رواداری میلگرد چیست؛ انواع و روش محاسبه
یکی از مهمترین مصالح در ساختوساز، میلگرد است و کوچکترین تغییر در ابعاد، وزن یا ترکیب شیمیایی آن میتواند بر مقاومت سازه اثر بگذارد. ازآنجاییکه تولید میلگرد در کارخانهها با دستگاههای صنعتی انجام میشود، احتمال وجود اختلافهای جزئی میان اندازه واقعی و مشخصات استاندارد وجود دارد. این محدوده مجاز اختلاف، «رواداری میلگرد» نام دارد. یک ابزار کلیدی برای نظارت بر کیفیت واقعی میلگردهای تولیدی، رواداری میلگرد است و به مهندسان ساختمانی کمک میکند تا مطمئن شوند محصول دریافتی از حداقل استانداردهای لازم برخوردار است. در پروژههای عمرانی، رعایت رواداری میلگرد طبق استاندارد ملی ایران ۳۱۳۲ و آییننامه ACI یک الزام اساسی محسوب میشود؛ زیرا هرگونه انحراف از این استانداردها میتواند ایمنی و دوام سازه را تحتتأثیر قرار دهد.
رواداری میلگرد چیست؟
به اختلاف مجاز میان ابعاد، وزن و ترکیب شیمیایی میلگرد نسبت به استانداردهای ملی یا بینالمللی، رواداری میلگرد (Rebar Tolerance) گفته میشود. این تفاوتها میتوانند شامل قطر، طول، وزن واحد طول، مقدار عناصر آلیاژی، تابیدگی، خمیدگی و حتی خواص مکانیکی مثل حد تسلیم و مقاومت کششی باشند. شناخت رواداری کمک میکند تا کیفیت میلگرد را ارزیابی کرد؛ زیرا با دانستن حدود مجاز اختلاف در وزن، اندازه و مشخصات ظاهری، میتوان تشخیص داد که آیا محصول دریافتشده واقعاً مطابق استاندارد تولید شده است یا خیر.
زمانی که وزن واقعی میلگرد بااستفادهاز ابزارهای دقیق اندازهگیری شده و با جدول وزن میلگرد مقایسه میشود، مهندس متوجه میشود که آیا میلگرد دچار کمفروشی یا افزایش غیرمعمول وزن شده است. این اطلاعات در کنار بررسی قطر، طول و ... به او امکان میدهد تا کیفیت محصول، میزان استحکام و قابلیت استفاده آن در پروژه را با دقت بیشتری ارزیابی کند. همچنین آگاهی از رواداری باعث میشود خرید میلگرد براساس دادههای واقعی انجام شود و احتمال انتخاب محصول بیکیفیت یا خارج از استاندارد به حداقل برسد.
حدود رواداری عناصر شیمیایی در میلگرد
ترکیب شیمیایی میلگرد براساس استانداردهای ملی ایران (ISIRI 3132) و استانداردهای معادل جهانی تعریف میشود. در جدول زیر حدود مجاز برخی عناصر کلیدی آمده است، اما این مقادیر ممکن است بسته به نوع میلگرد (A1، A2، A3، A4) کمی متفاوت باشد، اما اساس کار در استاندارد ملی ایران همین بازههاست.
جدول عناصر شیمیایی میلگرد | ||
حداکثر مقادیر عناصر در ترکیب شیمیایی محصول | میزان انحراف مجاز ترکیب شیمیایی | طبقهبندی |
≤ 0/25 | +0/02 | C |
≤ 0/25 | +0/03 | Si |
≤ 0/60 | +0/05 | Mn
|
> 1/65 | +0/06 | |
≤ 0/050 | +0/005 | P |
≤ 0/050 | +0/005 | S |
≤ 0/012 | +0/002 | N |
انواع رواداری میلگرد
جنبههای مختلفی مانند وزن، قطر، طول و ... ، رواداری میلگرد را در بر میگیرد؛ زیرا هرکدام از این موارد ممکن است در فرآیند تولید دچار اختلاف شوند. بههمیندلیل استانداردها انواع رواداری را تعریف کردهاند تا کیفیت میلگرد در همه بخشها قابلارزیابی باشد. رواداری میلگرد را میتوان به چند دسته تقسیم کرد:
- رواداری وزنی: مهمترین معیار کنترل کیفیت است و طبق جدول وزن میلگرد، وزن واقعی نباید بیش از حدود ±۶٪ با وزن استاندارد اختلاف داشته باشد.
- رواداری ابعادی: شامل رواداری قطر، طول، ضخامت آجها و میزان خمیدگی است.
- رواداری ترکیب شیمیایی: به اختلاف مجاز عناصر در ترکیب فولاد گفته میشود.
- رواداری مکانیکی: اختلاف مجاز در حد تسلیم، مقاومت کششی و درصد ازدیاد طول.
رواداری ابعادی میلگرد طبق استاندارد ملی ایران
طبق استاندارد ملی ایران ۳۱۳۲، برای میلگردها حدود مشخصی از رواداری قطر تعیین شده است تا کیفیت و یکنواختی محصولات تضمین شود. براساس این استاندارد، میلگردهای با قطر تا ۱۲ میلیمتر میتوانند تا ±۰.۴ میلیمتر اختلاف داشته باشند. برای میلگردهای با قطر ۱۴ تا ۲۵ میلیمتر مقدار رواداری ±۰.۵ میلیمتر است و در قطرهای بزرگتر، یعنی ۲۸ تا ۳۶ میلیمتر، میزان رواداری به ±۰.۷ میلیمتر میرسد. همچنین، رواداری طول میلگرد نیز معمولاً برای شاخههای ۱۲ متری حدود ±۱۰۰ میلیمتر در نظر گرفته میشود. این محدودهها کمک میکنند تا در پروژهها بتوان محصولات دریافتشده را با معیارهای استاندارد مقایسه و کیفیت آن را بهطور دقیق ارزیابی کرد.
رواداری ابعاد منفی در میلگرد به چه معناست؟
وقتی قطر واقعی میلگرد از مقدار اسمی درجشده روی محصول کمتر باشد، میلگرد در دسته رواداری منفی قرار میگیرد. این حالت یکی از رایجترین مشکلات تولیدی است و میتواند اثرات قابلتوجهی بر کیفیت و ایمنی سازه بگذارد. کاهش قطر، بهطور مستقیم باعث کاهش سطح مقطع میلگرد میشود و از آنجا که مقاومت فشاری و کششی فولاد وابسته به سطح مقطع است، میلگردی با رواداری منفی نمیتواند نیروی طراحیشده را تحمل کند. این مسئله علاوهبر کاهش مقاومت واقعی میلگرد، موجب کمفروشی در وزن نیز میشود؛ زیرا میلگرد سبکتر از مقدار استاندارد عرضه خواهد شد. در تستهای فنی نیز معمولاً افت محسوسی در مقاومت کششی مشاهده میشود، چرا که میلگرد نمیتواند معیارهای استاندارد ۳۱۳۲ را برآورده کند. بهعنوان مثال، اگر قطر واقعی یک میلگرد ۱۶ تنها ۱۵.۴ میلیمتر اندازهگیری شود، در گروه رواداری منفی قرار میگیرد و کیفیت آن زیر حد مطلوب ارزیابی میشود.
رواداری ابعاد مثبت در میلگرد
زمانی که قطر واقعی میلگرد از مقدار اسمی آن بیشتر باشد، گفته میشود میلگرد در حالت رواداری مثبت قرار دارد. در این شرایط، افزایش قطر موجب سنگینتر شدن میلگرد نسبت به مقدار درجشده در جدول وزن میلگرد میشود. این موضوع میتواند موجب افزایش هزینه حمل، دشوارتر شدن عملیات خمکاری و برش و در برخی مواقع بالا رفتن هزینه تمامشده پروژه شود. بااینحال، از نظر سازهای میلگرد دارای رواداری مثبت معمولاً مشکلساز نیست؛ زیرا بهطور طبیعی مقاومت بیشتری از خود نشان میدهد، مشروط بر اینکه این افزایش قطر در محدوده استاندارد قرار داشته باشد.
انحراف مجاز در رواداری میلگرد
علاوهبر قطر و وزن، میلگرد ممکن است دچار انحرافاتی در راستا یا شکل ظاهری شود. استانداردها مقدار این انحراف را تعیین کردهاند. البته لازم است بدانید که این انحرافات باید طوری باشد که تأثیری روی مقاومت و تست کششی میلگرد نگذارد.
- انحراف خمیدگی (Bending Tolerance): بیشترین میزان خمشدگی مجاز: ۱۰ میلیمتر در هر ۱ متر طول
- انحراف پیچش یا تابیدگی: برای میلگرد آجدار: حداکثر یک دور تابیدگی در ۱ متر طول
روشهای کنترل رواداری میلگرد
برای بررسی اینکه میلگرد در محدوده استاندارد قرار دارد، چند روش کنترل وجود دارد، که در جدول زیر به آنها اشاره شده است:
ابزار اندازه گیری | دقت تقریبی | کاربرد |
کولیس دیجیتال | ±0.02 میلی متر | اندازه گیری قطر و خم میلگرد |
متر فولادی | ±1 میلی متر | کنترل طول و فاصله میلگردها |
شابلون خم | ±0.5 درجه | بررسی زاویه و قوس خم میلگرد |
تراز بنایی | ±2 میلی متر در هر متر | بررسی انحراف عمودی و افقی میلگردها |
ترازو صنعتی | ±0.1 درصد | کنترل وزن نمونه میلگرد برای بررسی رواداری وزن |
برای اطمینان از استاندارد بودن میلگرد، ابتدا قطر آن با کولیس یا میکرومتر اندازهگیری میشود تا اختلاف با سایز اسمی مشخص شود. سپس وزن یک شاخه ۱۲ متری با جدول وزن میلگرد مقایسه میگردد و اختلاف تا ۶ درصد قابل قبول است. انجام آزمون کشش و تسلیم، خواص مکانیکی و مقاومت میلگرد را بررسی میکند. همچنین با بازرسی ظاهری، خمیدگی، تابیدگی و یکنواختی آجها کنترل میشود. درنهایت، ترکیب شیمیایی میلگرد بااستفادهاز دستگاه اسپکترو تحلیل شده و با استانداردها مقایسه میشود تا کیفیت نهایی تأیید گردد.
اهمیت رواداری میلگرد بر کیفیت و ایمنی سازه
رعایت رواداری میلگرد نقش بسیار مهمی در ایمنی، دوام و عملکرد سازه دارد و حتی تأثیر مستقیم بر قیمت میلگرد میگذارد. میلگردی با قطر کمتر مقاومت سازه را کاهش میدهد و اختلاف وزن زیاد، هماهنگی با نقشههای اجرایی را دشوار میکند. همچنین ترکیب شیمیایی نامناسب میتواند موجب خستگی، شکنندگی و خوردگی سریعتر شود و انحرافات ابعادی، اجرای آرماتوربندی را مختل کند.
