تست کشش میلگرد

آزمایش کشش میلگرد در راستای کنترل کیفیت میلگرد به عنوان یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. چراکه میلگرد به عنوان عاملی در کنار بتن، بسیاری از ضعف های بتن نظیر مقاومت کششی و خمشی پایین بتن را پوشش می دهد. آزمایش کشش میلگرد جز رایج ترین آزمایش های سنجش عملکرد میلگرد می باشد.

تست کشش میلگرد با توجه به نقش این المان در سازه های بتنی اهمیت بسیار بالایی دارد. همچنین تست کشش میلگرد به منظور تعیین استحکام کششی میلگرد ، صورت می پذیرد. لذا با دانستن استحکام کششی میلگرد و میزان استقامت آن در برابر تنش وارده، می توان از بروز خرابی های احتمالی سازه ها جلوگیری نمود.

مشخصات هندسی میلگرد ها 

مطابق بند  1-5-1-4-9 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، سطح مقطع اسمی ميلگردهای ساده و سطح مقطع اسمی يا موثر ميلگردهای آجدار از رابطه زیر به دست می آيد:

همچنین مطابق بند 9-4-1-5-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، قطر اسمی ميلگردهای ساده يا آجدار، از رابطه زیر به دست می آيد:

طول استاندارد ميلگردهای شاخه ای مطابق بند 9-4-1-5-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان به طور معمول 12 متر است.

طبقه بندی ميلگرد ها از نظر روش ساخت 

مطابق بند 9-4-1-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، ميلگردها از نظر روش ساخت به سه دسته زیر تقسیم می شوند:

• فولاد گرم نورد شده
• فولاد سرد اصلاح شده، كه براثر انجام عمليات مكانيكی نظير پيچانيدن، كشيدن، نورد كردن يا گذراندن از حديده، بر روی ميلگردهای گرم نورد شده در حالت سرد به دست می آيد.
• فولاد گرم اصلاح شده يا فولاد ويژه، كه بر اثر انجام عمليات مكانيكی نظير گرمايش و آب دادن، بر روی ميلگردهای گرم نورد شده در حالت گرم به دست می آيد.

رده میلگرد فولادی

 مطابق بند 9-4-1-1-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، رده میلگرد فولادی عبارت است از عدد مقاومت مشخصه ميلگرد بر حسب مگاپاسكال، كه پس از حرف S مشخص می گردد.

رده ميلگردها عبارتند از: S240 ،S340 ،S400  و S500.

رده ميلگردهای مصرفی لازم است در تمامی اسناد فنی (دفترچه های محاسبات، نقشه ها و...) قيد شود.

محاسبه کربن معادل فولاد

مطابق بند 9-4-1-1-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، کربن معادل فولاد از رابطه زیر بدست می آید.

در اين رابطه C، Mn،Cr ،V ،Mo ،Cu و Ni به ترتيب درصد هريك از عناصر كربن، منگنز، كرُم، واناديم، موليبدن، مس و نيكل در فولاد می باشد.

 انواع ميلگرد از نظر مكانيكی

میلگردهای فولادی از نظر شكل پذيری مطابق بند 9-4-1-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان به سه رده طبقه بندی می شوند:

• فولاد نرم (S240)، كه منحنی تنش - تغيير شكل نسبی آن دارای پله تسليم مشهود است.
• فولاد نيم سخت (S340 و (S400، كه منحنی تنش - تغيير شكل نسبی آن دارای پله تسليم

بسيار محدود است.

• فولاد سخت ((S500، كه منحنی تنش - تغيير شكل نسبی آن فاقد پله تسليم است.

انواع میلگرد آجدار

رده بندی مكانيكی ميلگردهای فولادی مطابق بند 9-4-1-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

تواتر نمونه برداری از میلگرد

مطابق بند 9-10-7-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تعداد و تواتر نمونه ها باید به گونه ای باشد که نتایج آزمایش های انجام شده بر روی میلگرد ها معرف کیفیت کل آرماتور مصرفی و حداقل به میزان ذکر شده در بند الف تا پ باشند:

الف) به ازای هر 50000 کیلوگرم وزن میلگرد و کسر آن یک سری نمونه

ب) از هر قطر یک سری نمونه

ج) از هر نوع فولاد یک سری نمونه

دقت شود که هر سری شامل 5 آزمونه می باشد.

دستگاه تست کشش میلگرد

تست کشش میلگرد با استفاده از دستگاه کشش صورت می گیرد. دستگاه تست کشش میلگرد دارای یک فک ثابت و یک فک متحرک است. بعضی از دستگاه های تست کشش، قابلیت اتصال به رایانه را نیز داشته به طوری که با آغاز آزمایش کشش میلگرد ، رایانه قادر خواهد بود میزان تنش وارده و همچنین میزان کرنش میلگرد را نمایش دهد. 

دستگاه تست کشش میلگرد با توجه به ظرفیت آن به شکل های مختلفی ساخته می شوند. بر اساس میلگرد های انتخابی تا قطر 32 از دستگاه کشش آرماتور 60 تنی استفاده می گردد. برای دستگاه تست کشش میلگرد 60 تنی و یا 100 تنی سیستم تامین نیرو به شکل هیدرولیک می باشد. 

دستگاه کشش میلگرد

نحوه آزمایش کشش میلگرد

تست کشش آرماتور با توجه شرایط آرماتورها و خصوصا قطر آن ها می تواند با رعایت استانداردهای گوناگون صورت پذیرد. یکی از مواردی که در آیین نامه های مختلف نگاه متفاوتی به آن شده است، طول میلگرد بین دو فک دستگاه تست کشش میلگرد است. به عنوان مثال در برخی موارد این طول، ۵ برابر قطر، در برخی موارد ۱۰ برابر قطر و … در نظر گرفته می شود.

برای انجام تست کشش میلگرد ابتدا طولی معین به وسیله سنبه نشان با ضربه چکش بر روی نمونه مشخص می گردد. سپس نمونه بین فکین ماشین محکم می شود. 

در برخی از دستگاه های تست کشش، یک دوربین بر روی میلگرد نصب می گردد تا تغییرات طول میلگرد با دقت بیشتر، مورد بررسی قرار گیرد.

نحوه آزمایش کشش میلگرد

سپس به وسیله فلکه دستی، اعمال نیروی کششی بر نمونه آغاز می گردد. بارگذاری تا زمانی که ناظر، افزایش سریع طول نمونه را مشاهده کند، ادامه می یابد. از آن جایی که در حد ارتجاعی، بدون افزایش نیرو، ازدیاد تغییر شکل خواهیم داشت، درست در این لحظه نیروی وارده، حد ارتجاعی را نشان می دهد.

پس از رسیدن به حد ارتجاعی، اعمال نیروی کششی به جای چرخاندن فلکه دستی، به کمک الکترو موتور ادامه می یابد تا میلگرد گسیخته شود. مقدار نیرو در این لحظه تاب گسیختگی را نشان می دهد.

گسیختگی میلگرد در تست کشش میلگرد

همچنین میلگرد استفاده شده در تست کشش، می تواند میلگرد جوش شده و یا کوپل شده نیز باشد. در ارتباط با نحوه انجام تست کشش میلگرد ، باید عوامل موثر در نتیجه آزمایش را تحت کنترل قرار داد. اعمال بار ناگهانی می تواند با ایجاد شوک، باعث شکست میلگرد در تنش های پایین تر شود. یا به عنوان مثال در صورتی که در تلاش اول، دستگاه قادر به ایجاد تنش کافی در میلگرد نباشد و آزمایش کشش میلگرد تکرار گردد، به دلیل ایجاد خستگی در میلگرد ها ممکن است نتیجه آزمایش مقادیر کمتر از مقدار واقعی را نشان دهد. لذا سرعت انجام تست کشش میلگرد و روند انجام آن باید توسط اپراتور به شکل مناسبی کنترل گردد تا نتایج صحیحی را به دنبال داشته باشد.

نتایج تست کشش میلگرد

تست کشش میلگرد بر روی چند نوع فولاد انجام می گردد که وضع ظاهری نمونه، گام مارپیچ، شکل، طول، وزن، سطح مقطع، قطراسمی، حد ارتجاعی، تاب کششی و ازدیاد طول نسبی نمونه در جدولی یادداشت می گردد.

نتایج به دست آمده از آزمایش کشش میلگرد شامل حد جاری شدن، نقطه تسلیم، تاب کششی و تقلیل سطح مقطع گسیختگی است.

همچنین جهت تفسیر نتایج تست کشش میلگرد ، نرم افزارهای هوشمندی مورد استفاده قرار می گیرد که با استفاده از آن، درصد ازدیاد طول میلگرد و تمامی رفتارهای مقطع در طول انجام تست کشش میلگرد به صورت داده، در جدولی قرار داده شده و سپس در انتها به تحلیل این داده ها مطابق با اصول استاندارد می پردازند.

استاندارد پذیرش تست کشش میلگرد

طبق بند 9-10-7-2-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، به عنوان ضابطه شکل پذیری، ازدیاد طول نسبی دو طول معیار، یکی به طول ۱۰ برابر و دیگری به طول ۵ برابر قطر میلگرد باید حداقل برابر با مقادیر مندرج در جدول زیر باشد.

حداقل ازدیاد طول نسبی میلگرد فولادی در تست کشش میلگرد مطابق بند 9-10-7-2-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

قیمت تست کشش میلگرد

با توجه به اهمیت توان کششی میلگرد استفاده شده در بتن و تاثیر آن در پایداری و مقاومت سازه، نتایج حاصل از آزمایش کشش میلگرد برای طراحان و مهندسان بسیار حائز اهمیت بوده و هزینه تست کشش میلگرد در مقایسه با تبعات ناشی از نامناسب بودن میلگرد مصرفی بسیار ناچیز است.