آزمایش مقاومت کششی و مدول الاستیسیته میلگرد — روش، شرح آزمون، مزایا، کاربردها و استانداردها
مقدمه
آزمون کشش میلگرد (تنسایل) و تعیین مدول الاستیسیته (Young’s modulus) از آزمون‌های پایه‌ای کنترل کیفیت فولاد آرماتور است که مشخصه‌های مکانیکیِ اصلی مانند مقاومت کششی نهایی، مقاومت تسلیم، کشسانی نسبی و مدول الاستیسیته را تعیین می‌کند. این پارامترها برای طراحی سازه‌های بتنی مسلح، آنالیز سازه‌ای و بررسی انطباق میلگرد با مشخصات فنی ضروری‌اند.
هدف آزمون
تعیین مقاومت کششی نهایی (Ultimate tensile strength, UTS) و مقاومت تسلیم (Yield strength) میلگرد
تعیین مدول الاستیسیته (E) از شیب اولیه منحنی تنش-کرنش
بررسی تغییر شکل پلاستیک، ازدیاد طول و نقطه تسلیم (رفتار کششی)
تایید انطباق محصول با مشخصات فنی و استانداردهای پروژه
نمونه‌ها و آماده‌سازی
نمونه‌ها: قطعات میلگرد واقعی با طول و انتهاهای استاندارد (یا نمونه ماشینی‌شده مطابق استاندارد)؛ در برخی استانداردها از نمونه‌های ماشینی با ناحیه‌ی گِیج مشخص استفاده می‌شود.
تعداد نمونه‌ها و طول گِیج بر اساس استاندارد و مشخصات فنی تعیین می‌گردد.
علامت‌گذاری طول گِیج، برش صاف انتهاها و نصب گیره‌ها با دقت جهت جلوگیری از تمرکز تنش.
تجهیزات
دستگاه کشش یونیورسال (Universal Testing Machine) با ظرفیت و دقت مناسب و سیستم ثبت بار و تغییر شکل (Extensometer)
اکستنزورمتر یا دستگاه اندازه‌گیری کرنش برای محاسبه دقیق مدول
گیره‌ها و فک‌های مناسب برای میلگرد (با طراحی ضدلغزش)
تجهیزات جانبی: شامپانژ یا محافظ برای جلوگیری از لیز خوردن، دستگاه ثبت داده و نرم‌افزار تحلیل منحنی تنش‑کرنش
روش آزمون — مراحل کلی
نصب نمونه در گیره‌ها با هم‌محوری مناسب و ثبت فاصله گِیج اولیه.
نصب اکستنزورمتر (در صورت استفاده) مطابق استاندارد برای اندازه‌گیری کرنش واقعی در ناحیه گِیج.
اعمال بار با نرخ افزایش تنش یا کرنش مشخص (مطابق استاندارد مربوطه) تا شکست نهایی نمونه. نرخ بارگذاری معمولاً بر اساس میلی‌متر بر دقیقه یا MPa/s تعیین می‌شود.
ثبت بار و تغییر شکل لحظه‌ای و تهیه منحنی تنش‑کرنش.
محاسبه مقادیر: مقاومت تسلیم (روش 0.2% offset یا طبق تعریف استاندارد)، مقاومت کششی نهایی، درصد ازدیاد طول و مدول الاستیسیته (شیب خط اولیه خطی منحنی).
گزارش نتایج شامل نمودار، شرایط آزمون، محل شکست و مقایسه با حداقل‌های مشخصه.
محاسبات مهم
تنش σ = بار / سطح مقطع اولیه
کرنش ε = تغییر طول / طول گِیج
مدول الاستیسیته E = Δσ / Δε در ناحیه خطی اولیه منحنی
مقاومت تسلیم: مستقیم یا با روش جابجایی 0.2% بسته به شکل منحنی
تفسیر نتایج و معیار انطباق
مقادیر به‌دست‌آمده با مقادیر حداقل استاندارد محصول (مشخصات فنی، ASTM/ISO/EN یا ملی) مقایسه می‌شوند.
شکست‌های کششی، کاهش سطح مقطع، شکل نوار و ازدیاد طول معیارهای کیفیت و شکل‌پذیری میلگرد را نشان می‌دهند.
مزایا
تعیین دقیق خواص مکانیکی پایه فولاد آرماتور
آزمون استاندارد، قابل تکرار و قابل استناد برای پذیرش کالا
امکان تعیین مدول برای تحلیل‌های سازه‌ای و مدل‌سازی رفتار الاستیک
آشکارسازی نقایص تولیدی یا عدم یکنواختی مصالح
محدودیت‌ها و نکات اجرایی
نیاز به نمونه‌برداری صحیح و نصب دقیق اکستنزورمتر برای تعیین مدول دقیق
نتایج حساس به نرخ بارگذاری، دمای آزمون و هندسه نمونه — باید شرایط استاندارد رعایت شود
برای شناسایی عملکرد در سرویس (خستگی، خوردگی‌زایی) ممکن است آزمون‌های تکمیلی لازم باشد
کاربردها
کنترل کیفیت تولید میلگرد و پذیرش محموله‌ها
ورودی داده برای طراحی سازه‌های بتنی و تحلیل‌های سازه‌ای (محاسبه لنگرها، برش و برش ترکیبی)
مطالعات پژوهشی و توسعه مواد فولادی و آلیاژها
بررسی موارد مشکوک به اعوجاج یا نواقص تولیدی و تحلیل علت‌شناسی شکست
استانداردهای بین‌المللی و مرجع (متداول)
ASTM A370 — Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products (روش‌های آزمون مکانیکی)
ASTM E8 / E8M — Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials (روش عمومی تنش)
ISO 6892‑1 — Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at ambient temperature
ISO 15630‑1 — Steel for the reinforcement and prestressing of concrete — Test methods — Part 1: Reinforcing steel — Transverse test methods and tensile test methods (بخش‌های مرتبط با میلگرد)
EN 10002‑1 — Tensile testing of metallic materials — Method of test at ambient temperature
استانداردهای ملی ایران: آزمون تنش میلگرد معمولاً مطابق روش‌های مرجع بین‌المللی اجرا می‌شود و شماره استاندارد ملی مربوطه در گزارش‌های رسمی قید می‌شود (در گزارش مرکز قابل درج است).
معرفی مرکز آزمایشگاهی پژوهشی بتن و مصالح خواجه نصیرالدین طورسی — ارائه‌دهنده خدمات
خدمات قابل ارائه:
اجرای آزمون کشش میلگرد و تعیین مدول الاستیسیته مطابق استانداردهای بین‌المللی (ASTM, ISO, EN) با استفاده از دستگاه‌های کشش یونیورسال کالیبره و اکستنزورمتر دقیق.
تهیه منحنی تنش‑کرنش کامل، محاسبات مقاومت تسلیم، مقاومت کششی نهایی، مدول E، درصد ازدیاد طول و کاهش سطح.
نمونه‌برداری و آماده‌سازی نمونه، گزارش فنی کامل با نمودارها، عکس از شکست و تفسیر نتایج جهت ارائه به کارفرما یا مرجع نظارتی.
خدمات تکمیلی: آنالیز میکروساختاری، تعیین ترکیب شیمیایی (آنالیز شیمیایی)، آزمون خستگی یا تست‌های ویژه در صورت نیاز پروژه.
تضمین کیفیت: کالیبراسیون دوره‌ای تجهیزات، پرسنل آموزش‌دیده، تطابق روش‌ها با استانداردهای مرجع و امکان ارائه گواهی آزمون رسمی با مهر آزمایشگاه.
تماس و هماهنگی
برای استعلام قیمت، ارسال مشخصات پروژه، تعداد و ابعاد نمونه‌ها یا هماهنگی نمونه‌برداری و زمان‌بندی اجرای آزمون، لطفاً مشخصات پروژه را ارسال کنید یا از طریق فرم تماس وب‌سایت و شماره‌های مرکز با ما تماس بگیرید. می‌توانیم در صورت نیاز گزارش نمونه آماده (Word/PDF) تولید و ارسال نماییم.