قبل از درک خوردگی فولاد، اجازه دهید ایده ای در مورد سازه بتن آرمه داشته باشیم.
سازه بتن آرمه سازه ای است که پس از تعبیه آرماتورهای فولادی در قالب، از ریخته گری بتن در قالب (دریچه) ساخته می شود. آرماتورهای فولادی تعبیه شده باعث افزایش کششی یعنی مقاومت خمشی قاب بتنی می شود.
خوردگی فولاد فرآیند و تخریب آرماتورهای فولادی به دلیل واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی در بتن است که در اثر عوامل دستی یا محیطی رخ می دهد.
در این فرآیند آهن به اکسید آهن (FeO یا Fe2O3) تبدیل می شود و لایه ای از رسوب در اطراف میلگرد آجدار تشکیل می دهد که باعث انبساط میله می شود که در نهایت باعث ایجاد ترک در بتن می شود.
خوردگی و زنگ زدگی مانند سرطان است، اگر به موقع مورد توجه قرار نگیرد، می تواند مشکلات جدی ایجاد کند. بنابراین باید در ابتدا تمام اقدامات پیشگیرانه را انجام دهید و پس از ظهور، باید اقدامات درمانی فوری انجام دهید.
فولاد با خوردگی و ایجاد تنش داخلی در بتن، حجم خود را افزایش می دهد. تنش داخلی باعث ایجاد ترک می شود و بعداً باعث ریزش بتن می شود و پوشش آرماتور از بتن جدا می شود. خوردگی فولاد به سازه آسیب جدی وارد می کند و در نهایت اگر در مراحل اولیه تعمیر نشود، ممکن است سازه منجر به تعمیر جدی از جمله ریزش جزئی یا کلی سازه شود.
خوردگی همیشه قابل مشاهده نیست. بنابراین لازم است خطر خوردگی آرماتور در سازه بتنی شناسایی شود. ما قبلاً در مورد روشهایی صحبت کرده ایم که به یافتن محل خوردگی آرماتور در بتن کمک می کند.
برای اطلاع از قیمت میلگرد آجدار کلیلک کنید.
در طول عمر مفید، فولاد تعبیه شده به دلایل زیادی دچار خوردگی می شود. دلایل اصلی وجود رطوبت و عدم پوشش بتنی مناسب برای فولاد است. دلایل دیگری نیز وجود دارد که باعث خوردگی فولاد آرماتور در بتن می شود. یعنی فرآیند کربناته شدن، الکترولیز، واکنش قلیایی - سنگدانه در بتن. آرماتورهای فولادی همچنین به دلیل استفاده از کلرید کلسیم (CaCl2) به عنوان شتاب دهنده، وجود رطوبت بیرون و داخل در بتن، وجود مواد شیمیایی مانند سولفات محلول در آب، خورده می شوند. گاهی اوقات ناخالصی هایی مانند ترکیبات معدنی، سولفات ها و کلریدهای موجود در آب اختلاط یا عمل آوری نیز باعث خوردگی بتن می شوند.
رطوبت موجود در ریزش بتن مانند یک الکترولیت عمل می کند و با سیمان واکنش می دهد که باعث خوردگی میله های فولادی می شود. از این رو بتن با نفوذپذیری کم در مناطقی که رطوبت هوا زیاد است مناسب نیست.
اگر بتن نفوذ پذیری بالایی داشته باشد، نشتی از توالت ها، لوله های لوله کشی، تراس، دیوارهای مرطوب، زیرزمین ها و غیره منجر به خوردگی میله فولادی در بتن می شود. نشت آب علت اصلی شروع زودرس خوردگی و زوال بتن است زیرا به عنوان الکترولیت عمل می کند. اگر منبع نشت آب بدون مراقبت رها شود، می تواند باعث آسیب ساختاری شود. از این رو هنگام تعمیر ساختار آسیب دیده در اثر خوردگی، مهم است که اقدامات پیشگیرانه انجام دهید، یعنی جلوگیری از نشت آب.
اگر پوشش بتن نامناسب باشد، بتن در اثر ورود رطوبت به زودی خورده می شود. پوشش نامناسب بتن نه تنها ورود رطوبت را تشویق می کند، بلکه فرآیند کربناته شدن و همچنین ورود کلریدها و غیره را تسریع می بخشد. توصیه می شود پوشش بتنی را طبق استاندارد IS:456 تهیه کنید.
هیدراتاسیون سیمان بتن را سخت می کند، در عین حال هیدروکسید کلسیم آزاد می شود که یک لایه محافظ در اطراف آرماتور فولادی ایجاد می کند. اما در طول زمان، هیدروکسید آزاد در بتن با دی اکسید کربن اتمسفر واکنش داده و کربنات کلسیم را تشکیل می دهد که منجر به ترک های انقباض می شود. این واکنش به نام کربناته شدن نیز شناخته می شود. قلیایی بودن بتن است که از فولاد در برابر خوردگی محافظت می کند. هنگامی که قلیاییت از بین رفت، دیگر محافظتی وجود ندارد. قلیاییت را کاهش می دهد و لایه محافظ فولاد را می شکند. بنابراین کربناته شدن باعث خوردگی آرماتورهای فولادی می شود اگر بتن فضای خالی بیشتری داشته باشد یعنی بتن نفوذپذیر رطوبت بیشتری را از جو جذب می کند.
ناخالصی های عمده در آب در زمان اختلاط بتن یا عمل آوری بتن اضافه می شود. طبق استاندارد IS:456، اگر کل ترکیبات آلی بیش از 3000 میلی گرم در لیتر، سولفات ها بیش از 500 میلی گرم در لیتر و یا کلریدها بیش از 1000 میلی گرم در لیتر باشند، منجر به خوردگی فولاد در بتن می شود.
آب دریا و حاوی کلرید بالایی است. اگر بتن متخلخل نفوذپذیر باشد، آب دریا به صورت رطوبت از سطح ریزش وارد بتن می شود. آب دریا حاوی کلرید بالایی است که با بتن واکنش داده و خاصیت قلیایی بتن را کاهش می دهد. بنابراین رطوبت بیرون در نواحی ساحلی نیز منجر به خوردگی فولاد می شود.
اگر سولفات محلول آب های زیرزمینی، آب خاک یا آجرهای رسی با آلومینات تری کلسیم بتن سیمانی در مجاورت رطوبت واکنش دهند، این واکنش شیمیایی منجر به انبساط بتن و همچنین خوردگی آرماتور می شود. همچنین به عنوان حمله سولفات شناخته می شود و همچنین دلیل خوردگی فولاد در سازه بتنی است.
کلرید کلسیم مقاومت الکتریکی بتن را کاهش می دهد و فرآیند الکتروشیمیایی را بهبود می بخشد. کلرید کلسیم نیز باعث افزایش ترک های انقباضی در بتن می شود. از این رو استفاده از کلرید کلسیم به عنوان یک تسریع کننده در بتن منجر به خوردگی فولاد می شود و برای عملکرد عالی سازه باید از آن اجتناب شود.
هنگامی که سیستم الکتریکی برای ولتاژ بالا یا جریان نشتی به درستی زمین نشده باشد، نشت جریان مستقیم عبوری از بتن یا میلگرد فولادی می تواند باعث خوردگی شود.
مواد قلیایی مانند اکسید سدیم (Na2O) و اکسید پتاسیم (K2O) در سیمان وجود دارند که با ترکیبات سیلیسی سنگدانه واکنش داده و باعث ایجاد ترک در بتن می شوند. از این رو، کاهش قلیاییت باعث افزایش خوردگی فولاد در حضور رطوبت می شود.
اگر دلایل دقیق خوردگی فولاد آرماتور در بتن را نمی دانید، قادر به تعمیر بتن آسیب دیده در اثر خوردگی نیستید. از این رو ابتدا علل دقیق خوردگی را کشف کنید، سپس فولاد آرماتور را برای تعمیر بتن آماده کنید. انتخاب مصالح تعمیری مناسب و در نهایت روش های مناسب ترمیم بتن.
