روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن

خوردگی میلگردهای فولادی در سازه‌های بتنی، یکی از علل خرابی سازه‌های بزرگ محسوب می‌شود که به یک نگرانی بزرگ برای مهندسین عمران تبدیل شده است. به همین خاطر، دانستن اطلاعات کافی در مورد روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن، یکی از مسائل مهم برای این دست از افراد است.
کاهش شکل‌پذیری و ترک‌خوردگی و چسبندگی بین آرماتور و بتن، به دنبال خوردگی میلگردها و کاهش سطح مقطع میلگردهای فولادی اتفاق می‌افتد و منجر به شکست زودهنگام سازه می‌شود.

از جمله میلگردهای مورد استفاده در ساختمان سازی، می توان به میلگرد ۱۶ و ۱۴ اشاره کرد که در صورت نیاز می توانید قیمت میلگرد ۱۶ اصفهان و قیمت میلگرد ۱۴ امروز را استعلام بگیرید.

در ادامه با ما همراه باشید تا به‌طورکلی عوامل مؤثر و روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن را بررسی می‌کنیم.

خوردگی میلگرد

یک مسئله رایج که حین کار با فولادهای ساختمانی ممکن است رخ دهد، خوردگی و زنگ‌زدگی آن‌هاست، این موضوع فقط بر ظاهر فولاد تأثیرگذار نیست و اگر برطرف نشود، می‌تواند باعث تغییرات در ساختار و تغییر خواص مکانیکی فلز ما شود.

چالش زنگ‌زدگی برای اکثر فلزات مطرح است؛ اما برای فلزی مانند فولاد، باتوجه‌به خواص ذاتی آهن که عمده عنصر تشکیل‌دهنده فولاد است، محسوس‌تر است.

زنگ‌زدگی به رنگ قهوه‌ای – نارنجی روی سطح مقاطع فولادی مثل میلگرد تشکیل می‌شود که در واقع رنگ اکسید آهن است. اکسید آهن از واکنش آهن با اکسیژن حاصل شده است. کاتالیزور اصلی در این فرایند رطوبت است، اگر آب موجود در محیط اطراف فولاد شور باشد، سرعت زنگ‌زدگی ده‌ برابر افزایش پیدا می‌کند.

زنگ در سطح فولاد باعث افزایش حجم و به دنبال آن افزایش تنش سطحی فولاد و شکننده‌تر شدن و همچنین زنگ باعث پوسته‌پوسته شدن و ضعیف‌شدن فولاد می‌شود.

این لایه بسیار متخلخل است و در صورت تشکیل زنگ در سطح فولاد، خوردگی همچنان در لایه‌های پایین‌تر هم ادامه پیدا می‌کند. در خصوص انواع مکانیزم‌های خوردگی میلگرد، در مقاله خوردگی فولاد بیشتر مطالعه کنید.

 

میلگردهای مقاوم به خوردگی

آلیاژهای خاصی از فولاد مانند فولاد زنگ‌نزن (استیل)، باتوجه‌به حضور مقدار قابل‌توجهی از عنصر کروم و نیکل در ترکیبات شیمیایی این آلیاژ، تا حد بسیار خوبی در برابر زنگ‌زدن مقاوم است.

فولادهای گالوانیزه هم که توسط یک‌لایة فداشونده فلزی از جنس روی، محافظت می‌شوند، در برابر زنگ‌زدگی مقاومت بالایی دارند.

اما به دلیل گران‌تر بودن قیمت میلگرد استیل یا گالوانیزه، از قیمت روزانه میلگرد معمولی، استفاده از این محصولات در پروژه‌های عمرانی از لحاظ اقتصادی توجیه‌پذیر نیست.

میلگرد مورداستفاده در ساخت‌وسازهای عمرانی، میلگرد ساده کربنی است. این میلگردها در استانداردهای A2 و A3، بیشترین کاربرد را برای مسلح‌کردن بتن دارند. برای مطالعه در خصوص تفاوت میلگرد A2 و A3 روی لینک مشخص شده کلیک نمایید.

میلگرد ساختمانی، در هر دوی این استانداردها پتانسیل بالای خوردگی دارند؛ بنابراین حفاظت از میلگرد فولادی، چه در حین انبارداری چه حین ساخت و حتی بعد از ساخت، اهمیت فراوان و نقش تعیین‌کننده در طول عمر سازه دارد.

خوردگی میلگرد قبل از به‌کارگیری در پروژه، باعث کاهش خواص خود آن می‌شود. اما در صورت خوردگی میلگرد در بتن باتوجه‌به افزایش حجم آن، ترکیدگی بتن رخ می‌دهد و این موضوع می‌تواند بسیار خطرآفرین باشد.

در تصویر زیر نمونه‌ای از خوردگی بتن دیده می‌شود که باعث ترکیدگی در بخش‌هایی از سازه شده است:

در ادامه راهکارهای ساده برای به‌حداقل‌رساندن میزان زنگ‌زدگی در میلگرد ساختمانی را بررسی می‌کنیم.

راهکارهای حفاظت از میلگرد در یک پروژه

روش‌های زیادی برای حفاظت از میلگرد در یک پروژه وجود دارد که در ادامه برخی از آنها را بررسی می‌کنیم:

برنامه ریزی زمانی مناسب

برنامه‌ریزی مناسب برای کاهش زمان بین تخلیه بار تا زمان استفاده، اولین نکته‌ایست که باید رعایت شود. هرچند عامل اصلی تعیین‌کننده این موضوع قیمت روز میلگرد است که در برخی موارد، مجریان پروژه را به خرید زودهنگام میلگرد سوق می‌دهد.

دپوی مناسب بار

معمولاً محل دپوی میلگرد در پروژه‌ها روباز است. به همین دلیل در محل دپو، بهتر است میلگردها کمتر روی‌هم انباشته شوند و هر چه منافذ برای عبور هوا از بین آن‌ها بیشتر باشد، میلگردها خشک‌تر می‌مانند و زنگ‌زدگی در آن‌ها آهسته‌تر رخ می‌دهد.

کبودکاری

غوطه‌ور ساختن قطعات فولادی در محلول پتاسیم نیترات، سدیم هیدروکسید و آب یا اعمال این محلول با فرچه به روی میلگرد، کمک شایانی به حفاظت این قطعات در برابر خوردگی می‌کند. این عمل به نام bluing یا کبودکاری شناخته می‌شود. نام‌گذاری آن به این شکل، به دلیل تغییر رنگ سطح فولاد به سرمه‌ای است.

استفاده از پوشش‌های آلی

پوشش‌های آلی مانند رنگ یا ضدزنگ‌ها هم یک روش نسبتاً ارزان برای حفاظت مقاطع فولادی است. این پوشش‌ها به‌عنوان سدی در برابر نفوذ رطوبت به سطح فولاد عمل می‌کنند. ضخامت بهینه برای این پوشش‌ها ۱۵ تا ۲۵ میکرومتر است.

در ویدئوی زیر ببینید چطور یک پوشش پلیمری روی میلگرد فولادی اعمال می‌کنند:

استفاده از چسب کاشت میلگرد در بتن

این چسب‌ها بر پایه مواد پلیمری مانند رزین اپوکسی، پلی‌استر و وینیل استر ساخته می‌شوند و علاوه بر مقاومت بیشتر میلگرد به خوردگی، چسبندگی بهتر میلگرد به بتن را به دنبال دارد.

چسب کاشت میلگرد در انواع زیر در بازار موجود است:

• چسب کاشت میلگرد کپسولی
• چسب کاشت میلگرد کارتریجی
• چسب کاشت میلگرد حجمی

حفاظت کاتدی فولادی

این روش، یکی از روش‌های حفاظت از میلگرد در پروژه‌های مختلف است. این روش حفاظت از میلگرد، معمولاً برای مقاطعی انجام می‌شود که در خاک مدفون یا احاطه شده با رطوبت بالا است. در این روش، محیط خورنده‌ای که میلگرد در آن قرار می‌گیرد، در نقش الکترولیت است. برای اجرای سیستم حفاظت کاتدی از دو روش زیر استفاده می‌شود:

• سیستم حفاظت از میلگرد به کمک آند فداشونده
• سیستم حفاظت از میلگرد با اعمال جریان خارجی یک‌سو و با استفاده از آند کمکی از جنس گرافیت

همچنین سازه‌های فولادی از لحاظ محیط کاری، در حالت غرق شده در آب یا غرق نشده در آب وجود دارند. سازه‌های فولادی که درون آب به‌ویژه آب‌شور قرار می‌گیرند، در معرض خوردگی‌های شدید قرار دارند.

به همین علت، حفاظت کاتدی یکی از اصلی‌ترین روش‌های حفاظت میلگرد درون بتن، در محیط‌های دریایی است. در سیستمی که از آند فداشونده استفاده می‌شود، یک فلز با پتانسیل شیمیایی پایین‌تر از آهن نیز وجود دارد.

برای مثال فلزات منیزیم و روی چنین ویژگی دارند. با انجام واکنش‌های الکتروشیمیایی باتوجه‌به ماهیت‌های ذاتی این فلزات در نقش آند فداشونده عمل می‌کنند.

درست مثل مکانیزمی که برای ورق گالوانیزه استفاده می‌شود. به‌این‌ترتیب خوردگی آند فداشونده، خوردگی میلگرد و آهن را به تعویق می‌اندازد.

در روشی که جریان خارجی به سیستم وارد می‌شود، پتانسیل‌های الکتریکی به نحوی تنظیم می‌شوند که میلگرد در نقش کاتد قرار می‌گیرد. آند در این روش می‌تواند از جنس سرب یا گرافیت باشد.

برای حفاظت بیشتر از میلگرد، در برخی موارد از این روش‌ها به طور هم‌زمان استفاده می‌شود. روش حفاظت کاتدی، فقط برای سازه‌های درون آب کاربرد دارد.

در برخی موارد اتمسفر اطراف بتن مسلح، به‌قدری حاوی رطوبت و نمک است که همانند شرایط درون آب اتفاق می‌افتد. در این حالات نیز، روش حفاظت کاتدی برای حفاظت از میلگرد عمل می‌کند.

شما با خرید مقاطع مختلف از بازرگانی آیرومارت، علاوه ‌بر خرید مناسب می‌توانید از خدمات مجموعه، مثل تست‌های غیرمخرب بهره‌مند شوید.

نقش میلگرد در بتن

به جهت تقویت بتن و ایجاد مقاومت و مستحکم بالای آن از میلگرد استفاده می‌شود. همان‌طور که می‌دانید، میلگرد در انواع مختلف به‌صورت ساده یا آجدار در بازار موجود است و قیمت روز میلگرد باتوجه‌به انواع آن متفاوت است.

وجود آج در بدنه میلگرد، باعث محکم‌تر شدن آن درون بتن می‌شود و در برابر فشارهای مختلف ساختمان، مقاومت خوبی را از خود نشان می‌دهد. برای استعلام قیمت میلگرد آجدار روی لینک کلیک کنید.

میلگردها در بازار ایران در سایزهای مختلف ۱۴، ۱۶ و … وجود دارند که توسط کارخانه‌های اصفهان، ظفر بناب و … تولید می‌شود. برای استعلام قیمت میلگرد اصفهان و یا قیمت میلگرد ظفر بناب می توانید با کارشناسان آیرومارت به شماره ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس بگیرید.

از نقش‌های دیگر میلگرد در بتن، می‌توان به کم‌شدن ضخامت بتن اشاره کرد. وجود میلگرد در داخل بتن، نیاز به بتن‌ریزی ضخیم را، از بین می‌برد.

به‌طورکلی بتن خاصیت شکنندگی دارد و با گذاشتن میلگرد درون بتن، این خاصیت کمتر شده و علاوه بر استحکام بتن، باعث صرفه‌جویی در هزینه نیز می‌شود.

علت خوردگی میلگرد در بتن

عدم پوشش کافی میلگرد، ایجاد خوردگی میلگرد در بتن را به دنبال دارد و در برخی شرایط نیز عاملی برای تهدید برای سازه بتنی محسوب می‌شود.

خوردگی میلگرد هم منشأ فیزیکی، شیمیایی، حرارتی و میکروبیولوژیکی دارد که منشأ شیمیایی آن، ‌یکی از متداول‌ترین علل خوردگی میلگرد در بتن بشمار می‌رود.

برخی از عوامل شیمیایی خوردگی میلگرد در بتن عبارت‌اند از:

اسیدها

به طور طبیعی اسیدها، از تخریب و فساد گیاهان به وجود می‌آیند. برای مثال سولفوریک اسید در شرایط طبیعی در مجاری فاضلاب شهری و صنعتی تولید می‌شود.

اما باید گفت که قرارگرفتن بتن مسلح در مجاورت با محیط‌های اسیدی، در دو مرحله فرایندی را طی می‌کند.

محیط بتن، قلیایی است؛ بنابراین در مرحله اول واکنش اسید با باز رخ می‌دهد و در آن ترکیبات هیدراته موجود در خمیر سیمان با اسید واکنش می‌دهند و مقاومت بتن را ضعیف می‌کند و در مرحله دوم کلسیم هیدورکسید از بتن حذف می‌شود.

با ازبین‌رفتن خمیر سیمان، ذرات شن و ماسه نمایان شده و میلگردها دچار خوردگی می‌شود. این فرایند نشان‌دهنده حمله اسیدی در بتن است.

سولفات‌ها

ترکیبات سولفاتی به طور طبیعی در سطح دریا، آب‌های زیرزمینی، خاک و غیره وجود دارند. در توضیح اینکه ترکیبات سولفاتی چگونه باعث خوردگی میلگرد در بتن می‌شوند باید گفت که سولفات‌ها با مواد تشکیل‌دهنده خمیر سیمان واکنش انجام می‌دهند و باعث تخریب خمیر بتن و افزایش حجم دو و نیم برابری آن می‌شود.

این امر باعث ترک‌خوردگی و پوک شدن بتن شده و خوردگی میلگرد را به دنبال دارد.

واکنش سنگ‌دانه‌ای

مصالح دانه‌ای بتن به طور معمول باید خنثی باشند و با آب یا سیمان هیچ واکنش شیمیایی نداشته باشند.

بعضی‌اوقات در بعضی سنگ‌دانه‌ها، بین ذرات سیلیس فعال، واکنش قلیایی سیلیسی رخ می‌دهد که باعث کاهش مقاومت، تجزیه و فروپاشی و انبساط زیاد بتن می‌شود. همین امر ازبین‌رفتن پوشش میلگرد و خوردگی آن در بتن را به دنبال خواهد داشت.

کلرایدها

مواد شیمیایی مثل یخ‌زدا، آب‌شور، آب دریا و افزودنی‌های بتن حاوی کلسیم کلرید، باعث ازبین‌رفتن پوشش بتنی محافظ میلگردها و خوردگی آن‌ها می‌شود.

عوامل ایجاد خوردگی میلگرد در بتن

عوامل مختلفی در زمان شروع خوردگی، شدت خوردگی و سن تخریب بتن ناشی از خوردگی میلگرد، وجود دارند. در ادامه به برخی از این موارد اشاره می‌شود:

• ضخامت بتن روی میلگردها
• پوشش سطحی روی بتن
• پوشش حفاظتی روی میلگردها
• وجود درزها و ترک‌ها در پوشش روی میلگردها
• شرایط محیط مثل دما، رطوبت، اکسیژن، وزش باد، میزان یون کلر، تری و خشکی مکرر
• وجود یون کلر در مصالح مصرفی و بتن اولیه
• نفوذپذیری بتن در برابر یون کلر

 

روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن

چندین روش برای جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن وجود دارد که در ادامه برخی از آنها را بررسی می‌کنیم:

بهبود عملکرد بتن

یکی از روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن، بهبود عملکرد بتن است. برای جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن، باید نفوذپذیری بتن را تا حد زیادی کاهش داد.

صرف‌نظر از این مورد می‌توان در هنگام ساخت بتن، از میزان کمتر آب نسبت به سیمان استفاده کرد، تا نفوذ یون کلر و کربناسیون به تعویق بیفتد.

برای کمتر کردن اندازه حفره‌های داخل بتن، می‌توان از مواد افزودنی و مصالح جایگزین سیمان مثل خاکستر بادی، سرباره‌ها، دوده سیلیسی استفاده کرد.

این مواد افزودنی، حفره‌های داخل بتن را ریزتر کرده و یا آن‌ها را مسدود می‌کند و باعث افزایش پایایی بتن شده و درصورتی‌که بتن به‌صورت صحیح به عمل آید، کیفیت نهایی بتن را بیشتر می‌کند.

استفاده از میلگرد با روکش اپوکسی

استفاده از روکش اپوکسی، یکی از روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن است. پوشش اپوکسی، به‌عنوان یک جداکننده فیزیکی است و مانع نفوذ اکسیژن و کلریدها و دیگر عوامل خورنده به سطح میلگردها می‌شود.

میلگرد با پوشش اپوکسی، نسبت به میلگرد زنگ نزن ارزان‌تر است و مقاومت بیشتری دارد. این میلگردها به دلیل داشتن پوشش فیزیکی، مقاومت زیادی در برابر نمک‌های یخ‌زدا و آب دریا دارد، بنابراین در سازه‌های دریایی نیز از آن استفاده می‌شود.

استفاده از صفحات ضد آب

در روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن، از صفحات ضدآب به دو صورت استفاده می‌شود.
نوع اول مایع است و در هنگام استفاده به جامد تبدیل می‌شود. نوع دوم آن به‌صورت ورق است و به بتن اتصال پیدا می‌کند.

ذکر این نکته ضروری است که در هنگام استفاده از این صفحات، نباید به آنها آسیبی وارد شود.

پوشش های آب بند

مزیت پوشش‌های آب‌بند، نسبت به روش‌های دیگر پیشگیری از خوردگی مثل روکش اپوکسی و حفاظت کاتدی، ارزان‌بودن آن است.

در هنگام اجرا باید دقت شود که این مایع بی‌رنگ، به‌اندازه‌ای روی سطح بتن ریخته شود که سازه را به‌خوبی بپوشاند.

میلگردهای گالوانیزه

استفاده از میلگردهای گالوانیزه، یکی از روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن است.

خرید میلگردهای گالوانیزه هزینه زیادی دارد، به همین دلیل از ترکیب میلگرد ساده و گالوانیزه در سازه‌ها استفاده می‌شود.

باید بدانید که در صورت استفاده ترکیبی از میلگرد معمولی و گالوانیزه، امکان ازبین‌رفتن گالوانیزه وجود دارد. به همین دلیل بهتر است از عایق‌بندی الکتریکی کامل بین میلگردها استفاده شود.

استفاده از محافظ شیمیایی در کنار تسلیحات گالوانیزه ریسک بالایی دارد و خوردگی میلگرد را تشدید می‌کند.

باتوجه‌به پیش بینی قیمت مسکن در سال ۱۴۰۲، افزایش روزانه قیمت دلار و بودجه خریداران مسکن، سازنده‌ها معمولاً به دلیل هزینه بالا، از این نوع میلگرد استفاده نمی‌کنند.

میلگرد زنگ نزن

از میلگردهای زنگ نزن، در موارد خاص استفاده می‌شود و هزینه بسیار بالایی دارند. میلگرد زنگ نزن که متشکل از مغزه فولاد و ۱ تا ۲ میلی‌متر از فولاد زنگ‌نزن است، به‌تازگی وارد بازار شده است. این نوع میلگرد نسبت به میلگرد معمولی هزینه بالاتری و نسبت به میلگرد استنلس‌استیل خالص هزینه کمتری دارد.

ذکر این نکته ضروری است که برخی از فولادهای زنگ‌نزن ممکن است دچار خوردگی حفره‌ای شوند؛ بنابراین توصیه می‌شود از گرید مناسب فولاد زنگ‌نزن با درصد آلیاژهای نیکل و کروم بالا استفاده شود.

استفاده از بازدارنده های خوردگی

یکی از مواردی که از خوردگی جلوگیری می‌کند، کلسیم نیتریت است که به‌عنوان اصلی‌ترین ماده بازدارنده خوردگی شناخته شده است و با بتن سازگاری دارد.

کلسیم نیتریت این مزیت را دارد که می‌تواند بدون اینکه روی طراحی، ساخت و کارایی بتن تأثیر داشته باشد، به مخلوط بتن اضافه شود.

برای اینکه کلسیم نیتریت از خوردگی جلوگیری کند، باید بعد از محاسبه میزان کلرایدی که در طول عمر مفید سازه اعمال می‌شود، به مقدار کافی ماده بازدارنده یا کلسیم نیتریت به بتن تزریق شود.

سخن پایانی

برای اینکه سازه‌ای مستحکم و مقاوم داشته باشید، توصیه می‌کنیم در مراحل ساخت ساختمان از مقاطع فولادی باکیفیت بالا و بدون آسیب استفاده شود. بتن ریزی فونداسیون، استفاده از میلگردهای باکیفیت و بدون آسیب در بتن و آرماتوربندی پی ساختمان از مراحل مهم در ساخت ساختمان بشمار می‌روند.

در هنگام خرید میلگرد، حتماً اطمینان حاصل کنید که نکات نگهداری از میلگرد در انبار توسط بازرگانی که قصد خرید از آن را دارید، به طور کامل رعایت شده باشد و هیچ‌گونه آسیبی اعم از زنگ زدگی میلگرد و سایر مقاطع فولادی دیده نشود.

استفاده از مقاطع آسیب‌دیده منجر به کوتاه‌شدن عمر سازه‌ها شده و ممکن است صدمات جبران‌ناپذیری را به دنبال داشته باشد.

بازرگانی آیرومارت کلیه مقاطع فولادی موردنیاز ساخت ساختمان از جمله میلگرد، لوله، تیرآهن، ورق و غیره را با ارائه گواهی تضمین کیفیت و اصالت کالا در اختیار مشتریان خود قرار می‌دهد. شما می‌توانید برای خرید هرگونه مقاطع ساختمانی با کارشناسان آیرومارت به شماره ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس بگیرید و از مشاوره رایگان بهره ببرید.