فهرست موضوعات:

خوردگی میلگرد تحت چه شرایطی اتفاق می افتد؟

عوامل اصلی ایجاد خوردگی در میلگرد

اهمیت مقاوم بودن میلگرد و تقویت آن

روش های تقویت میلگرد در برابر خوردگی

خبر قبلخبر بعد

روش های تقویت میلگرد ، معرفی مهمترین و کاربردی ترین روش ها

خوردگی میلگرد در بتن یک مشکل جهانی است که باعث ایجاد طیفی از مسائل اقتصادی، زیبایی شناختی و کاربری می شود. با این حال، اگر اثرات خوردگی در مرحله طراحی در نظر گرفته شود و تصمیمات، درست قبل از ساخت و ساز گرفته شوند، می توان ساختمان هایی را ساخت که مقاومت بیشتری را در برابر خوردگی ارائه کنند.

 

خوردگی میلگرد در بتن در محیط ‌های خشن، به‌ ویژه در مناطق ساحلی، استوایی یا بیابانی که دارای سطوح بالای نمک بوده و یا دمای شدید را تجربه می کنند، می‌ تواند سریع تر اتفاق افتد. معمولا، بخش هایی که بیشتر در معرض دید قرار می گیرند، زودتر خورده می شوند. با این حال، بیشتر آرماتورهای خورده شده واقعی قابل مشاهده نیستند و ممکن است خوردگی فعال در یک میلگرد، پنج تا 15 سال قبل از شروع ترک در بتن طول بکشد.

 

خوردگی تا حدودی بر تمام ساختمان ‌ها و سازه‌ های بتنی در سراسر جهان تأثیر می‌ گذارد و هزینه تخمینی سالانه آن میلیاردها دلار برای اقتصادهای ملی است. بنابراین، مهم است که صاحبان دارایی های با ارزش بالا پیامدهای پرهزینه ناشی از نادیده گرفتن اثرات خوردگی بر ساختمان ها و سازه های بتنی را درک کنند. در نتیجه، انتخاب راه هایی برای جلوگیری و یا به حداقل رساندن ضررهای ناشی از خوردگی میلگردها امری حیاتی تلقی می شود. در همین راستا، نیاز است تا انواع روش های تقویت میلگرد مورد ارزیابی و اجرا قرار گیرند.

   

خوردگی میلگرد تحت چه شرایطی اتفاق می افتد؟

برای وقوع خوردگی، یک سری عناصر و شرایط محیطی باید به طور همزمان در محل حضور داشته باشند. که این عوامل در زیر آمده است. با خوردگی فلزات و انواع فلزات مقاوم در برابر خوردگی آشنا شوید.

 
  • وجود حداقل دو فلز (یا دو مکان روی یک فلز واحد) که در سطوح مختلفی از انرژی باشند.
  • یک الکترولیت
  • یک اتصال فلزی
 

میلگردها ممکن است در در بتن مسلح، دارای مناطقی باشند که در سطوح مختلفی از انرژی قرار داشته باشند. در اینجا، بتن به عنوان الکترولیت عمل می کند و اتصال فلزی توسط خود میلگرد ایجاد می شود. خوردگی یک فرآیند الکتروشیمیایی است که شامل جریان بارها (الکترون ها و یون ها) می شود.

 

در مکان‌ های فعال روی میلگرد که آند نامیده می ‌شوند، اتم‌ های آهن الکترون ‌های خود را از دست می‌ دهند و به‌ عنوان یون‌ های آهن وارد بتن اطراف می ‌شوند. این فرآیند واکنش اکسیداسیون نیمه سلولی یا واکنش آندی نامیده می شود و به صورت زیر نمایش داده می شود:

-2Fe = 2Fe2+ + 4e

 

الکترون ها در میلگرد باقی می مانند و به سمت محل هایی به نام کاتد جریان می یابند که در آنجا با آب و اکسیژن موجود در بتن ترکیب می شوند. واکنشی که در کاتد انجام می شود را واکنش کاهشی می نامند. یک واکنش کاهش رایج در خوردگی میلگرد فولادی عبارت است از:

-2H2O + O2 + 4e- = 4OH

 

برای حفظ قانون خنثی بودن الکتریکی، یون‌ های آهن از طریق آب موجود در منافذ بتن، به این مکان ‌های کاتدی مهاجرت می ‌کنند و در آنجا ترکیب می ‌شوند و هیدروکسید آهن یا زنگ آهن را تشکیل می ‌دهند:

2Fe2+ + 4OH- = 2Fe(OH)

 

این هیدروکسید رسوب شده اولیه تمایل دارد تا با اکسیژن واکنش بیشتری انجام دهد و اکسیدهای بالاتری را تشکیل دهد. افزایش حجم زنگ آهن با واکنش بیشتر محصولات واکنش با اکسیژن محلول، منجر به تنش داخلی در بتن می شود که ممکن است برای ایجاد ترک و پوسته شدن پوشش بتنی کافی باشد.

   

عوامل اصلی ایجاد خوردگی در میلگرد

PH بالا (قلیایی) بتن یک لایه غیرفعال بر روی سطح میلگردهای فولادی تقویت کننده ایجاد می کند که از خوردگی آنها جلوگیری کرده و یا آن را به حداقل می رساند. کاهش pH بتن توسط کربناته شدن یا ورود کلریدها (نمک)، دو عامل رایج خوردگی میلگرد ها در بتن، باعث تخریب لایه غیرفعال فولاد می شود.

 

کربناته شدن نتیجه حل شدن دی اکسید کربن (CO2) در سیال منافذ بتن است که با کلسیم از هیدروکسید کلسیم [Ca(OH)2] و هیدرات سیلیکات کلسیم در سیمان واکنش داده و کلسیت (CaCO3) تشکیل می دهد. در مدت زمان نسبتا کوتاهی، سطح بتن تازه با CO2 هوا واکنش نشان می دهد. به تدریج، فرآیند به عمق بتن نفوذ می کند. پس از یک سال یا بیشتر، بسته به نسبت آب به سیمان، کربناته شدن معمولا ممکن است به عمق 1 میلی متر برای بتن متراکم با نفوذپذیری کم یا تا 5 میلی متر برای بتن متخلخل و نفوذپذیرتر برسد.

 

کلریدها، معمولا از محل‌ های در کنار دریا یا به وسیله باد، به مرور زمان به داخل بتن متخلخل مهاجرت می ‌کنند. در نهایت، غلظت کلریدها در جایی که آرماتور فولادی قرار دارد به حد بحرانی می رسد. همچنین در سازه های بتنی قدیمی تر، کلرید کلسیم (CaCl2) ممکن است در زمان ساخت به عنوان تسریع کننده مجموعه بتن استفاده شده باشد.

 

هنگامی که لایه غیرفعال تخریب می شود، میلگرد فولادی در حضور اکسیژن و رطوبت خورده می شود. با خوردگی میلگردهای تقویت کننده، محصولات زنگ زدگی می توانند باعث افزایش حجم میله ها تا شش برابر فولاد اصلی شوند. این امر باعث افزایش فشار بر روی مواد اطراف می شود که به آرامی بتن را دچار ترک می کند. از این رو، در طول سالیان متمادی، ترک هایی در سطح بتن ظاهر می شود که منجر به ریزش و ضعیف شدن زیرساخت های بتن می شود. سایت آی فولاد در مورد انواع زنگ زدگی میلگرد در بتن مقاله مفید و موثری منتشر کرده است. مطالعه آن را به شما پیشنهاد میدهیم.

   

اهمیت مقاوم بودن میلگرد و تقویت آن

میلگردها به سبب خورده شدن و یا زنگ زدگی، لایه محافظ خود را از دست داده و این امر سبب تضعیف خواص میلگردها شده و آنها را شکننده می کند. همچنین افزایش تنش های داخلی در میلگردها به سبب وقوع خوردگی در آنها می تواند استحکام کششی آنها را در برابر تنش های وارده کاهش دهد و این ضعف در خواص، به بتن نیز وارد شده و سبب تخریب بتن نیز بشود.

 

چراکه بتن به خودی خود دارای استحکام کششی مناسبی نبوده و بسیار شکننده است و میلگردها هستند که به منظور بهبود خواص کششی در بتن قرار می گیرند تا این ضعف بتن را برطرف سازند. بنابراین، چنانچه میلگرد در بتن دچار ضعف و خرابی شود، تخریب بتن نیز دور از انتظار نخواهد بود. در نتیجه، مقاوم بودن میلگرد از اهمیت بالایی برخوردار بوده که علاوه بر جلوگیری و تاخیر در ایجاد خوردگی در آنها، سبب حفظ ساختار و یکپارچگی میلگرد شده و با حفظ خواص آنها، تقویت بتن به بهترین شکل ممکن را به دنبال خواهد داشت.

   

روش های تقویت میلگرد در برابر خوردگی

کنترل خوردگی در میلگردهای فولادی برای جلوگیری از آسیب و شکست سازه های بتنی ضروری است. نزدیک به 40 درصد از شکست سازه های بتنی ناشی از خوردگی میلگردهای فولادی تعبیه شده در بتن است. دلایل زیادی برای خوردگی میلگردها می تواند وجود داشته باشد، اما بیشتر به کیفیت بتن، محیط و کیفیت شیوه های ساخت مربوط می شود.

 

بنابراین اولین قدم در کنترل خوردگی میلگرد، ارائه کیفیت خوب بتن از طریق شیوه های ساخت و ساز خوب است. کیفیت مصالح بتن، تکنیک های اختلاط، جاگذاری و تراکم و طرز کار خوب می تواند به کنترل خوردگی میلگرد کمک کند. به غیر از مسائل مربوط به کیفیت بتن و ساخت آن، اعمال تغییراتی در میلگردها نیز می تواند به تقویت میلگرد در برابر خوردگی بسیار کمک کند. سایر روش های تقویت میلگرد در برابر خوردگی به شرح زیر می باشند:

 

استفاده از میلگردهای دارای پوشش کامپوزیتی سیمان-پلیمر

میلگردهای با پوشش پلیمری سیمانی که در بتن تعبیه شده اند توسط یک محیط قلیایی احاطه شده اند. بنابراین پوشش مبتنی بر سیمان برای کنترل خوردگی میلگرد سازگارتر است. بدین منظو نیز دو لایه پلیمر سیمانی روی میلگرد اعمال می شود ت یک پوشش بسیار مقاوم به خوردگی ب روی میلگرد ایجاد شود.

 

رویکرد توسعه این سیستم بدین صورت است که فلز پایه میلگردها، حاوی الکترون های پی است که به راحتی در محیط خورنده آزاد می شوند و منجر به اکسیداسیون آهن و در نتیجه تشکیل اکسید آهن (II) (زنگ) به عنوان بازدارنده اصلی می شوند. به منظور جلوگیری از این اکسیداسیون، یک پوشش سطحی که قادر به برهمکنش/باطل کردن الکترون های آزاد شده است، ارائه شده است. میلگرد فولادی تقویت کننده در بتن در طول عمر مفید، در معرض یک محیط قلیایی قرار می گیرد و این امر مستلزم معرفی یک لایه پوشش است که باید با آستر و محیط قلیایی سازگار باشد.

 

استفاده از میلگردهای با پوشش اپوکسی فیوژن

میلگرد با پوشش اپوکسی فیوژن، به صورت 100% از ذرات پودر ذوب شده و ریز که آسیاب شده و سپس جامد شده اند، تولید می شود. این ذرات ذوب می شوند تا یک لایه چسبنده پیوسته در هنگام گرم شدن ایجاد کنند. در مورد میلگردهای پوشش اپوکسی فیوژن، هیچ فیلم پرایمر غیرفعال کننده ارائه نمی شود. پوشش اپوکسی پیوندی فیوژن باعث ایجاد ضعف در مسیر پیوند بین میلگرد و بتن قلیایی می شود.

 

استفاده از میلگردهای تغییر شکل یافته فولادی مقاوم در برابر خوردگی

مکانیسم مقاومت در برابر خوردگی در این نوع میلگردها، با تشکیل لایه اولیه اکسید محافظ یا زنگ شروع می شود. برخلاف زنگ زدگی روی میلگردهای معمولی، زنگ زدگی در این نوع میگردها به شکل غیرفعال، مقاوم و خود تجدید شونده است.

 

اکسید محافظ دارای بافت ریز، چسبندگی محکم و مانعی در برابر رطوبت، اکسیژن، دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد و کلرید است که به طور موثر از خوردگی بیشتر جلوگیری می کند. رسوب روی میلگرد های فولادی معمولی، اکسید پوسته پوسته درشت بافت است که از رسیدن رطوبت یا اکسیژن به میله های زیرین و ادامه خوردگی جلوگیری نمی کند.

 

استفاده از میلگردهای فولادی ضد زنگ و یا میلگردهای با پوشش گالوانیزه

فولاد ضد زنگ به سبب برخورداری از حداقل 5/10 درصد کروم، مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی از خود نشان می دهد و چنانچه میلگردها از این نوع فولاد ساخته شوند، تا حدود زیادی می توان از خوردگی و زنگ زدگی در آنها جلوگیری کرد. ضمن اینکه، اعمال پوشش گالوانیزه بر روی میلگردهای فولادی باعث ایجاد یک لایه محافظ بسیار خوب از جنس عنصر روی می شود که قابلیت مقاومت به خوردگی را در میلگردها بسیار بهبود می بخشد. همه چیز درباره میلگرد گالوانیزه را در این مقاله مطالعه کنید.

   

سوالات متداول

1 . تقویت میلگرد به چه منظور انجام می شود؟ میلگردهای فولادی به دلیل تماس مستقیم با خاک و یا بتن که از مقدار زیادی آب ساخته می شود، در معرض خوردگی و زنگ زدگی قرار داشته و برای جلوگیری از صدمات ناشی از این پدیده ها، تقویت میلگردهای مصرفی در ساخت و سازها از اهمیت بالایی برخوردار است.   2. خوردگی میلگرد تحت چه شرایطی اتفاق می افتد؟ برای ایجاد خوردگی در میلگردها، باید یک عامل اکسید کننده که در اکثر مواقع همان آب می باشد، وجود داشته باشد. همچنین، به کارگیری میلگرد تحت شرایط نا مساعد جوی و یا در محیط های شور، احتمال وقوع و افزایش نرخ خوردگی در میلگردها را تسریع می بخشد. کربنات ها و کلریدها دو عامل رایج از شرایط خوردگی میلگرد می باشند.   3. بهترین روش تقویت میلگرد چیست؟ به منظور تقویت میلگردها، می توان از استنلس استیل ها و یا اعمال پوشش و به خصوص پوشش گالوانیزه استفاده کرد. پوشش دهی گالوانیزه و یا پوشش های اپوکسی فیوژن بهترین روش تقویت میلگرد می باشند.
برو به اول متن
دیدگاه کاربران
(۲دیدگاه)ارسال دیدگاه
  1. avatarmorteza zamani

    سلام ممنون از شما

    1. avatarمدیر سایتدر جواب:‌morteza zamani

      سلام ، ممنون از نظرتون

دیدگاه شما چیست؟ برای ما بنویسید
آیا این موضوع را به دیگران پیشنهاد می دهید؟