1405 / 06 / 11
علت شکستن میلگرد هنگام خمکاری
خمکاری میلگرد به عنوان یکی از مراحل حساس و تعیین کننده در فرآیند آرماتور بندی بوده و نقشی کلیدی در یکپارچگی سازههای بتنی ایفا میکند. بروز پدیدههایی مانند ترک خوردگی یا گسیختگی کامل میلگرد حین عملیات خمکاری نه تنها منجر به تحمیل هزینههای اقتصادی میشود بلکه سلامت ساختاری سازه را نیز به شدت تهدید میکند.
در این مقاله تلاش کرده ایم تا ضمن بررسی فنی عوامل مؤثر بر شکست میلگرد (ازجمله استانداردهای مکانیکی)، دستورالعملها و راهکارهای اجرایی مطابق با آیین نامههای معتبر جهت پیشگیری از وقوع چنین حوادثی را تعیین نماییم.
هنگام خمکاری چه اتفاقی برای میلگرد میافتد؟
در فرآیند خمکاری بخش داخلی قوس تحت فشار و بخش خارجی تحت کشش قرار میگیرد. با کوچکتر شدن شعاع خم و افزایش زاویه میزان کشش در سطح خارجی میلگرد به شدت بالا میرود. اگر فولاد شکل پذیری کافی نداشته باشد یا تجهیزات به درستی استفاده نشوند، در همین مرحله ترکهای ریزی در سطح خارجی ایجاد میشود. تداوم این فرآیند باعث گسترش این ترکها و در نهایت گسیختگی کامل میلگرد خواهد شد.
بنابراین نباید تنها به دنبال شکست کامل میلگرد باشید زیرا سلامت آن را تضمین نمیکند. وجود هرگونه ترک مویی یا سطحی در ناحیه خم نشان دهنده آسیب دیدگی ساختاری است. در نتیجه مشاهده این نقصها باید به عنوان موردی جدی در کنترل کیفیت در نظر گرفته شود.
مهمترین دلایل شکستن میلگرد هنگام خمکاری
شکستن میلگرد در فرایند خمکاری معمولاً ناشی از عوامل مختلفی است که میتواند استحکام نهایی سازه را به طور جدی به خطر بیندازد. این عوامل شامل:
کیفیت پایین یا نامناسب بودن ترکیب شیمیایی میلگرد
یکی از عوامل اصلی گسیختگی میلگرد در حین خمکاری عدم انطباق ترکیب شیمیایی فولاد با استانداردهای شکل پذیری است. میزان عناصر آلیاژی همچون کربن و منگنز مستقیماً بر رفتار مکانیکی میلگرد تأثیر میگذارد. به طوری که افزایش بیش از حد کربن سختی فولاد را بالا برده و شکل پذیری آن را کاهش میدهد. در چنین حالتی میلگرد به جای تغییر شکل تدریجی در برابر نیروهای کششی و خمشی دچار شکست میشود.
بنابراین استفاده از محصولات فاقد کنترل کیفی دقیق ریسکهای ساختاری جبران ناپذیری را به پروژهها تحمیل میکند. در این میان تأمین مقاطع فولادی از فولاد فیدار راهکاری تضمین شده برای پروژهها میباشد. این مجموعه با پایبندی به استانداردهای ملی و ارائه گزارشهای دقیق کنترل کیفیت، اصالت و سلامت متریال را تضمین کرده و آرامش خاطر را برای مجریان و مهندسان سازه فراهم میآورد.
انتخاب اشتباه گرید میلگرد
رفتار میلگردها در برابر عملیات خمکاری یکسان نیست. هر میلگرد بر اساس گرید و ترکیب شیمیایی خود میزان مشخصی از مقاومت و شکل پذیری دارد. به همین دلیل برخی میلگردها برای خمکاریهای عمومی بسیار مناسباند اما برخی دیگر در برابر خمهای شدید حساستر هستند و برای جلوگیری از ترک خوردگی نیاز به تجهیزات دقیقتر و شعاع خم بزرگتری دارند.
اگر از گرید نامناسب برای اجرای قطعاتی مثل خاموت یا سنجاقی استفاده شود، احتمال شکست میلگرد به شدت افزایش مییابد. به همین دلیل برای مدیریت ریسک و حفظ ایمنی سازه ضروری است پیش از شروع عملیات مشخصات فنی درج شده روی بندیل، گواهی آنالیز و استاندارد محصول را بررسی کنید تا از تناسب میلگرد با نوع کاربری اطمینان حاصل شود.
خم و راست کردن مجدد میلگرد
خم و راست کردن مکرر میلگرد با کاهش چشمگیر شکل پذیری و ایجاد ریزترکهای نامرئی ساختار آن را تضعیف میکند. این آسیبهای پنهان میلگرد را در برابر خمکاری مجدد یا بارهای سازهای دچار شکست ترد میسازد. به همین دلیل میلگرد باید فقط یک بار به شکل نهایی خم شود و از اصلاحات پیدرپی اجتناب گردد.
خمکاری میلگرد در دمای بسیار پایین
دمای محیط یکی از متغیرهای حیاتی در تعیین رفتار مکانیکی فولاد است. در دماهای پایین بسیاری از گریدهای فولادی دچار پدیده کاهش شکل پذیری میشوند. به این معنا که میلگرد به جای تغییر شکل منعطف رفتاری ترد از خود نشان داده و در برابر تغییر شکلهای ناگهانی دچار گسیختگی است.
از این رو رعایت الزامات فنی مربوط به دمای عملیات مطابق با دستورالعملهای پروژه الزامی اجتناب ناپذیر است. همچنین باید توجه داشت که استفاده از حرارت مستقیم جهت اصلاح وضعیت میلگرد اقدامی حساس است که هرگز نباید بدون تأیید مهندس ناظر و بر اساس پروتکلهای فنی دقیق انجام شود.
استفاده از دستگاه خمکاری نامناسب
هماهنگی میان مشخصات دستگاه خمکاری با قطر، گرید و تعداد میلگردهای مورد نظر از اصول بنیادین در اجرای صحیح آرماتور بندی است. استفاده از تجهیزاتی که توان آنها کمتر از نیاز عملیاتی باشد، موجب اعمال نیرو بهصورت ناگهانی و غیریکنواخت به مقطع میلگرد میگردد که خود زمینه ساز ایجاد تنشهای پیش بینی نشده است.
علاوه بر این استفاده از تجهیزات غیراستاندارد یا فرسوده که دارای مشکلاتی مانند سرعت نامناسب، فرسودگی غلتکها، لرزش غیرعادی، عدم تنظیم دقیق زاویه و نبود کنترل بر شعاع خم هستند، باعث اعمال فشار نقطهای و تمرکز تنش در نقاط حساس میشود. این عوامل مجموعاً در کنار هم پایداری ساختاری میلگرد را مختل کرده و احتمال گسیختگی آن را در حین عملیات به شدت افزایش میدهند.
کوچک بودن شعاع خم میلگرد
زمانی که فرآیند خمش با شعاعی کمتر از حد مجاز انجام شود، توزیع تنشها به شدت نامتعادل میشود. به طوری که الیاف بیرونی تحت کششی فراتر از حد تحمل قرار گرفته و الیاف داخلی نیز دچار فشردگی شدید میشوند. این پدیده بهویژه در میلگردهای با قطر بالا، آجدار و یا گریدهای با مقاومت بالا ریسک ایجاد ترکهای سطحی و در نهایت گسیختگی کامل مقطع را افزایش میدهد.
تعیین شعاع خم مناسب یک فرآیند محاسباتی است که باید بر اساس قطر میلگرد، نوع فولاد، گرید مشخص و الزامات آیین نامهای انجام پذیرد. در این راستا استفاده از محصولات شرکت فولاد فیدار که با دقت بالا و بر اساس استانداردهای دقیق تولید میشوند، اطمینان خاطر لازم را برای مهندسان فراهم میکند تا در صورت رعایت شعاعهای مجاز با خیالی آسوده از استحکام و یکپارچگی میلگرد در حین عملیات اجرایی مطمئن باشند.
وجود زنگزدگی شدید یا خوردگی سطحی
خوردگی شدید با کاهش سطح مقطع مفید و ایجاد حفرههای سطحی، باعث تنش میلگرد میشود که این نواحی ضعیف هنگام خمکاری به نقاط بحرانی برای ترک خوردگی یا شکست تبدیل میشوند. میلگردهای انبار شده در محیطهای مرطوب یا شیمیایی باید پیش از عملیات خمکاری از نظر سلامت ساختاری و عدم خوردگی عمیق بهدقت بازرسی شوند.
خمکاری در محل نامناسب میلگرد
در برخی نواحی میلگرد ممکن است دچار نقصهایی همچون وصله، جوش، خوردگی، تغییر مقطع یا آسیبهای مکانیکی باشد. انجام عملیات خمکاری در این نقاط میتواند منجر به تمرکز تنش و شکست ناگهانی شود.
همچنین خمکاری در نزدیکی محلهای اتصال یا جوش در صورت عدم رعایت الزامات فنی میتواند خواص مکانیکی میلگرد را تضعیف کند. به همین دلیل ضروری است محل خمکاری با رعایت حداکثر فاصله ممکن از نواحی آسیب دیده صورت گیرد.
جمع بندی
شکستن میلگرد هنگام خمکاری معمولاً نتیجه یک عامل نیست. ترکیبی از کیفیت پایین فولاد، گرید نامناسب، شعاع خم کوچک، دستگاه فرسوده یا نامناسب، خوردگی و اجرای نادرست میتواند عامل آن باشد.
جهت پیشگیری از شکستگی میلگرد بررسی مشخصات فنی، استفاده از دستگاههای مناسب مطابق نقشه و پرهیز از خمکاری مکرر یا گرم کردن غیرمجاز الزامی است. همچنین خرید از فولاد فیدار با تضمین کیفیت محصولات بهترین راهکار برای ارتقای سلامت سازه و جلوگیری از هزینههای اضافی ناشی از خرابیهای احتمالی است.
