نکات مهم در آزمایش میلگرد

انواع آزمایش میلگرد 

میلگرد از جمله مصالح بسیار پر کاربرد در صنعت ساختمان سازی ست که کیفیت آن تاثیر مستقیمی در کیفیت و استحکام سازه ها دارد. اما در موقع خرید میلگرد چگونه می توان از کیفیت آن اطمینان حاصل کرد؟ برای این منظور آزمایش هایی روی میلگرد انجام میگرد و بر اساس نتایج این آزمون ها می توان در مورد خصوصیات میلگرد اظهار نظر کرد. اما چه روش هایی برای تست میگلرد وجود دارد؟ در این مقاله به انواع روش های تست میلگرد و ویژگی های هر کدام اشاره خواهد شد.

تصویر شماره 1 – تست میلگرد

برای استفاده از میلگرد در پروژه های بزرگ انجام تست های مخصوص روی آن ضروری ست. میلگرد باید بتواند این تست ها را با موفقیت پشت سر بگذارد تا قابلیت استفاده را داشته باشد. در این آزمایش ها فاکتورهایی که بر کیفیت و قیمت میلگرد تاثیر گذار هستند مورد بررسی قرار میگیرند و در نهایت میتوانند تضمین کننده ی خریدی مطمئن برای مصرف کننده باشند.

آنچه در این مقاله خواهید خواند: 

• نگاهی به میلگرد
• آزمون کشش میلگرد
• آزمون خستگی میلگرد
• آزمون خمش مجدد
• هزینه آزمایش میلگرد

نگاهی به میلگرد

میلگرد از مهمترین مصالح مورد استفاده در ساختمان سازی ست. از میلگرد به طور عمده در بتن به منظور افزایش مقاومت کششی آن استفاده می شود. بنابراین خود میلگرد باید دارای مقاومت کافی در برابر کشش باشد.

هم اکنون انواع مختلفی از میلگرد در بازار وجود دارد که از جهات مختلف می توانند دسته بندی شوند. از نظر شکل ظاهری میلگردها در دو نوع ساده و آجدار در بازار وجود دارند. میلگرد ساده که با نام A1 شناخته می شود میلگردی از جنس فولاد نرم و صاف است. میلگرد ساده به دلیل میزان کم کربن برای انجام عملیات جوشکاری بسیار مناسب است. میلگردهای آجدار دارای برجستگی یا آج هایی بر طبق استاندارد بر روی خود هستند. از جمله این میلگردها، میلگرد A2 است که با آج به صورت مارپیچ تولید می شود. میلگرد A3 از دیگر میلگردهای آجدار است با آج جناقی تولید شده و میلگرد خشک نیز گفته می شود.

از مهمترین ویژگی های میلگرد که در موقع استفاده می بایست به آن توجه شود مقاومت تسلیم و مقاومت کششی میلگرد است.

مقاومت کششی حداکثر نیرویی است که به میلگرد پیش از شکستن وارد می شود و مقاومت تسلیم حداکثر نیروی وارد بر میلگرد است بدون آنکه تغییر شکلی در آن ایجاد کند. با افزایش نیروی وارد بر میلگرد بیشتر از مقاومت تسلیم تغییر شکل دائمی در میلگرد اتفاق می افتد.

به طور کلی آزمایش هایی که بر روی میلگرد انجام می شود به دو دسته تقسیم می شوند. آزمون های مخرب و آزمون های مخرب.

منظور از آزمون های مخرب، آزمایش هایی هستند که پس از انجام آنها قطعه تخریب شده و قابلیت استفاده نخواهد داشت. برخی از آزمون های مخرب شامل موارد زیر هستند.

• آزمایش توان کششی میلگرد
• آزمایش تعیین خستگی میلگرد
• آزمایش خمش سرد میلگرد
• آزمایش خمش مجدد میلگرد

اما آزمون های غیر مخرب بدون تخریب و آسیب روی نمونه انجام میگیرد. از نمونه آزمون های غیر مخرب می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• سنجش ابعاد میلگرد
• آزمایش میلگرد زنگ زده

تصویر شماره 2 – اندازه گیری ابعاد میلگرد (تست غیر مخرب)

بیشتر بخوانید: مقدار میلگرد مصرفی برای ساختمان سازی

آزمون کشش میلگرد

یکی از رایج ترین تست هایی که روی میلگرد انجام می گیرد تست کشش میلگرد است. با توجه به نقش مهمی که میلگرد در ساختمان دارد بررسی آن از نظر میزان کشش تحت نیروهای مختلف امری ضروری ست.

در تست کشش میلگرد ویژگی کشسانی میلگرد مورد تست قرار می گیرد. در صورتیکه میلگرد از مقاومت کششی بالایی برخوردار باشد با قرار گرفتن داخل بتن می تواند مقاومت کل سازه را افزایش دهد.

هدف از تست کشش میلگرد این است که متوجه شویم میلگرد چه مقدار نیرویی را بدون اینکه دچار شکست شود می تواند تحمل کند. در این تست میزان کشیدگی میلگرد تحت نیروهای مختلف محاسبه می شود.

روش این آزمایش به این صورت است که نیرویی از کم به زیاد به میلگرد اعمال می شود و میلگرد تحت کشش قرار می گیرد. برای انجام این آزمایش از استانداردهای مختلفی استفاده می شود اما معمولا استاندارد ASTM مبنا قرار می گیرد. هر چند کشورهای دیگر نیز استانداردهای خود را تعریف کرده اند و ایران نیز در این زمینه استانداردهای خاص خود را دارد.

تصویر شماره 3 – تست کشش میلگرد

گفته شد که میلگردها به چهار دسته ی A1، A2، A3 و A4 تقسیم بندی می شوند. هر کدام از این میلگردها مقاومت کششی متفاوتی دارند. در جدول زیر مقاومت کششی انواع مختلف میلگرد را می توانید مشاهده کنید.

لازم به ذکر است که دسته بندی انواع میلگرد در آیین نامه بتن ایران با نماد S انجام می گیرد و در مقابل آن عدد تسیلم میلگرد نمایش داده می شود. میلگرد های S240، S340، S400 و S500 چهار نمونه از انواع میلگرد از نظر مقاومت کششی طبق دسته بندی آیین نامه بتن ایران هستند.

بیشتر بخوانید: تفاوت میلگرد FRP و فولادی چیست

چگونگی انجام آزمون کشش

برای انجام این تست از قطعات کوچک میلگرد استفاده می شود. در انتخاب میلگرد باید دقت کرد که طول میلگرد بین 5 تا 10 برابر قطر آن باشد. یعنی اگر قطر میلگرد 25 است طول میلگرد باید بین 125 تا 250 میلیمتر انتخاب شود.

پس از انتخاب نمونه باید روی آن نشانه گذاری انجام شود. این کار به کمک کولیس انجام می شود به این صورت که ابتدا قطر میلگرد اندازه گیری شده و سپس نشانه هایی با فاصله 5 برابر قطر میلگرد روی آن رسم می شود.

انجام تست کشش توسط دستگاه های خاصی انجام می شود. این دستگاه ها دارای دو فک هستند که یکی ثابت و دیگری متحرک است. میلگرد باید بین دو فک بسته شود. با شروع تست کشش، فک متحرک شروع به اعمال نیروی کششی به میلگرد میکند.

اعمال نیرو توسط دستگاه با سرعت مشخصی ادامه پیدا می کند تا جایی که نمونه میلگرد دچار شکست شود. اگر این شکست در فک ها اتفاق بیفتد نتایج تست معتبر نخواهد بود. در انتها بر اساس نوع دستگاه آنالیزهای لازم توسط دستگاه انجام شده و ارائه می شود. گاهی موارد ممکن است نیاز باشد نتایج آزمایش به صورت دستی اندازه گیری و ارائه شود.

نمودار تنش کرنشی که در این آزمون توسط نرم‌افزار رسم می شود اطلاعات بسیار مهمی در اختیار مهندسان قرار می دهد. با تفسیر نتایج این تست می تواند اطلاعاتی در خصوص خواص مکانیکی میلگرد مانند انعطاف پذیری، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته، نقطه تسلیم و مقاومت به شکنندگی به دست‌آورد.

دستگاه آزمون کشش میلگرد

امروزه از دستگاه های مختلفی برای انجام تست کشش میلگرد استفاده می شود که یکی از معروف ترین نمونه های آن دستگاه های یونیورسال است. دستگاه یونیورسال در مدلها و شکل های مختلفی در بازار وجود دارد که هر کدام از نظر قدرت با هم متفاوت هستند. برای تست میلگرد با ضخامت های مختلف باید از دستگاه مناسب استفاده نمود.

تصویر شماره 4 – دستگاه تست یونیورسال

آزمون خستگی میلگرد

میلگرد از دانه های مولکولی بسیار ریزی تشکیل شده است. ذرات مولکولی میلگردها در جهت های نامشخص در حال لغزش هستند. هرگاه تنش یا ضربه به میلگرد وارد شود عمل لغزش روی صفحات انفرادی اتفاق می افتد. به طور معمول این لغزش ها خطری برای سازه ایجاد نمی کند اما اگر لغزش در صفحات تکرار شود می تواند باعث ایجاد ترک هایی روی میلگرد شود. به مرور زمان این ترک ها گسترش پیدا کرده و میلگرد توانایی تحمل تنش را نخواهد داشت و دچار شکست می شود. به این شکست، شکستگی خستگی می گویند.

انجام آزمون خستگی به روش های مختلفی انجام می شود. این آزمون ها عبارتند از:

آزمون خستگی میلگرد با میله چرخان

در این روش میلگرد تحت تنش چرخشی قرار می گیرد. به کمک این آزمون می توان فهمید که میلگرد تا چه میزان می تواند در مقابل فشارهای دورانی مقاومت کند. تنش های چرخشی در سازه های مختلف وجود دارد و مقاومت در برابر این تنش ها از طرف میلگرد بسیار حائز اهمیت است.

آزمون خستگی ارتعاشی

در این آزمون میلگرد به کمک ابزار مخصوصی تحت ارتعاشاتی قرار داده میشود. در بسیاری از موارد بر اثر این ارتعاشات میلگرد دچار شکست نمی شود اما ترک های بسیار ریزی روی آن ایجاد می شود. این ترک ها می توانند باعث کاهش مقاومت میلگرد در سازه شوند.

آزمون خستگی با ایجاد کشش و فشار روی میلگرد

در این آزمون نمونه میلگرد به صورت همزمان تحت کشش و فشار قرار داده می شود. این تست جزو متداول ترین تست هایی است که روی میلگرد انجام می شود.

آزمون خمش مجدد

مطابق با استاندارد ملی ایران با شماره 1-8103  آزمون خمش به دو روش خمش سرد و خمش مجدد انجام می گیرد. در آزمون خمش سرد، از میگلرد با سایز حداقل 250 میلیمتر برای تست استفاده می شود. نمونه در دستگاهی مخصوص قرار داده می شود. این دستگاه شامل دو نگهدارنده و یک خم کننده است. تحت نیروی فشاری دستگاه، میلگرد به صورت V شکل در می آید و نتایج آن گزارش می شود.

تصویر شماره 5 – تست خمش سرد

در آزمون خمش مجدد میلگرد به اندازه 90 درجه خم می شود. سپس به مدت نیم ساعت تا دمای 100 درجه سانتیگراد گرم شده و بعد از آن به میلگرد اجازه داده می شود تا به دمای محیط برسد. پس از آن با نیرویی پیوسته دمای میلگرد به 20 درجه رسانده می شود. اگر در اثر این تست نمونه دچار ترک یا شکست نشد مورد تایید است.

هزینه آزمایش میلگرد

بر اساس بررسی هایی که توسط سازمان برنامه و بودجه صورت گرفته است، هزینه تمام آزمایش های انجام گرفته برای ساختمان در مقایسه با قیمت تمام شده ساختمان تنها 4 درصد از کل هزینه ها خواهد بود. این آزمایش ها شامل خاک، میلگرد، بتن، جوش و ... است. اما با توجه مزایایی که این تست ها در ایجاد استحکام و مقاومت سازه دارد انجام آنها لازم و ضروری به نظر می رسد.