بررسی کامل ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

وقتی یک محموله میلگرد به کارگاه تحویل داده می‌شود، اولین سوالی که ناظر یا مجری پروژه باید از خودش بپرسد این نیست که آیا آزمایش انجام شده یا نه، بلکه این است که نتایج آزمایش بر چه اساسی تفسیر می‌شوند و بر اساس چه معیاری می‌توان گفت این میلگرد قابل مصرف است یا باید کنار گذاشته شود. درواقع انجام آزمایش میلگرد به تنهایی کافی نیست؛ مهم‌تر از آن، دانستن ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد و اینکه نتایج را بر اساس چه معیاری باید تفسیر کرد. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در بند ۹-۱۰-۷ دقیقاً همین را مشخص کرده است؛ از تعداد نمونه‌ها گرفته تا اعداد قبولی در هر آزمون و اقدامات لازم در صورت رد محموله. در این مقاله از سیوان لند این ضوابط را به ترتیب و به طور کامل مرور می‌کنیم تا پس از خرید میلگرد بتوانید میلگرد استاندارد را تشخیص دهید.

پیش از هر چیز: نمونه‌ برداری معتبر

نمونه‌برداری صحیح پایه‌ی اجرای درست ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد است. یکی از اشتباهات رایج در پروژه‌های ساختمانی که نتایج آزمایش میلگرد زیر سوال می‌رود، نه به خاطر کیفیت پایین میلگرد، بلکه به خاطر نمونه‌ برداری اشتباه است. اگر نمونه‌ها درست انتخاب نشده باشند، حتی بهترین آزمایشگاه هم نمی‌تواند نتیجه‌ای معتبر ارائه دهد. به همین دلیل مبحث نهم برای ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد پیش از هر چیز، قواعد مشخصی برای تعداد و تواتر نمونه‌برداری تعریف کرده است. طبق بند ۹-۱۰-۷-۱، نمونه‌ برداری باید به گونه‌ای انجام شود که نتایج آزمایش‌ها معرف کیفیت کل آرماتور مصرفی در پروژه باشد. برای این منظور سه شرط باید به طور همزمان رعایت شود:

1. به ازای هر ۵۰,۰۰۰ کیلوگرم میلگرد و کسر آن، یک سری نمونه گرفته شود.
2. از هر قطر میلگرد، جداگانه یک سری نمونه تهیه شود.
3. از هر نوع میلگرد، یک سری نمونه مستقل در نظر گرفته شود.

منظور از «یک سری» پنج آزمونه است که هر کدام به طور جداگانه در ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد تحت آزمایش قرار می‌گیرند. یعنی اگر در یک پروژه از دو قطر مختلف میلگرد استفاده می‌شود، نمی‌توان با یک سری نمونه از یک قطر، کیفیت قطر دیگر را هم تایید کرد. هر قطر و هر نوع، سری نمونه مخصوص به خودش را می‌طلبد. نکته‌ای که اغلب نادیده گرفته می‌شود این است که شرط ۵۰ تنی بر اساس وزن کل محموله تعریف شده، نه وزن مصرفی. پس اگر ۶۰ تن میلگرد به کارگاه رسیده، دو سری نمونه‌برداری الزامی است، حتی اگر بخشی از آن هنوز مصرف نشده باشد.

ضوابط پذیرش مشخصات هندسی

پیش از هر آزمون مکانیکی، میلگرد باید از نظر ابعاد و هندسه بررسی شود. این مرحله از ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد بر اساس بند ۹-۱۰-۷-۲-۱ مبحث نهم انجام می‌شود و مرجع اصلی آن استاندارد ملی ایران شماره ۳۱۳۲ است. اگر میلگردی در این مرحله رد شود، نیازی به ادامه آزمون‌های مکانیکی نیست؛ محموله از همین مرحله در ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد غیرقابل قبول تلقی می‌شود. سه قطر برای هر میلگرد تعریف شده است: قطر اسمی که مبنای طراحی است، قطر زمینه که بدون احتساب آج اندازه‌گیری می‌شود و قطر خارجی که بلندترین نقطه آج را در بر می‌گیرد. جدول زیر مقادیر مجاز این سه قطر را برای انواع میلگرد مشخص کرده است:

قطر اسمی (mm)	قطر زمینه S240 (mm)	قطر اسمی S340/S400 (mm)	قطر زمینه S340/S400 (mm)	قطر خارجی S340/S400 (mm)	قطر اسمی S500 (mm)	قطر زمینه S500 (mm)	قطر خارجی S500 (mm)
6	5.70	6	5.75	6.75	–	–	–
8	7.60	8	7.50	9.00	–	–	–
10	9.50	10	9.30	11.30	–	–	–
12	11.40	12	11.00	13.50	–	–	–
14	13.40	14	13.00	15.50	14	13.20	15.70
16	15.30	16	15.00	18.00	16	15.20	18.20
18	17.30	18	17.00	20.00	18	17.20	20.20
20	19.20	20	19.00	22.00	20	19.20	22.20
22	21.20	22	21.00	24.00	22	21.20	24.20
25	24.03	25	24.00	27.00	25	24.20	27.20
28	26.90	28	26.50	30.50	28	26.80	30.80
32	30.78	32	30.50	34.50	–	–	–
36	34.80	36	34.50	39.50	–	–	–
40	38.50	40	38.50	43.50	–	–	–

در کنار ابعاد، رواداری وزن هم باید کنترل شود. طبق استاندارد ۳۱۳۲، انحراف وزن از مقدار اسمی نباید از محدوده مجاز تعریف‌ شده برای هر قطر تجاوز کند. میلگردی که وزن واقعی آن به طور محسوس از وزن اسمی فاصله داشته باشد، نشانه‌ای از ناهمگونی در مقطع است که می‌تواند مقاومت واقعی آن را زیر سوال ببرد. برای میلگردهای آجدار، علاوه بر قطر، هندسه آج هم باید بررسی شود. ارتفاع آج، گام آج و زاویه آن نسبت به محور میلگرد باید در محدوده‌ای باشد که استاندارد ۳۱۳۲ تعیین کرده است. آج‌هایی که ارتفاع کافی ندارند یا فاصله‌شان از حد مجاز خارج است، پیوستگی میلگرد با بتن را کاهش می‌دهند و از نظر سازه‌ای خطرناک هستند، حتی اگر مشخصات مکانیکی میلگرد قابل قبول باشد.

ضوابط پذیرش مشخصات مکانیکی

این بخش مهم‌ترین مرحله در فرآیند ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد است. مبحث نهم برای ارزیابی مشخصات مکانیکی یک سازوکار دو مرحله‌ای طراحی کرده که به جای رد سریع محموله، فرصت بررسی بیشتر را هم پیش‌بینی کرده است.

مرحله اول: بررسی ۵ آزمونه

طبق بند ۹-۱۰-۷-۲-۱، در تمامی ۵ آزمونه انتخابی باید رابطه زیر برقرار باشد:

(f_y,_obs,m)_i ≥ f_yk        i = 1,…,5

به زبان ساده‌تر، تنش تسلیم اندازه‌گیری‌ شده در هر یک از پنج آزمونه باید برابر یا بیشتر از تنش تسلیم مشخصه (مقدار اسمی رده فولاد) باشد. اگر حتی یکی از پنج آزمونه این شرط را برآورده نکند، نمی‌توان محموله را از همین مرحله ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد رد کرد؛ بلکه باید وارد مرحله دوم شد.

مرحله دوم: بررسی ۱۰ آزمونه ترکیبی

طبق بند ۹-۱۰-۷-۲-۲، اگر شرط مرحله اول برآورده نشود، پنج آزمونه جدید از همان محموله انتخاب می‌شود. حالا مجموع ده آزمونه (پنج اول به اضافه پنج جدید) باید رابطه زیر را برآورده کنند:

(f_y,_obs,m) ≥ f_yk+0.6s

در این رابطه، f_y,_obs,m میانگین تنش تسلیم ده آزمونه و s انحراف معیار آن‌هاست که به این شکل محاسبه می‌شود:

این رابطه هوشمندانه طراحی شده است؛ اگر پراکندگی نتایج زیاد باشد (s بزرگ)، میانگین باید بالاتر باشد تا ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد تایید شود. یعنی ناهمگونی کیفیت در یک محموله به نفع آن تمام نمی‌شود.

شرایط همزمان برای هر ۱۰ آزمونه

صرف برآورده شدن شرط میانگین کافی نیست. طبق بند ۹-۱۰-۷-۲-۳، در هر یک از ده آزمونه باید تمامی روابط زیر به طور همزمان برقرار باشند:

1. مقاومت کششی نهایی هر آزمونه باید حداقل ۱.۱۸ برابر تنش تسلیم همان آزمونه باشد.
2. مقاومت کششی نهایی هر آزمونه باید حداقل ۱.۲۵ برابر تنش تسلیم مشخصه رده فولاد باشد.
3. تنش تسلیم هیچ آزمونه‌ای نباید بیش از ۱۲۵ مگاپاسکال از مقدار مشخصه فاصله داشته باشد. این شرط از مصرف میلگردهایی با تنش تسلیم بیش از حد بالا که شکل‌پذیری سازه را کاهش می‌دهند جلوگیری می‌کند.
4. نسبت مقاومت کششی نهایی به تنش تسلیم در هر آزمونه نباید از ۱.۲۵ کمتر باشد.

نکته مهمی که در ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد باید به آن توجه داشت این است که شرط بند ۹-۱۰-۷-۲-۳ مستقل از نتیجه مراحل قبل است. یعنی حتی اگر محموله‌ای شرط مرحله اول (۵ آزمونه) را هم به راحتی پاس کرده باشد، باز هم باید این چهار رابطه در تک‌ تک آزمونه‌ها بررسی شوند. رد شدن در هر کدام از این روابط به معنای رد کل محموله است.

ضوابط پذیرش ازدیاد طول (شکل‌پذیری)

مقاومت کششی بالا به تنهایی کافی نیست. میلگردی که زیر بار ناگهانی بدون هیچ هشداری بشکند، در یک سازه واقعی می‌تواند فاجعه‌بار باشد. به همین دلیل مبحث نهم در بند ۹-۱۰-۷-۲-۴ علاوه بر مقاومت، شکل‌پذیری میلگرد را هم به عنوان یک شرط مستقل در ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد تعریف کرده است. معیار سنجش این ویژگی، ازدیاد طول نسبی میلگرد در آزمون کشش است. این آزمون بر اساس دو طول معیار انجام می‌شود. در روش A10 طول نمونه ۱۰ برابر قطر اسمی میلگرد است و در روش A5 این طول به ۵ برابر قطر کاهش می‌یابد. نتایج این دو روش با هم متفاوتند و مبحث نهم حداقل مورد نیاز در ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد را در جدول زیر تعریف کرده است. اگر میان تولید کننده و خریدار توافقی درباره روش اندازه‌گیری وجود نداشته باشد، ملاک عمل A5 است.

رده فولاد	حداقل ازدیاد طول A10	حداقل ازدیاد طول A5
S240	18%	25%
S340	15%	18%
S400	12%	16%
S500	8%	10%

یک استثنا در ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد وجود دارد که اغلب نادیده گرفته می‌شود. برای میلگردهایی با قطر ۳۲ میلی‌متر و بیشتر، به ازای هر ۳ میلی‌متر افزایش قطر نسبت به ۳۲ میلی‌متر، مقدار حداقل A5 می‌تواند تا ۲ درصد کاهش یابد. البته این کاهش یک سقف دارد و در هیچ حالتی نمی‌تواند از ۴ درصد تجاوز کند. به عنوان مثال برای میلگرد قطر ۳۶ میلی‌متر، حداکثر کاهش مجاز حدود ۲ درصد و برای قطر ۴۰ میلی‌متر این کاهش به سقف ۴ درصد می‌رسد. رد شدن در این آزمون مستقل از نتایج آزمون مکانیکی است. میلگردی که تنش تسلیم و مقاومت کششی قابل قبولی دارد اما ازدیاد طولش از حداقل مجاز کمتر باشد، از نظر مبحث نهم غیرقابل پذیرش است.

ضوابط پذیرش آزمون خمش

آزمون خمش یکی از مهم‌ترین آزمون‌هایی است که در عمل کمتر به آن توجه می‌شود، در حالی که اطلاعاتی درباره رفتار میلگرد در شرایط واقعی ساخت و ساز به دست می‌دهد که از آزمایش تست کشش میلگرد به دست نمی‌آید. میلگرد در کارگاه خم می‌شود، در قالب قرار می‌گیرد و گاهی تحت تاثیر دما و رطوبت دچار تغییر می‌شود. آزمون خمش دقیقاً این شرایط را شبیه‌سازی می‌کند. طبق بند ۹-۱۰-۷-۲-۵ مبحث نهم، این آزمون به دو شکل انجام می‌شود.

۱. خمش سرد

در این آزمون نمونه‌ای از میلگرد که مستقیماً از خط تولید تهیه شده و هیچ عملیات مکانیکی روی آن انجام نشده، تحت خمش قرار می‌گیرد. نمونه باید حداقل ۲۵۰ میلی‌متر طول داشته باشد. زاویه خمش و نسبت قطر فک خمش به قطر اسمی میلگرد بر اساس رده فولاد متفاوت است و باید دقیقاً طبق جدول زیر رعایت شود:

رده	زاویه خمش سرد (درجه)	زاویه خمش مجدد (درجه)	نسبت قطر فک خمش به قطر اسمی
S240	180	90	2
S340	180	90	3
S400	180	90	5
S500	90	90	5

نکته‌ای که در جدول به چشم می‌خورد این است که میلگرد S500 برخلاف سایر رده‌ها در آزمون خمش سرد فقط تا ۹۰ درجه خم می‌شود، نه ۱۸۰ درجه. این تفاوت به ماهیت این رده از فولاد و شکل‌پذیری پایین‌تر آن برمی‌گردد.

۲. خمش مجدد

این آزمون یک گام فراتر می‌رود و رفتار میلگرد را پس از تغییر شرایط دمایی هم ارزیابی می‌کند. فرآیند این ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد به این شکل است: نمونه‌ای مشابه نمونه خمش سرد ابتدا در دمای محیط به میزان ۹۰ درجه خم می‌شود. سپس تا دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس گرم شده و حداقل نیم ساعت در این دما نگه داشته می‌شود. پس از سرد شدن کامل و بازگشت به دمای محیط، با نیروی پیوسته و یکنواخت به میزان ۲۰ درجه به حالت اولیه برگردانده می‌شود.

معیار قبولی در هر دو آزمون

میلگرد در صورتی از نظر آزمون خمش پذیرفته می‌شود که پس از اعمال خمش، هیچ‌گونه ترک، شکستگی یا عیب قابل مشاهده‌ای در آن ایجاد نشده باشد. این ارزیابی در چارچوب ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد طبق استاندارد میلگرد در ایران و جهان انجام می‌شود. حتی یک ترک سطحی کوچک هم به معنای رد نمونه است و نمی‌توان آن را نادیده گرفت. مانند سایر آزمون‌ها، رد شدن در آزمون خمش مستقل از نتایج آزمون‌های دیگر عمل می‌کند. میلگردی که از نظر مشخصات مکانیکی و ازدیاد طول کاملاً قابل قبول باشد اما در آزمون خمش رد شود، به هیچ عنوان قابل مصرف در پروژه نیستو فاقد ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد می‌باشد.

فلوچارت کلی ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد

اگر میلگرد رد شد چه اقداماتی انجام می‌شود؟

رد شدن در یک مرحله از ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد لزوماً به معنای رد قطعی کل محموله نیست. مبحث نهم یک مسیر دو مرحله‌ای طراحی کرده که پیش از آن توضیح داده شد: اگر پنج آزمونه اول شرط بند ۹-۱۰-۷-۲-۱ را برآورده نکنند، پنج آزمونه جدید از همان محموله گرفته می‌شود و ده آزمونه با هم ارزیابی می‌شوند. این فرصت دوم تنها یک بار داده می‌شود و شرایط آن سخت‌تر از مرحله اول است. اما اگر محموله در هر یک از مراحل پذیرش به طور قطعی رد شود، اقدامات مشخصی باید انجام شود. میلگرد رد شده باید فوری از سایر مصالح پروژه جدا و علامت‌گذاری شود تا احتمال اشتباه در مصرف از بین برود. نگهداری میلگرد رد شده در کارگاه در کنار میلگردهای تأیید شده، حتی به صورت موقت، از نظر ضوابط نظارتی مجاز نیست. مسئولیت اجرای این اقدامات مشترک است. ناظر موظف است نتایج رد را مستند کند، به مالک و مجری اطلاع دهد و از خروج محموله رد شده از کارگاه اطمینان حاصل کند. مجری نیز نمی‌تواند میلگردی را که گزارش آزمایشگاهی آن نشان‌دهنده عدم پذیرش است، در سازه مصرف کند، حتی اگر به نظر ظاهری سالم باشد. نکته‌ای که در ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد اغلب نادیده گرفته می‌شود این است که گواهی کیفیت کارخانه به هیچ عنوان جایگزین ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد در آزمایشگاه مستقل نمی‌شود. رد شدن در آزمایشگاه مستقل، با وجود گواهی کارخانه معتبر، به معنای رد محموله است و هیچ استثنایی در این خصوص در مبحث نهم پیش‌بینی نشده است.

سخن پایانی

ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد در مبحث نهم یک فرآیند چندلایه است که هر مرحله آن مستقل از مراحل دیگر عمل می‌کند. نمونه‌برداری درست، کنترل هندسی، آزمون‌های مکانیکی، ازدیاد طول و خمش، هر کدام شرطی جداگانه هستند و قبولی در یکی به معنای قبولی در بقیه نیست. رعایت ضوابط پذیرش آزمایش میلگرد نه یک الزام اداری، بلکه تنها راه اطمینان از این است که میلگرد مصرفی در پروژه دقیقاً همان رفتاری را در سازه واقعی دارد که طراح روی آن حساب کرده است.