تأثیر رطوبت، نمک و خاک مهاجم بر طول عمر میلگرد

تضمین دوام، استحکام و افزایش طول عمر میلگرد فولادی یکی از مهم ترین مسائلی است که در هر نوع پروژه وجود دارد؛ از ساختمان سازی گرفته تا برج سازی، پل سازی و سدسازی، طرح های عمرانی و حتی زیرساخت ها، همگی به میلگردهای فولادی آجدار و ساده وابسته هستند و از آنها بهره می گیرند. میلگرد، دوام و اسکلت بندی سازه را تأمین می کند و باعث تقویت بتن می شود، بنابراین همه ما می توانیم به این واقعیت پی ببریم که مقاومت و دوام هر سازه بتنی، در گروِ سلامت و استحکام میلگردها است. میلگرد، مقاومت کششی را در بتن ایجاد می کند و اگر عواملی وجود داشته باشند که طول عمر میلگرد را تهدید کنند، آن را آسیب پذیر نموده و یک هشدار محسوب می شوند!

با اینکه میلگرد آجدار و ساده از مقاوم ترین متریال ساخت و ساز هستند و دقیقاً مطابق با استانداردهای جهانی و ملی میلگرد تولید می شوند، اما از دیدگاه شیمی و مهندسی، یک سری عوامل وجود دارند که می توانند بر استحکام و طول عمر میلگرد تأثیر بگذارند. این پارامترهای مهم تقریباً شناخته شده هستند و ما تصمیم داریم در این مطلب تخصصی به 3 تا از مهم ترین آنها اشاره کنیم؛ یعنی رطوبت، خاک مهاجم و نمک!

به طور خلاصه باید گفت، رطوبت و نمک، دو عامل بسیار تهدید کننده برای میلگردهای فولادی هستند که در نهایت به مرور زمان باعث می شوند پدیده مخرب خوردگی و ترک در میلگرد ایجاد شود؛ خاک مهاجم، ذرات و غبارات با اندازه های میکرومتری و نانومتری هستند که به مرور زمان بر روی سطح میلگرد تجمع یافته و یک جرم را روی آن ایجاد می کنند. همه این اتفاقات در کنار هم، طول عمر میلگرد را کاهش می دهد.

خوردگی میلگرد که یکی از مهم ترین آسیب های احتمالی است، به طور قابل توجهی می تواند یکپارچگی ساختاری ساختمان یا هر سازه و البته سطح بتن را به خطر بیاندازد. با این وجود، مهندسان می توانند تمهیدات و برنامه ریزی هایی را داشته باشند که همه این آسیب ها و تهدیدها را کاهش داده یا کاملاً از بین ببرند!

مروری کوتاه بر نقش میلگرد در مقاوم سازی بتن

بتن، اصلی ترین متریال برای هر عملیات ساخت و ساز است و مقاومت بالایی در برابر نیروهای فشاری دارد؛ اما متأسفانه مقاومت کششی بتن چندان رضایت بخش نیست؛ اینجاست که استفاده از انواع میلگرد مناسب، ضرورت پیدا می کند. میلگرد آجدار، به عنوان آرماتور در بتن جاسازی می شود تا مقاومت کششی را فرآهم کند و یک پشتیبان ساختاری ایجاد نماید. ترکیب بتن و میلگرد باهمدیگر، ساختاری را تشکیل می دهند که بسیار مقاوم، بادوام و مستحکم هستند و می توانند بارهای سنگین و تنش های محیطی را تحمل کنند.

رد پای میلگرد – بتن را می توانید در انواع سازه های عمرانی، پل ها، بزرگراه ها، فونداسیون ساختمان، دیوار حائل، پیاده رو، مجتمع های تجاری، برج و آسمان خراش ها، اسکله و بنادر و هزاران پروژه دیگر پیدا کنید. اینها مناطقی هستند که پایداری سازه برای آنجا بسیار اهمیت دارد و طبیعتاً هر عاملی که طول عمر میلگردها را کاهش دهد، منجر به خطرات جدی خواهد شد.

اکنون بیایید باهمدیگر نگاهی به مهم ترین عواملی داشته باشیم که طول عمر میلگرد فولادی را کاهش می دهند و مقاومت و دوام آنها را به خطر می اندازند.

تأثیر رطوبت و نمک بر سلامت و طول عمر میلگردها چگونه است؟

رطوبت به هر شکل و در هر مقدار یکی از عوامل تأثیرگذار بر سلامت میلگرد است. نفوذ آب به داخل بتن به دلیل متخلخل بودن بتن اتفاق می افتد؛ با گذشت زمان، املاح موجود در آب می تواند به تدریج به سطح میلگردهای تعبیه شده در بتن برسد و پدیده خوردگی را ایجاد کند. البته خوردگی در میلگردهایی که در بتن قرار دارند، بسیار کند رخ می دهد اما در نهایت، آثار مخربی به جای خواهد گذاشت. این تغییرات به معنای کاهش طول عمر میلگرد در سازه تفسیر می شوند.

نمک ها از دیگر عوامل تأثیرگذار بر طول عمر میلگرد و دوام آن در طولانی مدت هستند. هر ماده معدنی که از دو یون مثبت و منفی تشکیل شده باشد، نمک نام دارد؛ بر اساس همین تعریف، دی اکسید کربن، ترکیبات کلرید دار، مواد معدنی و املاح، همگی جزو نمک ها هستند.

دو پدیده “کربوناسیون” و “حمله کلرید”، در مورد تأثیر نمک بر طول عمر میلگرد تعریف می شوند و هر دوی اینها منجر به تخریب میلگرد و کاهش مقاومت بتن و سازه خواهند شد.

“کربوناسیون” وقتی اتفاق می افتد که دی‌اکسید کربن موجود در جو با هیدروکسید کلسیم موجود در بتن واکنش نشان داده و سطح pH محیط محافظ اطراف میلگرد را کاهش دهد. این فرآیند، احتمال خوردگی را افزایش می‌دهد. “حمله کلرید”، در موارد خاص رخ می دهد؛ در آب و هوای سرد، وقتی مواد معدنی کلرید دار را روی سطح بتن می ریزند یا اسپری می کنند، این نمک می تواند به داخل بتن نفوذ کرده و به لایه اکسیدی غیر فعال و محافظ میلگرد فولادی، حمله کند، پس خوردگی به تدریج اتفاق می افتد.

اثرات خوردگی بر میلگردهای فولادی

1- انبساط و ترک خوردگی

هنگامی که میلگرد فولادی دچار خوردگی می‌شود، یک لایه زنگ روی سطح آن تشکیل شده، که می تواند تا شش برابر حجم فلز اصلی منبسط گردد. این انبساط، یک فشار داخلی در بتن ایجاد می کند و منجر به ترک خوردگی، پوسته پوسته شدن (پوسته پوسته شدن سطح) و در نهایت، آسیب ساختاری می‌شود. این به معنای کاهش طول عمر میلگرد است.

2- کاهش یا از بین رفتن استحکام پیوند بتن – میلگرد

با تجمع زنگ و رسوب در اثر خوردگی، پیوند بین میلگرد و بتن در اطراف، ضعیف می‌شود. این تغییرات، توانایی سازه برای تحمل بار و مقاومت در برابر تنش‌ها را کاهش می‌دهد و آن را مستعد شکست می ‌کند.

3- ناپایداری سازه

در موارد شدیدتر خوردگی میلگرد، یکپارچگی سازه به شدت به خطر می افتد. این به ویژه برای ستون‌ها، تیرها و دال‌های معلق، که باید بار زیادی را تحمل کنند، خطرناک است؛ در این موقعیت ها، هر گونه ترک و شکست می‌تواند منجر به خطرات ایمنی قابل توجهی شود.

چطور میلگردهای فولادی را از اثرات رطوبت، نمک و خاک مهاجم محافظت کنیم؟

در این قسمت درباره عناصر کلیدی که به افزایش طول عمر میلگردهای فولادی در ساخت و ساز کمک می‌کنند صحبت خواهیم کرد.

میلگردها اجزای کمی و ضروری ساخت و ساز در کنار بتن هستند. برای اینکه ساختمان‌ها، پل‌ها و سایر پروژه‌های زیرساختی از نظر ساختاری، محکم و بادوام باشند، طول عمر میلگردهای فولادی اهمیت زیادی دارد. اما گاهی کیفیت میلگرد به دلیل نگهداری نامناسب، قرار گرفتن در معرض آب و هوا و تکنیک‌های ضعیف در ساخت و ساز، با گذشت زمان کاهش پیدا می کند و از نظر بسیاری ویژگی ها نیز رو به زوال می رود! کاهش دوام و مقاومت میلگرد می‌تواند ساختار کلی میلگرد‌های فولادی را به طور قابل توجه به خطر بیندازد!

بنابراین بسیار اهمیت دارد که چطور می توانیم از میلگردهای فولادی در پروژه های ساخت و ساز در برابر عوامل مهاجم و مخرب نظیر رطوبت، نمک ها و خاک یا ذرات معلق جلوگیری کرد. در این خصوص به نکات و راهکارهای زیر توجه کنید.

1- اقدامات مناسب برای محافظت میلگردها در برابر خوردگی

خوردگی، دوام میلگرد‌های فولادی در بتن مسلح را به طور جدی تهدید می‌ کند. هنگامی که فولاد با اکسیژن، آب یا یون‌های کلرید برخورد می‌کند، زنگ زدگی ایجاد می‌شود. بتن اطراف به دلیل تخریب میلگرد به دلیل خوردگی، دچار ترک می‌شود. علاوه بر این، سلامت ساختاری آنها به خطر می‌ افتد. اقدامات مختلفی را می‌توان برای مقابله با این مشکلات می توان انجام داد که به صورت زیر هستند:

• پوشش‌های ذوبی پیوندی (Fusion-bonded coatings)، نام دیگری برای میلگردهای فولادی با پوشش اپوکسی است که فولاد را از محیط‌های خورنده محافظت می‌کنند. این روش باعث می‌شود میله‌های فولادی، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی داشته باشند و طول عمر آنها را در محیط، به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.
• گالوانیزه کردن میله‌های فولادی، گزینه دیگری برای محافظت از آنها است. لایه محافظ فلز روی، به عنوان یک مانع اصلی برای فولاد عمل می‌کند. روی، کندتر از فولاد خورده می‌شود، پس عمر پوشش را افزایش می‌دهد، تشکیل لایه زنگ کاهش می یابد، و در نهایت، خوردگی کاهش پیدا می کند.
• حفاظت کاتدی؛ اِعمال یک جریان الکتریکی کوچک به میلگرد فولادی که به عنوان یک مانع عمل می‌کنند؛ روشی که آن را با عنوان حفاظت کاتدی می شناسیم. این روش، از فرآیندهای الکتروشیمیایی ایجاد کننده خوردگی جلوگیری می‌کند. سازه‌های بزرگ از جمله پل‌ها، تونل‌ها و زیرساخت‌های زیردریایی توسط “خوردگی کاتد” محافظت می‌شوند.

2- تولید میلگرد باکیفیت، مطابق با استانداردهای ملی و جهانی

یکی از عواملی که بر طول عمر میلگرد فولادی تأثیر می‌گذارد، کیفیت آن است. فولاد درجه 1 به دلیل ترکیب متعادل از عناصر کربن، منگنز، سیلیکون و سایر آلیاژها، بهترین استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می‌دهد. این در حالی است که میلگرد فولادی بی‌کیفیت، در معرض رطوبت، تنش و سایر مواد شیمیایی ممکن است خیلی سریع آسیب ببیند و تخریب شود؛ زیرا مقداری ناخالصی در آن دیده می شود یا هرگونه عدم تعادل در عناصر تشکیل دهنده ساختار آن وجود دارد.

میلگردهای فولادی باید استانداردها و مشخصات صنعتی خاصی را مانند استانداردهایASTM  یا BIS کسب کرده باشند. این گواهینامه‌ها نشان می‌دهند که فولاد، آزمایش‌های کنترل کیفیت لازم برای کشش، تسلیم، ازدیاد طول و ترکیب شیمیایی را با موفقیت پشت سر گذاشته است. مهندسان و پیمانکاران باید قبل از استفاده از میلگردهای فولادی برای هر پروژه ساختمانی، گواهینامه‌ کیفیت آنها را تأیید کنند.

3- اجرای پوشش بتنی کافی

پوشش‌های بتنی، به فاصله بین سطح بیرونی بتن تا میلگرد‌های فولادی تعبیه‌شده اشاره دارند. پوشش بتنی کافی، برای محافظت از میلگردها در برابر خوردگی، حمله کلریدها، نفوذ رطوبت یا خاک مهاجم، ضروری است. عدم پوشش بتنی کافی، یک مشکل رایج در ساخت‌وساز است که در برخی موارد، منجر به عملکرد ضعیف، قرارگیری نامناسب میلگرد یا انقباض بتن می‌شود. پیمانکاران باید همیشه از پروتکل‌های سختگیرانه در اجرای پوشش‌های بتنی پیروی کنند تا اطمینان حاصل شود که میلگردها به درستی با بتن، هم‌تراز شده‌اند.

4- نگهداری و بازرسی منظم

برای تضمین دوام و ماندگاری میلگردهای فولادی، بازرسی و نگهداری منظم، ضروری است. ترک خوردگی، پوسته پوسته شدن یا هر نوع آثار خوردگی دیگری که میلگرد فولادی را در معرض شرایط خورنده قرار می‌دهند، می‌توانند در سازه‌ها رخ دهند. بازرسی‌های منظم و دقیق می‌تواند آسیب ها را در مراحل اولیه تشخیص داده و در نتیجه، امکان تعمیرات سریع به منظور جلوگیری از مشکلات شدید در سازه‌ را فراهم می کنند.

در این مورد می توانید از روش‌هایی مانند بازرسی‌های بصری و یا با استفاده از امواج اولتراسونیک و الکترومغناطیسی برای ارزیابی وضعیت میلگردها استفاده کنید. طول عمر بتن و میلگرد فولادی را می‌توان با دوغاب ریزی یا استفاده از پوشش محافظ در صورت لزوم، افزایش داد.

 جمع بندی

طول عمر میلگردهای فولادی در ساخت و ساز تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد. رطوبت، نفوذ ذرات آب و غبار و همچنین مواد کلرید دار، یا همان نمک ها، آسیب های ساختاری شدید به میلگرد وارد می کنند؛ که در نهایت می تواند بر سلامت پیوند بین میلگرد و بتن تأثیر مخرب داشته باشد.

استفاده از میلگردهای باکیفیت، پوشش دهی میلگرد با مواد محافظ، پوشش دهی بتن در لایه هایی با ضخامت معین، نصب فولاد درجه 1 در سازه ها، همگی از مهم ترین اقداماتی هستند که می توانند میلگرد را از اثرات خوردگی در امان نگه داشته و طول عمر آن را افزایش دهند.

خرید میلگرد باکیفیت از صنعت تجارت پردیس آذربایجان، تضمین کننده هر پروژه ساخت و ساز و عمرانی است. بی تردید، این محصولات توانسته اند آزمون های کنترل کیفیت را با موفقیت پشت سر بگذارند و گواهی استانداردهای ملی و بین المللی را أخذ کنند. جهت استعلام قیمت میلگرد آجدار و ساده یا اطلاع از قیمت شمش فولادی با کارشناسان فروش تماس بگیرید.