میله‌های تقویت شده با فولاد که در صنعت ساخت و ساز با نام میلگرد شناخته می‌شوند به منظور افزایش مقاومت در برابر کشش در ساخت بتن کاربرد دارند. همچنین میلگردها از ترک خوردگی بتن در چرخههای انبساط و انقباض جلوگیری کرده و به حفظ یکپارچی سازه کمک می‌کنند.
آزمایش‌های میلگرد به منظور بررسی کشش میلگرد، یکی از آزمایش‌های مرسوم و پرطرفدار در صنعت ساخت و ساز هستند. به طور معمول انجام این آزمایش نسبتا ساده بوده و هیچ تغییری در ماهیت مواد مصرفی بتن ایجاد نمی‌کنند و تنها از طول واقعی میلگرد برای تعیین مقاومت و کشیدگی آن استفاده می‌شود.
آزمایش‌های میلگرد چیست؟
در یک پروژه ساخت و ساز، شناسایی خواص آلیاژ‌ها بسیار مهم است، این مواد که در میلگرد کاربرد دارند باید میزان حرارت‌پذیری، خاصیت و تغییرات مکانیکی آن‌ها بررسی شود. برای شناسایی خواص میلگرد و آلیاژ‌های مصرفی در آن، در فرآیند انتخاب میلگرد مناسب برای سازه‌های بتنی، آزمایش‌های به منظور شناسایی رفتار، کیفیت و خاصیت فولاد مصرفی انجام می‌گیرد که به آزمایش‌های استاندارد میلگرد معروف هستند.
آزمایش‌های میلگرد در 9 روش انجام می‌گیرد که 6 روش آن پرکاربردتر هستند، که مهم‌ترین آن‌ها شامل آزمایش کشش، جوش میلگرد، خستگی، خم و تا شدگی و … است. آزمون کشش یکی از پر اهمیت‌ترین روش‌های به منظور شناسایی کشش میلگرد بوده و بقیه آزمایش‌ها در صورت صلاحدید مدیر پروژه یا مهندس متخصص انجام می‌شود. همچنین در روش‌های آزمایش میلگرد ممکن است بخش کوچکی از میلگرد تا و یا به طور کامل تخریب شود.
شایان ذکر است که برخی از آزمایش‌های میلگرد به روش غیر تخریب انجام می‌گیرد که شامل بازرسی مافوق صوت، بازرسی با استفاده از اشعه ایکس، بازرسی با ذرات مغناطیس است.
انواع آزمایش‌های میلگرد
آزمایش کشش میلگرد
آزمایش کشش میلگرد به منظور برسی انعطاف‌پذیری، میزان الاستیک، نقطه تسلیم، حد ارتجاعی و نقطه مقاومت میلگرد در برابر شکنندگی توسط دستگاهی مخصوص بر روی نمونه‌های فلزی و میلگرد‌هایی تا قطر ۴۰ میلی‌متر، و به صورت هیدرولیکی یا مکانیکی انجام می‌شود. بعد از اتمام آزمایش کششی میلگرد، باید نتایج زیر به دست آید:
- حد جاری شدن به منظور بررسی تنش فولادهای مصرفی
- مقاومت کششی
- ازدیاد طول نسبی
- تقلیل سطح مقطع گسیختگی
- محاسبه حد ارتجاعی
آزمایش خستگی میلگرد
آزمایش خستگی میلگرد که در سه روش انجام می‌شود به منظور بررسی میزان تحمل فشار، شکستگی و آسیب به میلگرد انجام می‌گیرد. معمولا زمانی که میلگرد تحت تنش معین می‌شکند، به آن شکست خستگی می‌گویند. انواع آزمایش‌های خستگی میلگرد عبارتند از:
- آزمایش میله چرخان میلگرد
- آزمایش خستگی با میله ارتعاشی میلگرد
- آزمایش خستگی تحت کشش و فشار میلگرد
آزمایش خمش میلگرد
آزمایش خمش میلگرد به دو صورت سرد که بر روی میلگردهای با قطر حداقل 250 میلی‌متری و به صورت مستقیم و به صورت خمش بر روی نمونه‌های میلگرد دقیقا شبیه به نمونه‌های خمش که تا ۹۰ درجه خم می‌شود انجام می‌گیرد. طبق بند ۹-۱۰-۷-۲-۵ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، میلگردها باید با مشخصات و اندازه‌های مندرج در جدول زیر تحت آزمایش خمش قرار گیرند. توجه داشته باشید زمانی که میلگرد از هر نظر از تست‌های خمش قابل قبول تلقی می‌شود که پس از خمش، هیچ گونه ترک، شکستگی یا سایر عیوب (مطابق استانداردهای ملی مربوطه) در آن ایجاد نشود.
زاویه خمش و نسبت قطر فک خمش به قطر اسمی میلگرد در آزمایش خمش میلگرد فولادی
| رده | زاویه خمش سرد برحسب درجه | زاویه خمش مجدد برحسب درجه | نسبت قطر فک خمش به قطر اسمی میلگرد |
| S240 | 180 | 90 | 2 |
| S340 | 180 | 90 | 3 |
| S400 | 180 | 90 | 5 |
| S500 | 90 | 90 | 5 |
از دیگر روش‌های آزمایش‌های میلگرد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- آزمایش کششی بعد از خم کردن و باز کردن خم ( برای میلگرد و سیم به قطر کمتر از ۹ میلی متر)
- آزمایش خم کردن و باز کردن خم
- آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن (آزمایش تیر)
- آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن ( آزمایش بیرون کشیدن میلگرد)
- آزمایش وصله‌های جوش شده میلگرد
- آزمون تعیین ترکیب شیمیایی میلگرد
- آزمون سنجش ابعاد و وزن میلگرد
الزامات و ضوابط در آزمایش‌های میلگرد
همان‌طور که گفتیم در آزمایش‌های میلگرد، می‌توان به کیفیت فولاد مصرفی در آن و استحکام سازه ساخته شده با آن دست یافت. برهمین اساس شناخت میلگرد و بررسی کیفیت آن باید تحت یک سری قوانین تعیین شده انجام شود، که عبارتند از:
- مبنای آزمایش میلگرد براساس استاندارد ASTM انجام می‌شود.
- مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان نمونه برداری از میلگردها برای آزمایش تشخیص کیفیت میلگرد باید به گونه‌ای باشد که هر سری نمونه شامل 5 قطعه میلگرد با طول بین 60 سانتی‌متر تا یک متر باشد.
- دستگاه کششی مورد استفاده در آزمایش میلگرد باید طبق استاندارد ملی ایران به شماره ۸۷۶۸-۱ کالیبره شود. اگر محل شکست نمونه در فک‌ها باشد، این آزمون معتبر نیست و اعداد و ارقام به دست آمده واقعی نیستند.
- آزمون کشش در تست میلگرد براساس استاندارد DIN1045 انجام می‌شود. نمونه‌های آزمون کشش میلگرد انتخاب شده و در نهایت پیر سخت می‌شوند. به اندازه نیم ساعت در دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد و به طور طبیعی تا حدود دمای ۱۵ تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد سرد می‌شود.
- آزمون کشش باید مطابق استاندارد ملی ایران به شماره ۱-۸۱۰۳ انجام شود. در این آزمون برای تعیین میزان درصد ازدیاد طول کلی در حداکثر نیرو، باید نشانه‌گذاری‌هایی با فواصل مساوی بر روی طول آزاد نمونه آزمون ایجاد شود.
- فاصله میان نشانه‌گذاری‌ها باید ۵، ۱۰ یا ۲۰ میلی‌متر متناسب با قطر میلگرد انتخاب شود. برای تعیین ویژگی‌های کششی، میزان سطح مقطع اسمی میلگرد باید در محاسبات مورد استفاده قرار گیرد.
- آزمون خمش نیز باید مطابق استاندارد ملی ایران به شماره ۱-۸۱۰۳ انجام شود. نمونه آزمون باید تا زاویه‌ای بین ۱۶۰ تا ۱۸۰ درجه حول فک خمش، متناسب با قطر میلگرد خم شود.
- به طور معمول تعیین ترکیب شیمیایی مطابق استاندارد ملی ایران به شماره ۱۰۹۷۹ انجام می‌شود. درصورت وجود اختلاف نظر در مورد روش مورد استفاده، ترکیب شیمیایی باید از طریق یک روش مرجع مناسب که در استاندارد ملی ایران شماره ۱۰۹۷۹ ارائه شده است، انجام شود.
- نمونه مورد ارزیابی در آزمون سنجش ابعاد و وزن میلگرد ابتدا از نظر ابعاد و اندازه‌های مورد نظر، توسط وسایل سنجش دقیق اندازه‌گیری شده و با مقادیر ابعاد و رواداری میلگرد مطابق جداول استاندارد میلگرد و رواداری میلگرد ارزیابی می‌شود.
قیمت انجام آزمایش‌های میلگرد
قیمت آزمایش‌های میلگرد براساس نوع و روش آزمایش می‌تواند متفاوت باشد. با این حال بر اساس ارزیابی سازمان برنامه و بودجه، نسبت قیمت آزمایش‌های میلگرد در برابر هزینه تمام شده یک ساختمان شامل خاک، میلگرد، بتن، جوش و ... تنها 4 درصد از هزینه‌های ساخت خواهد بود.
- آزمایش کشش
- جوش میلگرد
- خستگی
- خم
- تا شدگی