نحوه ارزیابی عملکرد میلگرد و اهمیت آن

نحوه ارزیابی عملکرد میلگرد

در سال‌های اخیر اصول و مقررات ساخت و ساز، بیش از گذشته رعایت می­شوند. کیفیت مصالح ساختمانی یکی از موارد بسیار مهمی است که در این اصول و مقررات تأکید زیادی بر آن می‌شود. مقاطع فولادی همچون میلگرد، جهت به­‌کارگیری در ساختمان می­بایستی ضوابط خاصی داشته باشند که لازم است اطلاعات کافی را در این زمینه به جهت بهره‌­وری هرچه بهتر و بیشتر از این مصالح داشته باشید. در این مطلب شما را با اهمیت ارزیابی کیفیت میلگرد و روش‌های آن آشنا خواهیم کرد.

اهمیت ارزیابی کیفیت میلگرد

همان‌گونه که می‌دانید، آرماتور یا میلگرد نقش حیاتی را در امنیت و استحکام سازه ایفا می‌کند. با توجه به اهمیت بالای این مقطع فولادی، از روش‌های مختلفی جهت تشخیص کیفیت این نوع مصالح استفاده می‌شود که یکی از آن‌ها، انجام بررسی‌ بر روی این میله‌های فولادی در محیط‌های آزمایشگاهی است.

منظور از آزمایش یا تست میلگرد، انجام برخی اقدامات جهت تشخیص مقاومت و ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی این محصول فلزی است. در این آزمایشات، با بررسی برخی از ویژگی‌های محصول، میزان مقاومت و پایداری آن مورد بررسی قرار می‌گیرد.

روش های ارزیابی کیفیت میلگرد

روش‌های گوناگونی جهت ارزیابی کیفیت میلگرد استفاده می‌شود که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

آزمون مخرب و غیرمخرب میلگرد

در روش مخرب، آزمایش میلگرد تا جایی که منجر به شکستگی یا از هم گسیختگی آن شود، ادامه می‌یابد. در­واقع هدف از انجام چنین آزمایشاتی این است که قطعه فلزی تا نقطه بحرانی یا شکست مورد آزمایش قرار گیرد. تست کشش و خمش میلگرد در دسته مخرب قرار دارد. از طرفی طی آزمایش غیرمخرب، در زمان اجرای آن هیچ­گونه آسیبی به میلگرد وارد نمی‌گردد. این تست‌ها در اکثر موارد با استفاده از اشعه‌های مغناطیسی یا امواج صوتی انجام می‌گیرند و بدین ترتیب، منجر به تخریب میلگرد نخواهند شد.

آزمایش توان کششی میلگرد

آزمایش کشش، یکی از روش‌های مهم برای ارزیابی کیفیت میلگرد است که به سنجش استحکام آن می‌پردازد. انجام این آزمایش به­صورت کنترل شده و با استفاده از دستگاه‌های مخصوص، امری ضروری محسوب می‌شود. این دستگاه‌ها از دو بخش ثابت و متحرک تشکیل شده‌اند که در آزمایش از تکه‌­های کوچک میله‌های فولادی استفاده می‌گردد. این بخش‌ها با شروع آزمون، میلگردها را کشیده و نیروی وارد شده را مورد بررسی قرار می‌دهند. پایان آزمایش زمانی خواهد بود که میلگرد به نقطه شکست می‌رسد و دچار از هم گسیختگی می­شود. این یک تست عالی جهت ارزیابی و مقایسه استحکام میلگردها به­‌شمار می‌رود.

آزمایش خمش سرد میلگرد

آزمایش خمش سرد، یک آزمایش مخرب است که جهت ارزیابی قابلیت خمش میلگرد در بتن انجام می‌گیرد. در این آزمایش، میلگرد را در زاویه‌ای از پیش تعیین شده خم می‌کنند و سپس آن را مورد بررسی قرار می‌دهند که شکستگی یا ترکی بر روی آن ایجاد شده است یا خیر. این آزمایش نشان­دهنده خواص مکانیکی، استحکام، شکل‌پذیری و مقاومت خمشی میلگرد بوده و مطابق با استانداردهای ملی ایران انجام می‌پذیرد.

آزمایش خستگی میلگرد

این آزمایش جهت تعیین مقاومت میلگرد در برابر خستگی انجام می‌گیرد. خستگی، نوعی شکست تدریجی محسوب می‌شود که در اثر اعمال بارهای متفاوت یا نوسانی به ماده ایجاد می‌گردد. انجام آزمایش خستگی جهت تعیین مقاومت سازه در برابر خستگی امری ضروری است. در این آزمایش، یک نمونه میلگرد با قطر و طول مشخص را تحت بارهای متغیر و با فرکانس تعیین شده قرار می‌دهند و در ادامه تعداد چرخه‌های لازم جهت شکست نمونه را ثبت می‌کنند. این آزمایش به دو صورت استاتیکی و دینامیکی انجام می‌گیرد.

آزمایش جوش‌پذیری میلگرد

جوش‌پذیری، قابلیت یک ماده برای جوشکاری بدون ایجاد ترک یا سایر عیب‌های جوش می­گویند. آزمایش جوش‌پذیری میلگرد، یکی از آزمون‌های مهم در صنعت فولاد محسوب می‌گردد که برای ارزیابی قابلیت جوش‌پذیری آن‌ها به‌کار می‌رود. در این آزمایش، دو نمونه میلگرد با روش جوشکاری به یکدیگر جوش داده خواهند شد. سپس نمونه‌های جوش شده تحت آزمایشات کشش و خمش قرار می‌گیرند. این آزمون نشان می‌دهد که آیا آن‌ها توانایی تحمل فشار ایجاد شده توسط جوش را دارند یا خیر.

آزمایش تنش میلگرد

تست تنش میلگرد، آزمایشی است که جهت تعیین خواص مکانیکی میلگرد از جمله مقاومت کششی، مقاومت تسلیم و تنش گسیختگی انجام می‌گیرد. هدف اصلی این آزمایش، درک و شناخت رفتار ماده در صورت اعمال نیرو است.

چه عواملی در کیفیت میلگرد تاثیرگذار است؟

برای تشخیص کیفیت و مرغوبیت میلگردهای موجود در بازار شاخص‌های مهم و تأثیرگذار زیادی وجود دارد که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

مواد اولیه لازم جهت تولید میلگرد

میلگرد یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی به­‌شمار می‌رود که از فولاد تولید می‌گردد. در تولید میلگرد، ابتدا شمش فولادی به شکل مکعبی با مستطیلی در کوره‌های ذوب تولید خواهد شد. شمش فولادی از فولاد کربنی، آلیاژی، ضد زنگ، فولاد ابزار و فولاد الکتریکی می‌تواند باشد. هر کدام از انواع شمش های فولادی دارای ترکیبات و خواص مکانیکی منحصربه‌فرد خود هستند. به‌عنوان مثال، فولاد آلیاژی دارای مقاومت بالاتر، سختی بیشتر و جوش‌پذیری بهتری است. به همین سبب مواد اولیه تولید این مقاطع فولادی در قیمت میلگرد تاثیر بسزایی دارد.

فرآیند تولید میلگرد

برای تولید میلگرد، ابتدا شمش­ها را بوسیله جک‌های هیدرولیکی به سمت کوره هدایت می‌کنند و فرآیند حرارت دادن تا رسیدن شمش‌ها به دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد ادامه می‌یابد. در مرحله بعد، فرآیند نورد آغاز می‌شود و شمش‌های حرارت دیده جهت انجام عملیات رافینگ به سمت خط تولید حرکت داده خواهند شد. مرحله رافینگ، مرحله‌ای است که تغییرات اساسی بر روی شمش جهت تبدیل شدن به میلگرد انجام خواهد گرفت.

آزمایشات لازم جهت تولید میلگرد

برای بررسی کیفیت و کارایی میلگرد آزمون‌های مختلفی در شرایط آزمایشگاهی صورت می‌گیرد که به آن‌ها تست‌های مقاومت سنجی یا آزمون‌های مخرب گفته می‌شود. این آزمون‌ها شامل سنجش مقاومت کششی، آزمون تعیین خستگی و آزمون خمش هستند. میلگردی که این آزمون‌ها را با موفقیت پشت سر گذاشته باشد از کیفیت بسیار خوبی برخوردار خواهد بود.تاییدیه آزمون‌های غیر مخرب هم آزمایش دیگری است که بر روی میلگرد انجام می‌گیرد. این آزمون‌ها برای بررسی استانداردهای فیزیکی محصول انجام می‌شوند و مواردی همچون طول، قطر سطح مقطع، مشخصات هندسی، وزن، بازرسی با اشعه ایکس و غیره را انجام می‌دهند. علاوه بر آزمون‌های مقاومت سنجی، یک محصول باکیفیت باید در آزمون‌های غیرمخرب نیز مورد تأیید واقع شود.

بررسی آزمایش کشش میلگرد

مبنای آزمون کشش میلگرد، براساس استاندارد ASTM است. استفاده از میلگرد برای بهبود مقاومت کششی سازه بتنی اهمیت زیادی دارد. از این رو، بررسی استانداردهای تولیدی تضمین کننده خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی امری ضروری است. تست کشش میلگرد در کشورهای مختلف تحت استانداردهای گوناگونی صورت می‌گیرد که این استانداردها با توجه به آن کشورها تعیین می‌گردند.

تست خمش میلگرد

در این تست، میلگرد به اندازه ۹۰ درجه خم شده و سپس به مدت نیم ساعت، آن را تا دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌کنند. پس از آن صبر می‌کنند تا میلگرد به دمای محیط نزدیک گردد. چنانچه در این تست میلگرد دچار شکستگی و ترک نشود، مورد تأیید مهندسان سازه قرار می‌گیرد و می‌تواند برای ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار گیرد.

تست سختی میلگرد

 تست سختی میلگرد، شامل یک دستگاه سختی سنج برینل، یک توپ و یک میکروسکوپ است. این دستگاه جهت اعمال نیرو به توپ برینل و اندازه‌گیری عمق فرورفتگی آن استفاده می‌گردد. آزمایش برنیل همان استاندارد سختی فولاد به­شمار می‌رود و امروزه به­‌صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تست ضربه میلگرد

تست ضربه، میزان انرژی مصرف شده توسط یک ماده در طول ترک مشخص می‌کند. این تست می‌تواند در مورد اینکه آیا میلگرد شکننده است یا چکش خوار، کمک زیادی نماید. آزمایش ضربه می­بایستی در دماهای مختلفی انجام پذیرد تا هرگونه پیامد بر انرژی ضربه را نشان دهد.

تست ابعاد و وزن میلگرد

در تست ابعاد و وزن میلگرد، نمونه مورد ارزیابی را در ابتدا توسط وسایل سنجش دقیق اندازه‌گیری می‌کنند و با مقادیر ابعاد و تلرانس­های مربوطه سنجش می‌شود. از جمله پارامترهای اندازه‌گیری شده در آزمایش سنجش ابعاد و وزن میلگرد می‌توان به مواردی همچون ارتفاع آج­‌های عرضی و طولی، عمق فرورفتگی‌ها، زاویه شیب آج عرضی، شیب کناره آج عرضی، پهنای آج عرضی، تعیین گام آج عرضی و طولی، ارتفاع آج­های طولی و غیره اشاره کرد.

تجهیزات مورد نیاز برای انجام تست کشش

در تست کشش میلگرد از تجهیزات حساس و کارآمدی جهت ثبت و اندازه‌گیری نیرو و تغییر شکل استفاده می‌گردد. یکی از تجهیزات اصلی مورد نیاز در تست کشش، ماشین کشش است. این ماشین می‌تواند طول میلگردها را تنظیم کند و به­صورت تدریجی نیروی کششی اعمال نماید تا شکل و هندسه میلگردها تغییر پیدا کند. ماشین کشش با استفاده از ستون­‌های آزمایشگاهی به‌طور دقیق و قابل اطمینان قابلیت تنظیم کشش را فراهم می‌آورد. ابزار دیگری که برای تست کشش میلگردها مورد استفاده قرار می‌گیرد، سنسورهای نیرو و شکل میلگرد است. به کمک این ابزار، قدرت و کشش و تغییر شکل را می‌توان به­‌صورت دقیق اندازه‌گیری کرد.

نحوه انجام تست کشش

تست کشش میلگرد در بسیاری از موارد با استفاده از دستگاه‌های مخصوص انجام می‌گیرد. این دستگاه‌ها دارای دو فک هستند که یکی از آن‌ها ثابت و دیگری متحرک خواهد بود. میلگرد انتخاب شده در این تست در میان این دو فک قرار می‌گیرد و با شروع فرآیند آزمایش کشش، فک متحرک شروع به کشیدن میلگرد خواهد کرد. در ادامه باید نیروی وارد شده را اندازه‌گیری کرد و میزان کشیدگی میلگرد را محاسبه نمود.

مشخصات میلگرد باکیفیت

شناخت مشخصات میلگرد باکیفیت به شما کمک می‌کند تا در هنگام ساخت و ساز دچار خسارات جانی و مالی نشوید. تمامی میلگردهای باکیفیت و استاندارد، از ویژگی­‌هایی مانند موارد زیر برخوردار هستند:

• دارای علامت اختصاری هستند و نام کارخانه تولید کننده آن‌ها به­صورت علامت اختصاری روی میلگرد حک شده است.
• از طرفی، میلگردهای باکیفیت دارای وزن و ویژگی‌های استاندارد هستند.
• شرکت سازنده نیز یکی دیگر از مشخصات بارز یک میگرد باکیفیت به­شمار می‌رود که برای خریداران از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
• استحکام کششی، نقطه شکست یا تسلیم و همچنین گرید میلگرد هم از جمله موارد پراهمیت در کیفیت میلگرد محسوب می‌شوند. از جمله این استانداردها می‌توان به DIN آلمان، ASTM و غیره اشاره کرد.  در حال حاضر، تست کشش میلگرد با استفاده از دستگاه‌هایی انجام می‌گیرد که بیشتر آن‌ها الکترونیکی هستند و با کمک نرم‌افزار‌های خود، تمام مراحل و اقدامات این تست‌ها را به شکل خودکار انجام می‌دهند.  

الزامات آزمایش مکانیکی برای میلگرد متفاوت است و به چهار دسته کششی، خمشی، فشرده‌سازی و خستگی تقسیم می‌گردد.  برای انجام آزمون کشش میلگرد، باید چند نکته را در نظر گرفت که شامل تجهیزات لازم، تهیه نمونه، روش‌های آزمایش و غیره می‌شود.

نحوه تشخیص و ارزیابی کیفیت میلگرد

میلگرد باکیفیت به محصولی گفته می‌شود که از لحاظ کشش، خمش و برش بهترین کارایی را داشته باشد و ابعاد آن نیز استاندارد باشد. استاندارد بودن میلگرد، ویژگی بسیار مهمی محسوب می‌شود که به افزایش کیفیت ساخت آن کمک زیادی می‌کند. به‌طور کلی، استانداردها قواعدی را در رابطه با شکل ظاهری، ترکیب شیمیایی، مشخصات هندسی و کیفیت مکانیکی شامل می‌شوند.

امروزه استانداردهای مختلفی جهت تشخیص و ارزیابی کیفیت میلگرد وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استاندارد روسی
• آیین‌نامه بتن ایران
• انجمن تست مواد آمریکا
• استاندارد صنعتی ژاپن
• استاندارد ملی آلمان
• استاندارد بریتانیا
• استاندارد ایالات متحده

روش های بهبود کیفیت میلگرد

روش‌های بهبود کیفیت میلگرد شامل موارد بسیاری می‌شود که توسط مهندسان ساخت و ساز ارائه می­گردند. در ادامه با برخی از روش‌های بهبود کیفیت میلگرد آشنا خواهیم شد.

پوشش اسیدی قلیایی

یکی از روش‌های بهبود کیفیت میلگرد در برابر خوردگی، به‌­کارگیری پوشش اسیدی قلیایی است. به علت آسیب‌پذیری سطح میلگردها و نفوذ خوردگی به درون آن‌ها، از پوشش محافظ اسیدی قلیایی استفاده خواهد شد. این پوشش با افزایش مقاومت میلگرد، طول عمر مفید آن را زیاد می‌کند.

پوشش اپوکسی فیوژنی

یکی دیگر از روش‌های بهبود کیفیت میلگرد، استفاده از پوشش اپوکسی فیوژنی است. این روش نسبت به روش قبلی تخصصی­تر بوده و حتما باید با فرآیند پوشش‌دهی، مطابق با استاندارد IS: 13620 انجام گیرد.

گالوانیزاسیون

گالوانیزاسیون یا پوشش­‌دهی با روی، یکی از رایج‌ترین روش‌های بهبود کیفیت میلگرد به­شمار می‌رود. متخصصان این حوزه با اعمال پوششی از جنس فلز روی مذاب، مقاومت مقاطع فولادی مختلف از جمله میلگرد را افزایش می‌دهد و سبب مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی می‌شود.

اهمییت کیفیت میلگرد در عصر حاضر

برای استفاده از میلگرد در پروژه‌های مختلف، باید ویژگی‌های محصول و پارامترهای مورد نیاز برای ساخت و ساز را رعایت نمود. ارزیابی کیفیت میلگرد در عصر حاضر اهمیت زیادی داشته و با انجام تست‌های مختلفی می‌توان از کیفیت و اصالت میلگرد خریداری شده اطمینان حاصل کرد. در این مطلب به بررسی روش‌های ارزیابی کیفیت میلگرد و نحوه تشخیص آن پرداخته شد. با خواندن این مطلب، می‌توانید خرید بهتر و هوشمندانه‌­تری را در هنگام انتخاب میلگرد باکیفیت داشته باشید.