علت شکستگی میلگرد و راه‌های جلوگیری از آن

اگرچه میلگردها به‌عنوان ستون‌های اصلی استحکام و افزایش ظرفیت کششی بتن در صنعت ساختمان شناخته می‌شوند، اما مقاومت ذاتی فولاد به معنای آسیب‌ناپذیر بودن آن‌ها نیست و استفاده نادرست یا انتخاب نامناسب می‌تواند باعث ترک‌خوردگی یا حتی شکست آن‌ها شود. اهمیت این موضوع زمانی بیشتر مشخص می‌شود که بدانیم کوچک‌ترین آسیب در میلگردها می‌تواند پایداری و ایمنی کل سازه را تحت تأثیر قرار دهد. به همین دلیل، شناخت عوامل مؤثر بر شکنندگی میلگرد و آشنایی با ویژگی‌های میلگردهای استاندارد و باکیفیت نقش مهمی در افزایش طول عمر ساختمان دارد. در ادامه این مطلب از دکترآهن، برند رسمی فولاد رامیار صنعت دلایل اصلی شکستگی میلگرد را بررسی می‌کنیم و توضیح می‌دهیم چه نوع میلگردی مقاومت بیشتری در برابر شکست دارد.

<فایل صوتی مقاله علت شکستگی میلگرد >

دلایل شکستگی میلگرد چیست؟

شکستگی میلگرد معمولاً نتیجه یک عامل واحد نیست، بلکه از ترکیب عواملی مانند کیفیت پایین مواد اولیه، تولید غیراستاندارد، خم‌کاری یا جوشکاری نادرست، خوردگی، اعمال بارهای بیش از ظرفیت و شرایط نامناسب محیطی ایجاد می‌شود. هر یک از این موارد می‌توانند استحکام و شکل‌پذیری میلگرد را کاهش داده و احتمال ایجاد ترک یا شکست را افزایش دهند. آشنایی با این عوامل به انتخاب میلگرد مناسب و اجرای صحیح آن کمک می‌کند؛ در ادامه، مهم‌ترین دلایل شکستگی میلگرد را به‌صورت جداگانه بررسی خواهیم کرد.

خم کردن بیش از حد میلگرد

به طور کلی میلگردها برای خم شدن طراحی شده اند؛ اما اگر این کار سبب خم شدن بیش از حد میلگرد شود، می تواند منجر به شکستن آن شود. خمکاری سبب کاهش مقاومت میلگرد می‌شود و اگر غیر اصولی و بیش از حد مجاز انجام شود، میلگرد در نهایت شکسته خواهد شد. برای جلوگیری از شکستن میلگرد، باید عملیات خمکاری طبق اصول و استانداردهای موجود انجام شود. همچنین استفاده از ابزار مناسب خمکاری می‌تواند شکستگی آن را به کمترین حد ممکن برساند.  در مطلب " روش های برش میلگرد " به صورت کامل در مورد روش‌ها و ابزارهای استاندارد برش میلگرد صحبت کرده‌ایم.

نوع و کیفیت میلگرد

هرچه میزان کربن در ساختار شیمیایی میلگرد‌ها بیشتر باشد، مقاومت کششی آن نیز کمتر می‌شود. در نتیجه در زمان خمکاری یا جوشکاری، دچار شکستگی خواهد شد. علاوه بر این کیفیت میلگرد تولید شده نیز در شکنندگی آن تاثیر زیادی خواهد داشت؛ مواد اولیه استفاده در روند تولید میلگرد، تجهیزات و کارخانه تولید کننده در میزان شکنندگی و مقاومت میلگرد نقش اساسی دارد.

لازم به ذکر است که هرچه میلگرد ارزانتر باشد، کیفیت آن نیز کمتر خواهد بود. بنابراین سعی کنید از کارخانه های معتبر و شناخته شده خرید کنید. در مطلب " تشخیص میلگرد تقلبی از اصل " به شما کمک کرده‌ایم که میلگرد با کیفیت را تشخیص بدهید. دکتر آهن، برند رسمی فولاد رامیار صنعت تامین کننده انواع مقاطع فولادی از جمله میلگرد، ورق و … است. شما می‌توانید به کمک این مجموعه از معتبرترین کارخانه های سطح کشور، خرید کنید.

اجرای نادرست میلگرد

یکی دیگر از دلایل شکنندگی میلگرد، اجرای نادرست آن در سازه است. میلگرد باید در جای درستی جوش داده شده و استفاده شود. اگر میلگرد در سازه به درستی محکم نشود، جابجا شده و به بتن فشار می آورد. در نهایت اجرای نادرست میلگرد، منجر به شکستن و ترک برداشتن آن خواهد شد.

در مطلب "جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن"  به بررسی روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن پرداخته‌ایم.

حرارت دادن از دلایل شکستگی میلگرد

برای اینکه بتوان به راحتی میلگردها را خم کنیم، نیاز است که آنها را حرارت بدهیم. در صورتی که میلگردها غیر اصولی حرارت ببینند، مقاومت آنها کاهش می یابد و دچار شکستگی می‌شود.

عدم استفاده از میلگرد با گرید مناسب

میلگرد ها در 4 نوع گرید مختلف تولید و به بازار عرضه می‌شوند. هرچه میزان کربن در ساختار آنها کمتر باشد، مقاومتشان نیز بیشتر خواهد بود. به همین دلیل بهتر است در زمان خم کردن میلگرد با توجه به نقشه آرماتوربندی و میزان مقاومت لازم، از گرید مناسب میلگرد استفاده کنیم.

استفاده از میلگرد ساخته‌ شده با روش نورد سرد

تولید میلگرد به روش نورد سرد، در شکل پذیری و مقاومت تسلیم تاثیر می‌گذارد. میلگرد های تولید شده به روش نورد سرد، مقاومت تسلیم بالا و شکل پذیری پایینی دارد. لازم به ذکر است که استفاده از میلگردهای تولید شده به روش نورد سرد، مقاومت سازه را افزایش می‌دهد؛ اما به دلیل انعطاف پایین این نوع میلگرد ها، احتمال شکستن آنها بیشتر بوده و برای مناطق زلزله خیز مناسب نمی‌باشد. میلگردهای تولید شده به روش نورد گرم امکان شکل دهی و مقاومت بیشتری در شکستن خواهند داشت.

استفاده از میلگرد زنگ زده

عدم استفاده از ابزار مخصوص و میز کار

برای خمکاری اصولی میلگرد استفاده از ابزار استاندارد و میز کار مخصوص ضروری است. در غیر این صورت اپراتور کنترل کافی روی زاویه خمش ندارد و میلگرد ممکن است دچار ترک یا شکستگی شود.
روی میز کار معمولاً صفحه خم‌کن نصب می‌شود که دارای پین‌های مخصوص است. این پین‌ها مانع پیچش و در هم‌ریختگی میلگرد در حین خمکاری می‌شوند.

علت شکستگی میلگرد در زمان خم شدن چیست؟

به طور کلی اغلب میلگردها در صورت خم شدن دچار شکستگی خواهند شد؛ اما اگر از میلگرد مناسب استفاده شده و بر اساس اصول استاندارد آن را خم کنیم، این احتمال بروز این اتفاق کمتر خواهد شد. گاهی اوقات نیز در زمان جوشکاری، به سبب ترکیبات شیمیایی، میلگرد دچار شکستگی خواهد شد؛ این اتفاق به ویژه برای میلگردهایی با درصد کربن بیشتر، مرسوم تر خواهد بود. هرچه میزان کربن موجود در ترکیبات میلگرد بیشتر باشد، شکنندگی آن نیز بیشتر خواهد بود. با افزایش میزان کربن در ترکیبات میلگرد، ساختار آن به ویژه در زمان جوشکاری و حرارت دهی تغییر کرده و در نتیجه مقاومت آن کاهش پیدا می‌کند.

نورد سرد چه تاثیری در شکست میلگرد دارد؟

نورد سرد به‌ خودی‌ خود باعث شکست میلگرد نمی‌شود، اما در صورت رعایت نشدن استانداردهای تولید یا استفاده از مواد اولیه نامرغوب، می‌تواند احتمال بروز ترک و شکست را افزایش دهد. در این فرآیند، افزایش تنش‌های داخلی و کاهش شکل‌پذیری میلگرد، به‌ ویژه در اثر نورد بیش از حد، مقاومت آن را در برابر بارهای ناگهانی کاهش می‌دهد. همچنین میلگردهای نورد سرد در محیط‌های بسیار سرد یا شرایطی که تحت بارگذاری و تنش‌های مکرر قرار دارند، نسبت به میلگردهای دیگر شکنندگی بیشتری از خود نشان می‌دهند؛ بنابراین کیفیت فولاد، کنترل فرآیند تولید و شرایط بهره‌برداری، نقش مهمی در جلوگیری از شکست این نوع میلگرد دارند.

نحوه جلوگیری از زنگ زدن و شکستگی میلگرد 

تماس رطوبت و اکسیژن با میلگرد، زمینه ایجاد خوردگی و کاهش مقاومت آن را فراهم می‌کند. همچنین عواملی مانند یون‌های کلرید، کربن دی‌اکسید، ترک‌های بتن و پوشش ناکافی می‌توانند احتمال زنگ‌زدگی میلگرد را افزایش دهند. مهم‌ترین عوامل مؤثر در جلوگیری از این مشکل عبارت‌اند از:

• جلوگیری از کاهش قلیایی بودن بتن بر اثر کربوناسیون: نفوذ کربن دی‌اکسید به بتن می‌تواند محیط قلیایی اطراف میلگرد را کاهش دهد و احتمال خوردگی آن را افزایش دهد؛ بنابراین کیفیت و تراکم مناسب بتن اهمیت زیادی دارد.
• جلوگیری از نفوذ یون‌های کلرید: یون‌های کلرید با نفوذ به بتن می‌توانند شرایط محافظتی اطراف میلگرد را از بین ببرند و زمینه خوردگی آن را فراهم کنند. کاهش نفوذپذیری بتن یکی از راه‌های جلوگیری از این مشکل است.
• جلوگیری از ایجاد ترک در بتن: ترک‌های موجود در سطح بتن مسیر ورود هوا و رطوبت به لایه‌های زیرین را فراهم می‌کنند و در نتیجه احتمال تماس عوامل خورنده با میلگرد افزایش می‌یابد.
• کنترل مسیرهای ورود رطوبت: نفوذ آب از منافذ و ترک‌های بتن می‌تواند رطوبت را به میلگرد برساند و فرآیند خوردگی را تشدید کند؛ بنابراین آب‌بندی و اجرای صحیح بتن اهمیت دارد.
• تأمین پوشش بتنی کافی: وجود لایه مناسب و یکنواخت بتن روی میلگرد، از تماس مستقیم آن با رطوبت و عوامل خورنده جلوگیری کرده و به افزایش دوام سازه کمک می‌کند.

برای کاهش احتمال زنگ‌زدگی و شکست میلگرد، استفاده از بتن با کیفیت مناسب، اجرای صحیح بتن‌ریزی و تأمین پوشش کافی ضروری است. در پروژه‌های حساس و مناطق مرطوب نیز می‌توان با توجه به شرایط سازه از میلگردهای دارای پوشش محافظ مانند گالوانیزه یا اپوکسی استفاده کرد.

چه نوع زنگ‌زدگی در میلگرد باعث شکستگی آن در بتن می‌شود؟

• خوردگی شیاری: در صورت باقی ماندن آب یا محلول‌های حاوی املاح در شیارها و فضاهای محدود بتن، شرایط لازم برای ایجاد واکنش‌های الکتروشیمیایی فراهم می‌شود. این فرآیند به‌تدریج باعث خوردگی سطح میلگرد شده و در صورت ادامه‌دار بودن، می‌تواند مقاومت آن را کاهش دهد.
• خوردگی حفره‌ای: این نوع خوردگی زمانی رخ می‌دهد که بخش‌های کوچکی از سطح میلگرد خاصیت محافظتی خود را از دست بدهند. در نتیجه، حفره‌های موضعی روی سطح فولاد شکل می‌گیرد که با پیشرفت خوردگی می‌توانند عمیق‌تر شده و به کاهش سطح مقطع و مقاومت میلگرد منجر شوند.

استانداردهای خم‌کاری میلگرد

استانداردها و محدودیت‌های خم‌کاری میلگرد از مهم‌ترین نکات اجرایی در سازه‌های بتنی به شمار می‌روند؛ زیرا هرگونه خم‌کاری غیراصولی می‌تواند باعث کاهش مقاومت فولاد و ایجاد ترک در بتن شود. طبق آیین‌نامه بتن ایران (آبا) و همچنین مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، خم‌کردن میلگرد باید با رعایت حداقل شعاع خم متناسب با قطر و نوع میلگرد انجام شود تا از آسیب دیدن ساختار داخلی فولاد جلوگیری گردد. به طور معمول هرچه قطر میلگرد بیشتر باشد، شعاع خم نیز باید بزرگ‌تر در نظر گرفته شود تا تنش اضافی به میلگرد وارد نشود. علاوه بر این، خم‌کاری باید به صورت تدریجی و بدون ضربه انجام شود و استفاده از حرارت مستقیم برای نرم کردن میلگرد مجاز نیست، زیرا می‌تواند خواص مکانیکی آن را تغییر دهد.

از دیگر محدودیت‌های مهم در خم‌کاری میلگرد می‌توان به شرایط محیطی و آماده‌سازی مناسب میلگرد اشاره کرد. انجام این عملیات در دمای بسیار پایین (کمتر از حدود ۵ درجه سانتی‌گراد) توصیه نمی‌شود، زیرا احتمال شکنندگی فولاد افزایش می‌یابد. همچنین قبل از شروع کار باید سطح میلگرد از آلودگی‌هایی مانند گل، روغن، گریس و زنگ‌زدگی شدید پاک شود تا اتصال مناسب بین میلگرد و بتن برقرار گردد. رعایت این استانداردها نه‌تنها از ترک‌خوردگی و کاهش مقاومت میلگرد جلوگیری می‌کند، بلکه باعث افزایش دوام و ایمنی سازه‌های بتنی در بلندمدت خواهد شد. پیشنهاد می‌کنیم برای مطالعه بیشتر در مورد انواع استاندارد های میلگرد و خمکاری آن، مطلب " انواع استاندارد میلگرد " را مطالعه کنید.

نشانه‌های شکستگی میلگرد

تشخیص به‌موقع شکستگی میلگرد می‌تواند از گسترش آسیب‌های سازه‌ای و افزایش هزینه‌های تعمیر جلوگیری کند. این مشکل معمولاً با علائم مشخصی همراه است که نباید نادیده گرفته شوند. از مهم‌ترین نشانه‌های شکستگی میلگرد می‌توان به:

• ایجاد ترک‌های ریز یا عمیق در بتن،
• لرزش غیرعادی سازه،
• نمایان شدن میلگردهای زنگ‌زده
• شنیده شدن صداهای غیرمعمول مانند ترک‌خوردگی
• فشار در بخش‌های مختلف سازه اشاره کرد.

مشاهده هر یک از این علائم، لزوم بررسی تخصصی وضعیت میلگرد و سازه را نشان می‌دهد.

نکات مهم برای جلوگیری از شکستگی میلگرد

برای افزایش دوام میلگرد و کاهش احتمال ترک‌خوردگی یا شکست، رعایت نکات زیر توصیه می‌شود:

• از خم کردن مجدد میلگرد خودداری کنید؛ این کار باعث کاهش مقاومت و افزایش احتمال شکست می‌شود.
• خم‌کاری میلگرد را به‌صورت سرد انجام دهید و از حرارت دادن آن هنگام خم‌کاری پرهیز کنید.
• برای خم کردن میلگرد از دستگاه‌ها و تجهیزات استاندارد مانند فلکه خم‌کن استفاده کنید تا تنش اضافی به میلگرد وارد نشود.
• از جوشکاری غیراصولی میلگرد به‌ویژه در بخش‌های سازه‌ای حساس خودداری کنید؛ زیرا استحکام آن را کاهش می‌دهد.
• برای محافظت در برابر خوردگی، از پوشش‌های محافظ یا گالوانیزه کردن میلگرد استفاده کنید تا عمر مفید آن افزایش یابد.
• خم‌کاری را با شعاع و زاویه استاندارد انجام دهید؛ خم‌های تند احتمال ایجاد ترک را بیشتر می‌کنند.
• میلگرد را از کارخانه‌های معتبر و دارای استاندارد تهیه کنید تا از کیفیت مواد اولیه و فرآیند تولید اطمینان داشته باشید.
• در صورت امکان از میلگرد با قطر مناسب پروژه استفاده کنید؛ میلگردهای با قطر بالا هنگام خم‌کاری حساسیت بیشتری به ترک‌خوردگی دارند.

جمع بندی

همانطور که در این مقاله گفتیم فرآیندهای خمش و زنگ زدگی یکی از عواملی است که باعث ضعیف شدن و شکستن میله های فولادی می شود. اگر در زمینه ساخت و ساز کار می کنید اگر اطلاعات کافی در این زمینه داشته باشید بهتر است. زیرا کیفیت پروژه شما به خرید تجهیزات با کیفیت ختم نمی شود. اما نحوه کار با میلگرد و خم شدن صحیح میلگرد نیز مهم است. به طور کلی شکستگی میلگرد به دلایل مختلفی رخ می دهد. به عنوان مثال: استفاده از میلگردهای بی کیفیت، خم کردن بیش از حد آنها، نگهداری نادرست میلگرد و…  با رعایت نکات ذکر شده در این مقاله از دکتر آهن می‌توانید از آسیب دیدگی میلگرد جلوگیری کرده و پروژه ساختمانی خود را با بهترین کیفیت به پایان برسانید. شما می‌توانید برای اطلاع از قیمت میلگرد امروز و خرید با شماره 03155057 با کارشناسان بخش فروش میلگرد ارتباط برقرار نمایید.

سوالات متداول در مورد شکستگی میلگرد

کدام میلگرد ها مقاومت بیشتری در برابر خمیدگی دارند؟

به طور کلی میلگرد با گرید a2 بیشتری مقاومت را در برابر خمیدگی دارد. همچنین میلگرد A3 به سبب کربن بالایی که در ترکیبات خود دارد، انعطاف پذیری کمتری نسبت به دیگر میلگردها دارد.

بهترین راهکارهای جلوگیری از شکستگی میلگرد چیست؟

از بهترین راهکارهای جلوگیری از شکستن میلگرد می توان به رنگ آمیزی، خرید از شرکت معتبر، استفاده از روش مناسب خمکاری و برشکاری میلگرد، گالوانیزاسیون و ... اشاره کرد.

آیا نحوه نگهداری از میلگردها در مقاومت آنها در برابر شکستن تاثیر دارد؟

بله؛ یکی از روش های افزایش طول عمر میلگرد، نگهداری اصولی از آن است. برای جلوگیری از زنگ زدن میلگردها و افزایش احتمال شکستگی آنها، میلگردها را در محیطی خشک و به دور از رطوبت نگهداری کنید.

آیا استفاده از میلگرد زنگ زده در بتن مجاز است؟