علت شکست میلگرد و نحوه جلوگیری از آن
دسترسی سریع به محتوای مقاله
میلگردهای فولادی به دلیل استحکام بسیار خوبی که ارائه می‌دهند برای تقویت سازه‌های بتنی مورداستفاده قرار می‌گیرند و پرفروش‌ترین مقطع فولادی به شمار می‌روند. باوجوداین، استحکام بالای آن‌ها در صورت عدم رعایت استانداردهای خمکاری و نیز قرارگیری در معرض رطوبت و شرایط خوردگی، با تهدید جدی مواجه شده به‌نحوی‌که منجر به شکست میلگرد می‌شود. چگونه می‌توان از چنین رخدادی جلوگیری کرد؟ یا به عبارتی، راه های جلوگیری از شکست میلگرد کدام اند و چه نکاتی را برای استفاده از آن‌ها باید رعایت کرد؟
چرا میلگرد می شکند؟
امروزه نقش میلگرد در عمر ساختمان بر کسی پوشیده نیست و به دلیل گسترش صنعت ساخت‌وساز و توجه به این نکته که ساختمان‌های با اسکلت بتنی حدود 20 درصد هزینه تمام‌شده کمتری نسبت به ساختمان‌های اسکلت فلزی دارند، رقابت در بازار میلگرد که اصلی‌ترین مقطع فولادی مورداستفاده در ساختمان‌های اسکلت بتنی است بسیار داغ شده است. این مقاطع تنها به‌صورت طولی و عرضی در فونداسیون و ستون‌ها قرار نمی‌گیرند و برای برخی کاربردها نیاز به خمکاری میلگرد است. درنتیجه، در صورت عدم رعایت اصول خمکاری و یا قرارگیری میلگرد در معرض عوامل اکسیدکننده، شکست میلگرد دور از انتظار نخواهد بود.
ازآنجایی‌که میلگرد فولادی از کربن به‌منظور افزایش استحکام آهن و تبدیل آن به فولاد در ترکیب شیمیایی خود بهره می‌برد، هرچه این میزان کربن بیشتر باشد میزان استحکام، سختی و شکنندگی میلگرد افزایش یافته و به همان نسبت نیز انعطاف‌پذیری میلگرد کاهش می‌یابد. این‌چنین، با افزایش درصد کربن در ترکیب شیمیایی فولاد، تردی میلگرد افزایش یافته و در کاربردهایی که نیاز به خمکاری و یا جوشکاری میلگرد است، احتمال شکستن میلگرد افزایش می‌یابد.
گذشته از این‌ها، به دلیل اینکه استفاده از میلگردهای استیل یا گالوانیزه که مقاومت به خوردگی و زنگزدگی مطلوبی دارند به دلیل هزینه بالای آن‌ها در کشور ما رایج نیست، میلگردهای فولادی در مواجهه با رطوبت مستعد زنگزدگی و خوردگی هستند که این خود دلیلی بر شکست میلگرد است.
البته این‌ها تنها دلیل شکستن میلگرد نبوده و عوامل متعدد دیگری نیز از انتخاب گرید مناسب تا نحوه اجرای میلگرد و نیز کیفیت خود میلگرد در احتمال شکست آن نقش دارند. برای جلوگیری از این پدیده که می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری به دنبال داشته باشد، باید که تمامی نکات و اصول کار با میلگردها و نحوه انتخاب بهترین گرید میلگرد با خواص و مشخصات مطلوب موردتوجه قرار گیرد.
مهم ترین دلایل شکست میلگرد فولادی
استفاده از میلگرد با گرید نامناسب
گرید میلگردها را بر اساس استاندارد قدیمی روسی که هنوز هم در ایران رایج و کاربردی است بیان می‌کنند که شامل گریدهای A1، A2، A3 و A4 می‌شوند. دراین‌بین، میلگردهای A1 و A2 به دلیل میزان کربن کمتری که دارند، کمتر شکننده بوده و برای خمکاری بسیار مناسب هستند. بااین‌حال، استفاده از میلگرد A2 بسیار بیشتر از A1 است. در صورت استفاده از میلگردهای A3 و A4 برای خمکاری که سختی و استحکام بسیار بالایی دارند و تردی آن‌ها نیز زیاد است، شکست میلگرد امری اجتناب‌ناپذیر خواهد بود.
استفاده از میلگردهای تولیدشده به روش نورد سرد
فرآیند نورد سرد منجر به ایجاد ساختار ریزدانه‌تر و درنتیجه دستیابی به استحکام بالاتر و شکل‌پذیری کمتر می‌شود. بنابراین، میلگردهایی که به روش نورد سرد تولید می‌شوند احتمال شکست آن‌ها در خم کردن و یا جوشکاری بیشتر خواهد بود. باوجوداینکه این نوع میلگردها نقش بسزایی در تقویت سازه از نظر استحکام دارند، اما برای کاربردهایی که نیاز به خم شدن دارند، چندان توصیه نمی‌شوند. یکی از مواردی که باید به‌طورجدی از به کار بردن میلگردهای نورد سرد خودداری کرد، در مناطق زلزله‌خیز است. تولید میلگرد به روش نورد گرم سبب شده تا ساختار آن کمتر ریزدانه شده و عملیات پالایش دانه‌ها در آن اتفاق افتد که یک ساختار منعطف‌تر را برای آن به دنبال خواهد داشت.
استفاده از میلگرد بی‌کیفیت
به‌طورکلی میلگردهایی که مطابق استاندارد تولید نشده باشند، در هیچ پروژه‌ای نباید مورداستفاده قرار گیرند. از نشانه‌های یک میلگرد بی‌کیفیت می‌توان به عدم تطابق وزن آن با وزن مندرج در جدول اشتال (میلگردهای بی‌کیفیت وزن خیلی پایین‌تری نسبت به وزن اشتال دارند)، استحکام پایین در عین برخورداری از میزان کربن بالا در ترکیب شیمیایی، وجود آثار گسترده زنگزدگی و خوردگی در آن که تا عمق میلگرد نفوذ کرده‌اند و غیره اشاره کرد.
خمکاری بیشازحد میلگرد
همان‌طور که پیش‌تر گفته شد، میلگردها علاوه بر حالت‌های طولی و عرضی، به‌صورت خم‌شده و در قالب میلگرد خاموت، میلگرد خرک، میلگرد ادکا، میلگرد راستا، میلگرد رکابی، میلگرد سنجاقی و غیره در ساختمان به کار برده می‌شوند. بنابراین، خمکاری میلگرد اجتناب‌ناپذیر بوده و یکی از ضروریات در ساخت قسمت‌های مختلف سازه است. اما این کار باید با دقت بالا، رعایت زاویه مناسب خم، استفاده از تجهیزات و ابزارهای مخصوص و نیز رعایت استانداردها و اصول خمکاری انجام شود تا احتمال شکست میلگرد به حداقل برسد.
اجرای نادرست میلگرد
اجرای صحیح میلگرد شامل قرارگیری آن در محل مناسب و نیز سفت و محکم شدن آن است تا در هنگام کاربرد جابجا نشود. برای این منظور میلگردها باید به یکدیگر جوش داده شوند. درصورتی‌که اتصال مناسب بین میلگردها برقرار نشود، تحت بارهای وارده، میلگردها در بتن حرکت کرده و فشار زیادی را متحمل می‌شوند که شکست میلگرد را به دنبال دارد.
حرارت دادن بیش از حد و مکرر میلگرد
خم کردن میلگرد سبب افزایش تمرکز تنش در نقاط خم می‌شود و کاهش استحکام را در این نقاط به همراه دارد. حال اگر حرارت هم به این مناطق اعمال شود، سبب تأثیر بر ریزساختار میلگرد شده و آن را نرم‌تر می‌کند و این‌چنین، استحکام میلگرد بیش‌ازپیش کاهش می‌یابد.
استفاده نکردن از ابزار مخصوص
میز کار یکی از مهم‌ترین ابزارهای موردنیاز برای خم کردن میلگرد است تا فشار را از روی کارگر کاسته و فشار موثری به میلگرد در راستای خم شدن وارد کند. برای این منظور، بر روی میز کار یک صفحه موسوم به صفحه خم کن نصب می‌شود که به شکل مربع یا مستطیل بوده و حاوی چندین پین است. نقش این پین‌ها جلوگیری از پیچیده شدن میلگرد در هنگام خمکاری است. نکته قابل‌توجه، تناسب فاصله بین پین‌ها و قطر میلگرد است. با قرار دادن میلگرد در بین پین‌ها، به‌وسیله یک آچار مخصوص، میلگرد را تا زاویه موردنظر خم می‌کنند.
استفاده از میلگرد زنگ‌زده
استفاده از میلگرد زنگ‌زده چندان توصیه نمی‌شود اما اگر آثار خوردگی و زنگ تا عمق میلگرد نفوذ کرده باشد، باید قید استفاده از آن میلگرد را بهطور کامل بزنید. میلگردهایی که دارای آثار زنگزدگی سطحی و جزئی هستند می‌توانند در صورت زنگ‌زدایی به روش صحیح، مورداستفاده قرار گیرند.
زنگزدگی تنها به میلگردهایی که از قبل آثار زنگ بر روی آن‌ها وجود دارد محدود نمی‌شود، بلکه در طول استفاده از سازه نیز ممکن است شرایطی برای زنگ زدن میلگرد درون بتن مهیا شود. رطوبت بالای محیط و نیز نفوذ آب به درون شیارهای بتن و رسیدن آن‌ها به میلگرد فولادی، سبب وقوع خوردگی حفره‌ای یا شیاری در آن‌ها شده و با تشکیل زنگ و یا حفراتی که تا عمق میلگرد نفوذ کرده‌اند، از استحکام میلگرد می‌کاهد. بنابراین، خوردگی و زنگ زدن میلگرد یکی از دلایل اصلی شکست میلگرد است و برای جلوگیری از چنین رخدادی، تقویت میلگرد باید در دستور کار قرار گیرد.
راه های جلوگیری از شکست میلگرد
برای جلوگیری از شکست میلگرد روش‌هایی وجود دارد که برخی از آن‌ها مربوط به خمکاری صحیح و اصولی میلگرد و برخی مربوط به جلوگیری از خوردگی و زنگ زدن است. هم‌چنین، عملیات‌های دیگری نظیر جوشکاری و یا فورجینگ میلگرد که برای اتصال میلگردها استفاده می‌شوند نیز باید مطابق دستورالعمل‌ها و استانداردهای مربوطه انجام شوند.
مهم‌ترین روشهای جلوگیری از شکست میلگرد عبارت‌اند از:
- عدم خمکاری دوباره میلگرد
- خمکاری میلگردها به روش سرد
- انجام فرآیند خم کردن میلگرد توسط ماشین‌های مجهز به فلکه خم کن
- عدم جوشکاری میلگرد در سقف کاذب به‌جای استفاده از تیرچه
- خمکاری میلگرد در زاویههای کمتر از 90 درجه
- استفاده از میلگرد با گرید مناسب و باکیفیت
- استفاده از میلگردهای با سایز کوچک‌تر برای خم کردن
- عدم قرار دادن میلگردهای خریداری‌شده در شرایط مرطوب و در تماس با آب و باران
- قرارداد میلگردها بر روی پایه و بالاتر از سطح زمین برای جلوگیری از وقوع زنگزدگی
- عدم تماس بین میلگردهای گالوانیزه با سایر میلگردهای بدوم پوشش
- عدم تماس میلگردهای استیل با میلگردهای فولادی کربنی
- تهیه و نگهداری تمام انواع میلگردهای خریداری‌شده در یک پوشش مقاوم مانند پوشش برزنتی
جمع‌بندی
شکست میلگرد در صورت عدم رعایت نکات فنی لازم و نیز استفاده از میلگردهای بی‌کیفیت در هنگام خم کردن میلگرد و یا جوشکاری آن به وقوع می‌پیوندد. برای جلوگیری از چنین رخدادی، رعایت استاندارهای موجود برای شکل‌دهی میلگرد و نحوه اتصال آن‌ها باید به‌دقت رعایت شوند. هم‌چنین، جلوگیری از زنگ زدن میلگرد و یا عدم استفاده از میلگرد زنگ‌زده نیز در افزایش عمر و دوام میلگرد و جلوگیری از شکست آن بسیار مفید خواهد بود.
سؤالات متداول
1- دلیل شکست میلگرد چیست؟
خمکاری میلگرد در زاویههای بالا، عدم استفاده از میلگرد باکیفیت، انتخاب گرید نامناسب، خوردگی و زنگزدگی میلگرد، حرارت دهی بیشازحد، استفاده از میلگردهای نورد شرد شده و غیره.
2- بهترین روش برای جلوگیری از شکست میلگرد کدام است؟
روشهای مختلفی برای جلوگیری از شکستن میلگرد وجود دارند که در این مقاله بهطور کامل موردبررسی قرار گرفتهاند.
3- مقاوم‌ترین میلگرد در مقابل شکست کدام است؟
میلگردهای A2 برای کاربردهایی که نیاز به خم کردن میلگرد دارند بسیار مناسب هستند. این نوع میلگرد استحکام مناسبی داشته و از انعطاف‌پذیری مناسبی هم برخوردار است.