نحوه کنترل خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن

خوردگی میلگرد در بتن چگونه به وجود می آید؟

سه جزء اساسی که باعث خوردگی در بتن مسلح میشوند عبارتند از: فولاد، آب و اکسیژن. حذف هر یک از اینها از واکنش شیمیایی و آسیب ناشی از خوردگی میلگرد جلوگیری می کند. به همین دلیل است که در بتن خشک خوردگی میلگرد وجود ندارد و همچنین دلیل خوردگی میلگردها در بتن این میباشد که بتن کاملاً غوطه ور در آب است. به طور کلی بتن میزبان عالی برای میلگرد است. به دلیل قلیائیت بالای بتن، میله های تقویت کننده فولادی توسط یک لایه اکسید آهن (Fe2O3) غیرفعال می شوند که یک لایه محافظ برای فولاد ایجاد می کند.

در این حالت، بتن معمولاً آرماتور فولادی را با محافظت در برابر خوردگی تأمین می کند. با این حال، در طول سخت شدن، بتن منافذ ریز ایجاد می کند که به منبع بالقوه ورود عوامل خورنده به بتن تبدیل می شود. این عوامل خورنده که از طریق حفره ها وارد بتن می شوند، لایه محافظ غیرفعال اطراف بتن را می شکنند. بدون اکسید آهن منفی که از میله فولادی محافظت می کند، خوردگی می تواند با سرعت بسیار بالاتری شروع شود.

لایه غیرفعال می تواند در طول زمان به دلیل دی اکسید کربن اتمسفر (CO2) خراب شود، که از طریق فرآیندی به نام کربناته کردن pH بتن را تا زمانی که لایه غیرپایدار ناپایدار شود کاهش می دهد. لایه غیرفعال همچنین می تواند به سرعت توسط مواد شیمیایی تهاجمی مانند کلرید که در محیط های ساحلی یافت می شود یا در یخ زدایی شیمیایی استفاده می شود، تجزیه شود. هنگامی که لایه منفی نفوذ می کند، میلگرد زمانی که رطوبت و اکسیژن روی سطح فولاد وجود دارد خورده می شود.

علت خوردگی میلگردهای تقویت کننده در بتن چیست؟

بتن محیط حفاظتی ایده آلی را برای فولاد در برابر خوردگی فراهم می کند. به دلیل قلیائیت اولیه بالا، یک لایه بسیار نازک از اکسید آهن (Fe2O3) به طور خود به خود بر روی سطح فولاد تشکیل می شود. اگرچه این لایه بسیار نازک است، اما به طور موثری از فولاد در برابر خوردگی محافظت می کند.
متأسفانه این لایه تا زمانی مؤثر است که لایه اطراف آن قلیایی باشد. بنابراین، اگر بتوانیم محیط را قلیایی نگه داریم، می توان به طور موثری از خوردگی فولاد جلوگیری کرد و دوام سازه را تضمین کرد. با نفوذناپذیر ساختن بتن، محیط قلیایی را می توان برای مدت طولانی تری حفظ کرد.

خوردگی یک فرآیند الکتروشیمیایی است که در آن یک قسمت فولاد به آند و قسمت دیگر به کاتد تبدیل می شود. خوشبختانه واکنش آند تا زمانی که لایه منفی اکسید آهن توسط محیط اسیدی از بین نرود یا توسط یون های کلرید نفوذ کند نمی تواند آغاز شود. به همین ترتیب، تا زمانی که اکسیژن و آب کافی در سطح فولاد در دسترس نباشد، واکنش کاتد آغاز نمی‌شود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در صورتی می توان از خوردگی فولاد جلوگیری کرد که بتن آنقدر نفوذناپذیر باشد که هوا، آب و سایر عوامل را از دسترس خود دور نگه دارد.

چرا کنترل سایش میلگردهای تقویت کننده در بتن ضروری است؟

کنترل خوردگی میلگرد برای جلوگیری از آسیب و شکست سازه های بتنی ضروری است. تقریباً ۴۰ درصد از شکست سازه های بتنی ناشی از خوردگی آرماتورهای فولادی تعبیه شده است. دلایل زیادی برای فرسایش آرماتورها می تواند وجود داشته باشد، اما بیشتر به کیفیت بتن، محیط و کیفیت شیوه های ساخت و ساز مربوط می شود. بنابراین اولین قدم در کنترل خوردگی میلگرد، تهیه بتن با کیفیت خوب از طریق شیوه های ساخت و ساز خوب است.

کیفیت مصالح بتن، اختلاط، گیرش، تراکم و طرز کار خوب می تواند به کنترل خوردگی میلگرد کمک کند. اگرچه کنترل کیفیت در ساخت و ساز بتن ممکن است احتمال خوردگی را کاهش دهد، روش های مختلفی وجود دارد که می توان خوردگی میلگردهای تقویت کننده را کنترل کرد.

منبع : ساختمان