همه چیز درباره وصله میلگرد

شیوه اتصال میلگردها در اجرای اسکلت ساختمان‌های بتنی اهمیت بالایی دارد. گاها در اجرای اسکلت بتنی، طول میلگرد تمام شده و یا نیاز است امتداد طول میلگرد بریده شده افزایش یابد، در این موارد باید میلگردهای جدید به میلگردهای قدیم وصله شوند. انجام وصله میلگردها به یکدیگر با چند روش از جمله اورلپ، فورجینگ، کوپلینگ به وسیله کوپلر و اتصال اتکایی انجام می‌شود.

اتصال میلگرد به چه صورت انجام می پذیرد؟

میلگرد یکی از مهم‌ترین و پر مصرف‌ترین مصالح در ساخت انواع سازه های ساختمانی، پل، ستون، عرشه و… می‌باشد. این محصول در طول‌ استاندارد تولید می‌شود که گاهی نیاز است طول آن افزایش یابد. برای این منظور از یکی از روش‌های وصله آرماتور تحت عنوان اتصال میلگرد در ستون و فونداسیون استفاده می‌کنند. در بیشتر موارد بهترین کار این است که تا حد امکان این وصله‌ها کمتر باشند، ولی در صورت اجبار، می‌توان از مقاطع وصله خورده در مکان هایی که نیروها و تنش‌های وارد بر مقاطع کمتر است، استفاده کرد.

معرفی روش‌های وصله میلگرد

اتصال میلگردها یکی از مهمترین مراحل ساخت سازه به شمار می‌رود. در گذشته اتصال میلگرد از طریق روی هم قرار گرفتن میلگردها و سیم پیچی آن‌ها به یکدیگر و لایه گذاری مجدد بتن بر روی آن‌ها برای ایجاد اتصال مناسب و انتقال صحیح بار از یک میلگرد فولادی به دیگری انجام می‌شد.

این روش از نظر اقتصادی، به علت مصرف زیاد فولاد مقرون به صرفه نبوده و در مواردی حتی قابل اجرا نمی‌باشد. برای این کار روش اتصال مکانیکی (مشابه جوشکاری) وجود دارد که میلگردها داخل یک غلاف با پخ‌های داخلی قرار گرفته و در انتهای میلگرد فلز مذاب جهت اتصال آن ها ریخته می‌شود. فلز مذاب، منجمد شده و اتصال در این روش از استحکام قابل قبولی برخوردار می‌باشد. 
در حال حاضر برای اتصال میلگردهای بتن از روش‌های جوشکاری استفاده می‌شود. سه روش عمده جوشکاری برای اتصالات وجود دارد، ولی چندین فرایند دیگر را نیز می‌توان به این منظور استفاده کرد.

انواع اتصالات میلگردها

در بیشتر سازه‌ها، قدرت و بالا بودن استحکام بسیار مورد اهمیت است. در سازه‌های فولادی، به دلیل وجود انواع بارها و فشارهای مکانیکی از جمله کشش، پیچش و خمش، چگونگی کیفیت اتصالات مورد توجه می‌باشد، بر همین اساس روش‌های گوناگونی برای این منظور وجود دارند.

 در حالت کلی، انواع روش‌های اتصال میلگرد در 3 دسته زیر تقسیم بندی شده اند:
1.    روش هم پوشانی یا اورلپ (Overlap)
2.    اتصال از طریق روش‌های مکانیکی یا کوپلینگ (Coupler)
3.    جوش سر به سر یا جوشکاری بوسیله فشار گاز که فورجینگ سر به سر نیز نامیده می‌شود. (Gas pressure welding of bar)

بخوانید: راهنمای خرید میلگرد | شرایط خرید از عصرآهن

اتصال پوششی یا اورلپ

این روش از جمله متداول‌ترین روش وصله کردن میلگرد است. در این روش دو میلگرد را روی یکدیگر قرار می‌دهند، به طوری که در طول معینی یکدیگر را بپوشانند. سپس آنها را به وسیله مفتول محکم می‌کنند. این نوع اتصال فقط در مورد میلگردهای با قطر ۳۶ میلی‌متر و کمتر از آن مجاز است.
با توجه به محل قرارگیری، نوع میلگردها و عملکرد آنها (کششی یا فشاری)، طول پوشش میلگردها متغیر است.این طول در بتن آرمه تعیین شده است. 
برای میلگردهای کششی، حداقل طول پوشش لازم، باید ۲۵/۱ برابر طول چسبندگی مهاری میلگرد کوچک تر باشد و برای میلگرد های فشاری، حداقل طول پوشش باید یک برابر طول چسبندگی مهاری میلگرد و کوچکتر باشد و در عین حال طول نباید هیچ گاه کمتر از ۲۰ برابر قطر میلگرد به اضافه ی ۱۵ سانتی متر انتخاب شود.

برای تعیین طول همپوشانی (اورلپ) میلگرد از جداول زیر می‌توانید استفاده کنید:

اتصال مکانیکی با کوپلر (کوپلینگ میلگرد)

برای وصل کردن دو میلگرد به یکدیگر به روش مکانیکی، از بست‌های مخصوص استفاده می‌شود.

کوپلینگ با به کارگیری وسایل مکانیکی خاص همچون کوپلر انجام می شود. با توجه به اینکه کنترل کیفیت اتصالات کوپلینگ در کارخانه انجام می‌شود، در صورت استفاده از اجناس با کیفیت و اجرای صحیح می توان از عملکرد صحیح و وقوع شکست خارج از محدوده کوپلینگ ها اطمینان حاصل کرد.
میلگردها بعد از برش در اندازه مورد نظر جهت رزوه شدن به کارخانه فرستاده می شوند. در صورت زیاد بودن تعداد میلگردها اجاره دستگاه رزوه زن مقرون به صرفه تر خواهد بود.
کوپلرها درانواع مختلف کوپلر استاندارد، کوپلر تبدیل، کوپلر جوشی، کوپلر انتهایی، کوپلر پیچی و کوپلر موقعیت جهت اجرای اتصال کوپلینگ تولید می شوند.

اتصال جوشی یا روش فورجینگ

این اتصال به این شکل انجام می گیرد که دو میلگرد را به فرم های مختلف به یکدیگر جوش می دهند که این روش به دو طریق زیر انجام می شود:

الف) فورجینگ
اتصال جوشی سر به سر خمیری روشی است که به آن جوش الکتریکی تماسی گفته می شود و به عملیات فورجینگ معروف است.
در صورت اجرای صحیح فورجینگ نقطه گسیختگی در تست کشش، خارج از ناحیه وصله واقع می شود.
اتصال فورجینگ فقط در شرایط کارخانه ای و در صورتی مجاز است که قطر میلگردها برای فولادهای گرم نورد شده از ۱۰ میلیمتر و برای فولادهای سرد اصلاح شده از ۱۴ میلیمتر کمتر نباشد. همچنین قطر دو میلگرد اتصال نیز باید با یکدیگر متناسب باشد و نسبت سطح مقطع دو میلگرد وصله شونده از 1/5 تجاوز نکند.
در روش فورجینگ دو سر آرماتور به وسیله شعله حاصل از گاز اکسیژن و استیلن تا حرارت حدود ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سیلیسیوس سرخ شده و به حالت خمیری در می آیند. سپس دو آرماتور توسط جک هیدرولیکی با فشار مناسب به هم آمیخته می شوند. مقدار فشار پمپ باید به گونه ای باشد که قطر محل جوش به اندازه حدود 1/4 برابر قطر اولیه آرماتور برسد.

برخی نکات مهم در مورد جوش فورجینگ
-    برای اجرای صحیح فورجینگ باید دو سر میلگردها به صورت کاملا صاف و عمود بر محور طولی بریده شده و به شکلی در گیره قرار گیرند که نلغزند. 
-    هنگام قرارگیری آرماتورها درون گیره، نوک پیچ نباید روی آج آن بسته شود. نوک پیچ باید بین دو آج میلگرد بسته شود تا در صورت وارد آمدن فشار، میلگردها نلغزند و جوش از حالت استاندارد خارج نشود.
-    برای ایجاد حرارت یکنواخت، شعله باید کاملا عمود بر آرماتورها باشد و میلگردها در مرکز شعله به هم وصله شوند. این حرارت دادن تا زمانی که محل اتصال و اطراف آن به حالت خمیری درآیند و سرخ شوند ادامه می یابد.
-    ریختن آب روی محل جوش فورجینگ موجب ایجاد ترک و تردی فولاد می شود لذا باید از انجام این کار اجتناب شود.
-    با توجه به اینکه امکان انجام آزمایش های غیرمخرب مانند اولتراسونیک بر روی اتصال فورجینگ وجود ندارد، لازم است تا تمامی وصله ها به صورت چشمی بازرسی شوند.

ب) اتصال جوشی ذوبی با الکترود (جوش با قوس الکتریکی)
این نوع اتصال در صورتی مجاز است که برای هر نوع فولاد از الکترود و روش جوشکاری مناسب آن استفاده شود. 
اتصال جوشی ذوبی با الکترود به طور معمول به یکی از روش های زیر انجام می شود :
1.    اتصال جوشی پهلو به پهلو با جوش از یک رو یا دو رو:
فقط برای میلگردهای گرم نورد شده با قطر ۶ تا ۳۶ میلیمتر مجاز است. در این روش طول نوار جوش از یک رو  نباید از ۱۰ برابر قطر میلگرد کوچکتر باشد و طول نوار جوش دو رو نباید از ۵ برابر قطر میلگرد کوچکتر کمتر انتخاب شود.
2.    اتصال جوشی با وصله یا وصله های جانبی اضافه با جوش از یک رو یا دو رو :
این نوع اتصال فقط برای میلگردهای گرم نورد شده مجاز است. حداقل طول نوار جوش نیز مانند اتصال جوشی پهلو به پهلو می باشد.
3.    اتصال جوشی نوک به نوک با پشت بند :
طول پشت بند برای فولادهای گرم نورد شده، نباید کمتر از ۳ برابر قطر میلگردها یا برای فولادهای سرد اصلاح شده، ۸ برابر قطر میلگردها انتخاب شود.

بخوانید: تأثیر میزان کربن بر خواص مکانیکی و جوش پذیری میلگرد

دلایل جوش کردن میلگرد چیست؟

اصلی ترین علت جوشکاری میلگرد در سازه های جدید به شرح زیر می باشند:
- وجود بلوک هایی با طول زیاد و یا ستون هایی با وزن زیاد که طولشان از طول استاندارد میلگرد بیشتر است.
- جهت اتصال سازه های بتنی پیش ساخته در سایت، جوشکاری میلگرد ضروری است.
- برای اتصال میلگرد به اجزای دیگر فولادی سازه (مثلا اتصال به پایه های خوابانده شده در بتن).
- تعمیر و بازسازی ساختمان های بتنی.
مهمترین نکته ای که باید مدنظر داشت این است که امکان اتصال میلگرد به دیگر فولادهای جوش پذیر به منظور افزایش استحکام آن وجود دارد. در چنین مواردی جوشکاری بر روی شکل قطعات تاثیرگذار است.

نکات لازم در جوشکاری میلگرد

از جمله نکاتی که برای آماده سازی قطعات میلگرد بتن قبل از انجام جوشکاری باید رعایت کرد عبارتند از:
1. تمام سطح میلگرد باید عاری از هرگونه چربی، رنگ و هرگونه جسم خارجی باشد.
2. دمای میلگرد در سایت جوشکاری کمتر از صفر درجه سانتی گراد نباشد و از سرد شدن سریع، بعد از جوشکاری جلوگیری شود.
3. اتصالات انتقال دهنده بار و غیر انتقال دهنده بار، با روش جوشکاری یکسان، میزان دقت مشابه و شرایط یکسان، جوشکاری می شوند.
4. فقط انتهای میلگردهای تغییر شکل نیافته، می توانند جوشکاری شوند (در صورتی که اتصالات منتقل کننده بار نباشند).
در صورتی اجازه استفاده از مراحل اتصال آرماتورها صادر می شود که توسط آزمون های تایید شده و کیفی مورد قبول انجام شود.

بخوانید: معرفی انواع میلگرد | آشنایی با کاربرد هر کدام در سازه

 روش اتصال اتکایی 

با روی هم قرار دادن دو انتهای میلگردهای فشاری اتصال اتکایی میلگرد انجام می پذیرد. وصله اتکایی فقط برای میلگردهای تحت فشار با قطر ۲۵ میلیمتر و بیشتر مجاز است.
در این نوع وصله باید سطوح انتهای میلگردها کاملاً گونیا بریده شوند و تماس دو انتها تا حد امکان کامل باشد. زاویه سطح انتهایی هر میلگرد نسبت به سطح عمود بر محور میلگرد نباید بیشتر از1/5درجه انحراف داشته باشد. این نوع اتصال فقط در قطعاتی که دارای خاموت عرضی بسته یا مارپیچ هستند مجار می باشد.

مقایسه دو روش اتصال مکانیکی و جوش سر به سر میلگرد

با توجه به مباحث بیان شده در فوق، اتصال مکانیکی میلگرد یا کوپلر نوعی دیگر از انواع اتصالات میلگردها به یکدیگر است که بر اساس مقررات ملی ساختمان، مجوز استفاده در سازه‌های بتنی را دارا می باشند. این وصله‌‌ها انواع مختلفی دارند. رایج‌ترین نوع وصله‌های مکانیکی، کوپلر استاندارد است که برای استفاده از آن، دو سر آرماتورهایی که باید به هم متصل شوند، رزوه شده و به وسیله یک مهره بلند که همان کوپلر استاندارد می‌باشد به هم وصل شوند.
تعداد پارامترهای کمتری در اتصال میلگردها به وسیله اتصال مکانیکی نسبت به روش جوش سر به سر وجود دارد. وصله‌های مکانیکی یا همان کوپلرها با دستگاه‌های تراش بسیار دقیق CNC ساخته می‌شوند و کیفیت آنها به طور دقیق توسط گیج‌های کنترلی، چک می‌شود. بنابراین کیفیت اتصالات مکانیکی به طور دقیق قابل کنترل می باشند.
از طرفی اتصال جوش سر به سر میلگرد به دلیل محبوبیت و کاربرد فراوان آن در بین صنایع مختلف از جمله سد سازی، سازه‌های بتنی، پل‌سازی و بسیاری از صنایع دیگر دارای مزایای بسیاری است. از جمله یکی از مهمترین مزیت های استفاده از اتصال جوش سر به سر، استفاده از فورجینگ اکسی استیلن می باشد که استحکام را به نسبت دیگر روش‌ها تا حد مناسبی افزایش می‌دهد و در سازه‌هایی که انواع فشارهای خمشی، پیچشی و کششی را تحمل می‌کنند این موضوع از اهمیت خاصی برخوردار است. و همچنین به علت استفاده محدود از تجهیزات، از نظر اقتصادی نیز این روش مقرون به صرفه می باشد.
در نهایت با توجه به مقایسه دو روش ذکر شده، می توان بیان کرد که  بهترین، ایمن‌ترین و اقتصادی‌ترین نوع اتصال میلگرد، اتصال مکانیکی است. استفاده از کوپلر علاوه بر آنکه صرفه اقتصادی بسیار زیادی نسبت به جوش سر به سر میلگرد دارد و تقریبآ می‌تواند میزان پرت میلگرد را در سازه‌های بتنی به صفر برساند. (مقدار پرت میلگرد در سازه‌های بتنی نزدیک به 15 درصد آرماتور مصرفی می‌باشد).

بخوانید: استفاده از وصله مکانیکی برای اتصال میلگرد

قیمت اتصالات میلگرد در ساختمان ها به چه صورت می باشد؟

در حالت کلی برای محاسبه قیمت اتصال آرماتور، باید هزینه ی یک عدد کوپلر، رزوه، کپسول اکسیژن و استیلن همچنین یک کارگر ماهر و دو کارگر ساده در نظر گرفته شود. و با توجه به نوع جوش ممکن است هزینه های دیگری نیز به این مجموعه اضافه شود. همچنین قیمت انواع مختلفی از اتصالات میلگردها در برندها و کارخانه‌های تولیدی معتبر به قیمت روز ارائه و عرضه می‌شوند .

جمع بندی

میلگرد از جمله پرمصرف ترین و کاربردی ترین عنصر در ساخت سازه ها به شمار می آید. همچنین یکی از عملکردهای مهم مهندسی در صنعت ساختمان سازی و یا سایر صنایع سازه، اتصالات مربوط به میلگردها می باشد. 
در بیشتر مواقع طبق استانداردهای تعیین شده از سوی مقررات ملی ساختمان، باید طول میلگردها افزایش یابد. برای این منظور از روش اتصال یا به اصطلاح وصله کردن میلگرد استفاده می شود.
اتصالات مربوط به میلگردها دارای انواع مختلفی می باشند که از جمله مهم ترین آنها، استفاده از سه روش اصلی به نام روش هم پوشانی یا اورلپ، اتصال از طریق روش‌های مکانیکی یا کوپلینگ و روش جوش سر به سر یا جوشکاری بوسیله فورجینگ می باشند.
در تمامی روش های ذکر شده رعایت تمامی نکات و اصول مربوط به اتصال میلگردها از اهمیت خاصی برخوردار هستند. همچنین با توجه به اینکه تمامی پارامترهای دخیل در انواع اتصالات میلگردها قابل کنترل است، می‌تواند به مهندسین این اطمینان را دهد که سازه طراحی شده توسط آنها دقیقا به همان صورت طراحی شده قابل اجرا می‌باشد.

برای خرید و اطلاع از قیمت میلگرد می‌توانید به وبسایت عصرآهن مراجعه کنید و یا با شماره 04133250280 در تماس باشید.