از میان تمام مصالحی که در ساخت یک ساختمان به کار می رود، می توان به بتن لقب پرمصرف ترین را داد. این ماده ساختمانی در تمام جهان و خصوصاً ایران، کاربرد فراوانی دارد و از آن جایی که با ساخت و ساز و عمر بناها ارتباط دارد، برای بررسی صحت عملکرد آن، آزمایش هایی نیز تعبیه شده است. یکی از این آزمایش ها، آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن نام دارد که در ادامه به طور مفصل درباره آن توضیح داده خواهد شد.
بتن ویژگی های زیادی دارد که ضعف یا قدرت در هر یک از این ویژگی ها می تواند به عملکرد ضعیف یا قوی بتن در ساختمان منجر شده و در نهایت باعث خسارت و آسیب و یا بالعکس، بالا رفتن طول عمر بنا شود.
آشنایی با این ویژگی ها، انجام آزمایش های مختلف برای بررسی عملکرد بتن (مانند آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن) و تلاش برای ارتقا کیفیت این ماده مهم و پرمصرف ساختمانی، می تواند به بالا رفتن کیفیت ساخت و ساز در کل کشور منجر گردد.
درباره میلگرد چقدر می دانید؟
شاید همه ما نام میلگرد را زیاد شنیده باشید، اما تنها فعالان حوزه ساخت و ساز با نقش مهم میلگرد و انواع آن آشنایی کامل دارند. خوب است پیش از پرداختن به آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن، درباره میلگردها بیشتر بدانیم.
میلگرد یکی از پرکاربردترین قطعات فولادی در صنعت ساختمان سازی است که به صورت میله هایی با ضخامت های متنوع تولید می شود. جایگذاری این میله ها در بتن به آن کمک می کند در برابر تنش های کششی مقاومت کافی داشته باشد. بتن بدون میلگرد حتی اگر در بهترین کیفیت ممکن استفاده شود باز هم در برابر نیروهای کششی مانند تنش حاصل از زلزله، ضعیف عمل می کند و ترک بر می دارد.با توجه به قیمت میلگرد می توان گفت از عومل تاثییر گذار دقیمت ساختمان نیز است
آشنایی با انواع میلگرد مورد استفاده در ساخت یک بنا
در بخش قبل با عملکرد و وظیفه میلگرد در بتن آشنا شدیم. به دلیل همین عملکرد و نقش مهم میلگرد در بتن است که انجام آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن اهمیت پیدا می کند. میلگردهایی که برای مقاوم تر کردن بتن مورد استفاده قرار می گیرند، انواع گوناگونی دارند و به روش های مختلف دسته بندی می شوند.
روش اول، دسته بندی میلگردها بر حسب نوع فرآیند تولید است یعنی میلگرد تولید شده از: فولاد سرد اصلاح شده، فولاد گرم نورد شده و فولاد ویژه (گرم اصلاح شده). در دسته بندی دوم، میلگردها بر اساس شکل ظاهری خود تقسیم بندی می شوند و سه گروه میلگرد ساده، آجدار و آجدار پیچیده را تشکیل می دهند.
هر کدام از این انواع میلگرد در شرایطی خاص، عملکرد بهتری دارند. پس انتخاب میلگرد مناسب یکی از ارکان مهم برای بالا بردن کیفیت بتن و عملکرد میلگرد به حساب می آید. ولی آنچه اهمیت دارد این است که میلگرد از هر نوعی که باشد، باید با بتن پیوستگی قابل قبولی داشته باشد تا از بروز مشکلات بعدی پیشگیری شود.
پیوستگی میلگرد و بتن چگونه اتفاق می افتد؟
پیوستگی میان میلگرد و بتن (که با انجام آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن سنجیده می شود)، حاصل سه عامل مهم زیر است:
• پیوستگی برشی
این نوع از پیوستگی در هنگام تغییر شکل خود را نشان می دهد. تنش پیوستگی برشی به ویژگی های آرماتور جایگذاری شده در بتن وابستگی زیادی دارد. اگر این تنش از حدی که به نام مقاومت پیوستگی شناخته می شود، بگذرد لغزش موضعی رخ می دهد.
• چسبندگی شیمیایی
این نوع از چسبندگی هنگامی اهمیت پیدا می کند که میلگرد در جهت محور خود تغییر شکل پیدا کند. در این صورت اگر این چسبندگی به میزان کافی وجود داشته باشد شاهد پیوستگی میلگرد با بتن خواهیم بود. چسبندگی شیمیایی عاملی است که به جنس بتن، ویژگی های سطح بتن و البته به جنس آرماتور بستگی دارد.
• پایداری یا چسبندگی اصطکاکی
پایداری اصطکاکی آخرین عامل تأثیرگذار بر پیوستگی میلگرد و بتن است و می تواند بر نتیجه آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن تأثیر بگذارد. این پایداری یا همان چسبندگی از قفل و بستی میان میلگرد و بتن نشأت می گیرد و در واقع یک عامل مکانیکی محسوب می شود.
نکته قابل توجه این است که هر یک از این عوامل برای میلگرد آجدار و میلگرد ساده متفاوت هستند. برای مثال در مورد میلگرد های آجدار، درگیری میان بتن و آج میلگرد موجب افزایش مقاومت پیوستگی بتن می گردد.
مواقعی که از میلگرد ساده در بتن استفاده شده باشد، با توجه به میزان پایداری اصطکاکی میلگرد، شکستی که در بتن اتفاق می افتد به شکل لغزش (به سمت خارج) خود را نشان می دهد.
مجموعه آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن
برای سنجش مقاومت پیوستگی بتن و میزان پیوستگی میان میلگرد فولادی با بتن معمولاً سه آزمایش زیر انجام می گیرد:
آزمایش میلگرد درگیر در بتن
یک میلگرد را تصور کنید که در یک استوانه از جنس بتن درگیر باشد. در این آزمایش میلگرد از دو طرف کشیده می شود. میزان کشیدگی به تدریج افزایش می یابد و کم کم، ترک هایی با عنوان ترک کششی در داخل بتن ایجاد شده و توسعه می یابد تا جایی که به سطح بتن برسد.
میزان این ترک ها، عرض آنها و حتی فاصله میان ترک ها همگی می توانند برای سنجیدن میزان مقاومت پیوستگی بتن مورد بررسی قرار بگیرند.
آزمایش بیرون کشیدگی
یک تست دیگر برای آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن، تست بیرون کشیدگی نام دارد. در این تست نیز یک نیلگرد در یک حجم بتنی استوانه ای شکل قرار داده می شود با این تفاوت که یک تکیه گاه فولادی نیز روی سطح بتن تعبیه می گردد.
حال میلگرد از طرف بیرون و به وسیله یک جک کشیده می شود. در نهایت ترک های ایجاد شده و عملکرد بتن در برابر این کشیدگی مورد بررسی قرار می گیرد. البته گفته می شود این آزمایش برای مشخص کردن پیوستگی میان میلگرد و بتن در تیر ها، قابل استناد نیست.
آزمایش تیر
این آزمایش به مهیا کردن شرایطی به مثابه تیر کنسولی می انجامد و در نهایت ترک های حاصل شده در بتن در اثر نیروهای خمشی و برشی مورد بررسی قرار می گیرد. برخی معتقدند، آزمایش تیر می تواند معتبرترین آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن باشد، بخصوص مواقعی که رفتار خمشی مد نظر است.