علت خوردگی میلگرد چیست؟ روش‌های تشخیص و اندازه‌گیری آن را بشناسید

مقدمه

خوردگی میلگرد یکی از شایع‌ترین اتفاقاتی است که عموما در ساختمان سازی و سازه‌های با بتن مسلح اتفاق می‌افتد. نرخ زنگ‌زدگی میلگرد  مستقیما بر عمر ساختمان یا سازه تولید شده تاثیر گذار بوده و باید به طور جدی مورد بررسی قرار بگیرد چرا که می‌تواند آثار و زیان مالی زیادی در دراز مدت وارد نماید. در این مقاله به این موضوع می‌پردازیم که چه عاملی باعث تشدید خوردگی در میلگرد درون بتن شده و به چه صورتی می‌توان آن را شناسایی کرد.

زنگ زدگی آهن چیست و چگونه به وجود می‌آید؟

  همانطور که در مقاله روش‌های از بین بردن زنگ زدگی آهن به طور کامل در خصوص آن بحث شد، خوردگی فلزات ناشی از تماس آن‌ها با اکسیژن و یا سایر موارد نظیر سولفات‌ها یا فسفات‌ها اتفاق می‌فتد و میزان خوردگی هر فلز علاوه بر ویژگی‌های ذاتی آن ماده به محیط و شرایطی که در آن قرار دارد نیز بستگی دارد. رطوبت از جمله عواملی است که خوردگی را تشدید می‌کند. در بین فلزات، آهن نرخ خوردگی نسبتا زیادی دارد که وجود شرایطی نظیر رطوبت بالا و یا قرارگیری در بتن می‌تواند باعث افزایش این نرخ شود. میلگرد به عنوان یکی از اساسی‌ترین مقاطع آهنی در ساختمان‌سازی، برای تقویت و مسلح نمودن سازه‌ها و ستون‌ها از جمله محصولاتی است که دائما در شرایط خوردگی قرار می‌گیرد. اما علت این خوردگی چیست؟

علت خوردگی میلگرد در بتن چیست؟

پیشتر گفته شده که میلگرد به خودی خود و بنا به ذات خود که محصولی آهنی است، تحت تاثیر اکسیژن و محیط مرطوب دچار زنگ زدگی می‌شود، اما قرارگیری آن در محیط بتن باعث بالاتر رفتن سرعت تخریب میلگرد می‌شود. برای جست‌وجوی علت این اتفاق، باید بررسی کنیم که بتن چه تاثیری بر میلگرد گذاشته است.

مفهوم پیل گالوانیک

در مقاله گالوانیزه چیست توضیح داده شد که در فرآیند الکتروپلیتینگ، سه عضو اصلی آند، کاتد و الکترولیت وجود دارد. در خصوص بتن مسلح نیز، بتن در واقع به عنوان الکترولیتی عمل می‌کند که امکان حرکت یون آهن را فراهم می‌کند. به همین دلیل، سطح آهن با سرعت بالاتری نسبت به حالت عادی دچار خوردگی شده و در معرض تخریب قرار می‌گیرد.

راه‌های شناسایی میزان خوردگی میلگرد در بتن

به طور کلی، هنوز روش مستقیمی برای اندازه‌گیری میزان خوردگی میلگرد قرار گرفته در بتن اختراع نشده است اما  روش‌هایی وجود دارد که به بررسی فعل و انفعالات رخ داده در بتن می‌پردازد و به صورت نسبتا کیفی، میزان خوردگی را در آن ارزیابی می‌کند.

در ادامه به معرفی برخی از این روش‌ها می‌پردازیم.

استفاده از مقاومت سنج

در روش مقاومت سنجی، به کمک یک اهم متر که معمولا دارای دو یا چند خروجی می‌باشد، یک پروب بر سطح بتن قرار می‌گیرد و میزان مقاومت الکتریکی به صورت یک عدد بر روی صفحه نمایشگر نشان داده می‌شود. این عدد در واقع نشان می‌دهد که بتن تا چه اندازه هادی الکتریکی است. بدیهی است که هرچه مقدار عدد نشان داده شده بر صفحه نمایشگر بالاتر باشد، نشان‌دهنده مقاومت بالاتر و جریان الکتریکی پایین‌تر است و میلگرد در شرایط خوردگی کمتر قرار دارد.

از مزایای استفاده از این روش این است که مقاومت سنج دستگاهی پرتابل و سبک (حدود 2 کیلوگرم) است که می‌توان به سادگی آن را حمل کرده و در مکان‌های مختلف تست را انجام داد. علاوه بر آن، این تکنیک بسیار ساده و ارزان قیمت است. در در جدول زیر نشان داده شده است که هر بازه از عدد گزارش شده، متناسب با چه میزان از خوردگی است.

اندازه‌گیری پتانسیل نیم پیل (Half Cell Potential Test)

اساس کار این روش شباهت زیادی با روش قبلی دارد اما عمل شناسایی را بر پایه اختلاف پتانسیل بین فولاد و بتن قرار داده است. هرچه عدد گزارش شده در صفحه نمایشگر که در واقع میزان پتانسیل است بالاتر باشد،احتمال خوردگی افزایش می‌یابد. جدول محاسبات کیفی میزان نرخ خوردگی بر حسب مقدار پتانسیل اندازه‌گیری شده آورده شده است. 

استفاده از تجهیزات iCOR

این تجهیزات در واقع علاوه بر توان ارائه تست‌های نام‌برده پیشین، این امکان را در اختیار قرار می‌دهد که تا با ارسال پالس‌های الکتریکی به سمت میلگرد داخل بتن و دریافت و تحلیل واکنش میلگرد، میزان نرخ خوردگی را ارزیابی نماید. این روش در دراز مدت به لحاظ اقتصادی به صرفه بوده و در زمره آزمون‌های غیر مخرب قرار می‌گیرد.

ارزیابی روش‌های اندازه‌گیری میزان خوردگی میلگرد

از بین روش‌هایی که به آن اشاره شد، به نظر می‌رسد که استفاده از تجهیزات iCOR روشی قابل اعتمادتر نسبت به دو روش اول باشد. علت این امر هم این است که دو روش ابتدایی، نرخ خوردگی را به صورت غیر مستقیم محاسبه می‌نماید اما در روش سوم، پالس الکتریکی مستقیما با میلگرد در بتن در ارتباط است. از طرفی دیگر، تکنیک سوم، در خود روش‌های اول و دوم را نیز گنجانده است. پس به نظر می‌رسد در صورتی که به طور مکرر و در دراز مدت قصد بررسی و ارزیابی این موضوع را دارید، استفاده از iCOR بسیار معقول‌تر می‌باشد. لازم به تاکید است گزارش نرخ خوردگی به صورت دقیق، برای بدست آوردن طول عمر میلگرد در بتن به هیچ عنوان منطقی نیست چرا که وجود شرایط جدید و تخریب‌های جزئی، می‌توانند سرعت خوردگی را بسیار دچار تغییر کنند.

جمع‌بندی

در این مقاله ابتدا به مفهوم خوردگی و علل به وجود آمدن زنگ زدگی میلگرد پرداخته شد و سپس راه‌های ارزیابی کیفی نرخ خوردگی میلگرد در بتن بیان شد. در نهایت ارزیابی مختصری بر روی سه روش پیشنهاد شده ارائه شد. شما می‌توانید برای مطالعه سایر مقالات وبسایت فولادینو، اینجا را کلیک کنید.