منظور از آزمایش میلگرد چیست؟ معرفی انواع تست میلگرد

آزمایش میلگرد یکی از مراحل اصلی ارزیابی کیفیت و مشخصات مکانیکی این مقطع فولادی است که برای اطمینان از ایمنی و دوام سازه‌هایی که در ساخت آن ها از میلگرد استفاده شده است، انجام می‌شود. از آنجا که این مقطع فولادی به ‌عنوان یکی از اجزای ساختمانی اصلی، در شرایط مختلف بارگذاری و محیطی تحت فشار قرار می‌گیرد، لازم است ویژگی‌هایی نظیر استحکام کششی، شکل‌پذیری، سختی، مقاومت به خوردگی و مواردی از این قبیل در مورد آن مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد. این نوع آزمایش‌ها از نوع مخرب یا غیرمخرب هستند که از طریق آن ها می توان به شناسایی عیوب سطحی و داخلی میلگردها، تحلیل رفتار مکانیکی آن‌ در شرایط مختلف، و تأیید انطباق با استانداردهای فنی پرداخت.

در دنیای ساخت ‌و ساز، هر بنا تنها یک ساختار فیزیکی نیست، بلکه نتیجه‌ای از ترکیب دانش فنی، برنامه‌ریزی دقیق و اجرای صحیح است. از مرحله طراحی تا بهره‌ برداری، تمامی عناصر و فرآیندها با هدف ایجاد محیطی کارآمد، ایمن و ماندگار در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. این فرآیند، بازتابی از هماهنگی میان مهارت‌های تخصصی و استفاده بهینه از منابع با هدف دستیابی به استانداردهای مورد انتظار است. در این راستا برای اطمینان از کیفیت و عملکرد اجزا ساختمانی از جمله میلگردها، انجام آزمایش‌های مختلف ضروری است. این آزمایش‌ها به دو دسته کلی آزمایش‌های مخرب و آزمایش‌های غیرمخرب تقسیم می‌شوند. در این مقاله خواهیم گفت که منظور از آزمایش میلگرد چیست، سپس به معرفی انواع تست میلگرد خواهیم پرداخت. با مدیران آهن همراه شوید.

تماس با مدیران آهن

آزمایش میلگرد به چه معناست و چرا اهمیت دارد؟

آزمایش میلگرد به مجموعه‌ای از بررسی‌ها و آزمایش‌های تخصصی اطلاق می‌شود که با هدف ارزیابی کیفیت، مقاومت و تطابق میلگرد با استانداردهای فنی انجام می‌گیرد. این آزمایش‌ها مشخصات مکانیکی مانند مقاومت کششی، مقاومت تسلیم و میزان انعطاف‌پذیری میلگرد را ارزیابی می‌کنند. اهمیت این فرآیند در تضمین ایمنی و دوام سازه‌ها نهفته است، زیرا استفاده از میلگردهای غیراستاندارد می‌تواند منجر به کاهش مقاومت ساختمان در برابر بارهای وارده یا شرایط محیطی سخت شود. بنابراین، تست میلگرد برای اطمینان از کیفیت مواد اولیه مورد استفاده در ساخت آن و پیشگیری از خسارات احتمالی ناشی از احداث ساختمان های غیر مستحکم، امری ضروری است. در ادامه انواع آزمایش میلگرد را معرفی کرده ایم.

آشنایی با انواع آزمایش میلگرد

آزمایش میلگردها به عنوان یکی از مراحل ضروری در فرآیند ساخت و ساز، نقش بسیار مهمی در تضمین کیفیت و ایمنی سازه‌ها دارد. میلگردها از جنبه های مختلف مورد آزمایش قرار می گیرند و به روش‌های مختلف ویژگی ها و مشخصات فنی شان مورد آزمایش قرار می گیرد. به این ترتیب مهندسان، معماران و سازندگان می توانند از کیفیت و استحکام میلگردهای مورد استفاده در پروژه‌های ساختمانی اطمینان حاصل کنند.

پیشنهاد مطالعه: تشخیص میلگرد اصلی از میلگرد تقلبی

به عبارت دیگر با انجام انواع آزمایش میلگرد‌ می‌توان ویژگی‌های مکانیکی و ساختاری میلگردها را مورد بررسی قرار داد و از بروز مشکلات جدی در مراحل بعدی ساخت جلوگیری کرد. به طور کلی این نوع آزمایش ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند؛ آزمایش های مخرب و غیرمخرب؛ که هرکدام به شکلی خاص برای ارزیابی کیفیت میلگردها مورد استفاده قرار می گیرند و به تشخیص کیفیت و میزان انطباق آن ها با استانداردهای تولید کمک می‌کنند. آیا می دانید منظور از آزمایش های مخرب و غیر مخرب چیست؟

انواع تست میلگرد: آزمایش‌های مخرب (Destructive Testing of Rebar)

در این دسته آزمایش ها، میلگرد تحت آزمایش‌هایی قرار می‌گیرد که به طور مستقیم بر خواص فیزیکی آن تاثیر گذارند؛ به عبارتی می توان گفت آزمایش ها تا مرحله ی تخریب میلگرد ادامه پیدا می کند تا میزان مقاومت مقطع فولادی مشخص شود. این آزمایش‌ها معمولاً شامل آزمایش کشش، آزمایش خمش و آزمایش پیچش هستند. نتایج آزمایش میلگرد اطلاعات دقیقی در مورد خصوصیات مکانیکی میلگردها ارائه می‌دهند.

انواع تست میلگرد: آزمایش های غیر مخرب

این نوع آزمایش‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بدون وارد آوردن آسیب به میلگرد، ویژگی‌های آن را مورد بررسی قرار می دهند. در این روش‌ها، ارزیابی سطح کیفی و تشخیص عیوب داخلی میلگرد مانند ترک‌ها، حباب‌ها یا نقص‌های ساختاری بدون نیاز به آسیب رساندن به میلگرد قابل ارزیابی است. در واقع می توان گفت قطعه فولادی در این روش ها دچار آسیب یا تخریب نمی شود. در حقیقت این دو دسته آزمایش همدیگر را تکمیل کرده و با استفاده از آن‌ها می‌توان از کیفیت میلگردهای مورد استفاده در سازه های مختلف اطمینان حاصل کرد. در بخش بعدی به معرفی انواع تست میلگرد از نوع مخرب و غیرمخرب خواهیم پرداخت.

معرفی انواع آزمایش‌ مخرب میلگرد

آزمایش‌های مخرب میلگرد جز اصلی ترین روش های ارزیابی خواص مکانیکی و فیزیکی این مصالح پرکاربرد در صنعت ساختمان ‌سازی و پروژه‌های زیرساختی است. این آزمایش‌ها به ‌طور کلی با هدف تعیین میزان مقاومت، دوام و به طور کلی رفتار میلگرد تحت شرایط مختلف انجام می‌شوند و اطلاعات ارزشمندی در اختیار متخصصان قرار می دهد با هدف تضمین کیفیت و اطمینان از عملکرد آن مقطع فولادی در سازه‌ها. این نوع آزمایش ها معمولاً با تخریب نمونه همراه است، به همین دلیل بیشتر در مراحل کنترل کیفی یا پژوهش‌های تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دسته آزمایش های میلگرد به عنوان آزمایش های پایه‌ای برای انتخاب مناسب‌ترین نوع میلگرد در شرایط مختلف محیطی و طراحی سازه‌ای محسوب می‌شوند. انواع آزمایش مخرب میلگرد عبارتند از:

آزمایش کشش

آزمایش کشش میلگرد (Rebar Tensile Test) به منظور ارزیابی خواص مکانیکی میلگردها، از قبیل مقاومت کششی، حد الاستیک، مقاومت تسلیم، میزان انعطاف پذیری میلگرد و مواردی از این قبیل انجام می شود. در این فرآیند، میلگرد در دستگاه یونیورسال تست کشش (Universal Testing Machine) قرار می‌گیرد و تحت نیروی کششی تدریجی تا شکست قرار می‌گیرد. نتایج این آزمایش، اطلاعات مهمی درباره مقاومت و انعطاف‌پذیری میلگرد ارائه می‌دهد. ابزارهای مورد نیاز عبارتند از:

• دستگاه تست کشش با ظرفیت مناسب برای، تحمل نیروی کششی میلگردهای فولادی
• گیره‌های مخصوص میلگرد، برای نگهداری محکم نمونه بدون ایجاد آسیب موضعی
• اکستنسومتر، برای اندازه‌گیری تغییرات طولی میلگرد با دقت بالا

آزمایش خمشی

آزمایش خمش میلگرد (Rebar Bending Test) یکی از آزمایش‌های استاندارد برای ارزیابی شکل‌پذیری و مقاومت میلگرد در برابر تغییر شکل‌های دائمی است. از این طریق میزان کیفیت میلگردها برای استفاده در شرایط خمشی مختلف، مانند کاربرد در سازه‌های بتنی، استفاده می شود. برای این منظور میلگرد تا زاویه ی مشخصی (معمولاً 90 یا 180 درجه) تحت نیروی خمشی قرار می‌گیرد. خمکاری میلگرد تا جایی ادامه پیدا می کند که ترک یا شکست در سطح خارجی آن ایجاد  نشود. ابزارهای مورد نیاز برای تست خمش میلگرد عبارتند از:

• دستگاه تست خمش میلگرد (Rebar Bending Machine)
• فک‌ها یا پین‌های استاندارد، برای اعمال نیروی خمشی یکنواخت
• شابلون یا گیج زاویه، برای اندازه‌گیری دقیق زاویه خمش است

آزمایش ضربه

آزمایش ضربه میلگرد (Rebar Impact Test) به منظور ارزیابی مقاومت میلگرد در برابر ضربه و انرژی جذب ‌شده هنگام شکست، انجام می‌شود. این آزمایش در شرایطی که میلگرد تحت بارگذاری ناگهانی یا دینامیکی قرار می‌گیرد، اهمیت دارد. در این فرآیند، نمونه میلگرد در دستگاه آزمایش ضربه، نظیر دستگاه چارپی (Charpy Impact Test) یا دستگاه ایزود (Izod Impact Test)، قرار داده شده و یک پاندول با انرژی مشخص به آن برخورد می‌کند. ابزارهای مورد نیاز برای تست ضربه عبارتند از:

• دستگاه ضربه‌سنج استاندارد
• تیغه یا شیار برای ایجاد محل کنترل‌شده شکست
• سیستم اندازه‌گیری انرژی جذب‌شده توسط نمونه

این آزمون نشان می‌دهد میلگرد تا چه حد در برابر ضربه مقاوم است؛ علاوه بر این اطلاعات مفیدی درباره چقرمگی و رفتار میلگرد در شرایط بارگذاری دینامیکی ارائه می‌دهد.

آزمایش خستگی

آزمایش خستگی میلگرد (Rebar Fatigue Test) برای ارزیابی مقاومت میلگرد در برابر بارگذاری‌های تکراری و متناوب انجام می‌شود و نقش مهمی در تعیین دوام و عملکرد میلگرد در سازه‌های تحت بارهای چرخه‌ای، مانند پل‌ها و ساختمان‌های بلند، دارد. در این آزمایش، نمونه میلگرد تحت بارگذاری‌های متناوب یا سیکلی قرار می‌گیرد تا زمانی که دچار شکست شود. ابزارهای لازم برای آزمایش خستگی میلگرد عبارتند از:

• دستگاه تست خستگی با قابلیت اعمال بارهای متناوب (معمولاً سینوسی)
• گیره‌های مخصوص برای نگهداری نمونه بدون ایجاد تمرکز تنش
• سنسورهای اندازه‌گیری تغییر شکل یا تنش برای مانیتورینگ رفتار نمونه در طول آزمایش

به طور کلی در این آزمایش، میلگرد تحت فشار بارهای متناوب قرار گرفته و تعداد چرخه‌هایی که تا شکست تحمل می‌کند، ثبت می‌شود. نتایج این آزمایش شامل تعداد سیکل‌های شکست و رفتار میلگرد در برابر خستگی است که برای طراحی ایمن سازه‌ها اهمیت زیادی دارد.

آزمایش تجزیه شیمیایی

آزمایش تجزیه شیمیایی میلگرد (Chemical Analysis of Rebar) برای تشخیص ترکیب شیمیایی میلگرد و بررسی انطباق آن با استانداردهای متالورژیکی انجام می‌شود. این آزمایش مشخص می‌کند که چه درصدی از عناصر کلیدی مانند کربن، سیلیسیم، منگنز، فسفر، گوگرد، کروم و نیکل در میلگرد حضور دارند؛ چرا که ترکیب شیمیایی تأثیر مستقیمی بر خواص مکانیکی و دوام میلگرد دارد. ابزارهای لازم برای آزمایش تجزیه شیمیایی میلگرد عبارتند از:

• اسپکترومتر جذب اتمی (AAS)
• اسپکترومتر نشر نوری (OES)
• دستگاه XRF (فلورسانس اشعه ایکس) برای تجزیه و تحلیل دقیق عناصر
• کوره یا دستگاه آماده‌سازی نمونه برای ذوب یا پودر کردن ماده

لازم به ذکر است که در روش‌های مرطوب (Wet Chemistry)، از تجهیزات آزمایشگاهی مانند بورت، ارلن، محلول‌های شیمیایی و ترازوی دقیق استفاده می‌شود.

پیشنهاد مطالعه: برگه آنالیز میلگرد چیست؟

معرفی انواع آزمایش‌ غیر مخرب میلگرد

آزمایش‌های غیرمخرب میلگرد (Non-Destructive Testing of Rebar) شامل مجموعه‌ای از روش‌هاست  که بدون آسیب‌رساندن به ساختار یا خواص میلگرد، امکان ارزیابی کیفیت، و مشخصات میلگرد را فراهم می‌کند. این آزمایش‌ها نقش حیاتی در تضمین ایمنی و دوام سازه‌ها دارند، زیرا می‌توانند عیوب داخلی و سطحی میلگرد یا انحراف از استانداردهای طراحی را شناسایی کنند.

تست میلگرد با روش‌های غیرمخرب بیشتر در پروژه‌های بزرگ، تعمیرات سازه‌ها، و ارزیابی میلگردهای کارگذاری‌شده در بتن، ضروری است. این آزمایش‌ها علاوه بر حفظ یکپارچگی میلگرد، سریع، اقتصادی و قابل تکرار هستند و نتایج دقیقی برای تحلیل کیفیت ارائه می‌دهند. در ادامه، انواع روش‌های غیرمخرب برای تست میلگرد عبارتند از:

آزمایش التراسونیک (Ultrasonic Test)

آزمایش فراصوت میلگرد (UT) یکی از روش‌های غیرمخرب برای ارزیابی کیفیت داخلی و سطحی میلگردها است که با استفاده از امواج فراصوتی انجام می‌شود. در این آزمایش، امواج فراصوت به داخل میلگرد ارسال شده و زمان بازگشت این امواج به سنسور، به تحلیل عیوب موجود در ساختار میلگرد کمک می‌کند. اگر میلگرد دچار ترک، حفره یا نقص در ساختار خود باشد، این امواج به‌ طور متفاوتی بازتاب خواهند شد. ابزارهای لازم برای این آزمایش عبارتند از:

• دستگاه تست فراصوت (Ultrasonic Testing Device) که قادر به ارسال و دریافت امواج فراصوت است
• پروب فراصوتی (Transducer) برای انتقال امواج به سطح میلگرد
• ماده کاهنده اصطکاک (Couplant) برای انتقال صحیح امواج از پروب به میلگرد

این روش بیشتر برای ارزیابی میلگردهای کارگذاری ‌شده در بتن یا در مواردی که نیاز به شناسایی عیوب داخلی میلگردها بدون آسیب به آن‌ها است، کاربرد فراوان دارد.

آزمایش جریان گردابی (Eddy Current Test)

آزمایش جریان گردابی (Eddy Current Test) یکی از روش‌های غیرمخرب برای بررسی میلگردها و شناسایی عیوب سطحی و زیرسطحی است که به کمک اصول الکترومغناطیسی عمل می‌کند. در این روش، یک میدان مغناطیسی متغیر توسط پروب تولید می‌شود که باعث ایجاد جریان‌های گردابی در میلگرد می‌شود. در صورت وجود هرگونه عیب یا ترک‌ یا تغییرات خواص مواد، جریان های گردابی دچار تغییر شده و توسط دستگاه اندازه‌گیری و شناسایی می‌شوند. ابزارهای لازم برای این آزمایش عبارتند از:

• دستگاه جریان گردابی (Eddy Current Tester) که سیگنال‌های الکترومغناطیسی را تولید و تحلیل می‌کند
• پروب جریان گردابی (Eddy Current Probe) که برای تماس با سطح میلگرد و ارسال سیگنال‌ها استفاده می‌شود
• نرم‌افزار تحلیل داده‌ها برای پردازش سیگنال‌های دریافتی و شناسایی ناهنجاری‌ها

 این روش به طور ‌خاص برای شناسایی عیوب سطحی و نواحی آسیب‌ دیده در میلگردهای فولادی مورد استفاده قرار می گیرد و می‌تواند بدون نیاز به تماس مستقیم با سطح میلگرد، اطلاعات دقیقی از وضعیت آن ارائه دهد. این آزمایش حساسیت بالایی در تشخیص ترک‌ها و ناپیوستگی‌های سطحی مقطع فولادی دارد.

آزمایش سختی‌سنجی(Hardness Testing of Rebar)

آزمایش سختی‌سنجی میلگرد یکی از روش‌های غیرمخرب برای اندازه‌گیری سختی سطحی میلگردها در برابر فشار و میزان مقاومت آن ها در برابر فرورفتگی سطحی است. در این آزمایش، نیروی معینی به سطح میلگرد اعمال می‌شود و عمق یا اندازه‌ تغییر شکل سطحی تحت فشار، اندازه‌گیری می‌شود. این اطلاعات می‌توانند به پیش‌بینی رفتار میلگرد در شرایط بارگذاری مختلف کمک کنند. روش‌های مختلفی برای سختی‌سنجی میلگرد وجود دارند که عبارتند از:

• آزمایش سختی راکول (Rockwell Hardness Test)
• آزمایش سختی برینل (Brinell Hardness Test)
• آزمایش سختی ویکرز (Vickers Hardness Test)

بسته به نوع میلگرد و استانداردهای مورد نظر از روش های مناسبی استفاده می شود. ابزارهای لازم برای آزمایش سختی سنجی میلگرد عبارتند از:

• دستگاه سختی‌سنج با تنظیمات مختلف برای اعمال فشار به سطح میلگرد
• انواع اندیکاتور یا سوزن برای اندازه‌گیری عمق فرو رفتگی
• صفحه‌ نشانگر سختی برای تعیین مقدار دقیق سختی

این آزمایش به منظور ارزیابی کنترل کیفی میلگردهای تولیدی و مقاومت آن ها در برابر سایش و آسیب‌های احتمالی در شرایط مختلف کاربردی است. نتایج این آزمایش نیز اطلاعاتی درباره کیفیت مواد ارائه می دهد.

آزمایش مغناطیسی (Magnetic Particle Test)

آزمایش مغناطیسی (MT) یکی دیگر از روش‌های غیرمخرب برای تست میلگرد است که  از طریق آن به شناسایی عیوب سطحی و زیرسطحی در این مقاطع فولادی می پردازند. در این آزمایش، میلگرد تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، به ‌طوری که در صورت وجود ترک یا نقص در سطح یا زیرسطح میلگرد، خطوط میدان مغناطیسی تغییر کرده و ذرات مغناطیسی جذب می‌شوند. این ذرات مغناطیسی به ‌طور واضح در نواحی آسیب‌دیده و ترک ها جمع می‌شوند و با استفاده از نور مرئی، می‌توان عیوب را شناسایی کرد. ابزارهای مورد نیاز برای این آزمایش عبارتند از:

• دستگاه ایجاد میدان مغناطیسی (Magnetic Yoke یا Coil)
• ذرات مغناطیسی (Magnetic Particles) که معمولاً به صورت پودر یا اسپری عرضه می‌شوند،
• مواد معکوس‌کننده (Contrast Medium) برای نمایان شدن بهتر عیوب
• لامپ‌های UV یا نور مرئی برای مشاهده و شناسایی عیوب در میلگرد

از این روش برای شناسایی ترک‌ها، حفره‌ها و نقص‌های سطحی در میلگردهای فولادی بسیار موثر است و به دلیل سادگی و سرعت بالا، در صنایع ساختمانی و تولیدی، برای بررسی کیفیت میلگرد استفاده می‌شود.

آزمایش رادیوگرافی (Radiography Test)

آزمایش رادیوگرافی (Radiographic Testing) میلگرد یکی از روش‌های غیرمخرب برای شناسایی عیوب داخلی میلگردها است که با استفاده از پرتوهای ایکس یا گاما انجام می‌شود. در این آزمایش، پرتوهای یونیزه به میلگرد تابانده شده و شدت عبور این پرتوها از میلگرد با توجه به ترکیب و چگالی مواد تغییر می‌کند. سپس فیلم رادیوگرافی یا دتکتور دیجیتال تصویر مناسبی از داخل میلگرد را ایجاد می‌کند که می‌تواند نقص‌هایی مانند ترک‌ها، حفره‌ها یا ناهماهنگی‌های ساختاری را نمایش دهد. ابزارهای مورد نیاز برای این آزمایش عبارتند از:

• دستگاه تولید پرتو ایکس یا گاما (X-ray or Gamma-ray Source)
• دستگاه دیجیتال رادیوگرافی برای ضبط تصویر
• محفظه حفاظتی برای ایمنی اپراتور و جلوگیری از انتشار پرتوهای خطرناک
• سیستم پردازش تصویر برای تحلیل و بررسی نتایج

این روش بیشتر برای ارزیابی کیفیت میلگردهای ضخیم یا در مواقعی که نیاز به شناسایی نقص‌های داخلی وجود دارد استفاده می شود و می‌تواند نتایج دقیقی از وضعیت میلگرد ارائه دهد. همچنین استفاد از این روش برای مواقعی که میلگردها در بتن قرار گرفته اند کاربردی است.

کلام پایانی

در این مقاله، به معرفی انواع روش‌های آزمایش میلگرد پرداختیم که هرکدام نقش مهمی در ارزیابی کیفیت و خواص مکانیکی این مقاطع فولادی دارند. آزمایش‌های مختلف میلگرد، از جمله آزمایش‌های مخرب و غیرمخرب، که عبارتند از آزمایش کشش، خمش، ضربه، جریان گردابی، سختی‌سنجی، رادیوگرافی، فراصوت و مغناطیسی و غیره هر کدام برای شناسایی عیوب سطحی، زیرسطحی، و داخلی میلگردها، تعیین استحکام کششی، سختی، خستگی و مقاومت در برابر شرایط مختلف بارگذاری و محیطی انجام می‌شوند. این آزمایش‌ها به مهندسان و طراحان کمک می‌کنند تا از کیفیت میلگردها در پروژه‌های ساختمانی، پل‌سازی و سایر سازه‌ها اطمینان حاصل کنند. انتخاب نوع آزمایش میلگرد به کاربرد، شرایط پروژه و میزان نیاز به اطلاعات درباره ویژگی‌های میلگرد بستگی دارد. آزمایش‌های مخرب برای بررسی‌های دقیق مکانیکی و آزمایش‌های غیرمخرب برای پایش سازه‌های موجود ایده‌آل هستند. استفاده از این روش‌ها در کنار یکدیگر می‌تواند به تضمین کیفیت و ایمنی سازه‌های بتنی کمک شایانی نماید.