خوردگی میلگرد در بتن، مشکل رایجی است که بیشتر در مناطق مرطوب رخ می دهد. این مشکل سبب کاهش کیفیت بتن می شود. مشکلات مختلفی ممکن است برای بتن بوجود بیاید که هر یک از آنها سبب کاهش کیفیت و مقاومت بتن می شوند.
یکی از مشکلات رایج در بتن، خوردگی فولاد داخل آن است. برخی از بتن ها دارای کیفیت بالاتری هستند و این مسئله سبب کاهش بروز مشکلات مختلف در بتن می شود. بتن پیش تنیده، یکی از انواع بتن است که دارای دوام بسیار زیادی است. در این مقاله به بررسی یکی از مشکلات بتن می پردازیم و اطلاعات کاملی در این باره ارائه می دهیم.
زنگ زدگی میلگرد چگونه است؟
خوردگی میلگرد در بتن در مرز فولاد و بتن رخ می دهد و سبب تخریب پیوند میان میلگرد و بتن می شود. اصلی ترین دلیل خوردگی بتن، نفوذ یون کلراید آزاد است. خوردگی یعنی یک ماده با هوا اکسید شود. خوردگی، حاصل واکنش ماده با اکسیژن در زمان تماس با آب یا رطوبت است.
خوردگی، پروسه پیچیده ای است که عوامل زیادی در آن اثرگذار هستند. اصلی ترین این عوامل، متریال سازنده خود بتن یعنی فولاد و محیط پیرامون فلز است. زنگ زدگی در اغلب مواقع ناشی از نوعی واکنش الکتروشیمیایی می باشد. در این وضعیت، آندها و کاتدهای کوچکی در سطح فولاد ایجاد می شود و جریان یون ها در بین الکترودها سبب زنگ زدگی و آسیب دیدن فولاد می شود.
نشانه های خوردگی میلگرد در بتن
هنگامی که میلگردهای فولادی زنگ می زنند، عضو بتن مسلح که میلگرد داخل آن است طی مراحل زیر کم کم خراب می شود:
– ایجاد لکه های سفید: دی اکسید کربن موجود در هوا با هیدروکسید کلسیم موجود در خمیر سیمان درگیر شده و منجر به شکل گیری کربنات کلسیم می شود. کربنات کلسیم از طریق رطوبت جابه جا شده و روی سطح بتن انباشته می شوند و لکه های سفید را ایجاد می کنند.
– شکل گیری لکه های قهوه ای در راستای میلگرد: زمانی که میلگردها دچار مشکل خوردگی می شوند، لایه ای از اکسید آن بر روی آنها ایجاد می شود که به رنگ قهوه ای می باشد. این اکسید آهن از طریق رطوبت به بتن انتقال داده می شود.
– ترک خوردگی: اجسامی که خورده می شوند، با افزایش حجم مواجه می شوند. لذا خوردگی میلگرد در بتن موجب فشار به بتن شده و موجب ترک خوردگی می شود. اگر این خوردگی زیاد شود، ترک های زیادی در بتن شکل می گیرد.
– پوسته پوسته شدن پوشش بتنی: به سبب خرابی پیوند میان بتن و فولاد، بتن کم کم لایه لایه شده و پوست پوست می شود. اندازه میلگردها در این شرایط کمتر می شود.
-کمانش میلگردها: پوسته شدن پوشش بتنی و خرابی میلگردها سبب کمانش میله های اصلی می شود که این مسئله موجب برجسته شدن بتن در آن نقطه می شود. سرانجام به دنبال این اتفاقات، سازه دچار مشکل می شود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر کلیک کنید
پیامدهای زنگ زدگی میل گرد در بتن
خوردگی میلگرد در بتن موجب کاهش طول عمر بتن می شود. خوردگی سبب می شود که مقاومت میلگردها بسیار کاهش پیدا کند و فشار داخلی در بتن ایجاد شود. به دلیل آنکه بتن دارای مقاومت کششی بسیار اندکی است، به دلیل این فشار داخلی به شدت ترک می خورد.
در این حالت حتماً استحکام بتن کاهش پیدا می کند. زنگ زدگی فولاد، یکی از مهمترین عوامل خرابی سازه ها بتن مسلح و رایج ترین نوع خرابی بتن در سواحل می باشد. اگر برای ساخت و سازها از بتن پیش تنیده استفاده شود، به دلیل بالا بودن مقاومت کششی بتن پیش تنیده، احتمال بروز مشکل ترک خوردن در بتن به شدت کاهش پیدا می کند.
راهکارهای پیشگیری از آسیب دیدن میلگرد در انواع بتن‌ها
چندین روش برای جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن وجود دارد که آنها را مرور می کنیم:
– بهبود عملکرد بتن: اگر بتن دارای پوشش کاملی باشد، موجب کاهش امکان ورود کلر و کربناسیون می شود. در نتیجه احتمال خوردگی فولاد کاهش پیدا می کند.
– استفاده از میلگردی با روکش اپوکسی: روکش اپوکسی در یک پروسه صنعتی در کارخانه بر روی میلگرد کشیده می شود. میلگردهایی که دارای روکش اپوکسی هستند، کمتر با مشکل نفوذ یون کلراید مواجه می شوند و این مسئله سبب افزایش چسبندگی به میلگرد می شود. در نتیجه پوسیدگی و خوردگی، کمتر رخ می دهد.
– استفاده از صفحات ضد آب: یک روش کاهش میزان خوردگی میلگرد در بتن، استفاده از صفحات ضد آب می باشد. این صفحات در دو نوع هستند که اولی مایعی است که در محل به جامد در می آید و دومی ورق هایی است که به بتن وصل می شود.
– پوشش های آب بند: مزیت مهم این پوشش ها این است که به دلیل بالا بودن قیمت آهن، ارزان تر از سایر روش های پیشگیرانه است. اگر این پوشش ها کامل باشند، بدون نیاز به نگهداری، لایه ضد نفوذ با حداکثر دوام بر روی بتن وجود خواهد داشت.
– استفاده از میلگردهای ضدزنگ: فولادهای ضد زنگ در مقایسه با فولادهای معمولی، قیمت بیشتری دارند. بعضی از فولادهای ضد زنگ ممکن است به صورت حفره ای خورده شوند. لذا باید از گرید مناسب فولاد ضد زنگ با درصد المان آلیاژی کروم و نیکل زیاد استفاده نمود.
– استفاده از بازدارنده های خوردگی: یکی از موارد بازدارنده های خوردگی، کلسیم نیتریت می باشد. اضافه کردن این مواد، هرگز سبب تغییر در کارایی و ساختار بتن نمی شوند.
انواع خوردگی میلگرد در بتن
خوردگی در بتن به چندین حالت رخ می دهد که شامل خوردگی شیاری و خوردگی حفره ای می باشند. خوردگی شیاری، بدین صورت است که شیارها و سایر نواحی فلزات در معرض مایع خورنده، دچار خوردگی می شوند.
برای حذف این نوع خوردگی باید اجازه نزدیکی آب به مفاصل و فضاهای تنگ را داد. خوردگی حفره ای بدین صورت است که یک خوردگی موضعی بوجود می آید که به دنبال آن، سوراخ یا حفره ای در میلگرد ایجاد می شود.
عدم اکسیژن رسانی به بخشی از سطح، سبب ایجاد این خوردگی می شود. این نوع خوردگی ممکن است پیامدهای منفی بیشتری نسبت به خوردگی شیاری داشته باشد. ایجاد یک حفره ممکن است در خرابی یک سیستم مهندسی به صورت مستقیم نقش داشته باشد.
