هر آنچه از آزمون کشش میلگرد ،انواع دستگاه‌ها و تفسیر نتایج آن باید بدانید

زمان مطالعه: 8 دقیقه

طبق استانداردهای ساختمان‌سازی و نظام‌مهندسی لازم است برای شناسایی خواص آلیاژی و استحکام میلگرد آزمون کشش میلگرد انجام شود، این آزمایش برای اطمینان از کیفیت میلگرد ضروری و مهم است.

در این مطلب تلاش میکنیم هر آنچه نیاز است در مورد کشش میلگرد ، دستگاه های  موجود در ایران جهت انجام آزمون، روش انجام کار با دستگاه یونیورسال و تحلیل و تفسیر نتایج آزمایش کشش به شما ارائه دهیم ، پس با ما همراه باشید.

آزمون کشش میلگرد چیست ؟

مبنای آزمون کشش میلگرد بر اساس استاندارد ASTM می‌باشد ، اگرچه کشورهای مختلف همچون ایران استانداردهای خود را تعریف کرده‌اند اما همگی میلگرد تولیدی بر اساس استاندارد ASTM را می‌پذیرند.

میلگردهای تقویتی ، برای بهبود مقاومت کششی سازه بتنی اهمیت دارد ، ازاین‌رو بررسی استانداردهای تولیدی تضمین‌کننده خصوصیات فیزیکی، شیمایی و مکانیکی لازم و ضروری است .

نحوه آزمایش کشش میلگرد چگونه است؟

الزامات آزمایش مکانیکی برای میلگرد متفاوت است و به چهار دسته‌بندی ذیل تقسیم می‌شوند

• کششی
• خمشی
• فشرده‌سازی
• خستگی

آزمون‌های ISO نظیر ISO 6935-2 علاوه بر مشخص نمودن خواصی نظیر حداقل مقاومت تسلیم (Reh) تسلیم (Reh) ، نسبت Rm / Reh و مقادیر طول کشش برای محصولات میلگرد فولادی آجدار ، نحوه اندازه‌گیری کشش را نیز مشخص می‌کنند.

همچنین در صورت نیاز استاندارد آزمون کشش عمومی فلزات همانند ISO6892-1 نیز در آن لحاظ می‌شود.

استانداردهای محصولات فولادی عبارت‌اند از ASTM A615 ، A706 ، A955 و A996 .

آزمون مخرب چیست ؟

در برخی از آزمون‌ها لازم است قطعه تا نقطه بحرانی یا شکست مورد آزمایش قرار گیرد ، که به این نوع آزمایش ، آزمون مخرب گفته می‌شود. مانند تست کشش و یا خمش میلگرد.

آزمون مخرب و غیر مخرب میلگرد

شامل آزمون‌های سختی، کشش، ضربه، پیچش و خستگی می‌باشد .

درروش دیگر، آزمایش ازلحاظ کار واقعی بوده که به قطعه صدمه یا آسیبی وارد نمی‌شود و به آن آزمون غیر مخرب گفته می‌شود

انواع آزمایش غیر مخرب میلگرد

• بازرسی با اشعه
• بازرسی با ذرات مغناطیس (MT)
• بازرسی مافوق صوت (UT)
• بازرسی با میکروسکوپ اتمی

استاندارد ASTM E8 به‌منظور آزمون کشش فلزات اولیه ، شامل آزمون مکانیکی میلگرد فولادی

الزامات اصلی آزمایش کشش میلگرد :

• تجهیزات لازم
• اصطلاحات و نمادهای مرتبط
• تهیه نمونه
• روش یا روش‌های آزمایش
• محاسبات یا نتایج در انتها مشخص شود

در جدول زیر میلگردهای رایج و استانداردهای مورد آزمون آورده شده است.

عنوان	ISO	ASTM
استاندارد محصول میلگرد	6935-2	A615
استاندارد آزمون میلگرد	15630-1	A370
استاندارد کشش میلگرد	6892-1	E8

معرفی دستگاه‌های آزمون کشش میلگرد

در حال حاضر در ایران دستگاه های مختلفی برای انجام آزمون کشش میلگرد وجود دارند که نتیجه آزمون آن ها مورد تایید سازمان نظام مهندسی می‌باشد . در ادامه این مطلب از دانشنامه اصفهان آهن به معرفی این دستگاه ها می‌پردازیم:

بررسی دستگاه آزمون کشش میلگرد مدل یونیورسال ST-103/ST-203/ST-303/ST-503

مشخصات فنی :

مدل	ST-103	ST-203	ST-303	ST-503
ظرفیت	0.01 0.1,1KN	2KN	3KN	5KN
روش استاندارد	ISO 7500, Class 17 Class
محدوده نیرو	0.5 0.2% – 100%FS / 0.4 – 100%FS
دقت نیرو	±1.0% / ±0.5%
رزولوشن نیرو	1/65000 FS (1/120000FS Optional)
دقت جابجایی	±0.50%
رزولوشن جابجایی	10um
محدوده سرعت حرکت فک متحرک	0.01~500mm/min
دقت سرعت حرکت	within ±1.0% of set speed
ماکزیمم جابجایی	1000mm(1200mm optional)
فضای مفید تست	700MM(پس از نصب فک متحرک)
عرض محدوده تست	200MM
ابعاد تقریبی	620mmx460mmx1400mm
ولتاژ برق ورودی	220 v±10% AC, 50/60 HZ,400W
وزن تقریبی	120 kg

کاربرد :

• آزمون نمونه‌های تخت و گرد مطابق با تمامی استانداردهای جهانی از قبیل: ASTM, DIN, ISO ,…
• آزمون کشش و فشاری و خمش 3 نقطه‌ای
• استفاده از فیکسچرهای مختلف
• استفاده از لودسل (حسگر وزن) دو جهتِ برای افزایش دقت و صحت آزمون عموماً از برندهای معتبر اروپایی و آسیایی
• کنترلر PID به روش Fuzzy Controller جهت انجام بهتر آزمون طبق استانداردهای معتبر جهانی

مشخصات نرم‌افزار:

• استفاده از نرم‌افزار Test Managerبرای کنترل دستگاه، انجام آزمون،جمع‌آوری اطلاعات ، محاسبات ،ذخیره و چاپ نتایج.
• قابلیت انجام کالیبراسیون دوره‌ای و سالانه
• قابلیت بازسازی لودسل غیرخطی
• قابلیت بازخوانی نتایج و انجام آزمون مجدد
• قابلیت تعریف استاندارد و محاسبات.
• ذخیره نتایج به‌طور دلخواه
• مشاهده هم‌زمان 4 منحنی در یک‌زمان
•  رسم هم‌زمان منحنی 5 نمونه در یک صفحه

بررسی دستگاه آزمون کشش میلگرد ، مدل یونیورسال STA 104-STA 204-STA 304

مشخصات فنی :

مدل	SIA 104-STA 204, STA 304
ظرفیت استاندارد	10kN.20kN,30kN
روش	ISO 7500, Class 17 Class 0.5
محدوده نیرو	0.2% – 100%FS70.4 -100%FS
دقت نیرو	±1.0% ±| 0.5%
رزولوشن نیرو	1200000FS
دقت جابجایی	±0.50%
رزولوشن جابجایی	0.01mm
محدوده سرعت حرکت فک متحرک	0.001- 500mm/min
دقت سرعت حرکت	within ±1.0% of set speed
ماکزیمم جابجایی	1000mm(1200mm optional)
فضای مفید تست	(پس از نصب فک مکانیکی)mm600
عرض محدوده تست	420mm
ابعاد تقریبی	620x460x153mm
ولتاژ برق ورودی	220V±10% AC, 50/60Hz,400WT 1kW
وزن تقریبی	130 kg

کاربرد :

• انجام آزمون مطابق با تمامی استانداردهای جهانی: ASTM, DIN, ISO ,…
• آزمون کشش و فشار و خمش 3 و 4 نقطه‌ای
• استفاده از اکستنسومتر در نمونه‌های متفاوت
• استفاده از فیکسچرهای مختلف
• استفاده از لودسل دو جهتِ برای افزایش دقت و صحت آزمون طبق استانداردهای اروپایی و آسیایی
• کنترلر PID به روش Fuzzy Controller جهت آزمون مطابق استانداردهای جهانی
• اتصال دستگاه به کامپیوتر با پورت USB و عدم استفاده از اینترفیس در کامپیوتر

بررسی دستگاه آزمون کشش میلگرد ، مدل یونیورسال STB-304/STB-504/STB-105

مشخصات فنی:

مدل	STB-304	STB-504	STB-105
ظرفیت استاندارد	30KN	50KN	100KN
روش استاندارد	ISO 7500, CLASS 1- CLASS 0.5
محدوده نیرو	0.2%-100FS/0.4-100% FS
دقت نیرو	±1.0/ ±0.5%
رزولوشن نیرو	1/200,000FS
دقت جابجایی	±0.50%
رزولوشن جابجایی	0.01MM
محدوده سرعت حرکت فک متحرک	0.01~500MM/MIN
دقت سرعت حرکت	WITHIN ±1.0 of set speed
ماکزیمم جابجایی	900mm to 1150mm
فضای مفید تست	STB304:850MM   STB504:750MM STB105:500MM
عرض محدوده تست	420MM
ابعاد تقریبی	775X660X1735
ولتاژ برق ورودی	220 V AC, 50/60 HZ, 400W/1KW
وزن تقریبی	380KG

کاربرد :

• آزمون نمونه‌های تخت و گرد مطابق با تمامی استانداردهای: ASTM, DIN, ISO ,…
• آزمون کشش و فشاری و خمش 3 و 4 نقطه‌ای
• استفاده از اکستنسومتر در انواع نمونه‌ها
• استفاده از فیکسچرهای مختلف
• استفاده از لودسل دو جهتِ به‌منظور افزایش دقت و صحت آزمون برندهای معتبر اروپایی و آسیایی
• کنترلر PID به روش Fuzzy Controller به‌منظور انجام بهتر آزمون مطابق استانداردهای معتبر جهانی
• اتصال دستگاه به کامپیوتر از طریق پورتUSB و عدم استفاده از اینترفیس در کامپیوتر

مشخصات نرم‌افزار:

• استفاده از نرم‌افزار Test Managerبرای کنترل دستگاه، انجام آزمون،جمع‌آوری اطلاعات ، محاسبات ،ذخیره و چاپ نتایج. رسم منحنی تنش – کرنش و محاسبه مدول و….
• قابلیت تعریف سطح دسترسی) به‌منظور جلوگیری از تغییرات ناخواسته
• انجام کالیبراسیون دوره‌ای و سالانه
• بازسازی لودسل غیرخطی
• بازخوانی انجام آزمون مجدد با نتایج به دست آمده
• تعریف استاندارد جدید و محاسبات جدید.
• ذخیره نتایج بر اساس نام دلخواه کاربر
• مشاهده هم‌زمان 4 منحنی در یک صفحه
• رسم هم‌زمان منحنی 5 نمونه در یک صفحه
• تعریف فرمت‌های مختلف پیش‌فرض برای نتایج مطلوب به‌منظور راحتی کار

بررسی دستگاه آزمون کشش میلگرد ، مدل یونیورسال STC 105/STC 205/STC 305/STC 505/STC605/STC 106

مشخصات فنی:

مدل	STC105	STC 205 – STC 305	STC 505 – STC 605	STC 106
ظرفیت استاندارد	100KN	200kN – 300kN	500 KN – 600KN	1000KN
تعداد ستون	2	4
روش استاندارد کالیراسیون	ISO 7500, Class 17 Class 0.5
محدوده نیرو	0.2% – 100%FS 10.4 – 100%FS
دقت نیرو	±1.0% / ±0.5%
رزولوشن جا به جایی	0.025MM	0.015MM	0.015MM	0.02MM
رزولوشن نیرو	1/200000FS 1/500000FS
دقت جابجایی	±50%
ماکسیموم جابجایی
محدوده سرعت حرکت فک متحرک	0.01-500mm/min	0.014-250mm/min
دقت سرعت حرکت	within ±1.0% of set speed
ماکزیمم جابجایی	1050mm	1030mm	550mm(withgrip)
فضای مفید تست	500mm	460mm	550mm(withgrip)
عرض محدوده تست	610mm	610mm	650mm	700mm
ابعاد تقریبی	1144x762x2250mm	1060x650x2530mm	1360x850x2830mm
ولتاژ برق ورودی	220V±10% AC, 50/60Hz, 1.5KW 380v 3phase AC 50 HZ 2.5 KW (STC 505,STC605,STC 106)
وزن تقریبی	1500kg	1500kg	2000kg	2800kg

کاربرد :

آزمون کشش ، فشاری و خمش 3 و 4 نقطه بر روی نمونه‌های تخت و گرد مطابق با تمامی استانداردهای ASTM, DIN, ISO ,…

ویژگی‌ها:

• دارا بودن اکستنسومتر در انواع نمونه‌های متفاوت
• داشتن فیکسچرهای مختلف
• لودسل دو جهتِ به‌منظور افزایش دقت و صحت آزمون برندهای اروپایی و آسیایی
• کنترلر PID به روش Fuzzy Controller برای انجام بهتر آزمون طبق استانداردهای جهانی
• اتصال دستگاه به کامپیوتر از طریق پورتUSB

مشخصات نرم‌افزار:

• دارایی نرم‌افزار Power Manager جهت کنترل دستگاه، انجام آزمون،جمع‌آوری اطلاعات ، محاسبات ، ذخیره و چاپ نتایج ، رسم منحنی تنش – کرنش و محاسبه مدول و….
• تعریف سطح دسترسی برای کاربران مختلف(USER, Supervisor , Administrator) برای حذف تغییرات ناخواسته
• انجام کالیبراسیون دوره‌ای
• بازسازی لودسل غیرخطی
• بازخوانی نتایج و استانداردها جهت انجام آزمون مجدد
• تعیین استاندارد و محاسبات جدید.
• ذخیره نتایج طبق نام دلخواه کاربر)
• مشاهده هم‌زمان 4 منحنی در یک صفحه
• رسم هم‌زمان منحنی 5 نمونه در یک صفحه
• فرمت‌های مختلف پیش‌فرض جهت چاپ نتایج به‌منظور سهولت گزارش

روش انجام آزمون کشش میلگرد با دستگاه یونیورسال

با دانستن حدود مقاومت کششی میلگرد و میزان استحکام آن در برابر تنش اعمال‌شده، می‌توان از بروز خسارات احتمالی سازه‌های بتنی جلوگیری کرد.

مراحل انجام آزمایش کشش میلگرد را به‌صورت مرحله‌به‌مرحله و تصویری در ادامه میتوانید مطالعه نمایید :

روش کار :

1 – مراحل تنظیم فشار جک هیدرولیک

1-1- کابل برق ورودی دستگاه را به پریز ارت‌دار متصل نمایید.

1-2- دکمهٔ Emergency –Stop دستگاه را در حالت روشن قرار داده و سپس با فشردن کلید Power دستگاه را روشن کنید

3-1- مطابق دستورالعمل، تعویض فک‌های آزمون کشش برای هر نمونه متفاوت است . فک‌های v شکل مناسب گیره در دستگاه قرار می‌گیرند.

2- نصب قطعه کار میلگرد ر وی دستگاه آزمون کشش

2-1 نشانه‌گذاری باید قبل از نصب قطعه‌نمونه صورت گیرد. (فاصلهٔ میان نشانه‌ها بایستی 5 برابر قطر قطعه باشد. به‌عنوان‌مثال: اگر قطر میله‌گرد 25 باشد، فاصلهٔ دو نشانه 125 باشد)

2-2 – درب محافظ دستگاه باز شود.

3-2 – به‌وسیله شیر پنوماتیک قطعه را به گیره پایین ببندید تا بیش از 3/2 فک با قطعه درگیر باشد.

4-2 – با دکمهٔ “DOWN” دستگاه، گیره بالا را پایین بیاورید تا با بسته شدن گیره، بیش از 3/2 فک با قطعه درگیر شود.

5-2- به‌وسیله شیر پنوماتیک، گیره بالا را محکم کنید.

3- کشش میلگرد و روند کار با دستگاه آزمون کشش میلگرد

3-1 – در نرم‌افزار ویژه آزمون کشش یونیورسال گزینه New Test را انتخاب کنید.

3-2 – سمت چپ نرم‌افزار ، میزان نیرو و جابجایی را انتخاب کنید.

3-3 – سمت راست پنجرهٔ انتخاب حالات و نمونهٔ مورد آزمون را انتخاب کنید.

در شروع آزمون، دکمهٔ استارت نرم‌افزار را انتخاب و منتظر پایان آزمون باشید.(هم‌زمان با آزمون، حدود تنش-کرنش به‌صورت نمودار لحظه‌ای به کمک نرم‌افزار رسم می‌شود)

4-3- در پایان آزمون، زمانی که قطعه گسیخته شد، اعمال نیرو توسط دستگاه خودکار متوقف می‌شود. در این زمان مقدار نقاط بحرانی نمودار را در بالای نرم‌افزار قابل‌مشاهده است.

4- درصد ازدیاد طول میلگرد

محاسبه دستی درصد ازدیاد طول میلگرد:

جهت محاسبه دستی درصد افزایش طول طبق زیر عمل می‌شود:

4-1 – پس از اتمام آزمون، قطعه کار را از گیره بالا و پایین بازنمایید.

4-2 – دو بخش ازهم‌گسیختهٔ قطعه‌آزمون را طوری به هم بچسبانید که نشانه‌ها در یک راستا باشند.

گزارش و محاسبه اتوماتیک آزمایش کشش میلگرد

5-1 – برای دریافت گزارش آزمون، دکمهٔ “print preview” نرم‌افزار انتخاب کنید.

5-2 – با انتخاب دکمهٔ “پرینتر” ، از گزارش آزمون خروجی بگیرید.

تفسیر نتایج آزمایش میلگرد:

برای تفسیر نتایج آزمون کشش میلگرد ابتدا باید با نمادهای معمول و رایج میلگرد آشنا شویم، که در زیر به شرح و بررسی آن ها می پردازیم:

نمادهای میلگرد فولادی آجدار نورد گرم:

الف: قطر اسمی میلگرد ( d )

ب: سطح مقطع دایره‌ای میلگرد (An)

آج میلگرد دارای برجستگی‌های طولی و موازی با محور میلگرد و یا عرضی آن است (غیر طولی) که روی سطح میلگرد در مراحل نورد ایجاد می‌شود.

• ۱ آج طولی
• ۲ آج عرضی
• ۳ زمینه میلگرد
• β زاویه آج عرضی
• c گام آج میلگرد

نمادهای پارامتریک در انواع آزمون میلگرد ازجمله کششی

هر میلگرد شامل مشخصات و داده‌های ابعادی است که در حین آزمون مورد برسی قرار می‌گیرند.

در آزمون کشش یا خمش میلگرد ، درصد کشیدگی یا زاویه خم‌شدگی موردبررسی قرار می‌گیرد که برای این منظور پارامترهای طولی، عرضی، عمق، ارتفاع و زاویه آج میلگرد در نظر گرفته می‌شود.

نمادهای مختلف در آزمون کشش و خمش میلگرد

شرح	واحد	نماد
درصد ازدیاد طول بعد از شکست با طول مبنای ۵ برابر	%	A۵
درصد ازدیاد طول بعد از شکست با طول مبنای ۱۰ برابر قطر	%	A۱۰
درصد ازدیاد طول کل در بیشترین نیرو	%	Agt
سطح مقطع اسمی	۲mm	An
پهنای آج عرضی	mm	b1
پهنای آج طولی	mm	B۲
گام آج (فاصله بین دو آج متوالی)	mm	c
قطر اسمی میلگرد	mm	d
قطر زمینه میلگرد	mm	d1
قطر خارجی میلگرد در ناحیه آج دار	mm	d2
محدوده بدون آج روی محیط میلگرد	mm	Σei
عدد معیار مورد نیاز	–	Fk
سطح نسبی آج	–	Fr
ارتفاع آج عرضی	mm	h1
ارتفاع آج طولی	mm	h2
شاخص‌ها	–	k, k”
مقدار میانگین تعداد مقادیر منفرد	–	Mn
تعداد مقادیر منفرد	–	n
استحکام تسلیم بالایی	N/ mm۲	ReH
استحکام کششی	N/ mm۲	Rm
انحراف استاندارد برای n تعداد مقادیر منفرد	–	Sn
مقدار منفرد	–	Xi
زاویه دیواره آج عرضی	درجه	α
زاویه بین آج عرضی و محور طولی میلگرد	درجه	β

سایز میلگرد	10mm	12mm	16mm	20mm	25mm
حداکثر نیروی کششی (kN)	22.82	57.46	102.28	117.17	220.46
مقاومت کششی (N/mm²)	290.49	508.08	508.71	372.98	701.74
تنش تسلیم (N/mm²)	233.17	376.17	349.10	284.64	559.77
نقطه شکست (kN)	14.76	40.35	79.72	83.04	163.04
ازدیاد طول به درصد (%)	51.61	39.57	55.53	23.68	29.65
ازدیاد طول تا شکست(mm)	78.86	84.10	111.39	47.40	58.84