علت خوردگی میلگرد در بتن چیست؟ + روشهای پیشگیری از خوردگی میلگرد در بتن

یکی از مشکلات شایع در سازه‌های بتن مسلح، خوردگی میلگرد است که دوام و استحکام آن را پایین می‌آورد و چه بسا ممکن است، موجب فروریختن سازه شود. بنابراین می‌بایست از خوردگی میلگرد در بتن جلوگیری کرد. معمولاً بیشترین خسارت خوردگی در مرز بین فولاد و بتن رخ می‌دهد، جایی که زنگ‌زدگی آهن پیوند را آسیب می‌زند. دشمن بتن، یون کلرید است که می‌تواند به راحتی وارد بتن شود و  آن را زنگ‌زده کند. برای طول عمر سازه‌های بتنی، باید از ورود این یون‌ها جلوگیری کرد تا خسارتی به بتن وارد نشود. در این مقاله، با مفهوم خوردگی میلگرد، انواع و روشهای پیشگیری از وقوع آن آشنا خواهید شد.

 

منظور از خوردگی میلگرد چیست؟

 

خوردگی میلگرد، یک فرآیند الکتروشیمیایی است که بر اثر آن میلگرد دچار زنگ‌زدگی می‌شود. از آنجا که میلگردها از جنس فولاد هستند، طبیعی است که در واکنش با رطوبت و اکسیژن خورده شوند. دلیل این امر، وجود یون کلرید موجود در محیط اطراف بتن است که مانند اسید، آهن را خورده و فرآیند زنگ‌زدگی را تسریع می‌بخشد. زمانی به اهمیت زنگ ‌زدگی میلگرد پی می‌‌بریم که بدانیم این فرآیند ممکن است باعث تخریب کل سازه بشود. با استفاده از ابزارهایی که در ادامه به شما گفته خواهد شد، می‌توان خوردگی میلگرد در بتن را تشخیص داد و از خرابی سازه پیشگیری کرد.

 

روش تشخیص خوردگی میلگرد در بتن یا (نشانه های خوردگی میلگرد در بتن)

 

تاکنون روشی مطمئن برای اندازه‌گیری میزان خوردگی میلگرد درون بتن پیدا نشده است. با این حال، روش‌هایی وجود دارند که از طریق آن‌ها می‌توان میزان خوردگی را بدون این که به بتن آسیبی وارد شود، تخمین زد. در ادامه به بررسی این روشها می‌‌پردازیم.

 

ابزارهای اندازه گیری خوردگی میلگرد

 

برای اندازه‌گیری مقدار خوردگی میلگرد در بتن از ابزارهای خاصی استفاده می‌شود که عبارتند از:

 

·        ابزار سنجش مقاومت بتن: در این روش با استفاده از یک اهم متر، مقدار مقاومت الکتریکی بتن را بر روی صفحه نمایشگر اندازه می‌گیرند.

 

·        اندازه‌گیری پتانسیل نیم سلولی: در این روش، از دو الکترود برای اندازه‌گیری اختلاف پتانسیل بین میلگرد و بتن استفاده می‌شود. هرچه میزان خوردگی میلگردها بیشتر باشد، اختلاف پتانسیل نیز کمتر است.

 

·        دستگاه ICOR: این دستگاه که یکی از ابزارهای دقیق بررسی میزان خوردگی میلگرد است، با استفاده از پالس‌های الکتریکی، می‌تواند با دقت و سرعت بالا واکنش میلگرد را تحلیل کند.

 

دو روش اول از مقاومت پلاریزاسیون و پتانسیل الکتروشیمیایی میلگرد برای تخمین میزان خوردگی استفاده می‌کنند که نیازمند اتصال الکتریکی به میلگرد و حفاری بتن است. به همین دلیل، فرایند اندازه‌گیری را بسیار وقت‌گیر و طولانی خواهند کرد؛ اما روش ICOR یک روش کارآمد و دقیقی است که نسبت به دو روش دیگر، هزینه کمتر و سرعت بالاتری دارد. همان‌طور که گفتیم، این دستگاه از یک پالس الکتریکی کوتاه‌مدت، میلگرد را تحریک کرده و مقاومت آن را محاسبه می‌کند.

 

اثرات منفی خوردگی میلگرد در سازه های بتنی

 

خوردگی میلگرد، اثرات منفی بر سازه بتنی دارد. این عامل، عمر مفید و مقاومت سازه را کاهش داده و باعث تغییر شکل و ظاهر آن می‌شود. افزون بر این، می‌تواند مشکلات زیست محیطی و ایمنی زیادی برای سازه به همراه داشته باشد. برای جلوگیری از وقوع این حوادث، لازم است تا عوامل مؤثر برخوردگی میلگرد شناسایی و کنترل شوند. این عوامل عبارتند از: نفوذ یون‌های کلرید، کربناته شدن بتن، رطوبت و دما، نوع و کیفیت میلگرد و بتن، پوشش بتنی میلگرد، نوع طراحی و اجرای سازه. در بخش‌های بعدی مقاله به روش‌های پیشگیری از این عوامل اشاره می‌کنیم.

 

مکانیزم شیمیایی میلگرد بر اثر خوردگی

 

در مکانیزم شیمیایی، میلگرد به عنوان آند و بتن به عنوان یک کاتد عمل می‌کند. در این فرآیند، یون‌های آهن از میلگرد به سمت بتن حرکت می‌کنند. در آنجا با یون‌های کلرید ترکیب شده و تشکیل اکسید آهن می‌دهند. این اکسید، همان چیزی است که به عنوان زنگ شناخته می‌شود. بدین ترتیب فرآیند زنگ‌زدگی به صورت مداوم ادامه پیدا می‌کند تا عمق میلگرد را در بر گیرد. در نتیجه ادامه این روند، زنگ آهن بتن را ترک داده و باعث فروریختن سازه می‌شود. با توجه به این موارد می‌توان گفت که شناخت مکانیزم شیمیایی میلگرد از اهمیت بسیاری نزد مهندسان و سازندگان سازه برخوردار است.

 

انواع خوردگی میلگرد

 

خوردگی آرماتور در بتن به دو دسته تقسیم می‌شود: خوردگی شیاری و خوردگی حفره‌ای. در ادامه به معرفی هر کدام از آن‌ها می‌پردازیم.

 

خوردگی شیاری

 

خوردگی شیاری، نوعی خوردگی است که در شیارها و مناطق مرطوب رخ می‌دهد. هنگامی که آب در شیارها و شکاف‌های موجود در سازه بتنی باقی می‌ماند، مولکول‌های اکسیژن در آن حل نمی‌شوند. این امر باعث می‌شود که سطح فلز در داخل شیار به عنوان آند و سطح فلز در خارج شیار به عنوان کاتد عمل کند. در نهایت، خوردگی حجم بیشتری از فلز را اشغال می‌کند و به بتن فشار آورده و آن را تخریب می‌کند.

 

خوردگی حفره‌ای

 

خوردگی حفره‌ای زمانی اتفاق می‌افتد که اکسیژن به بخشی از سطح میلگرد نمی‌رسد و در نتیجه به عنوان آند عمل می‌کند. در این حالت، حفره‌هایی در میلگرد به وجود می‌آیند که باعث تخریب سازه خواهند شد.

 

علت خوردگی میلگرد در بتن چیست؟

 

به طور کلی، علت خوردگی میلگرد در بتن در دو مورد خلاصه می‌شود: نفوذ یون‌های کلرید و کربن دی‌اکسید در بتن. این دو عامل لایه محافظتی بتن را از بین برده و میلگرد را در معرض اکسیداسیون قرار می‌دهند. در نتیجه، میلگرد پوسته‌پوسته‌ و زنگ‌زده می‌شود.

 

 

روشهای جلوگیری از خوردگی میلگرد

 

خوردگی فلزات، هزینه‌های سنگینی را برای تعمیر به دنبال دارد؛ بنابراین چه بهتر که همان ابتدا از خوردگی میلگرد جلوگیری شود. میلگردها به عنوان یکی از اجزای اصلی سازه‌های بتنی، باید از خطر خوردگی در امان باشند تا سازه‌ ایمن و مستحکمی ساخته شود. به همین منظور جلوگیری از خوردگی میلگرد اهمیت زیادی دارد که شامل روش‌هایی از جمله پوشش سطحی، رنگ‌آمیزی میلگرد و ایجاد پوشش فعال می‌شوند.

 

انتخاب هر کدام از روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد، شرایط مناسبی را می‌طلبد؛ اما به طور کلی، استعلام قیمت میلگرد درب کارخانه یکی از عوامل تأثیرگذار در گزینش روش مناسب است. قیمت میلگردها بر اساس فاکتورهای مختلفی در نوسان است. به عنوان مثال، قیمت امروز میلگرد ظفر بناب بین ۲۱ هزار تا ۲۴ هزار تومان متغیر است.