حداقل قطر خم براي ميلگردهاي مختلف

خم کردن میلگرد با قطری کمتر از حد مجاز، تنش های موضعی شدیدی در فولاد ایجاد کرده و باعث ترک های میکروسکوپی در سطح آن می شود . این ترک ها به مرورزمان، به ویژه در مجاورت مواد شیمیایی یا رطوبت بالا،می توانند به نقاط تمرکز خوردگی تبدیل شوند و شکل پذیری فولاد را کاهش دهند . به همین دلیل، رعایت ضوابط فنی و اجرایی برای حداقل قطر خم ميلگردها یک الزام حیاتی است .

اجرای صحیح آرماتوربندی، نقش مستقیمی در دوام بتن دارد و زمینه را برای عملکرد مطلوب سایر اجزای سازه فراهم می کند . نقص در خم کاری، می تواند منجر به کاهش پوشش بتن (کاور) یا ایجاد فضاهایی برای نفوذ آب شود . اینجاست که اهمیت محصولات تکمیلی مانند محصولات آب بند كننده های بتن نمایان می شود؛ زیرا کیفیت اجرای سازه با استفاده از این محصولات تکمیل می شود و دوام آن در برابر عوامل محیطی تضمین می گردد . استفاده از مصالح استاندارد در کنار اجرای بی نقص، ضامن طول عمر سازه است .

اصول كلي بريدن و خم كردن ميلگرد

عملیات بریدن و خم کردن میلگرد باید صرفاً بر اساس نقشه های اجرایی و مشخصات فنی ارائه شده توسط مهندس ناظر و محاسب انجام گیرد . هرگونه تغییر در ابعاد، طول یا قطر خم باید با مجوز رسمی صورت پذیرد. این عملیات شامل رعایت نکات بسیار مهمی است که سلامت مکانیکی میلگرد را حفظ می کند.

نکات کلیدی در عملیات برش و خم:

برش: برش میلگردها باید با استفاده از وسایل مکانیکی مانند گیوتین یا دستگاه های برش لنگر انجام شود . استفاده از هوای داغ (مشعل) یا روش هایی که منجر به ایجاد تنش حرارتی بالا در فولاد می شوند، قویاً ممنوع است. دستگاه های برش باید تیغه های سخت کاری شده و قوی داشته باشند تا لبه های برش تمیز و بدون اعوجاج باشد.
خم کاری سرد (Cold Bending): طبق تمامی استانداردها، از جمله مقررات ملی ساختمان (مبحث نهم)، خم کاری میلگرد باید تنها به روش سرد انجام شود. خم سرد فرآیندی است که در آن تغییر شکل پلاستیک فولاد بدون افزودن حرارت خارجی صورت می گیرد.
ممنوعيت حرارت: استفاده از حرارت موضعی (دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتی گراد) در فرآیند خم کردن میلگردهای با مشخصات S-400، S-500 یا معادل های AIII و AIV کاملاً ممنوع است، زیرا حرارت بالا خواص مکانیکی میلگرد،به ویژه تنش تسلیم و شکل پذیری آن را به شدت کاهش می دهد. در صورت نیاز به خم کاری مجدد میلگردهای خاص، باید از مهندس طراح تأییدیه گرفته شود.
ممنوعيت خم كاري ميلگرد داخل بتن: خم کردن میلگردهایی که قبلاً در بتن کار گذاشته شده اند و سختی یافته اند، بدون کسب مجوز کتبی از مهندس ناظر ممنوع است . این عمل می تواند باعث آسیب دیدن چسبندگی میلگرد به بتن اطراف شده و در نتیجه عملکرد سازه را تضعیف کند .

رعایت این اصول اجرایی در کنار دقت در عملیات کف سازی صنعتی و نصب تجهیزات،نشان دهنده تعهد پروژه به کیفیت در تمامی مراحل کارگاهی است.

حداقل قطر خم ميلگردها

هدف اصلی از تعیین حداقل قطر خم، جلوگیری از تمرکز تنش در ناحیه خم،کاهش احتمال ترک خوردگی در فولاد و همچنین اطمینان از عدم لهیدگی یا ترک خوردگی در بتن داخلی گوشه خم است . قطر خم باید به اندازه ای بزرگ باشد که تنش کششی در سمت بیرونی خم، از ظرفیت شکل پذیری فولاد تجاوز نکند.

حداقل قطر فلكه خم كن (Mandrel Diameter)

قطر فلكه (قالب) خم کن،که میلگرد به دور آن پیچیده می شود، نقش کلیدی در تعیین کیفیت خم نهایی دارد. هرچه مقاومت فولاد بالاتر باشد (مثل میلگردهای سخت کاری شده)، نیاز به فلكه با قطر بزرگ تری خواهیم داشت تا از شکست زودرس جلوگیری شود.

استانداردهای بین المللی و ملی،میلگردها را بر اساس مشخصات مکانیکی دسته بندی می کنند. به طور خلاصه:

نوع میلگرد (استانداردهای قدیمی)	نوع میلگرد (استانداردهای جدید)	مشخصه فولاد	ضرورت قطر بزرگتر
A-I	S-240	نرم و نیمه نرم	کمترین قطر خم
A-II	S-340 / S-350	آجدار	قطر خم متوسط
A-III	S-400	آجدار سخت	قطر خم بزرگتر
A-IV	S-500	سخت کاری شد��	بزرگترین قطر خم

توضيح عملي:

میلگردهای رده بالا (مانند S-500) دارای استحکام کششی بسیار بالایی هستند، اما شکل پذیری (Ductility) کمتری نسبت به میلگردهای رده پایین (S-240) دارند . وقتی میلگردی با شکل پذیری کم در اطراف یک فلکه کوچک خم می شود،تنش کششی در سطح بیرونی آن به سرعت به مرز شکست نزدیک می شود و امکان ایجاد ترک های ریز وجود دارد که به مرور زمان تحت خستگی یا بارهای لرزه ای می توانند گسترش یابند. لذا، میلگردهای سخت تر باید با قطر بزرگ تر خم شوند تا تنش به صورت ملایم تری توزیع گردد.

جدول حداقل قطر خم براي ميلگردهای مختلف

در استانداردهای مهندسی،حداقل قطر خم (D) بر حسب ضریبی از قطر اسمی میلگرد ($\phi$) تعیین می شود . این ضریب برای میلگردهایی که به عنوان آرماتورهای اصلی یا طولی استفاده می شوند،معمولاً بین ۴ تا ۸ برابر قطر میلگرد متغیر است.

قوانین کلی برای میلگردهای طولی (غیر از خاموت):

میلگردهای با قطر کمتر از ۲۰ میلی متر (مانند A-I و A-II): معمولاً به حداقل قطر خم $4\phi$ نیاز دارند.
میلگردهای با قطر ۲۰ میلی متر و بیشتر (مانند A-III و A-IV): به دلیل سختی بیشتر و احتمال ترک خوردگی، نیاز به قطر خم $6\phi$ تا $8\phi$ دارند.

توجه ویژه به رده فولاد:

میلگردهای AIII و AIV (S-400 و S-500) دارای حساسیت بالایی در برابر خم کاری هستند. ناظر کارگاه باید اطمینان حاصل کند که دستگاه خم کن مجهز به فلكه هایی با قطر مناسب برای این رده ها باشد. خم کردن این میلگردها با فلكه کوچک می تواند منجر به شکست ترد در هنگام زلزله شود.

قطر میلگرد اسمی ($\phi$)	نوع فولاد (مثال)	حداقل قطر خم (D) (ضریب $\phi$)
$\phi \le 10$ mm	S-240 / S-340	$4\phi$
$12 < \phi \le 25$ mm	S-350 / S-400	$6\phi$
$\phi > 25$ mm	S-400 / S-500	$8\phi$

تجهيزات و ابزارهای خم كردن ميلگرد

انتخاب تجهیزات مناسب برای خم کاری، مستقیماً بر سرعت، دقت و کیفیت عملیات اجرایی تأثیر می گذارد.

۳-۱. خم كن دستي

از خم کن های دستی معمولاً برای میلگردهای با قطر کوچک (تا حدود ۱۶ میلی متر) و در پروژه های کوچک یا بخش هایی با حجم خم کاری کم استفاده می شود. مزیت این ابزارها سادگی و قابلیت حمل آن ها است، اما دقت و سرعت آن ها پایین است و احتمال خطای انسانی در رعایت قطر خم استاندارد بالاتر می رود.

۳-۲ . خم كن مكانيكي (Bending Machine)

در پروژه های بزرگ با حجم بتن و آرماتوربندی بالا، استفاده از خم کن های مکانیکی الزامی است . این دستگاه ها قابلیت نصب فلكه های با قطرهای مختلف را دارند و نیروی لازم برای خم کردن میلگردهای قطور (تا ۵۰ میلی متر) و رده بالا را تأمین می کنند .

توصیه تخصصی:

برای پروژه هایی که حجم آرماتوربندی زیادی دارند،استفاده از دستگاه های خم کن CNC (کنترل عددی کامپیوتری) توصیه می شود . این دستگاه ها نه تنها سرعت را به شکل چشمگیری افزایش می دهند،بلکه دقت را به حدی می رسانند که قطر خم در تمامی میلگردها یکسان باشد.

تأثير دقيق بودن خم كاري:

دقت در خم کاری، به ویژه در محل تقاطع آرماتورها و محل های اتصال، بسیار حیاتی است. خم های نامنظم یا با شعاع کم می توانند باعث شوند که میلگردها از جای خود خارج شده و پوشش بتن کافی را فراهم نکنند. این امر به نوبه خود، فضای کافی برای عبور سنگدانه ها در هنگام بتن ریزی باقی نمی گذارد و منجر به ضعف های ساختاری مانند کرموشدگی یا تجمع حباب هوا در بتن می شود که عملکرد بتن را کاهش می دهد.

شرايط محيطي و اصول اجرايي خم كردن ميلگرد

علاوه بر قطر خم، شرایط محیطی حاکم بر کارگاه نیز تأثیر زیادی بر شکل پذیری فولاد دارد و باید مدیریت شود.

نكات مهم در دما و اجرا

كاهش سرعت در هواي سرد: با کاهش دما،شکل پذیری فولاد کاهش می یابد و احتمال ایجاد ترک های میکروسکوپی افزایش می یابد. در هوای سرد (به ویژه نزدیک به صفر درجه سانتی گراد)، باید سرعت خم کاری به شکل قابل توجهی کاهش یابد.
ممنوعيت خم كاري در دماي خيلي پايين: خم کاری میلگردها در دمای زیر ۵- درجه سانتی گراد باید قویاً ممنوع شود، مگر اینکه تمهیدات خاصی برای گرم کردن موضعی میلگرد (بدون تجاوز از دمای مجاز ۱۰۰ درجه) در نظر گرفته شده باشد.
اهميت شكل پذيري و رابطه با ايمني: شکل پذیری فولاد در یک سازه لرزه خیز،یک ویژگی حیاتی برای ایمنی است. اگر عملیات خم کاری به درستی انجام نشود،میلگردها قبل از اینکه به ظرفیت نهایی خود برسند، دچار شکست ترد (Brittle Fracture) می شوند. رعایت استاندارد حداقل قطر خم، تضمین کننده حفظ شکل پذیری و ظرفیت جذب انرژی است.

ضوابط خم خاموت ها (Stirrups)

خاموت ها، میلگردهای برشی هستند که ستون ها و تیرها را احاطه کرده و مقاومت آن ها را در برابر نیروهای برشی افزایش داده و از کمانش میلگردهای طولی جلوگیری می کنند. خاموت ها اغلب با قطر کمتری نسبت به آرماتورهای طولی ساخته می شوند، اما ضوابط خم آن ها حساسیت ویژه ای دارد.

ضوابط خم انتهایی خاموت ها (Hook Length):

بر اساس مقررات استاندارد، انتهای خم خاموت باید به اندازه ای باشد که بتواند نیروی کششی را به طور مؤثر به بتن منتقل کند. خم های انتهایی خاموت ها معمولاً به صورت ۱۳۵ درجه یا ۹۰ درجه اجرا می شوند و طول قلاب (خم) باید استاندارد باشد .

قطر خم خاموت:

میلگردهای با قطر ۱۰ میلی متر و کمتر: حداقل قطر خم برای خاموت ها و میلگردهای فرعی با قطر کم، معمولاً $4\phi$ است .
میلگردهای خاموت با قطر ۱۲ میلی متر و ۱۶ میلی متر: این قطرها بسته به نوع فولاد می توانند تا $6\phi$ افزایش یابند.

توجه: اندازه قطر فلكه خم کن برای خاموت ها باید با دقت بالایی انتخاب شود تا خم به صورت تیز (Sharp) نباشد و در عین حال، فضای کافی برای جایگیری بتن در داخل قلاب فراهم گردد.

كنترل قطر و انبارداري ميلگردها

مدیریت میلگردها در کارگاه شامل دو مرحله حیاتی است: کنترل کیفیت و انبارداری صحیح.

لزوم كنترل قطر با ابزار دقيق

هرچند قطر اسمی میلگردها مشخص است،اما کنترل دقیق قطر واقعی در کارگاه ضروری است. این کار باید با استفاده از ابزارهای دقیق مانند کولیس یا میکرومتر انجام شود و نه صرفاً با چشم سنجی یا اندازه گیری تقریبی. این کنترل تضمین می کند که قطر میلگرد استفاده شده در محاسبات طراحی،با قطر واقعی تطابق داشته باشد و ضریب پوشش بتن به درستی حفظ شود.

انبارداري و جلوگيري از زنگ زدگي

جداسازی: میلگردها باید بر اساس قطر و نوع (A2, A3, A4) در کارگاه جداسازی و انبار شوند تا از اشتباه در هنگام برش و خم کاری جلوگیری شود.
اهميت انبارداري صحيح: میلگردها باید در محلی تمیز و دور از تماس مستقیم با زمین (با استفاده از تخته یا چوب زیرین) انبار شوند و در صورت امکان، با پوشش پلاستیکی در برابر باران محافظت شوند .

پیامد زنگ زدگی:

زنگ زدگی (اکسید آهن) میلگرد نه تنها سطح مقطع آن را کاهش می دهد، بلکه پوشش بتن را تخریب می کند . در سازه هایی که نیاز به دوام بالا دارند و از محصولات آب بند كننده های بتن یا رنگ های ساختماني و صنعتي (مانند پوشش های اپوکسی محافظتی) استفاده می کنند، وجود حتی زنگ زدگی خفیف می تواند اثرات جدی داشته باشد. زنگ زدگی باعث کاهش چسبندگی بین فولاد و بتن می شود و در صورت گسترش، حجم پیدا کرده و منجر به ترک خوردگی بتن می شود. بنابراین،کنترل کیفیت میلگرد قبل از خم کاری و آرماتوربندی، یک بخش جدایی ناپذیر از دوام سازی است.

نكات اجرايي مهم قبل از خم كاري

برای اطمینان از صحت و تکرارپذیری عملیات خم کاری،رعایت چند نکته اجرایی ضروری است:

ترسيم شكل واقعي خم روي زمين

قبل از شروع به خم کردن تعداد زیادی میلگرد، بهتر است شکل و ابعاد دقیق خم مورد نیاز را (به ویژه برای خاموت ها و اتصالات خاص) بر روی یک سطح صاف یا یک صفحه فلزی ترسیم کرد. این کار به عنوان یک مرجع بصری برای اپراتور دستگاه خم کن عمل می کند.

استفاده از قالب كنترلي (Template)

برای خم های تکراری، استفاده از قالب های کنترلی فلزی (شابلون) ضروری است. پس از خم کردن اولین میلگرد، آن را با شابلون تطبیق داده و از صحت قطر خم و زوایای آن اطمینان حاصل می شود. استفاده از شابلون،دقت و سرعت کار را افزایش می دهد و از بروز اختلاف در قطر خم بخش های مختلف میلگرد جلوگیری می کند.

جلوگيري از تغيير قطر خم

اپراتور باید مطمئن شود که در طول عملیات،قطر فلکه خم کن تغییر نکند و میلگرد کاملاً به دور فلکه فشرده شود. خم اشتباه یا خم مجدد (Re-Bending) میلگردهای رده بالا (AIII و AIV) قویاً ممنوع است، زیرا این عمل تنش های کششی و فشاری اضافی ایجاد کرده و منجر به کاهش جدی مقاومت می شود و می تواند ترک خوردگی ناشی از خم اشتباه را تشدید کند .

نکته پایانی:

گاهی در اتصالات و نقاط حساس سازه، از گروت و مواد ثابت سازی برای پر کردن فضای خالی و انتقال دقیق بار استفاده می شود. اگر خم کاری میلگردها به درستی انجام نشده باشد، این امر می تواند در فرآیند نصب گروت یا اجرای اتصالات نیز اختلال ایجاد کند و انتقال بار را مختل سازد .

جمع بندی

رعایت ضوابط فنی برای حداقل قطر خم ميلگردها یک تصمیم اختیاری نیست،بلکه یک الزام حیاتی برای حفظ سلامت و شکل پذیری میلگرد است. مهندسین، ناظران و مجریان کارگاه موظف اند با دقت و حساسیت بالا از اجرای صحیح این ضوابط اطمینان حاصل کنند . خم صحیح میلگرد مستقیماً بر:

حفظ شکل پذیری فولاد: که برای مقاومت سازه در برابر بارهای لرزه ای ضروری است.
جلوگیری از ترک خوردگی: هم در خود فولاد و هم در بتن اطراف خم.
تضمین پوشش بتن مناسب: که از زنگ زدگی طولانی مدت جلوگیری می کند.

کیفیت نهایی سازه و دوام آن در برابر محیط، فراتر از مرحله آرماتوربندی است و با استفاده از محصولات تکمیلی به حداکثر می رسد . کلینیک بتن مفتخر است که علاوه بر ارائه مشاوره های تخصصی در حوزه آرماتوربندی و اجرا،با تأمین محصولات با کیفیت در زمینه های زیر،دوام پروژه شما را تضمین می کند:

محصولا�� آب بند كننده های بتن: برای محافظت از سازه در برابر نفوذ رطوبت و افزایش عمر مفید .
كف سازي صنعتي: برای ایجاد سطوح مقاوم، زیبا و با دوام در محیط های پرتردد .
رنگ های ساختماني و صنعتي: برای حفاظت از سطوح در برابر عوامل شیمیایی و محیطی.
گروت و مواد ثابت سازي: برای اجرای دقیق اتصالات، فونداسیون ماشین آلات و تثبیت المان های سازه ای.

جهت اطلاع از آخرین اخبار، در خبرنامه کلینیک بتن عضو شوید. عضویت در خبرنامه