دلایل شکست میلگرد و روش های جلوگیری از آن

اگرچه میلگردها از فولاد ساخته می شوند و فولاد نیز مقاومت و استحکام بالایی دارد، اما در صورتی که از آنها به درستی استفاده نشود، ممکن است به راحتی بشکنند. میلگردها جزء جدایی ناپذیر تقویت و افزایش استحکام سازه ها هستند؛ اما میلگرد نیز ممکن است به دلایل مختلفی دچار شکست شده و به سازه آسیب وارد شود. اینکه چه دلایلی باعث شکست میلگرد می شود و چگونه می توان از بروز این مشکل جلوگیری کرد، موضوع این مقاله از آهن ملل است. با ما همراه باشید.

چرا میلگرد هنگام خم شدن می شکند؟

تقریبا اکثر میلگردها زمانی که خم شوند مستعد شکستگی هستند، مگر اینکه از میلگرد مناسب استفاده شود و فرآیند خم کردن نیز طبق اصول و استانداردهای مربوطه انجام گیرد. همچنین در زمان جوشکاری نیز با توجه به ترکیبات شیمیایی میلگرد، امکان شکستن میلگرد وجود دارد، مخصوصا اگر در ترکیبات میلگرد از کربن بیشتری استفاده شده باشد.

در واقع، هر چه کربن موجود در میلگرد بیشتر باشد، شکنندگی آن نیز بیشتر است؛ زیرا با افزایش میزان کربن، ساختار میلگرد در هنگام جوشکاری و حرارت دهی تغییر پیدا کرده و باعث می‌ شود میزان مقاومت میلگرد در برابر شکستن کاهش پیدا کند. از نظر علم مواد، فولاد با الاستیک بالا (۵۰۰ مگا پاسکال)، نسبت به فولادهای معمولی کم کربن (۲۷۵ مگا پاسکال) به طور قابل توجهی انعطاف پذیری بیشتری دارد. این یعنی میلگردهای فولادی کم کربن، احتمال شکست کمتری دارند. اما کدام میلگردها کربن بیشتر و کدام کربن کمتری دارند؟ در ادامه، این میلگردها را معرفی می کنیم.

کدام میلگردها بیشترین احتمال شکست را دارند؟

همانطور که گفتیم، میلگردهای با کربن بیشتر، احتمال شکست بیشتری دارند. انواع میلگرد، دارای ترکیبات شیمیایی مختلفی هستند؛ به طور مثال، میلگرد آجدار A3 به دلیل کربن بیشتر در ساختار خود، شکنندگی بیشتری نیز دارد، اما قبل از معرفی میلگردهایی که احتمال شکست بیشتری دارند، ابتدا باید در مورد انواع میلگرد، اطلاعاتی داشه باشید. انواع میلگرد را می توان بر اساس فاکتورهای مختلفی مانند سایز، روش تولید، کارخانه تولیدکننده، میزان مقاومت و … دسته بندی کرد. یکی از این دسته بندی ها بر اساس استاندارد تولید میلگردهاست. به طور مثال از نظر استاندارد، میلگردها به ۴ دسته A1، A2، A3، A4  تقسیم بندی می شوند. در ادامه، میزان شکنندگی میلگردها را با توجه به این دسته بندی توضیح خواهیم داد. توصیه می کنیم برای آشنایی بیشتر با تمام دسته بندی انواع میلگرد، مقاله زیر را مطالعه کنید:

کدام استاندارد میلگرد حین خمکاری نمی شکند؟

حال که با انواع میلگرد تا حدودی آشنا شدیم، می توان به راحتی و با توجه به دسته بندی میلگردها، میزان شکنندگی آن ها را به صورت زیر بررسی کرد:

میزان شکست میلگرد A1: بهترین نوع میلگرد برای خمکاری، میلگرد A1 یا میلگرد ساده است؛ زیرا به دلیل پایین بودن کربن در ساختار خود، مقامت تسلیم و استحکام کششی مناسبی دارد. همین مسئله باعث می شود میلگرد A1 انعطاف پذیری بالایی داشته و می توان آن را به راحتی و با کمترین شکست خم کرد.

میزان شکست میلگرد A2: درصد کربن میلگرد A2 یا میلگرد آجدار مارپیچ، کمی بیشتر از میلگرد گرید A1 است. در نتیجه شکنندگی بیشتری نسبت به میلگرد A1 دارد، با این حال باز هم می توان آن را برای خمکاری استفاده کرد.

میزان شکست میلگرد A3: میلگرد A3 یا میلگرد آجدار جناغی، یک میلگرد شکننده است. این نوع میلگرد به دلیل درصد بالای کربنی که دارد، مقاومت تسلیم پایینی داشته و شکنندگی بیشتری دارد. در نتیجه، ممکن است حین خمکاری یا جوشکاری بشکند.

میزان شکست میلگرد A4: میلگردهای A4 یا میلگردهای آجدار مرکب، از شمش های فولادی با کربن پایین (کربن ۰.۳۲ تا ۰.۴) ساخته می شوند. به طور کلی، استحکام میلگرد A4 حدود ۱۵ الی ۲۰ درصد بیشتر از میلگردهای A2 و A3 است، بنا بر این، استحکام بیشتر و شکنندگی کمتری دارند.

۸ علت شکستن میلگرد و روش های جلوگیری از آن

اصلی ترین دلایل شکستن میلگرد شامل ۸ مورد زیر می شود:

۱- نوع و کیفیت میلگرد

اگر ساختار شیمیایی میلگرد به گونه ای باشد که مقدار کربن بالا و مقاومت کششی پایینی داشته باشد، به احتمال زیاد هنگام خمکاری یا جوش دادن می شکند. همچنین در صورتی که میلگرد تهیه شده به صورت استاندارد و با کیفیت لازم تولید نشده باشد (به طور مثال از فولاد درجه دو در ساخت آن استفاده شود)، به راحتی می شکند. قیمت میلگرد نیز می تواند تا حد زیادی کیفیت میلگرد را مشخص کند؛ زیرا هرچه میلگرد ارزان‌ تر باشد، احتمالا کیفیت مواد و کیفیت تولید آن پایین تر است. به همین دلیل، لازم است همیشه میلگردِ با کیفیت را از تامین کننده یا کارخانه معتبر و شناخته شده خریداری کنید. آهن ملل، یکی از معتبرترین فروشگاه های مقاطع فولادی، قیمت روز انواع میلگرد کارخانه های معتبر را در اختیار مشتریان این حوزه قرار می دهد. برای اطلاع از آخرین قیمت ها و خرید میلگرد با کیفیت، می توانید به لینک زیر مراجعه کنید.

۲- اجرای نادرست میلگرد

دلیل دیگری که ممکن است باعث شکستن میلگرد شود، اجرای نادرست میلگرد در سازه است. میلگرد باید در جای خود به درستی بسته یا جوش داده شود تا در طول فرآیند ساخت و ساز حرکت نکند؛ اما اگر میلگرد به درستی محکم نشود، ممکن است جابه‌جا شده و به بتن فشار وارد کند. در نهایت، تحمل این فشارها منجر به ترک میلگرد و شکستن آن خواهد شد.

۳- خم کردن بیش از حد میلگرد

اگرچه میلگرد برای خم کردن طراحی شده است، اما اگر بیش از حد مجاز خم شود باعث شکستن میلگرد می شود. به طور کل، خمکاری باعث کاهش مقاومت میلگرد می شود. حال اگر این خمکاری به روش غیر اصولی یا بیش از حد مجاز صورت گیرد، منجر به شکستن میلگرد خواهد شد. برای جلوگیری از شکست میلگرد باید عملیات خمکاری طبق اصول و استانداردهای موجود انجام شود. همچنین، استفاده از ابزار مناسب برای خم کردن میلگرد (خم کن استاندارد برقی یا دستی)، می تواند احتمال شکستن میلگرد را به حداقل برساند. اگر مایل به شناخت استانداردهای خم میلگرد و نکات لازم در این باره هستید، پیشنهاد می کنیم مقاله زیر را مطالعه نمایید.

۴- حرارت دادن میلگرد

حرارت دهی میلگرد به منظور خم کردن آن، علاوه بر غیر اصولی بودن، باعث افزایش احتمال شکست میلگرد می شود؛ زیرا با این کار، ساختار شیمیایی میلگرد هنگام حرارت دهی تغییر می کند و مقاومت آن کمتر می شود. در نتیجه، احتمال شسکته شدن آن را بالا می رود.

۵- عدم استفاده از میلگرد با گرید مناسب

همانطور که توضیح دادیم میلگرد آجدار گرید A2 و میلگرد ساده گرید A1 به دلیل کربن کمتر در ساختار شیمیایی خود برای عملیات خم کاری مناسب تر هستند. به همین دلیل، بهتر است در زمان نیاز به خم میلگرد، با توجه به نقشه آرماتوربندی و میزان مقاومت مورد نیاز، گرید مناسبی برای خم کاری انتخاب کرد. به طور مثال، در سازه هایی که سبک هستند و دارای وزن زیادی نیستند از میلگردهایی با گرید A2 برای عملیات خمکاری استفاده می شود. استفاده از میلگرد با گرید نامناسب، باعث شکست میلگرد در طول زمان خواهد شد.

۶- استفاده از میلگرد ساخته‌ شده با روش نورد سرد

استفاده از نورد سرد برای تولید میلگرد، بر شکل پذیری و مقاومت تسلیم میلگرد تاثیر می گذارد؛ به طوری که میلگردهای تولید شده در فرآیند نورد سرد، مقاومت تسلیم بالا و شکل پذیری پایینی دارند. هر چند استفاده از این نوع میلگرد باعث مقاوت سازه می شود، اما به دلیل انعطاف پایین میلگرد، احتمال شکستن آن زیاد است و به همین دلیل برای مناطق زلزله خیز نیز مناسب نیستند. در صورتی که برای ساخت میلگرد از روش نورد گرم استفاده شود، امکان شکل دهی و همچنین مقاومت آن در برابر شکسته شدن بیشتر خواهد بود.

۷- عدم استفاده از ابزار مخصوص

عدم استفاده از ابزار مناسب و میزکار مخصوص عملیات خم کاری، باعث خم شدن میلگرد با زاویه ای نامناسب (زاویه کم تر یا بیشتر از حد مجاز) می شود و احتمال شکست میلگرد را بالا می برد. یکی از ابزارهای ضروری برای این منظور، صفحه خم کن است. صفحه خم کن میلگرد، روی میز کار نصب می‌ شود. این صفحه چندین پین دارد که از اشتباه پیچیده شدن میلگرد هنگام عملیات خم کاری جلوگیری می‌کند.

۸- استفاده از میلگرد زنگ زده

در صورت استفاده از میلگردهای زنگ زده، به دلیل کاهش قدرت انعطاف و تغییر ساختار مولکولی آنها، احتمال شکستن میلگرد بالا می رود. برای جلوگیری از زنگ زدگی میلگردها راهکارهای مختلفی وجود دارد. در ادامه، راهکارهایی که مانع زنگ زدگی و در نتیجه، شکستن میلگرد می شود را معرفی می کنیم.

روش های جلوگیری از زنگ زدگی و شکست میلگرد

زنگ ‌زدگی میلگرد، معمولاً نتیجه نوعی واکنش الکتروشیمیایی است. در این حالت، آندها (الکترود مثبت) و کاتدهای (الکترود منفی) کوچکی در سطح میلگرد فولادی تشکیل‌ می شود و جریان یون ‌ها در میان این الکترودها موجب زنگ ‌زدگی و در نتیجه، شکستن میلگردها می ‌گردد. زنگ ‌زدگی یا خوردگی میلگردها دو نوع دارد: خوردگی شیاری و خوردگی حفره ای. توصیه می کنیم برای آشنایی بیشتر با انواع خوردگی میلگرد، مقاله زیر را مطالعه نمایید.

برای محافظت از میلگرد در برابر شکستن، باید آن را در محیطی خشک و امن نگهداری کنیم تا از زنگ زدن آن جلوگیری شود. در ادامه، نکات لازم برای محافظت از میلگرد در برابر زنگ زدگی را معرفی می کنیم:

• بهتر است تمام انواع میلگردها در یک پوشش مقاوم، مانند پوشش برزتنی نگهداری و محافظت شوند.
• میلگردها را روی زمین یا سطح بتنی قرار ندهید؛ زیرا بتن، آب را جذب می کند و هر فلزی که روی آن قرار بگیرد به آرامی زنگ می زند. برای رفع این مشکل با استفاده از پالت های چوبی، مانع تماس میلگردها با کف زمین شوید.
• میلگرد گالوانیزه نباید با میلگردهای بدون پوشش و یا سازه و قطعات چوبی تماس پیدا کند؛ زیرا باعث ایجاد خراش روی سطح میلگرد و تضعیف ساختار آن می شود.
• اگر از میلگرد فولادی ضد زنگ استفاده می کنید، بهتر است از تماس با میلگرد فولاد کربنی یا هر نوع ماده آهنی دیگر اجتناب کنید.

 

نکات مهم در جلوگیری از شکسته شدن میلگرد

در ادامه، نکات نهایی برای جلوگیری از شکستن میلگرد را ذکر می کنیم:

• هرگز میلگرد را دوبار خم نکنید. وقتی آن را برای بار اول خم کردید، هرگز اقدام به خم کردن مجدد آن نکنید؛ زیرا این کار، مقاوت آن را کاهش می دهد و منجر به شکست میلگرد می شود.
• همه میلگرد ها باید به صورت سرد خم شوند.
• فرآیند خم کردن میلگرد باید تا جایی که ممکن است با ماشین مجهز به فلکه خم کن انجام شود.
• از جوش دادن میلگرد در سقف های کاذب به جای استفاده از تیرچه خودداری کنید؛ زیرا استفاده از این روش، استحکام بالایی ندارد و منجر به کاهش مقاومت سازه و احتمال شکست میلگرد می شود.
• رنگ آمیزی میلگرد می تواند به عنوان لایه ای محافط روی میلگرد، از آن محافظت کند و میزان آسیب پذیری اش را کمتر کند.
• گالوانیزاسیون نیز یکی دیگر از روش هایی است که با افزایش مقاومت میلگرد، از آن در برابر شکست محافظت می کند.
• اگر میلگرد با زاویه ای کمتر از ۹۰ درجه خم کاری شود، احتمال ضعیف شدن و شکستن آن کمتر است.
• حتما از کارخانه های معتبر اقدام به خرید میلگردهای با کیفیت و استاندارد کنید.
• تا جای ممکن از میلگرد در سایزهای کوچک استفاده کنید. هر چه سایز میلگرد بزرگتر باشد، احتمال ترک خوردن آن هنگام خم و صاف شدن افزایش پیدا می کند.

سخن آخر

به طور کلی، شکستن میلگرد می تواند به دلایل مختلفی اتفاق بیافتد؛ مثلا: استفاده از میلگرد بی کیفیت، خم کاری بیش از حد مجاز، نگهداری نامناسب میلگرد و … . در صورت رعایت نکات عنوان شده در این مقاله، می توانید مانع از شکست میلگرد شوید و پروژه ساخت و ساز خود را با بهترین کیفیت به انجام برسانید.

سوالات متداول عوامل شکستگی میلگرد و مراحل جلوگیری از آن