5/5
1رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

بتن، به ‌تنهایی مقاومت تسلیم بسیار کمی دارد. مقاومت تسلیم نشان ‌دهنده میزان نیروی لازم برای کشیدن یک جسم از جمله طناب، سیم یا تیرهای ساختمانی، تا جایی است که جسم به مرز شکستن برسد. از این ‌رو، معمولاً برای تقویت سازه ‌های بتنی از میله‌ های فولادی، یا میلگرد ، استفاده می ‌شود. مقاومت و استحکام بالای میلگرد و همچنین توانایی آن در تحمل وزن و فشار زیاد باعث شده است که کاربردهای تجاری و صنعتی این محصول ساختمانی بسیار گسترده و وسیع باشد. میلگرد محصولی است که از وزن چهارچوب سازه‌ های مختلف، از پل ‌ها گرفته تا آسمان‌ خراش ‌ها را تحمل می‌ کند و به‌ واسطه ماندگاری و استحکام، بسیار قابل‌ توجه خود شناخته می ‌شود.

طراحی و نصب نامناسب میلگردها باعث ایجاد ترک در سازه و عدم موفقیت عملیات ساخت می ‌شود. در صورت استفاده از میله ‌های تقویت ‌کننده باید از نحوه صحیح اتصال، مشکلات احتمالی و نحوه نگه ‌داری از آنها کاملاً آگاهی داشته باشید و از اصلاح و رسیدگی به هر کدام از این موارد اجتناب نکنید. از مهم ‌ترین عوامل مؤثر بر تخریب و شکستن میلگردهای فولادی می‌ توان به خمکاری و زنگ‌ زدگی اشاره کرد. هر دو این عوامل منجر به تضعیف ساختار شده و احتمال شکستن میلگردها را افزایش می ‌دهد. در بخش‌ های دیگر این مطلب اطلاعات کاربردی بیشتری در خصوص این دو عامل مؤثر در اختیار شما قرار خواهیم داد.

مشاهده نسخه pdf علت شکستن میلگرد و جلوگیری از آن

علت خم میلگرد

علت خم میلگرد

میلگرد در توده های بتنی جاساز شده و این میله ‌های فولادی قسمت عمده ‌ای از بار تسلیم وارده بر بتن را بر دوش می ‌کشند. از میلگرد برای مقاومت در برابر تنش، گسترش ترک و کنترل عرض شکاف‌ ها استفاده می ‌شود. با این‌ حال، مهم ‌ترین کاربرد این میله‌ های تقویت ‌کننده، محافظت از سازه در برابر گسیختگی شکننده یا ترد است. پارامترهای مکانیکی میلگرد عبارتند از: مقاومت تسلیم، مقاومت نهایی و کشیدگی. متأسفانه، عدم پیروی از قوانین ساختمان‌ سازی در حین نصب میلگرد می‌ تواند موجب بروز مشکلاتی شود که تمامیت ساختاری ساختمان را به خطر می ‌اندازند. از این‌ رو، توجه به مشکلات احتمالی در مراحل اولیه ساخت‌ و ساز می تواند از بروز مشکلات پیچیده ‌تر و خطرناک ‌تر جلوگیری کند.

واکنش داخلی تیرهای ساختمانی را می‌ توان با شکستن یک قطعه چوب بر زانو مقایسه کرد. همان ‌طور که می ‌دانید، در زمان اعمال نیرو به چوب، خرده ‌های نزدیک زانو به سمت میانی چوب فشرده می ‌شوند، در حالی ‌که خرده ‌های میانی از میانه چوب دور می ‌شوند؛ واکنش داخلی تیر نیز تقریباً به همین شکل است. برای مثال، یک تیر ساختمانی ساده را در نظر بگیرید (تیری که از هر دو طرف بر روی یک پایه قرار دارد). بار مرده (یا همان وزن تیر) باعث خم شدن یا شکم آوردن تیر می ‌شود. حال، از مرکز تیر تا قسمت پایینی آن، نیروهای وارده موجب کشش و بلندتر شدن قسمت پایینی تیر می ‌شوند. در این صورت این لایه، تحت‌ فشار و کشش خواهد بود و برای کاهش این فشار از میله‌ های تقویت‌ کننده استفاده می ‌شود. با ترکیب بتن و فولاد، مقاومت تسلیم تیر افزایش‌ یافته و از شکستن و ترک برداشتن تیر جلوگیری می ‌شود. تنها در مرکز تیر، مابین تنش فشار و تنش تسلیم، هیچ‌ گونه تنشی وجود ندارد و کاملاً خنثی است.

این موقعیت برای تیرهای بلند یکسان نیست، زیرا این تیرها بر روی بیش از دو پایه نصب می ‌شوند. بنابراین، تیر تنها در یک‌ جهت خم نمی ‌شود و جهت آن پس از عبور از پایه ‌های میانی تغییر می ‌کند. به ‌منظور افزایش مقاومت بتن در مواجهه با این تنش ‌ها، مهندسان به‌ گونه ‌ای میلگردهای تقویت‌کننده را خم می‌کنند که فولاد دقیقاً در محلی که تنش ‌های کششی روی می ‌دهد وارد بتن می ‌شود. به همین دلیل در برخی مواقع، شاهد نوعی الگوی زیگزاگ در پروسه خمکاری میله ‌های تقویت‌ کننده خواهیم بود. اتصال از میلگرد به میله بعدی، اتصال انتهای هر میله به بتن و اتصال دو میله با روی‌هم قرار دادن آنها، برخی از راه‌های مؤثر بر افزایش و حفظ استحکام اتصالات سازه هستند.

استانداردها و محدودیت‌ های خمکاری میلگرد

استانداردها و محدودیت‌ های خمکاری میلگرد

میلگرد از فولاد ساخته‌ شده است و میزان تحمل بار فولاد پیش از شکافتن و شکستن محدود است. در اغلب موارد، مشکلی در خمکاری آرام و تدریجی میلگردها بروز نمی ‌کند و بدین منظور از خم‌ کن ‌های دستی و هیدرولیک استفاده می ‌شود. با این ‌حال، در پروسه خمکاری، قسمت بیرونی میلگرد تا حدی کشیده و قسمت داخلی فشرده می‌ شود؛ در این صورت، اگر حد کشش میلگرد در نظر گرفته نشود، این پروسه منجر به پارگی، شکاف و در نهایت، شکستن میلگردهای فولادی خواهد شد. میلگرد کاملاً شکننده نیست، لیکن حد انعطاف مشخصی دارد. میلگردها در مقیاس‌ های مختلف موجود هستند؛ برای مثال، مقیاس “30” (30,000 PSI) به ‌سختی و استحکام میلگرد “60” نیست، انعطاف بیشتری دارد و احتمال شکاف و شکستن آن کمتر است.

از عوامل مؤثر بر ایجاد شکاف و شکستن میلگردها می ‌توان به حرارت، برای مثال استفاده از مشعل برش، اشاره کرد. در این صورت، فولاد “آبدیده” و “سخت” می‌ شود و میزان شکنندگی آن افزایش می ‌یابد. خمکاری مستمر میلگرد، که موجب “افزایش سختی کرنشی” می‌ شود نیز می ‌تواند احتمال شکستن میلگرد و شکنندگی آن را افزایش دهد. مگر در صورت استفاده از میلگردهای قابل “جوشکاری”، جوشکاری نیز همین واکنش را در بر خواهد داشت، زیرا جوشکاری باعث از بین رفتن تمامیت ساختاری میلگرد می ‌شود. به همین دلیل، معمولاً از مشعل برای خمکاری و یا برش میلگرد استفاده نمی ‌شود و جوشکاری میلگرد نیز بر اساس قوانین ساختمان‌ سازی ممنوع است.

زنگ زدگی میلگرد در بتن

یکی از علائم پاتولوژیک مهم که موجب زوال هر چه سریع ‌تر ساختارهای تقویت‌ شده می‌ شود، زنگ ‌زدگی یا خوردگی میلگرد است. ترک، کاهش استحکام اتصالات، کاهش سطح تقاطع فولاد و کاهش تعمیر پذیری یک ساختار بتنی، از جمله عواقب زنگ ‌زدگی میلگردهای فولادی هستند. عوامل مؤثر بر سرعت زنگ ‌زدگی عبارتند از: حضور اکسیژن، سطح رطوبت، نفوذپذیری بتن، مواد دارای کلرید، دما و عمق کربناسیون. بهترین راه برای جلوگیری از پیشرفت سریع زنگ ‌زدگی، کنترل این عوامل است. مناطقی چون خلیج‌ فارس دارای خشن ‌ترین آب ‌و هوا برای سازه ‌های بتنی هستند که باعث می ‌شود برخی ساختارها هر 10 تا 15 سال نیازمند تعمیرات و ارزیابی کامل باشند. شواهد نشان می‌ دهند استحکام اتصال میان بتن و میلگرد معمولاً در بالای بنا کمتر از پایین سازه است و دلیل آن وجود قسمت ‌هایی است که به دلیل تماس با ترکیبات بتنی جدید تضعیف می ‌شوند. طبیعت قلیایی بتن از زنگ‌ زدگی میلگرد جلوگیری می ‌کند؛ با این ‌حال، عوامل دیگری باعث زنگ ‌زدگی میلگرد در طولانی ‌مدت خواهند شد. زنگ ‌زدگی میله‌ های فولادی و عدم رسیدگی صحیح به آن، منجر به سستی ساختارهای بتنی و در نهایت، فروپاشی سازه می ‌شود.

انواع زنگ‌ زدگی میلگرد در بتن

انواع زنگ‌ زدگی میلگرد در بتن

زنگ ‌زدگی میله ‌های تقویت ‌کننده فولادی معمولاً نتیجه نوعی واکنش الکتروشیمیایی است. در این صورت، آندها (الکترود مثبت) و کاتدهای (الکترود منفی) کوچکی در سطح فولاد تشکیل‌ شده و جریان یون ‌ها در میان این الکترودها موجب زنگ ‌زدگی و شکستن میلگردها می ‌شود. زنگ ‌زدگی در میله های تقویت کننده فولادی دو نوع دارد:

  • خوردگی شیاری

ممکن است برخی محلول‌ها در شیارهای کوچک سازه بتنی راکد باقی بمانند. در این صورت، واکنش گوناگون یون ‌های موجود در املاح موجب تشکیل آندها و کاتدها در محلول خواهد شد. این الکترودها به جریان یون‌ها دامن زده و به‌تدریج، خوردگی یا زنگ ‌زدگی ایجاد می‌ شود.

  • خوردگی حفره ‌ای

این نوع زنگ ‌زدگی مربوط به انفعال زدایی قسمت ‌های کوچکی از میله ‌های تقویت‌ کننده فولادی است. در این موقعیت، تنها بخش ‌های خاصی از فولاد تحت تأثیر قرار گرفته و حفره‌ ها و سوراخ‌ های کوچکی در سطح فولاد تشکیل می ‌شود.

جلوگیری از زنگ زدن میلگرد

تماس مقطعی یون ‌های کلرید با سطح موجب از بین رفتن سطوح غیر فعال می ‌شوند. علاوه بر این، واکنش کربن دی ‌اکسید موجود در جو نیز می ‌تواند بر خنثی‌ سازی سطح بتن تأثیرگذار باشد. در صورت از بین رفتن سطوح غیر فعال و خنثی‌ سازی سطح بتن، احتمال زنگ ‌زدگی میله ‌های تقویت ‌کننده فولادی بیشتر خواهد شد. عوامل اصلی زنگ ‌زدگی و خوردگی میلگردها عبارتند از:

  1. از بین رفتن محیط قلیایی به‌ واسطه کربوناسیون: زمانی که سطح فولاد در تماس با جو باشد، سطح فولاد دچار زنگ ‌زدگی می ‌شود و زنگ ‌های تولید شده به‌ تدریج از سطح جدا می‌ شوند.
  2. از بین رفتن محیط قلیایی به ‌واسطه یون ‌های کلرید: یون ‌های کلرید می ‌توانند حالت قلیایی بتن را از بین ببرند.
  3. شکاف در سطح بتن: شکاف ‌های موجود در سطح باعث می‌ شوند میلگردها با هوا در تماس باشند و احتمال کربناسیون آنها بیشتر شود.
  4. مسیرهای منتقل ‌کننده رطوبت: مرطوب کردن منظم بتن باعث رسیدن آب به میلگردها می ‌شود. در این موقعیت، آب با نفوذ از منافذ یا شکاف ‌های موجود در سطح به مصالح زیرین می ‌رسد و موجب زنگ ‌زدگی و خوردگی میلگردها می‌ شود.
  5. پوشش ناکافی: عدم وجود لایه مناسبی از بتن بر روی میلگردها.

نتیجه ‌گیری

امروزه، یکی از متداول ‌ترین راه ‌های کاهش فشار برسازه‌ های بتنی، استفاده از میله ‌های تقویت ‌کننده فولادی، یا میلگرد است. از مهم ‌ترین نقش‌ های این میله‌ های فولادی می ‌توان به افزایش مقاومت تسلیم، کاهش احتمال فروپاشی و در نتیجه، ماندگاری بیشتر بناهای بتنی اشاره کرد. با این ‌حال، عدم رسیدگی به میله ‌های فولادی و نداشتن اطلاعات کافی در خصوص نحوه نصب آنها می ‌تواند منجر به بروز مشکلات جدی و خطرناک در سازه شود. اولین قدم برای جلوگیری از بروز این مشکلات، آگاهی از عوامل مؤثر بر تضعیف و یا شکستن میلگردهاست. همان ‌طور که گفته شد، پروسه خمکاری و زنگ ‌زدگی یا خوردگی از جمله مواردی هستند که می ‌توانند با تأثیر بر سطح و ساختار، موجب تخریب و شکستن میلگردهای فولادی شوند. استفاده از اطلاعات و دانش فنی در این زمینه می ‌تواند از بروز بسیاری مسائل ناخواسته و خطرناک در پروسه ساخت و ساز سازه ‌های بتنی جلوگیری کند.

5/5
1رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید

0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
    0

    سوالات و نظرات کاربران

    اختیاری

    اشتراک گذاری

    تماس 03135155000 03135156000 0