که موجب خوردگی شود، رطوبتی در حدود 70 الی 80 درصد بوده و در رطوبت نسبی بیشتر، شاهد کاهش قابل‌توجه پخش اکسیژن در بتن خواهیم بود.
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 میلگرد با خصوصیات و مقاومت بهتر، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. همانطور که گفتیم در بین آزمایشات میلگرد، تست کشش میلگرد ضروری بوده و همواره انجام آن لازم است. برای انجام آزمون کشش میلگرد نیز از دستگاه‌های ویژه‌ای استفاده می‌شود که می‌توانند به بهترین نحو نمونه‌های میلگرد را مورد بررسی و آزمایش قرار دهند.
این دستگاه‌ها دارای نمونه‌ها و انواع مختلفی بوده که بنا به نوع دستگاه، قیمت آن نیز متفاوت خواهد بود. همچنین علاوه بر نوع دستگاه و برند تولیدکننده، نوسانات بازار و قیمت ارز نیز تأثیر قابل‌توجهی در قیمت این دستگاه‌ها داشته و تعیین یک قیمت مشخص برای آن‌ها ممکن نیست. ازاینرو لازم است تا در صورت نیاز، قیمت روز دستگاه تست کشش میلگرد را دریافت کنید.
ضوابط پذیرش بتن و میلگرد فولادی
علاوه بر آزمایش میلگرد، بتن هم باید شرایط خاصی داشته باشد تا مورد استفاده قرار گیرد. به این شروط ضوابط بتن می‌گویند که در ادامه با چند نمونه از آن‌ها آشنا می‌شویم:
ضوابط پذیرش سیمان‌های پرتلند
سیمان‌های پرتلند، سیمان پرتلند سفید و سیمان پوزولانی زمانی مورد قبول واقع می‌شوند که از آزمایش‌های فیزیکی شیمیایی و مکانیکی با موفقیت عبور کنند.
ضوابط پذیرش سنگ‌دانه مصرفی در بتن
سنگ دانه‌های مصرف‌شده باید مورد آزمایش قرار بگیرند. طی این آزمایش‌ها، حداکثر مواد زیان‌آور دانه‌بندی سنگ‌دانه‌های درشت و ریز، حداکثر مجاز دانه‌های سوزنی و پولکی و ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
ضوابط پذیرش آب مصرفی در بتن
در اولین نکته برای ضوابط آب باید به خالص بودن آن اشاره کرد. یعنی آب مورد استفاده باید کاملاً تمیز و بدون مواد الی، روغن، نمک، چربی، اسید و یا یون‌های سولفات و کلرید باشد. در اثر وجود هر یک از مواد ذکرشده، میلگرد پوسیده یا خورده می‌شود؛ درنتیجه استحکام بتن و سازه کاهش می‌یابد.
ضوابط پذیرش بتن
ضوابط پذیرش بتن در دسته‌ها و انواع مختلفی وجود دارد که در اینجا به تعدادی از مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم:
- ارزیابی مقاومت بتن ساخته‌شده
- تعریف مقاومت مشخصه
- تواتر و نمونه‌برداری
- نحوه برخورد با بتن‌های غیرقابل‌قبول از نظر مقاومت
- نمونه‌برداری بتن‌های مصرفی در کارگاه
- مراحل گام‌به‌گام ارزیابی مقاومت بتن ساخته‌شده
نحوه برخورد با بتن بدون پذیرش قطعی
اگر در مرحله‌ای متوجه شویم که بتن پذیرش ندارد، می‌توان با انجام اصلاحات لازم، بتن را به شرایط استاندارد بازگرداند. ولی اگر در مرحله‌ای متوجه شدیم که امکان اصلاح بتن وجود ندارد، باید تا جای ممکن مقاومت سازه را افزایش دهیم. نکته مهم در مورد این مسئله این است که در هرصورت، مقاومت سازه نباید کمتر از 16 مگاپاسکال باشد؛ در غیر این صورت پیمان‌کار موظف به پرداخت جریمه خواهد شد.
چرا آزمایش بتن و میلگرد با یکدیگر انجام می‌شود؟
تا اینجای کار دیدیم که آزمایش‌های مختلفی روی میلگردها و بتن‌ها انجام می‌گیرد تا کیفیت آن‌ها مشخص شود؛ ولی جالب است بدانید که آزمایش‌هایی هم وجود دارند که در آن‌ها میلگرد و بتن به‌صورت هم‌زمان مورد بررسی قرار می‌گیرند. دلیل این کار این است که میلگردها برای پوشش نقطه‌ضعف بتن استفاده می‌شوند و نوعی ترکیب به وجود می‌آورند؛ بنابراین آزمایش‌ها باید روی هردوی آن‌ها صورت بگیرد تا نتیجه به‌خوبی مشخص شود.
بیشتر بخوانید: استاندارد کاشت میلگرد در بتن
تفسیر نتایج آزمایش میلگرد به عهده چه کسی است؟
تنها مهندسین عمران پروژه می‌توانند به تفسیر نتایج آزمایش میلگرد بپردازند؛ به‌خاطر اینکه برای انجام این کار، به تجربه و تخصص کافی نیاز است و اگر حتی اشتباهی کوچک در تفسیر نتایج شکل بگیرد، ممکن است کل پروژه با خطر روبه‌رو شود. مهندسین با استفاده از نرم افزارهایی هوشمند، تفسیر نتایج آزمایش میلگرد را انجام می‌دهند و در آن درصد ازدیاد طول میلگرد و همین‌طور تمامی رفتارهای مقطع در هنگام انجام تست، به‌صورت جدول‌وار و به‌عنوان نتیجه کار در دسترس مهندس عمران قرار می‌گیرد.
هزینه تست میلگرد
طبق نتایج و مشاهدات صورت گرفته، هزینه تست میلگردها کمتر از 4 درصد هزینه ساخت کل ساختمان است.
خرید انواع میلگرد و سایر آهن‌آلات از پیوان
بدون شک میلگرد یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی است. ازاینرو توجه به اصالت و کیفیت محصول خریداری شده، امری حیاتی تلقی می‌شود. در این راستا مجموعه پیوان نیز در طول 50 سال فعالیت مستمر خود در بازار فولاد، تلاش بسیاری کرده تا همواره محصولاتی باکیفیت و مرغوب را به بازار عرضه کند. شما عزیزان می‌توانید با مراجعه به بخش مربوطه در وب‌سایت ما قیمت روز میلگرد و سایر مقاطع فولادی را مشاهده کرده و در صورت نیاز نسبت به خرید آن‌ها با قیمتی مناسب اقدام کنید.
نظرات