آشنایی با میلگرد A3

میلگردها، در استاندارد 3132 ایران مشابه همه استانداردهای میلگرد جهان، بر اساس استحکام نامگذاری می‌شوند. از زمان رواج استاندارد GOST 10884 روسیه در ایران، میلگرد A3، با این نام شناخته می شد. میلگرد A3 همان میلگرد آجدار با آج 400 و 420 است. این دو عدد تعیین کننده حداقل مقاومت تسلیم بالایی میلگرد A3 بر حسب مگاپاسکال هستند. وقتی از حداقل مقاومت تسلیم بالایی حرف می زنیم، منظور همان نقطه‌ایست که پیش از آن میلگرد در تست کشش به حالتی می رسد که دیگر نمی تواند به شکل اولیه خود برگردد. مطابق استاندارد ملی ایران، میلگرد A3 نوعی میلگرد است که در ساختمان به کار می‌رود. استحکام میلگرد  A3 نسبت به میلگرد A1 و میلگرد A2 بیشتر است و به طور کلی کاربرد میلگرد A2 و A3 در ساختمان سازی بیشتر از میلگردهای دیگر است.

کربن معادل: کربن معادل، معیاری برای سنجش محتوای کربن در یک آلیاژ است که به صورت درصد بیان می شود. کربن معادل با افزودن اثرات سایر عناصر آلیاژی به اثر کربن محاسبه می شود. کربن تاثیر قابل توجهی در استحکام، سختی و سایر خواص آلیاژ دارد.

کاربرد میلگرد A3 چیست؟

میلگردهای A3 و A2 به عنوان متداول ترین میلگردهای ساختمانی شناخته می شوند. از هر دو نوع میلگرد نیز در ساختمان‌سازی استفاده می‌شود اما با توجه به اینکه میلگردهای A3 نیم‌سخت هستند و مقاومت کششی و تنش تسلیم آن‌ها نسبت به میلگردهای A2 بیشتر است و نیز کمتر انعطاف پذیر هستند، از این میلگردها به‌عنوان میلگردهای طولی در ستون‌ها و تیرها و میلگردهای تقویتی استفاده می‌شود. 

به طور کلی به دلیل خم پذیری کمتر میلگرد A3 و در نتیجه ترد و شکننده بودن آن، از این میلگرد کمتر به‌عنوان خاموت، دورگیر، سنجاقی و … استفاده می‌شود و عموما آرماتورهای A2 که نرم‌تر هستند برای ساخت مقاطع مذکور کاربرد دارند. از میلگرد های A3  به شرط رعایت شعاع خم کاری می توان به عنوان خاموت و … استفاده کرد. همچنین میلگردهای A2 نسبت به A3 جوش پذیرتر هستند اما توصیه می‌شود برای اتصال میلگرد از جوشکاری استفاده نشود.

هرچند میلگرد A2 و A3 هر دو از میلگردهای آجدار به شمار می آیند، ولی استاندارد، خواص و شکل ظاهری متفاوتی نسبت به هم دارند. مهم ترین فرق این میلگردها تفاوت ظاهری میلگرد آنها است .میلگرد A3 تردتر و شکننده ‌تر است. اما میلگرد A2 انعطاف ‌پذیرتر است و راحت ‌تر خم می‌شود. میلگرد A3 از لحاظ استحکام نیز نسبت به A2، از استحکام بالاتری برخوردار بوده که در همین راستا، استحکام تسلیم این میلگرد 400 مگاپاسکال و استحکام کششی نهایی آن 600 مگاپاسکال است. از دیگر تفاوت‌های این دو میلگرد می توان به این نکته اشاره کرد که در طراحی پی، از آرماتور های عرضی A2 و آرماتور طولی A3 استفاده می شود.

یکی از روش های مفیدی که برای تشخیص میلگردها وجود دارد، تشخیص استاندارد میلگرد به کمک علائم حک شده روی آن است. تولیدکنندگان میلگرد در ایران حین فرآیند نورد برند تجاری خود را روی میلگرد حک می‌کنند. در ادامه این علامت اختصاری حکاکی شده حروف C و H به ترتیب نشان دهنده میلگرد آج ۴۰۰ و ۴۲۰ (A3) و حروف J و L به ترتیب نشان دهنده میلگرد آج ۳۴۰ و ۳۵۰ (A2) هستند. در کنار هر یک از این حروف برای نشان دادن فرآیند تولید میلگرد حتما از یکی از حروف A ،T یا U استفاده می شود. حرف A مربوط به زمانی است که با افزودن عناصر آلیاژی مانند تیتانیوم و وانادیوم به مقدار کم، در حد دهم درصد، استحکام ایجاد می شود. حرف T مختص زمانی است که با استفاده از فرآیند ترمکس، استحکام میلگرد تقویت می شود. و حرف U نیز برای توصیف میلگردی است که هیچ یک از روش های دیگر در تولید آن به کار نرفته، برای مثال درصد منگنز شمش آن ۲/۱ است و ترمکس روی آن انجام نمی شود.

فرآیند تولید میلگرد A3 چیست؟

روش ترمکس در تولید میلگرد A3 نیز استفاده می‌ شود. این روش از نتایج پیشرفت در فناوری نورد است. در روش ترمکس یک فرآیند ترمومکانیکی برای ساختن میلگرد مورد استفاده قرار می گیرد و دو فاکتور درجه حرارت و سرعت کاهش دما به طور دقیق کنترل می شوند. میلگرد با دمای بالا و به سرعت از درون محفظه ای که آب با فشار زیاد روی آن پاشیده می شود عبور می کند. سرد شدن ناگهانی، نظم اتم ها را در سطح میلگرد تغییر می دهد و همین امر باعث ایجاد لایه ای روی بدنه میلگرد می شود که در اصلاح مارتنزیت نامیده می شود. وجود همین ساختار مارتنزیت در سطح میلگرد باعث استحکام میلگرد می شود. در این فرآیند، میلگردهایی با استحکام بالاتر تولید می شود.

باید توجه داشت که مدت زمان قرار گرفتن میلگرد در معرض پاشش آب در فرآیند نورد مهم است و برای تولید میلگرد A3 سرعت نورد به میزان کمی نسبت به سرعت نورد میلگرد A4 افزایش می یابد. به این ترتیب ضخامت لایه مارتنزیت میلگرد A3 از لایه مارتنزیت میلگرد A4 کمتر است و همین مساله باعث اختلاف استحکام کششی دو میلگرد می شود. همان طور که می دانید استحکام کششی میلگرد A3 کمتر از میلگرد A4 است.

در فرآیند ترمکس وقتی سطح میلگرد به سرعت خنک شد، میلگردهای با مغز گرم و سطح خنک تر روی بستر خنک کننده قرار می گیرند. گرمایی که هنوز در مغز میلگرد باقی مانده باعث تمپر شدن یا «بازپخت» لایه مارتنزیت سطح میلگرد می شود. تردی و استحکام بر اثر فرآیند بازپخت، کمی کاهش می‌یابد ولی در عوض انعطاف پذیری افزایش پیدا می کند. میلگردهای A3 آج ۴۰۰ از شمش های فولادی با کربن متوسط ساخته می‌شوند. حداکثر کربن معادل نیز در میلگرد A3 آج ۴۲۰ برابر با ۰.۵۶ است. با استفاده از پارامتر کربن معادل  (CE) می توان خواص فولاد را درجه‌بندی کرد. 

                          تست خمش میلگرد A3                                                     تست کشش میلگرد A3 

از چه استانداردی در تولید میلگرد A3 پیروی می شود؟

مهم ترین عاملی که استاندارد تولید میلگرد A3 بر حسب آن سنجیده می شود، تطابق با مشخصه های تعریف شده در استاندارد ملی ISIRI 3132 است. این استاندارد با نام «میلگردهای فولادی گرم نوردیده برای تسلیح بتن – ویژگی ها و روش های آزمون» شناخته می شود. استاندارد ملی ایران برگرفته از استانداردهای مرجع اروپا EN، آلمان DIN، ژاپن GIS، آمریکا ASTM و استاندارد جهانی ISO است. هدف از تدوین این استاندارد، تعیین ویژگی ها و روش های آزمون میلگردهای فولادی گرم نوردیده ساده و آجدار برای تسلیح بتن است و از سال 1371، تمام تولیدکنندگان میلگرد در ایران موظف به اجرای این استاندارد شدند. در این استاندارد میلگردها به چهار دسته کلی به نام های  S240، S340، S400، S500 تقسیم می شوند. اعداد موجود در علامت های مشخصه به ترتیب بیانگر مقاومت تسلیم میلگردهای A4 تا A1  هستند.در نهایت انطباق میلگرد A3 با استانداردهای 3132 در فرآیند کنترل کیفیت انجام می شود که بسیار حائز اهمیت است. میزان استحکام کششی میلگرد در آزمون‌هایی از قبیل آزمون کشش، محاسبه و انطباق آن با استاندارد بررسی می‌شود. در فولاد بافق این آزمون با استفاده از دستگاه آزمون کشش و فشار با ظرفیت 100 تن به همراه سنسور محاسبه‌ درصد ازدیاد طول با دقت بسیار بالا انجام می شود.لازم است به یاد داشته باشیم که استاندارد GOST 10884 روسیه، یک استاندارد قدیمی است که در آن انواع میلگرد به دسته ‌های A1 تا A4  تقسیم می‌شوند. در ایران همچنان اغلب دست‌اندرکاران، میلگردها را بر همین اساس می شناسند. همان طور که گفته شد این میلگردها طبق استاندارد ملی ایران نیز طبقه‌بندی شده ‌اند. طبق استاندارد ملی ایران میلگردهای A3  با نام‌های میلگرد آج  400 و آج 420 معرفی می‌ شوند.

 مطابق استاندارد 3132 و به‌طور کلی ویژگی‌های ظاهری (طول و کیفیت سطحی) میلگردهای آجدار از جمله میلگرد A3 باید به صورت آنچه گفته می شود باشد: انحنای موضعی میلگرد نباید از ۶ میلی متر در هر متر طول بیشتر شود و در کل انحنای کل یک شاخه نباید از حاصل ضرب طول شاخه در انحنای موضعی بیشتر شود. سطح میلگرد باید فاقد عیب تاخوردگی (روی هم افتادگی) باشد. همچنین وجود سایر عیوب موضعی مانند ترک، پوسته، برجستگی، فرورفتگی، حفره و ناخالصی غیرفلزی (آخال) که روی خواص مکانیکی (کشش و خمش) آن اثر منفی ایجاد می کند، مجاز نیست. برای میلگردهای آجدار، صدمات و نواقص موضعی منفرد روی آج ها به تعداد حداکثر ۳ عدد در هر متر طول، مجاز است.

         


                  برش مقطعی میلگرد

سخن پایانی

مطابق با مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان بند ۵-۱-۱، مهندسان طراح، ناظر و مجری باید با توجه به مشخصات ساختمان و تأسیسات، مواد، مصالح و فرآورده‌ های ساختمانی مناسب را انتخاب و حداقلِ مشخصات فنی آن را مطابق طرح ارائه دهند. پس لازم است که مهندسان ناظر و مجری که در کارگاه به ترتیب وظیفه کنترل و اجرای عملیات ساختمانی را برعهده دارند، بتوانند مصالح استاندارد را از غیراستاندارد تشخیص دهند. 

همان‌طور که می‌دانید بتن مقاومت فشاری بالا و مقاومت کششی پایینی دارد. به همین دلیل برای بالا بردن مقاومت کششی بتن از آرماتور در آن استفاده می‌شود. بنابراین آرماتور یا همان میلگرد عضو بسیار مهمی در بتن مسلح به شمار می آید که لازم است انتخاب آن با داشتن اطلاعات کامل و دقیق صورت پذیرد.