مقدمه

بتن به تنهایی مقاومت بسیار کمی دارد. مقاومت تسلیم مقدار نیروی مورد نیاز برای کشیدن یک جسم مانند طناب، سیم یا تیرهای ساختمان تا زمانی که جسم به نقطه شکست برسد را نشان می دهد. بنابراین معمولاً برای تقویت سازه های بتنی از میلگرد ساده یا میلگرد فولادی استفاده می شود. مقاومت و استحکام بالای میلگرد و همچنین توانایی آن در تحمل وزن و فشار زیاد، کاربردهای تجاری و صنعتی این محصول ساختمانی را بسیار گسترده کرده است. میلگرد محصولی است که وزن چهارچوب سازه های مختلف از پل ها تا آسمان خراش ها را تحمل می کند و به دوام و استحکام  بالا معروف است. طراحی و نصب نادرست میلگردها باعث ایجاد ترک در سازه و خرابی عملیات ساختمانی می شود. اگر از میلگرد های تقویت کننده استفاده می کنید، باید از اتصال صحیح، مشکلات احتمالی و نحوه نگهداری آن ها آگاهی کامل داشته باشید و از اصلاح و رفع هر یک از این موارد اجتناب نکنید. یکی از مهم ترین عوامل موثر در تخریب و شکستن میلگردهای فولادی خمش و زنگ زدگی می باشد. هر دوی این عوامل منجر به ضعیف شدن سازه و افزایش احتمال شکستگی میلگرد می شود. در قسمت های دیگر این مقاله اطلاعات کاربردی در مورد عوامل موثر در شکستن میلگرد هنگام خمکاری در اختیار شما قرار می دهیم، بنابراین تا پایان این مقاله از فولاد ۳۶۹ با ما همراه باشید.

علت خم شدن میلگرد چیست؟

میلگرد در توده های بتن تعبیه شده است و این میلگردهای فولادی قسمت عمده بار بتن را تحمل می کنند. میلگرد برای مقاومت در برابر کشش، انتشار و کنترل عرض ترک استفاده می شود. با این حال، مهمترین کاربرد این میلگردها محافظت از سازه در برابر شکستگی است. پارامترهای مکانیکی میلگرد عبارتند از: استحکام تسلیم و مقاومت بالا. متأسفانه رعایت نکردن قوانین ساخت و ساز در هنگام نصب میلگرد می تواند مشکلاتی را ایجاد کند که یکپارچگی سازه ساختمان را به خطر می اندازد. بنابراین توجه به مشکلات احتمالی در مراحل اولیه ساخت می تواند از بروز مشکلات پیچیده تر و خطرناکتر جلوگیری کند. واکنش درونی میلگرد ساختمان را می توان به شکستن یک تکه چوب روی زانو تشبیه کرد. همانطور که می دانید، هنگامی که به چوب نیرو وارد می شود، براده های نزدیک زانو به سمت وسط چوب فشرده می شوند، در حالی که تراشه های میانی از وسط چوب دور می شوند. به عنوان مثال، یک میلگرد سازه ای ساده (میلگرد هایی که در هر دو طرف روی یک پایه قرار می گیرد) در نظر بگیرید. بار مرده باعث خم شدن یا تعظیم تیر و میلگرد می شود. حال از مرکز میلگرد به قسمت پایین آن، نیروهای وارده باعث کشیده شدن و بلندتر شدن قسمت پایین میلگرد می شود. در این صورت این لایه تحت فشار و کشش خواهد بود و برای کاهش این فشار از میلگردهای تقویت کننده استفاده می شود. این وضعیت برای تیرهای بلند یکسان نیست، زیرا این تیرها بر روی بیش از دو تکیه گاه نصب می شوند. بنابراین تیر فقط در یک جهت خم نمی شود و بعد از عبور از تکیه گاه های میانی جهت آن تغییر می کند. مهندسان برای افزایش مقاومت بتن در مقابل این تنش ها، میلگردهای تقویت کننده را به گونه ای خم می کنند که فولاد دقیقاً در جایی که تنش های کششی ایجاد می شود وارد بتن شود. به همین دلیل گاهی اوقات شاهد نوعی الگوی زیگزاگ در خم شدن میلگردهای تقویت کننده خواهیم بود. اتصال میلگرد به میلگرد بعدی، اتصال انتهای هر میلگرد به بتن و اتصال دو میلگرد با روی هم چیدن آن ها از جمله راه های موثر برای افزایش و حفظ مقاومت اتصالات سازه ای است.

اهمیت بررسی دلایل شکستن میلگرد

تهیه مصالح و مواد اولیه ساختمانی مهمترین و حساس ترین مرحله ساخت و ساز محسوب می شود. بی احتیاطی در این مرحله می تواند جان و مال افراد را به خطر بیندازد. مصرف زیاد میلگرد در ساخت و ساز ساختمان اهمیت توجه به سلامت و کیفیت آن را دو چندان می کند. از طرفی استحکام و مقاومت سازه به میلگرد مورد استفاده بستگی دارد. در نتیجه شکستن میلگرد می تواند عواقب ناگواری داشته باشد. شاید فکر کنید که بررسی دلایل شکستگی میلگرد بی اهمیت است، اما اینطور نیست. در واقع، زمانی که میلگرد شکسته می شود، به شما هشدار می دهد که چیزی اشتباه است. شناخت و بررسی این عیب می تواند از هدر رفتن سرمایه شما جلوگیری کند. بنابراین دلایل شکستن میلگرد را به راحتی نادیده نگیرید.

مهمترین عامل شکستن میلگرد هنگام خمکاری

میلگردهای آجدار که در گریدهای A2، A3 و A4 در بازار موجود هستند، به ترتیب کربن بیشتری دارند و چون کربن شکننده است، انعطاف پذیری ندارد، بنابراین هر چه میزان کربن میلگرد بیشتر شود، شکنندگی میلگرد نیز افزایش می یابد. که یکی دیگر از دلایل شکستن میلگرد است. هنگام خم کاری می توان به نکات زیر اشاره کرد.

• استفاده از میلگردهای با گرید نامناسب:

میلگردهای A2 اغلب در سازه های بتنی برای خم کاری استفاده می شوند، چون این گرید کربن کمتری دارد، انعطاف پذیری بیشتری را به همراه خواهد داشت. میلگردهای A2 دارای آج های مارپیچ بوده و با علامت لاتین J روی آن مشخص شده اند. حداقل مقاومت این میلگردها 340 مگاپاسکال و حداقل مقاومت کششی 500 مگاپاسکال می باشد.

• استفاده از میلگرد زنگ زده:

برای ساخت بتن مسلح باید از میلگردهای ساخته شده از فولاد کربن استفاده شود. بهتر است میلگردهای مورد نیاز ساختمان را از شرکت های معتبر خریداری کنید.

• میلگرد ساخته شده به روش نورد سرد:

یکی دیگر از دلایل شکستن میلگرد در حین خم کاری این است که میلگرد با نورد سرد ساخته می شود. در روش نورد سرد، شمش گرم شده دوباره در دمایی کمتر از دمای تبلور سرد می شود. این امر باعث می شود که ساختار مولکولی شمش به هم بخورد و در نتیجه قابلیت خم کاری محصول کاهش می یابد. در نتیجه میلگرد تولید شده به روش نورد سرد دارای انعطاف پذیری و شکل گیری کمتری می باشد.

• گرمایش مکرر میلگرد:

گرم کردن میلگرد باعث افزایش انعطاف پذیری میلگرد می شود اما باید این نکته را نیز در نظر داشت که خم شدن میلگرد باعث می شود استحکام آن در محل خم شده کمتر شود و گرما باعث افزایش این مشکل و خراب شدن ساختار شیمیایی آن می شود.

• خم کاری میلگرد بیش از زاویه توصیه شده:

برای استفاده در سازه های بتنی خم کاری میلگرد بر اساس زاویه توصیه شده انجام می شود که با توجه به وظیفه ای که در محل استفاده بر عهده دارد تعیین خواهد شد. زاویه باعث شکستن میلگرد و کاهش مقاومت آن می شود.

• عدم استفاده از ابزار خاص:

همان طور که می دانید از میز کار برای خم کردن میلگرد استفاده می شود، روی این میز صفحه خم کاری نصب می کنند، این صفحه مربع یا مستطیل است و روی آن یک سنجاق وجود دارد که مانع از خمش میلگرد می شود و از پیچ خوردگی میلگرد در هنگام خم شدن جلوگیری می کند.

• رابطه بین میزان کربن و درصد شکنندگی میلگرد:

انواع میلگردهای تولید شده در بازار فولاد به دو نوع اصلی ساده و آجدار طبقه بندی می شوند. میلگردهای آجدار نیز در سه گرید A2، A3 و A4 تولید می شوند که میزان کربن در ساختار هر کدام متفاوت است. کربن عنصری شکننده است، هر چه مقدار آن در میلگرد بیشتر باشد، احتمال شکستن آن بیشتر می شود. علاوه بر این، مقدار کربن بیشتر باعث می شود که میلگرد در هنگام جوشکاری یا حرارت دادن، ساختار خود را تغییر دهد که می تواند شرایطی را برای شکنندگی میلگرد ایجاد کند. اما دلایل شکستن میلگرد تنها به کربن موجود در آن محدود نمی شود و در واقع می توان دلایل دیگری را برای شکستن میلگرد برشمرد که به آن ها پرداختیم.

راهکارهای مناسب برای جلوگیری از شکستن میلگرد

در این قسمت به عوامل موثر در جلوگیری از شکستن میلگرد اشاره می کنیم.

• کلیه میلگردها با نورد سرد خم می شوند و در صورت استفاده از گرما برای خم شدن میلگرد باید بلافاصله از آب سرد برای خنک شدن آن استفاده کرد.
• هرگز میلگرد را دو بار خم نکنید، زیرا این کار احتمال خرابی را افزایش می دهد.
• میلگرد مورد نیاز خود را از کارخانه های معتبر و با کیفیت تهیه کنید.
• برای خم کاری از درجه مناسب استفاده کنید.
• اگر دمای میلگردها کمتر از ۵ درجه است از خم شدن آن ها خودداری کنید.
• استفاده از نیروی کار ماهر و مجرب و همچنین ابزارهای خاص احتمال شکستن میلگرد را تا حد زیادی کاهش می دهد.

چه میلگردی در هنگام خمکاری شکسته نمی شود؟

میلگردهای نوع اول صاف و بدون آج هستند که مقاومت تسلیم آن ها 2300 و مقاومت کششی آن ها 3800 می باشد. این میلگرد یکی از مناسب ترین میلگردها برای خم کاری می باشد. از آنجایی که در تولید این میلگرد کمی کربن استفاده شده است، انعطاف پذیری بالایی دارد و به راحتی در زوایای مختلف تغییر شکل می دهد. میلگرد A2 دارای آج است. درصد کربن استفاده شده در این میلگرد بیشتر است اما همچنان می توان از آن برای خمکاری استفاده کرد. این گرید با استحکام تسلیم 3000 و مقاومت کششی 5000 تولید می شود.

کدام میلگرد استاندارد در هنگام خمکاری شکسته نمی شود؟

در مجموع برای میلگردها سه استاندارد وجود دارد که با نام های A1، A2، A3  شناخته می شوند و هر کدام قابلیت های خاص خود را دارند. اما نمی توان آن ها را به عنوان میلگردهایی معرفی کرد که در هنگام خمکاری شکسته نمی شوند. میلگردهای A1 کربن کم دارند که می تواند گزینه خوبی برای خمکاری باشد. اما میلگردهای A2 کربن کمتری نسبت به A1 دارند که باعث انعطاف پذیری بیشتر می شود. اما از طرف دیگر استاندارد A3 وجود دارد که نسبت به دو استاندارد دیگر کربن بیشتری دارد که باعث می شود انعطاف پذیری کمتری داشته باشد. همچنین در بالا گفتیم که یکی از دلایل شکستن میلگرد مربوط به استفاده از استاندارد نامناسب است.

راه های جلوگیری از خوردگی در میلگردها:

عوامل اصلی زنگ زدگی و خوردگی میلگردها عبارتند از:

• از دست دادن محیط قلیایی به دلیل کربناسیون:

هنگامی که سطح میلگرد با جو تماس پیدا می کند زنگ می زند و زنگ تولید شده به تدریج از سطح آن جدا می شود.

• از دست دادن محیط قلیایی توسط یون های کلرید:

یون های کلرید می توانند حالت قلیایی بتن را از بین ببرند.

• ترک یا شکاف در سطح بتن:

شکاف های سطح بتن باعث تماس میلگردها با هوا و افزایش احتمال کربناته شدن آن ها می شود.

• مسیرهای انتقال رطوبت:

خیس شدن منظم بتن باعث رسیدن آب به میلگردها می شود. در این شرایط آب از طریق منافذ یا ترک های سطح نفوذ کرده و به مواد زیرین می رسد و باعث زنگ زدگی و خوردگی میلگردها می شود.

• پوشش نامناسب:

عدم وجود لایه بتن مناسب روی میلگردها می تواند باعث زنگ زدگی و خوردگی میلگردها شود. برای جلوگیری از خوردگی میلگردها در محیط های مرطوب با شرایط آب و هوایی نامساعد، میلگردها باید با مواد مناسب تقویت شده و در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاوم شوند. به عنوان مثال می توان با استفاده از مواد اسیدی یا قلیایی و پوشش اپوکسی چسباننده خاصیت ضد خوردگی ایجاد کرد که روشی بسیار مناسب برای افزایش مقاومت میلگردها در انواع آب و هوا می باشد. به طور کلی روش های تقویت میلگرد در برابر خوردگی به هم مرتبط هستند. اصل این فرآیند تقویت میلگرد برای جلوگیری از خوردگی، جلوگیری از واکنش بین یون های کلرید و تقویت میلگرد است. به این ترتیب زمان رسیدن مواد مخرب و خورنده به میلگرد افزایش یافته و در نهایت دوام سازه به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

جمع بندی

در این مقاله سعی شد عواملی که باعث شکستن میلگرد می شوند، عواملی مانند زنگ زدگی، خمکاری، فرآیند تولید و عناصر تشکیل دهنده را توضیح دهیم. با رعایت موارد ذکر شده و تلاش برای پیشگیری از شکستگی ها جلوگیری می شود. از آنجایی که میلگرد یکی از مهم ترین و پرکاربردترین مصالح در سازه است، باید در نگهداری و کار با آن دقت شود. برای بررسی قیمت میلگرد و خرید آن به سایت ما مراجعه کنید و یا با مشاورین و کارشناسان ما در گروه فولاد ۳۶۹ تماس بگیرید. وب سایت فولاد ۳۶۹ مرجع کامل اخبار، اطلاعات، تولیدکنندگان و فروشندگان در زمینه فولاد می باشد بنابراین میتوانید نظرات خود را بیان کنید.