انواع خوردگی میلگرد در بتن و عوامل تأثیرگذار در آن

آیا اطلاعاتی در مورد انواع خوردگی میلگرد دارید؟ در صنعت ساخت‌وساز، استفاده از میلگرد به‌عنوان یکی از عناصر اصلی برای ساخت سازه‌ها و ساختمان‌ها بسیار رایج است؛ اما یکی از مشکلاتی که ممکن است در مصرف میلگرد در سازه‌ها به وجود آید، خوردگی آن است. در این مقاله، ما به بررسی انواع خوردگی میلگرد در بتن و عوامل تأثیرگذار در آن می‌پردازیم. همچنین، راه‌های پیشگیری از خوردگی میلگرد را نیز بررسی خواهیم کرد.

علائم خوردگی در ظاهر میلگرد

خوردگی یا زنگ‌زدگی میلگرد به واکنش آهن میلگرد با اکسیژن هوا، معمولاً در هوای مرطوب اشاره دارد. این واکنش با عنوان اکسیداسیون یک ماده، در حضور اکسیژن و آب رخ می‌دهد. در خصوص فولاد، فرآیند خوردگی بسیار پیچیده است و تأثیرات متعددی دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم. از مهم‌ترین عوامل این تأثیرها، تخریب مواد تشکیل‌دهنده‌ی فولاد و محیط اطراف فلز است.

زنگ‌زدگی میلگرد در بتن نیز معمولاً نتیجه‌ای از واکنش‌های الکتروشیمیایی است. در این حالت، آنودها (الکترود مثبت) و کاتودهای کوچکی (الکترود منفی) روی سطح میلگرد فولادی تشکیل می‌شوند و جریان یون‌ها در میان این الکترودها منجر به زنگ‌زدگی و در نتیجه شکستن میلگردها می‌شود.

علائم انواع خوردگی میلگرد در ظاهر آن، به‌صورت زیر است:

تشکیل لکه‌های سفید: زمانی که میلگردها شروع به خوردگی می‌کنند، دی اکسید کربن موجود در هوا با هیدروکسید کلسیم موجود در خمیر سیمان واکنش داده و کربنات کلسیم تشکیل می‌دهد. این کربنات کلسیم با رطوبت حمل می‌شود و روی سطح بتن رسوب کرده و لکه‌های سفیدی ایجاد می‌کند.

ایجاد لکه‌های قهوه‌ای در امتداد میلگرد: هنگامی که میلگردها دچار خوردگی شوند، لایه‌ای از اکسیدآهن قهوه‌ای روی آن‌ها تشکیل می‌شود. این اکسید آهن با رطوبت به سطح بتن منتقل می‌شود.

ایجاد ترک: خوردگی میلگردها باعث افزایش حجم آن‌ها می‌شود. این اضافه حجم باعث ایجاد فشار به بتن شده و ترک‌هایی در بتن ایجاد می‌کند. با ادامه خوردگی، ترک‌ها بزرگ‌تر و عمیق‌تر می‌شوند.

پوسته پوسته شدن پوشش بتنی: به دلیل خوردگی و تخریب پیوند بین بتن و میلگردها، بتن شروع به تشکیل چندین لایه می‌کند و به مرور زمان پوسته پوسته می‌شود.

کمانش میلگردها: پوسته‌پوسته‌شدن پوشش بتنی و تخریب میلگردها منجر به کمانش میله‌های اصلی می‌شود. این پدیده باعث برآمدگی بتن در آن منطقه شده و در نهایت، ممکن است کل سازه فرو بریزد.

تأثیرات خوردگی میلگرد در بتن

انواع خوردگی میلگرد در بتن مسلح یکی از مسائل مهم در ساخت و پایداری سازه‌ها است. در اینجا به تأثیرهای این پدیده و راه‌های مقابله با آن پرداخته خواهد شد.

• کاهش استحکام میلگرد: انواع خوردگی میلگرد باعث کاهش استحکام آن می‌شود. این امر می‌تواند به تضعیف و تخریب سازه منجر شود.
• ترک‌ها و شکستگی‌ها: این ترک‌ها می‌توانند به دلیل افزایش حجم میلگرد در نتیجه خوردگی، به وجود آیند و منجر به تخریب سازه شوند.
• کاهش عمر سازه: سازه‌هایی که به میلگردهای زنگ‌زده متصل هستند، ممکن است در طول زمان تحت فشار قرار بگیرند و نیاز به تعمیرات مکرر داشته باشند.
• خسارات اقتصادی: خوردگی میلگرد می‌تواند خسارات اقتصادی جدی را به برای مالکان سازه وارد کند. تعمیرات و تعویض میلگرد زنگ‌زده هزینه‌های زیادی را به همراه دارد.

محافظت بتن از میلگرد در برابر خوردگی فارسی

استفاده از میلگردهای محافظت‌شده در ساخت‌وساز بهترین راه برای مقابله با ایجاد انواع خوردگی میلگرد است. محافظت از میلگرد به ۲ صورت فیزیکی و شیمیایی امکان‌پذیر است. فرآیند این دو محافظت از میلگرد به‌صورت زیر است:

• محافظت فیزیکی: در قالب پوشش بتنی روی میلگرد که از نفوذ عوامل خوردگی مانند کلرید آزاد و دی‌اکسیدکربن به میلگرد جلوگیری می‌کند.
• محافظت شیمیایی: در این حالت، یک لایه اکسیدی محافظ بر روی میلگرد ایجاد می‌کنند تا از آن در باربر خوردگی محافظت کند.

انواع خوردگی میلگرد در بتن

انواع خوردگی میلگرد در بتن را می‌توان به دو نوع زیر تقسیم کرد:

۱. خوردگی شیاری (Crevice Corrosion)

در خوردگی شیاری، فرآیند خوردگی در شیارها و مناطق فلزی ایجاد می‌شود که در معرض مایع خورنده قرار دارند. این نوع خوردگی به‌عنوان شایع‌ترین نوع تخریب خوردگی در نظر گرفته می‌شود. معمولاً در شیارهای کوچک و تنگ ایجاد می‌شود و به دلیل کاهش حلالیت اکسیژن در این شیارها اتفاق می‌افتد. در این نوع خوردگی، مایع در شیار روکار می‌ماند و از اکسیژن محروم می‌شود. این موقعیت باعث ایجاد ناحیه‌ای به‌عنوان آند و ناحیه‌ای دیگر به‌عنوان کاتد در سطح فلزی می‌شود که فرایند خوردگی را آغاز می‌کند.

راه‌های مقابله با خوردگی شیاری شامل دور نگه‌داشتن آب از مفاصل و فضاهای تنگ و استفاده از بتن مقاوم به خوردگی است.

۲. خوردگی حفره‌ای (Pitting Corrosion)

در خوردگی حفره‌ای، فرآیند خوردگی موضعی ایجاد می‌شود که منجر به ایجاد حفره‌هایی در سطح میلگرد می‌شود. این نوع خوردگی زمانی اتفاق می‌افتد که یک بخش کوچک از سطح فلزی از اکسیژن محروم می‌شود و در این بخش، فرآیند خوردگی شروع می‌شود. حفره‌ها در سطح میلگرد تشکیل می‌شوند و می‌توانند به تخریب سریع فلز منجر شوند.

تشخیص و پیشگیری از خوردگی حفره‌ای معمولاً دشوارتر از سایر نوع خوردگی است و نیاز به طراحی مناسب جهت پیشگیری دارد.

سخن پایانی

خوردگی میلگردها می‌تواند به سازه‌های بتنی آسیب برساند و عمر آن‌ها را کاهش دهد. برای پیشگیری از بروز انواع خوردگی میلگرد، مهم است که محافظت مناسبی بر روی میلگردها وجود داشته باشد و شرایط محیطی که می‌تواند به خوردگی منجر شود، کنترل شود. از طریق استفاده از بتن مقاوم به خوردگی و روش‌های مانیتورینگ منظم می‌توان از ایجاد سازه‌های بتنی پایدار اطمینان حاصل کرد.

سؤالات متداول

۱. چرا میلگردها در بتن دچار خوردگی می‌شوند؟

میلگردها در بتن به دلیل تماس با عوامل خورنده مانند رطوبت و اکسیژن دچار خوردگی می‌شوند.

۲. چه عواملی می‌توانند به خوردگی میلگردها در بتن منجر شوند؟

عواملی مانند رطوبت، اکسیژن، تری و خشکی مکرر، نوع میلگرد، نوع بتن و محیط اطراف میلگرد می‌توانند در خوردگی میلگردها اثر بگذارند.

۳. چه اقداماتی می‌توان برای پیشگیری از انواع خوردگی میلگردها در بتن انجام داد؟

استفاده از بتن مقاوم به خوردگی، محافظت مناسب از میلگردها با پوشش‌های فیزیکی و شیمیایی، کنترل شرایط محیطی مانند رطوبت و اکسیژن و مانیتورینگ منظم می‌توانند از خوردگی میلگردها جلوگیری کنند.

۴. آیا خوردگی میلگردها تأثیری بر عمر سازه‌های بتنی دارد؟

بله، خوردگی میلگردها عمر سازه‌های بتنی را کاهش داده و به تخریب آ‌ن‌ها منجر می‌شود.

۵. انواع خوردگی میلگردها در بتن؟

خوردگی شیاری و خوردگی حفره‌ای.