میلگرد ترمکس چیست؟ روش تولید + ویژگی ها

ترمکس چیست؟ به میلگردی که با استاندارد ترمکس (THERMEX) ساخته شود، میلگرد ترمکس می گویند. میلگرد ترمکس یک نوع میلگرد آجدار است که مقاومت بالایی دارد. استفاده از این نوع میلگرد در سازه‌های بتنی، به خصوص در کنار سیمان مسلح (RCC)، مقاومت بالایی ایجاد می کند. در این مقاله، ابتدا از تاریخچه میلگرد ترمکس شروع کرده و در ادامه به معرفی تکنولوژی، مشخصات فنی، روش تولید، ویژگی ها و تفاوت های این میلگرد با انواع دیگر میلگرد می پردازیم. با آهن ملل همراه باشید.

نسخه صوتی مقاله میلگرد ترمکس

تاریخچه میلگرد ترمکس

مهندسان عمران و سازه در دهه های گذشته به دنبال تولید میلگرد آجدار با استحکام بالا و مقاومت تسلیم حداقل ۵۰۰ نیوتن بر میلی متر مربع بوده اند. یکی از روش‌های مورد استفاده برای این نوع میلگرد، استفاده از میکروآلیاژها در ساخت فولاد بود، اما این روش، باعث افزایش هزینه ها می شد؛ از این رو هدف اصلی که همان صرفه جویی در کار با بتن سیمان مسلح (RCC)  بود، شکست خورد.

در سال ۱۹۷۰، فرآیند CTD (cold twisted deformed) در اروپا و با نام تجاری Tor steel توسعه یافت. اما این فرآیند نیز به دلایلی مانند پایین تر بودن استحکام آن نسبت به استحکام تسلیم مطلوب ۵۰۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع، عمر بسیار کوتاهی داشت و در سال ۱۹۷۴ کنار گذاشته شد.

اما در دهه ۸۰، شرکت Hennigsdorfer Stahl Engineering GmbH (HSE) آلمان پس از سال ها تحقیق و آزمایشات میدانی، یک فرآیند منحصر به فرد به نام Quenching and Self-tempering (QST) را توسعه داد. به وسیله QST در فرآیندهای نورد، میلگردهای آجدار با استحکام بالا و بدون استفاده از آلیاژهای گران قیمت تولید می شود. این پیشرفت با نام های Thermex و Tempcore شناخته شد. دو فرآیند مذکور یا همان فرآیند ترمکس و فرآیند ترمومکانیکی؛ استحکام بالا، استحکام تسلیم مطلوب، شکل پذیری بالا و چقرمگی بالا (مقاومت مواد در اثر اعمال تنش) را برآورده می کنند. همه این ویژگی ها نیاز اصلی مهندسین عمران برای میلگردهای آجدار هستند.

ترمکس، علامت تجاری ثبت شده شرکت HSE آلمان است، اما با اجازه این شرکت، مالکیت آن در هند و به وسیله H&K India در حال تولید است.

میلگرد ترمکس چیست و چگونه ساخته می شود؟

همانطور که گفتیم میلگرد ترمکس به وسیله تکنولوژی QST ساخته می شود. تکنولوژی QST یا Quenching and Self-tempering  به صورت فرآیند فرونشسته (خاموش شده) و خودآب‌دیده ترجمه می شود. یعنی میلگردها به ‌صورت یک عملیات درون خطی بعد از مرحله نورد و به وسیله تکنولوژی ترمکس آبدهی شده، سطح آن سرد می شود و سپس دمای درونی میلگرد به صورت طبیعی پایین آمده و میلگرد خنک می شود. بنابراین، به میلگردی که توسط فرآیند خاموش کردن و  یا Self-tempering (خودتمپرینگ) در مراحل نهایی نورد تولید می شود، میلگرد ترمکس می گویند.

 تکنولوژی QST برای افزایش استحکام میلگرد آجدار، به‌ منظور سهولت در ساخت سازه های بسیار بزرگ ابداع شد؛ زیرا این نوع میلگردها به دلیل استحکام بسیار بالایی که دارند، برای مقابله با نیروهای جانبی وارده به بدنه ساختمان، بسیار مناسب‌ اند. هدف از ساخت این نوع میلگردها، رساندن مقاومت تسلیم میلگرد به ۵۰۰ نیوتن بر متر مربع است. این تکنولوژی باعث شد برای تولید میلگردهایی با مقاومت تسلیم بالا دیگر نیازی به تغییر در ترکیب شیمیایی فولاد نباشد و این، یعنی میلگرد ترمکس با وجود بالا رفتن مقاومت تسلیم، همچنان قابلیت جوشکاری و استفاده به عنوان آرماتور را دارد.

در روش ساخت میلگرد ترمکس، میلگرد فولادی تولید شده در فرآیند نورد گرم را از آب می‌گذرانند. افزودن عملیات خنک کاری آبی (یا همان سرد کردن ناگهانی میلگردهای داغ با استفاده از آب) پس از نورد میلگرد به روش معمولی، باعث افزایش سختی سطح این نوع میلگرد آجدار می شود. به دلیل سرعت بالا در خنک کاری، ساختار سطح میلگرد تغییر یافته و بسیار سخت و شکننده می‌شود، در حالی که مرکز میلگرد، همچنان نرم و منعطف باقی مانده است. در ادامه به دلیل گرمی مرکز میلگرد و سردی سطح آن، گرما از مرکز به سطح انتقال می یابد و سطح بیرونی میلگرد، خود به خود دوباره گرم می‌شود. طی شدن این مراحل باعث می شود در نهایت، ساختار کریستالی سطح میلگرد که در ابتدا سخت و شکننده شده بود، تغییر کرده و شکنندگی جای خود را به چقرمگی بالا ‌می ‌دهد.

چگونه میلگرد ترمکس را تشخیص دهیم؟

برای شناخت میلگرد ترمکس، کافی است به کد نشانه گذاری یا حروف اختصاری حک شده بر روی میلگرد توجه کنید. وجود حرف T در حروف اختصاری، نشان دهنده تولید میلگرد به روش ترمکس است. به طور مثال حروف CT و JT به صورت زیر تعریف می شود:

• علامت CT: به معنی میلگرد A3 یا آج ۴۰۰ که به روش ترمکس تولید شده است.

• علامت HT: به معنی میلگرد A3 یا آج ۴۲۰ که به روش ترمکس تولید شده است.

اما یکی دیگر از روش های تشخیص میلگرد ترمکس از سایر میلگردها، میزان مواد به کار رفته در ساخت آن است.

ترکیب شیمیایی موجود در ساخت میلگرد ترمکس

میلگردهای ترمکس نیز مانند سایر میلگردها از شمش های فولادی تولید می شوند. اما درصد آلیاژهای به کار رفته در آن متفاوت و به صورت زیر است:

مشخصات میلگرد ترمکس

از خصوصیات اصلی میلگرد ترمکس، می توان به بالا بودن نقطه تسلیم، بالا بودن سختی سطحی، قابلیت چکش خواری بالا و جوش پذیری مناسب آن اشاره کرد. این خصوصیات، به دلیل ماهیت سخت و چقرمه لایه بیرونی، سختی کمتر در لایه میانی و ساختار نرم و چکش خوار در مرکز میلگرد است. به همین دلیل، میلگرد ترمکس، تحمل فشار پیچشی بیشتری نسبت به سایر میلگردها دارد. همچنین در مقایسه با سایر میلگردها، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد. به طور کلی، می توان گفت میلگرد ترمکس دارای بالاترین میزان انعطاف پذیری است.

لازم به ذکر است کیفیت میلگرد ترمکس به سه عامل اصلی بستگی دارد:

• کیفیت و درصد ترکیب مواد اولیه
• نورد با کیفیت، که شکل یکنواخت و مناسب را برای تمامی میلگردها ایجاد می کند.
• کیفیت فرآیند خاموش کردن و تمپر کردن

خواص فیزیکی میلگرد ترمکس

تولید میلگرد ترمکس (روش های تولید)

خصوصیات و استحکام بالای میلگرد ترمکس، آن را برای اکثر ساخت و سازها پرکاربرد کرده است، اما دانستن نحوه ساخت آن نیز مهم است. میلگرد ترمکس باید از یک سری فرآیندها عبور کند تا به قدرت و انعطاف پذیری مورد نظر برسد. فرآیند تولید میلگرد ترمکس، شامل مجموعه ای از فرآیندهای نورد، کوئنچ کردن، عملیات حرارتی تمپر کردن و خنک سازی است. این مراحل را در ادامه به طور کامل توضیح خواهم داد:

• Quenching (کوئنچ کردن یا فرآیند خنک کردن): در این مرحله، میله ها بعد از خروج از خط نورد گرم وارد سیستم اسپری آب می شوند که به «سیستم ترمکس» معروف است. در این سیستم، پوسته بیرونی به سرعت خنک و سخت می شود. این یعنی در حالی که هسته میلگرد، گرم و آستنیتی باقی می ماند، یک پوسته مارتنزیتی تشکیل می دهد.

آستنیتی کردن (Austenite)، به معنای حرارت دادن آهن یا آلیاژهای پایه آهن تا رسیدن به دمای تغییر ساختار کریستالی از فریت به آستنیت می باشد. آستنیتی کردن فولاد، اغلب اولین مرحله عملیات حرارتی است که برای یکنواخت کردن غلظت کربن در کریستال‌های آستنیت ضروری است.

• Self Tempering (خود تلطیفی): عملیات تمپر کردن یا تمپرینگ، یعنی انجام یک عملیات حرارتی روی فولاد که طی آن خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد تغییر می ‌کند. همچنین در این مرحله، سختی کاهش و شکل پذیری افزایش می یابد.

در این مرحله از تولید میلگرد ترمکس، زمانی که میله ها از مرحله کوئنچینگ ترمکس خارج می شوند، به دلیل اینکه هسته میلگرد هنوز داغ است، گرما از هسته به سطح جریان پیدا می کند و باعث تلطیف لایه بیرونی می شود؛ در نتیجه ساختاری به نام «مارتنزیت تمپر شده» تشکیل می شود.

مارتنزیت (martensite): به ساختار سخت حاصل از سرد کردن سریع فولاد های کربنی اطلاق می شود. (مارتنزیت از سرد کردن سریع آستنیت به وجود می آید.) این واژه برای قدردانی از متالورژ معروف آلمانی به نام مارتنز (Martens) ابداع شد.

• Atmospheric Cooling (خنک کننده اتمسفر): هنگامی که سلف تمپرینگ یا خود تلطیفی به پایان رسید، میله ها برای خنک سازی آماده می شوند. این کار در بستر خنک کننده در دمای معمولی انجام می شود. در این مرحله، هسته آستنیتی به صورت ساختار فریت-پرلیت تبدیل می شود. این بدان معناست که ساختار نهایی میلگرد از لایه بیرونی قوی با هسته ای انعطاف پذیر تشکیل می شود. این فرآیند، استحکام کششی میلگرد را نیز افزایش می دهد و آن را بسیار انعطاف پذیر و جوش پذیرتر می کند.

ساختار فریت-پرلیت در میلگردهای آجدار باعث می شود میلگردها از مقاومت بالایی نسبت به خوردگی برخوردار باشند.

تفاوت روش ترمکس با سایر روش های تولید میلگرد

روش های ساخت میلگرد را می توان به ۳ دسته کلی تقسیم کرد: تولید میلگرد با روش نورد ( نورد گرم و نورد سرد)، تولید میلگرد به روش ترمکس و تولید میلگرد به روش میکروآلیاژی.

همانطور که گفتیم، میلگردهای ترمکس با استفاده از تکنولوژی Thermex آلمان تولید می ‌شوند. میلگرد TMX یا ترمکس نسبت به سایر میلگردهای ساخته شده توسط فرآیند نورد، دارای ویژگی هایی مانند جوش ‌پذیری بالاتر، انعطلاف و شکل‌ پذیری بیشتر و استحکام کششی بهتری هستند. این میلگردها مقاومت حرارتی بسیار بالایی به ویژه در هنگام خطرات آتش سوزی دارند. بنابراین، میلگردهای ترمکس به دلیل خواص برتری مانند جوش پذیری، استحکام، انعطاف پذیری و کشش بیشتر، کیفیت بالاتری نسبت به سایر میلگردهای نورد شده دارند. میلگرد ترمکس یک میلگرد استاندارد در سراسر جهان است.

اما تفاوت میلگرد تولید شده در روش میکروآلیاژی با روش ترمکس، علاوه بر کیفیت، به قیمت میلگرد نیز مربوط می شود. در تولید میلگرد به روش میکروآلیاژی برای افزایش مقاومت میلگرد، مقداری تیتانیوم، نیوبیوم و یا وانادیم به فولاد معمولی اضافه می‌شود. این کار باعث می شود خواص مکانیکی و مشخصات شیمیایی از سطح بیرونی تا مرکز میلگرد یکسان باشد. به همین دلیل، میلگرد میکروآلیاژی، مقاومت بهتر و یکنواخت‌ تری نسبت به میلگرد ترمکس دارد. همین مسئله باعث می شود میلگرد میکروآلیاژی برای مناطق زلزله خیز مناسب تر باشد.

اما مزیت میلگرد ترمکس نسبت به میلگرد میکروآلیاژی، پایین بودن هزینه تولید آن است. زیر استفاده از میکروآلیاژها در فولاد، باعث افزایش هزینه کلی ساخت و تولید میلگرد میکروآلیاژی شده است.

قیمت میلگرد ترمکس

با وجود کم هزینه تر بودن میلگرد ترمکس نسبت به میلگرد میکروآلیاژی، اما قیمت میلگرد ترمکس نیز وابسته به قیمت میلگرد و نوسانات آن در بازار است. برای همین، دانستن قیمت روز انواع میلگرد و اطلاع از نوسانات آن تاثیر بسزایی در تصمیم گیری نهایی خواهد داشت. آهن ملل، یکی از معتبرترین فروشگاه های آهن آلات و مقاطع فولادی، قیمت روز انواع میلگرد را در اختیار مشتریان این حوزه قرار می دهد. برای اطلاع از آخرین قیمت ها به لینک زیر مراجعه کنید.

مشاهده قیمت و خرید محصولات

آهن ملل؛ توزیع کننده میلگرد فولادی به صورت آنلاین و حضوری

قیمت میلگرد آجدار

تفاوت میلگرد TMT و TMX در چیست؟

میلگرد TMX یا ترمکس، همان میلگرد TMT است، اما با کیفیت بالاتر. در واقع، میلگرد ترمکس از نظر خواص، نسبت به میلگردهای TMT مزیت های بیشتری دارد. به عنوان مثال، جوش پذیری، کیفیت، انعطاف پذیری، استحکام و ضریب کشش بالاتری دارد. به همین دلیل است که میلگردهای ترمکس را نسل جدید میلگرد با استحکام بالا می نامند. میلگردهای ترمکس، اکثر دستورالعمل های مربوط به کیفیت میلگرد در سراسر جهان را برآورده می کند.

آیا جوشکاری بر روی میلگردهای ترمکس مجاز است یا خیر؟

میلگرد ترمکس، قابلیت جوشکاری و استفاده به عنوان آرماتور را دارد. روش ترمکس، منجر به تولید میلگردهایی با استحکام بالا می شود؛ به گونه ای که تمام الزامات ساخت و سازهای عمرانی را برآورده می کند. از آنجا که هنگام ساخت و ساز نیاز است تا میلگردها به اشکال مختلف خم شوند، میلگردهای ترمکس بهترین نمونه برای جوش پذیری و انعطاف پذیری خواهند بود.

همان طور که پیشتر گفته شد، این قابلیت جوش پذیری و چکش خواری بالا به دلیل ماهیت سخت و چقرمه لایه بیرونی، سختی کمتر در لایه میانی و ساختار نرم و چکش خوار در مرکز میلگرد است.

نکاتی در مورد جوش پذیری انواع میلگرد

یک فولاد، زمانی جوش پذیر محسوب می شود که عملیات جوشکاری آن به راحتی و بدون نیاز به روش های جانبی انجام شود. تمام فولاد های ساختمانی و میلگردهای فولادی را می توان توسط قوس الکتریکی جوشکاری کرد، اما میزان جوشکاری آنها به سهولت جوشکاری بستگی دارد. به این ترتیب، عوامل تعیین کننده در جوش پذیری فلزات عبارتند از :

• ترکیب شیمیایی و کیفیت متالورژی فولاد
• ضخامت و‌رق‌ های مورد اتصال و تنش هایی که در موقع جوشکاری به وجود می آید
• عملیات حرارتی پیش گرمایی و پس گرمایی
• روش های جوشکاری
• سایر عوامل خارجی و محیطی

همانطور که گفتیم، جوش پذیری انواع فولاد، بیشتر به ترکیب شیمیایی ماده، به ویژه محتوای کربن آن بستگی دارد. سایر عناصر و آلیاژهایی که تأثیر کمتری بر سختی فولاد دارند، عبارتند از: منگنز، مولیبدن، کروم، وانادیم، نیکل و سیلیکون. بنابراین، برای جوشکاری بهتر و باکیفیت تر انواع میلگرد، مهم است از تفاوت میلگردها و ویژگی های هر یک آشنا شوید. میلگرد در اندازه ها و درجات مختلف تولید می شود. بعضی از میلگردها قابلیت جوش کاری دارند، اما برخی دارای این قابلیت نیستند.

از انواع میلگرد چه میدانید؟

میلگرد نیز یکی از مقاطع فولادی است که می تواند در سازه های بتنی نقش بسزایی ایفا کند. میلگرد دارای انواع مختلفی می باشد که بسته به ویژگی های موجود در هر کدام، می تواند استفاده های زیادی در سازه های مختلف داشته باشد. کارشناسان آهن ملل مقاله در مورد انواع میلگرد آماده کرده اند، پیشنهاد می کنیم حتما آن را مطالعه کنید.

میلگرد قابل جوش

میلگرد فولادی کم آلیاژ، قابلیت جوشکاری دارد. این نوع میلگرد، دارای نسبت قابل قبولی از فولاد به کربن است که آن را برای جوشکاری مناسب می کند. از سویی دیگر، جوش ها پس از آب بندی در بتن، توانایی تحمل بار قابل توجهی دارند. این مدل میلگرد، تنها نوع میلگردی است که می توان آن را بدون در نظر گرفتن ملاحظات خاصی جوش داد.

میلگرد غیر قابل جوش

همانطور که گفتیم، ترکیب شیمیایی فولاد تعیین می کند که آیا می توان آن را جوش داد یا خیر. اگر فولاد دارای مقدار بالای کربن باشد، شکننده تر خواهد بود و بنابراین برای جوشکاری مناسب نیست. این نوع میلگرد، در صورت قرار گرفتن در معرض جوشکاری احتمال شکستگی بیشتری دارد. بنابراین، میلگردهای فولادی که از استحکام بالایی برخوردارند، معمولا برای جوشکاری مناسب نیستند.

نکته: میلگرد ترمکس دارای درصد کربن ۰.۱۵٪ است. اما این میلگرد از طریق کنترل پارامترهای “Thermo Mechanical Treatment”، جوش پذیری بهتر و بیشتری را در مقایسه با میلگردهای با درصد کربن مشابه تضمین می کند.

نکاتی در مورد جوشکاری میلگردهای مصرفی در بتن مسلح

میلگردهای مصرفی در بتن مسلح، بیشتر در سازه هایی مانند ساختمان ها، پل ها، بزرگراه ها، سدها، اسکله ها و …  کاربرد دارند. بتن، استحکام بالایی در برابر فشار و برش دارد، اما در برابر نیروی کشش ضعیف است. اما با استفاده از میلگردهای مصرفی در بتن مسلح، بتن، توانایی تحمل تنش‌های کششی بیشتری خواهد داشت. به همین دلیل، جوشکاری میلگردهای مصرفی در بتن مسلح به منظور تقویت بتن، اهمیت بیشتری پیدا می کند. در ادامه، نکات لازم پیرامون جوشکاری این نوع میلگردها را بیان می کنیم:

• برای جوشکاری میلگردهای مصرفی در بتن مسلح، از روش هایی مانند اتصالات مکانیکی، وصله های مکانیکی و فورج، کمتر استفاده می شود.
• قابلیت جوش پذیری میلگردها بر اساس کربن معادل به دست آمده از ترکیب شیمیایی مذاب ریخته گری میلگرد و با ترکیب شیمیایی مندرج در گواهینامه فنی محاسبه می گردد.
• میلگردهای غیر ترمکسی، کربنی نزدیک به ۰.۶ درصد دارند که باعث می شود در شرایط معمول، قابلیت جوشکاری نداشته باشند؛ مگر با رعایت الزامات تعریف شده.
• عملیات جوشکاری نباید در دمای -۱۸ درجه سلسیوس و پایین تر انجام شود.
• بعد از اتمام جوشکاری باید اجازه داد تا میلگرد به طور طبیعی سرد شود. (ایجاد شتاب در فرآیند سردشدن، ممنوع است.)
• شرایط جوشکاری میلگردهای مورد استفاده جهت تسلیح بتن، حداقل دمای مورد نیاز پیش گرم و انجام عملیات جوشکاری باید بر طبق جدول مندرج در پیوست استاندارد ۳۱۳۲ صورت گیرد.
• همچنین، سایر الزامات باید مطابق با دستورالعمل ها و استانداردهای جوشکاری مرتبط، مانند AWS D1.4، بر مبنای مقدار درصد کربن معادل محاسبه شده انجام گیرد.

سخن آخر

ترمکس، یک تکنولوژی برای ساخت میلگردهای عاجدار با کیفیت بالا است. میلگرد ساخته شده توسط تکنولوژی ترمکس، به دلیل استحکام کششی بالایی که دارد، می تواند برای تمامی اهداف ساختمان سازی و تمامی سازه ها استفاده شود. این نوع میلگرد، دارای ویژگی هایی عالی، مانند قدرت تسلیم ۴۵۰ تا ۵۵۰ نیوتن بر میلی متر مربع و چقرمگی بیشتر، امکان افزایش طول و شکل پذیری بالا، قابلیت جوش پذیری، خواص خمشی عالی و … است.

سوالات متداول روش تولید میلگرد ترمکس و جوش پذیری آن