این سؤال معمولاً وقتی پیش میآید که یا موقع خرید سردرگم شدهای، یا در کارگاه با سیمی طرف شدی که بهجای اینکه بسته شود یه به نرمی گره بخورد، میشکند یا برمیگردد.
اسمها شبیهاند، ظاهرشان هم شبیه است، ولی نتیجهای که در عمل میگیری ممکن است زمین تا آسمان فرق کند.
واقعیت این است که مفتول سیاه یک اسم کلی است؛ یک خانواده از سیمهای فولادی که هم میتوانند نرم باشند هم سفت. اما سیم آرماتوربندی اسم یک کاربرد مشخص است، نه یک جنس جدا. اولین سو تفاهم همینجا شکل میگیرد:
خیلیها فکر میکنند هر مفتول سیاهی که خریدند، قاعدتاً برای آرماتوربندی هم مناسب است.
در حالی که اگر این درست بود، این همه شکایت از شکستن سیم، خستگی دست و دوبارهکاری نداشتیم.
پس وقتی از تفاوت حرف میزنیم، قرار نیست دو فلز متفاوت را مقایسه کنیم؛ در واقع بررسی میکنیم کدام مفتول سیاه واقعاً به درد آرماتوربندی میخورد و کدام نه.
آیا مفتول سیاه و سیم آرماتوربندی یکی هستند؟
در نگاه اول، وقتی وارد بازار آهن میشوید یا عکس محصولات را در سایتها میبینید، تشخیص تفاوت بین مفتول سیاه و سیم آرماتوربندی تقریباً غیرممکن است. هر دو تیرهرنگاند، هر دو بهصورت کلاف فروخته میشوند و حتی خیلی وقتها فروشندهها این دو اسم را بهجای هم استفاده میکنند. همین موضوع باعث شده خیلیها فکر کنند این دو محصول کاملاً یکی هستند. اما واقعیت چیست؟
مفتول سیاه یک اصطلاح کلی برای سیم فولادی کمکربنی است که بعد از نورد گرم تولید میشود. این مفتول میتواند نرم، نیمهنرم یا سفت باشد.
سیم آرماتور بندی به مفتول سیاه نرم گفته میشود که مشخصا کاربرد آن برای بستن میلگردها آرماتور است. این سیم انقدر باید انعطاف پذیر باشد که به راحتی بتوان آن را گره زد. باید بهراحتی با دست یا انبر پیچ بخورد، نشکند و بعد از بستن، باز نشود. این خصوصیات فقط وقتی به دست میآید که مفتول سیاه آنیل شده باشد.
آنیل شدن (annealing) یعنی مفتول بعد از تولید، دوباره داخل کوره حرارت میبیند و بهآرامی سرد میشود. این فرآیند باعث میشود:
- تنشهای داخلی فولاد از بین برود
- سیم نرمتر شود
- رفتار فنری نداشته باشد
اگر این مرحله انجام نشود یا بهدرستی انجام نشود، نتیجه مفتولی است که صرفا شبیه سیم آرماتور است اما موقع کار میشکند یا بر میگردد. عملا فرایند آرماتور بندی اینگونه مختل میشود.
در بازار مفتولهای سیاهی وجود دارند که برای بسته بندی یا مصارف دیگر مناسب هستند اما برای آرماتوربندی توصیه نمیشوند. پس به عنوان جمع بندی این بخش:
سیم آرماتوربندی در اصل نوعی مفتول سیاه آنیلشده است ولی همه مفتولهای سیاه، آنیل نیستند و فقط مفتولهایی که به اندازه مناسب حرارت دیدهاند میتوانند به عنوان سیم آرماتور استفاده شوند.
اگر این تفاوت در ذهن روشن شود، خیلی از مشکلات رایج کارگاهها مثل شکستن سیم، کند شدن کار و دوبارهکاری، از همان مرحله خرید حل میشود.
تفاوتهای فنی سیم آرماتور و مفتول سیاه
برای سیمهای مناسب آرماتوربندی، مقدار مقاومت کششی مناسب تقریباً در محدوده 300–500 مگا پاسکال است.
مورد فنی بعدی، بخش افزایش طول (انعطاف پدیری) است. فرایند آنیل کردن باید بتواند این افزایش طول را به حداقل 15 الی 25 درصد برساند. این عدد برای این است که سیم هنگام گرهزدن به دور میلگرد نشکند و ترک نخورد.
مشکلات رایج در حرارت دهی غیر اصولی مفتول سیاه
موارد زیر نتیجه حرارت دهی به شیوه اشتباه و غیر استاندارد است:
- باقی ماندن تنشها داخل فولاد
- سخت و فنری ماندن سیم
- جذب ناقص انرژی هنگام پیچیدن
چه دمایی و چقدر زمان لازم است تا مفتول سیاه به سیم آرماتوربندی تبدیل شود؟
در فرآیند آنیل برای سیم آرماتوربندی، دمای گرمایش باید کافی بالاتر از نقطه بازگرمسازی فولاد کمکربن باشد تا ساختار کریستالی آن آزاد شود و تنشهای کار سرد از بین برود:
- برای مفتول نازک (1.2 میل تا 2.5 میل ضخامت) : معمولاً بین 650 تا 750 درجه سانتی گراد حرارت داده میشود.
- برای مفتولهای ضخیمتر یا وقتی کیفیت بالاتری لازم است (مثل استاندارد صنعتی)، دما ممکن است تا 800 °C یا کمی بالاتر هم برود.
نکته طلایی و مهم حاصل تجربه از سالها فعالیت در تولید مفتول: آن دماها باید بهطور یکنواخت در تمام طول مفتول کنترل شود؛ یعنی فقط سطح که داغ شود کافی نیست، دما باید کل مقطع سیم را به نقطه مناسب برساند.
زمان لازم برای حرارت دهی : مقدار رایج در کارخانههای فولاد برای سیمهایی که قرار است نرم و انعطافپذیر باشند، حدود 8 ساعت در دمای 810 سانتی گراد است. این مدت نگهداشتن باعث میشود تا سیم خاصیت نرمی و چکشخواری پیدا کند که در عمل هنگام پیچاندن دور میلگرد زیاد مهم است.
جمع بندی پایانی: وجه تمایز مفتول سیاه و آرماتوربندی
بهطور کلی “مفتول سیاه” عنوانی است برای مجموعهای از سیمهای فولادی آنیلشده که ویژگیهای مکانیکی آنها بر اساس شرایط فرآیند آنیلکاری (نظیر دما، مدت زمان نگهداری در کوره و نحوه سردسازی) متفاوت است و الزاماً همگی مناسب استفاده در آرماتوربندی نیستند. در مقابل، “سیم آرماتوربندی” زیرمجموعهای مشخص از همین گروه است که باید از نظر نرمی، انعطافپذیری، یکنواختی ساختاری و مقاومت کششی در محدوده کنترلشده قرار گیرد تا ضمن سهولت در گرهزنی، در برابر خمکاریهای مکرر دچار شکستگی یا تردی نشود. بر اساس رویههای صنعتی رایج، دستیابی به چنین خواصی معمولاً با انجام آنیل کامل در بازه حرارتی حدود ۶۸۰ تا ۷۲۰ درجه سانتیگراد، همراه با زمان نگهداری متناسب با قطر سیم و سپس سردسازی کنترلشده امکانپذیر است. بنابراین، برای انتخاب سیم مناسب آرماتوربندی، اتکا به عنوان مفتول سیاه کافی نیست و بررسی مشخصات فنی تولیدکننده، استانداردهای کیفی و نتایج آزمونهای عملکردی ضروری است.