تست کشش میلگرد

تست کشش میلگرد یکی از مهم ترین آزمون های مکانیکی در صنعت فولاد و ساخت وساز است که با هدف بررسی مقاومت و انعطاف پذیری میلگرد انجام می شود. این آزمایش مشخص می کند که میلگرد تا چه حد می تواند نیروی کششی را قبل از شکست تحمل کند و آیا برای استفاده در سازه های بتن آرمه مناسب است یا خیر. در واقع، تست کشش تضمین کننده ی کیفیت و ایمنی مصالح فولادی در پروژه های ساختمانی و صنعتی است.

تست کشش میلگرد چیست؟

تست کشش میلگرد، فرآیندی آزمایشگاهی است که در آن نمونه ای از میلگرد تحت نیروی کششی قرار می گیرد تا رفتار آن در برابر نیروهای کششی و میزان تغییر طول تا حد شکست اندازه گیری شود.
در این آزمایش، میلگرد بین دو فک دستگاه تست کشش قرار می گیرد و نیرویی تدریجی به آن وارد می شود تا زمانی که میلگرد دچار گسیختگی گردد. از این طریق، پارامترهای مختلفی مانند تنش تسلیم، مقاومت کششی نهایی و درصد ازدیاد طول محاسبه می شوند.

آگاهی از قیمت آهن آلات پیش از خرید، به پیمانکاران کمک می کند تا با بودجه دقیق تری پروژه های ساختمانی خود را مدیریت کرده و انتخاب به صرفه تری در میان انواع میلگردهای موجود داشته باشند.

هدف از انجام تست کشش در میلگرد

هدف اصلی این آزمون، ارزیابی رفتار واقعی فولاد در برابر نیروهای وارده است. این تست به مهندسان کمک می کند تا از استحکام میلگرد مورد استفاده در پروژه اطمینان حاصل کنند و از بروز خطرات ناشی از استفاده از فولادهای غیراستاندارد جلوگیری نمایند.
به عبارت دیگر، تست کشش پلی است میان تولیدکننده و مصرف کننده تا کیفیت میلگردها بر اساس استانداردهای جهانی تضمین شود.

چرا تست کشش در کنترل کیفیت سازه مهم است؟

میلگرد، عامل اصلی تحمل نیروهای کششی در سازه های بتنی است. اگر میلگرد دارای خواص مکانیکی ضعیف باشد، حتی بتن باکیفیت نیز نمی تواند پایداری لازم را فراهم کند. انجام تست کشش در واحدهای کنترل کیفیت، اطمینان می دهد که میلگرد مورد استفاده در پروژه، مقاومت کافی در برابر نیروهای زلزله، تغییر بار و نوسانات حرارتی دارد.

هنگام انتخاب میلگرد مناسب برای سازه، بررسی قیمت میلگرد در کنار نتایج تست کشش، نقش مهمی در تصمیم گیری بین کیفیت و هزینه نهایی پروژه دارد.

پارامترهای مهم در تست کشش میلگرد

در طول آزمایش، چند شاخص کلیدی اندازه گیری می شوند که هرکدام تأثیر مستقیمی بر رفتار مکانیکی فولاد دارند.

تنش تسلیم (Yield Strength) چیست؟

تنش تسلیم نقطه ای است که در آن فولاد بدون افزایش نیرو، شروع به تغییر شکل دائم می کند. این مقدار نشان می دهد که میلگرد تا چه حد می تواند تحت نیرو باقی بماند بدون آنکه خاصیت ارتجاعی خود را از دست بدهد. میلگردهایی با تنش تسلیم بالا، در برابر بارهای ناگهانی مقاومت بیشتری از خود نشان می دهند.

مقاومت کششی نهایی (Ultimate Tensile Strength) چیست؟

این مقدار بیانگر بیشترین نیرویی است که میلگرد می تواند قبل از گسیختگی تحمل کند. مقاومت کششی نهایی یکی از شاخص های کلیدی در تعیین کیفیت فولاد است. هرچه این مقدار بالاتر باشد، میلگرد توانایی بیشتری در تحمل تنش های شدید خواهد داشت.

درصد ازدیاد طول (Elongation) در تست کشش میلگرد

ازدیاد طول، میزان افزایش طول نمونه قبل از شکست را نسبت به طول اولیه نشان می دهد. این پارامتر شاخصی از انعطاف پذیری و چقرمگی فولاد است. میلگردی که درصد ازدیاد طول بیشتری دارد، در برابر شکست ناگهانی مقاوم تر است و در هنگام زلزله عملکرد ایمن تری خواهد داشت.

نسبت تنش تسلیم به تنش نهایی

این نسبت نشان دهنده تعادل بین استحکام و انعطاف پذیری است. در میلگردهای استاندارد، این نسبت باید در محدوده مشخصی باشد تا ضمن مقاومت بالا، خاصیت شکل پذیری نیز حفظ شود.

در سال های اخیر، به دلیل ثبات کیفیت و مقاومت بالا، قیمت میلگرد صبا فولاد زاگرس مورد توجه بسیاری از فعالان حوزه ساخت وساز قرار گرفته است.

مراحل انجام تست کشش میلگرد

نمونه برداری از میلگرد (طبق قطر و گرید)

در گام نخست، نمونه هایی از میلگرد بر اساس قطر، نوع فولاد و گرید مشخص شده در استاندارد انتخاب می شوند. هر نمونه باید نماینده ی واقعی از کل دسته میلگرد تولیدی باشد.

آماده سازی و گیرش نمونه در دستگاه یونیورسال تست (UTM)

نمونه در فک های دستگاه تست کشش (Universal Testing Machine) قرار می گیرد. دقت در نصب صحیح نمونه اهمیت زیادی دارد، زیرا کوچک ترین انحراف می تواند باعث ایجاد خطا در نتایج شود.

اعمال نیروی کششی و ثبت نمودار تنش–کرنش

در این مرحله نیروی کششی به صورت تدریجی افزایش می یابد و دستگاه، تغییرات طول و تنش را به صورت نمودار ثبت می کند. نمودار تنش–کرنش حاصل، رفتار کامل میلگرد از حالت الاستیک تا نقطه شکست را نمایش می دهد.

شکست نمونه و تحلیل نتایج

پس از شکست نمونه، پارامترهای محاسبه شده مورد تحلیل قرار می گیرند. این داده ها تعیین می کنند که آیا میلگرد تولیدی در محدوده ی مجاز استاندارد قرار دارد یا خیر.

تجهیزات مورد استفاده در تست کشش میلگرد

دستگاه تست کشش (UTM)

اصلی ترین تجهیز در این فرآیند است. دستگاه UTM قادر است نیروهای فشاری و کششی را با دقت بسیار بالا اعمال و ثبت کند.

کولیس و میکرومتر برای اندازه گیری قطر اولیه

برای محاسبه ی دقیق تنش، سطح مقطع اولیه ی میلگرد باید با دقت بالا اندازه گیری شود. کولیس و میکرومتر این وظیفه را برعهده دارند.

گیج طولی برای اندازه گیری ازدیاد طول پس از شکست

پس از شکست میلگرد، از گیج مخصوص برای اندازه گیری طول نهایی و تعیین درصد ازدیاد طول استفاده می شود.

استانداردهای تست کشش میلگرد

استاندارد ASTM A615 / ASTM A615M

این استاندارد آمریکایی مشخصات شیمیایی و مکانیکی میلگردهای فولادی را تعریف می کند و یکی از پرکاربردترین مراجع جهانی در زمینه تولید میلگرد است.

استاندارد ASTM A370 برای روش آزمون کشش

استاندارد A370 روش دقیق انجام تست های مکانیکی از جمله تست کشش را بیان می کند. تمامی پارامترها مانند نرخ بارگذاری، نوع نمونه و طول گیج در این استاندارد مشخص شده است.

الزامات آیین نامه ای ایران (استاندارد ملی میلگرد)

در ایران، استاندارد ملی ISIRI 3132 معیار اصلی کنترل کیفیت میلگرد محسوب می شود. این آیین نامه ویژگی های فیزیکی و مکانیکی میلگردهای ساده و آجدار را تعیین کرده و واحدهای تولیدی موظف به رعایت آن هستند.

تفسیر و گزارش نتایج تست کشش میلگرد

چگونه قبول یا رد شدن میلگرد تشخیص داده می شود؟

در پایان آزمون، مقادیر به دست آمده با محدوده های استاندارد مقایسه می شوند. اگر تنش تسلیم، مقاومت کششی و ازدیاد طول در بازه ی تعیین شده باشند، میلگرد مورد تأیید قرار می گیرد. در غیر این صورت، نمونه مردود است و نباید در سازه های باربر استفاده شود.

چه مقادیری باید در گزارش نهایی ثبت شوند؟

گزارش نهایی شامل اطلاعاتی مانند قطر نمونه، گرید فولاد، مقادیر تنش تسلیم، مقاومت نهایی، درصد ازدیاد طول، نوع شکست و نمودار تنش–کرنش است. این گزارش، سند رسمی کیفیت میلگرد محسوب می شود.

اگر به دنبال محصولی با کیفیت تضمین شده و مشخصات فنی دقیق هستید، بررسی روزانه ی قیمت میلگرد نیشابور می تواند گزینه ای مطمئن برای خرید میلگرد استاندارد باشد.

تفاوت رفتار کششی میلگرد ساده و میلگرد آجدار

نقش آج در چسبندگی و عملکرد سازه ای

آج ها سبب افزایش اصطکاک بین بتن و میلگرد می شوند و از لغزش میلگرد در بتن جلوگیری می کنند. به همین دلیل میلگرد آجدار نسبت به میلگرد ساده عملکرد بهتری در سازه های بتن آرمه دارد.

آیا آج روی نتایج تست کشش تأثیر دارد؟

آج مستقیماً بر نتایج پارامترهای مکانیکی اثر چندانی ندارد، اما در نحوه شکست و شکل نمودار تنش–کرنش ممکن است تفاوت هایی ایجاد کند. در آزمایش های دقیق، این اثر با اصلاح طول گیج جبران می شود.

خطاهای رایج در تست کشش میلگرد و راه های جلوگیری از آن

انتخاب نامناسب طول گیج (Gauge Length)

اگر طول گیج کمتر یا بیشتر از مقدار استاندارد باشد، نتایج آزمایش به درستی منعکس کننده ی رفتار واقعی فولاد نخواهد بود. رعایت دقیق استاندارد A370 در این مورد الزامی است.

هم راستا نبودن نمونه در فک دستگاه

در صورتی که نمونه به طور کامل هم راستا نصب نشود، تنش های موضعی ایجاد شده و میلگرد زودتر از حد معمول می شکند. استفاده از فک های تراز و سیستم قفل دقیق این مشکل را برطرف می کند.

نرخ بارگذاری خیلی زیاد یا خیلی کم

اعمال نیرو با سرعت نامناسب می تواند باعث افزایش خطا در محاسبات شود. در تست استاندارد، نرخ بارگذاری باید یکنواخت و مطابق با دستورالعمل های ASTM باشد.

سوالات متداول