میلگردها به عنوان مهم‌ترین مصالح در پروژه‌های ساخت‌وساز، با هدف استحکام و افزایش مقاومت ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مقاطع فولادی چه به تنهایی و چه در بتن مسلح به کار برده میشوند تا مقاومت کششی و خمشی سازه تقویت شود. با این وجود، میلگردها در معرض مشکلات متعددی مثل خوردگی قرار دارند که این امر می‌تواند باعث کاهش استحکام قابل توجه سازه و در نتیجه به خطر افتادن آن شود؛ چرا که خوردگی میلگرد، سبب ترک خوردن و کاهش شکل‌پذیری و چسبندگی آن با بتن شده و به سازه آسیب می‌زند. اما تقویت میلگرد در برابر خوردگی مانع از خرابی سازه‌های بتنی شده و طول عمر آنها را افزایش می‌دهد.
با توجه به اینکه استحکام سازه‌ها تا حدود زیادی به میلگردهای به کار برده در آن بستگی دارد، در این مطلب تصمیم گرفتیم به بررسی روشهای تقویت میلگرد در برابر خوردگی، کاربرد، مزایا و معایب آن بپردازیم. پس برای آشنایی با این روش‌ها تا پایان همراه ما باشید.
عوامل موثر بر خوردگی میلگرد و راه‌های پیشگیری
خوردگی میلگرد یکی از مهم‌ترین چالش‌های دوام سازه‌های بتن مسلح است که می‌تواند عمر مفید سازه را به‌طور چشمگیری کاهش دهد. این پدیده تحت تأثیر مجموعه‌ای از عوامل محیطی، ویژگی‌های بتن، خصوصیات میلگرد و شرایط اجرایی رخ می‌دهد.
عوامل محیطی موثر بر خوردگی میلگرد
عوامل محیطی موثر بر خوردگی میلگرد شامل موارد زیر است:
- رطوبت و آب: رطوبت بالا امکان نفوذ اکسیژن و مواد خورنده را درون بتن فراهم میکند و شرایط لازم برای شروع فرآیند خوردگی را مهیا می‌سازد.
- یون‌های کلرید: وجود کلریدها، به‌ویژه در مناطق ساحلی یا محل‌هایی که از نمک برای یخ‌زدایی استفاده می‌شود، از مهم‌ترین عوامل تسریع‌کننده خوردگی محسوب می‌شود.
- دی‌اکسید کربن (CO₂): واکنش این گاز با ترکیبات قلیایی بتن، موجب کربناته شدن و کاهش محافظت طبیعی بتن از میلگرد می‌شود.
- اکسیژن: فراهم بودن اکسیژن در کنار رطوبت، شرایط لازم برای اکسید شدن فولاد و زنگ‌زدگی را ایجاد میکند.
- دمای بالا: افزایش دما باعث تسریع واکنش‌های شیمیایی، از جمله فرآیندهای خوردگی می‌شود.
- آلودگی‌های صنعتی و دریایی: گازها و ذرات خورنده مانند سولفات‌ها و کلریدها می‌توانند از طریق هوا وارد بتن شده و به میلگرد آسیب برسانند.
مشخصات بتن و نقش آن در خوردگی
مشخصات بتن و نقش آن در خوردگی شامل موارد زیر است:
- نفوذپذیری بتن: هرچه بتن متراکم‌تر و نفوذناپذیرتر باشد، احتمال رسیدن عوامل خورنده به میلگرد کمتر می‌شود.
- ضخامت پوشش بتن روی میلگرد: لایه محافظ بتن باید ضخامت کافی و کیفیت مناسب داشته باشد تا از نفوذ رطوبت و یون‌ها جلوگیری کند.
- ترک‌های بتن: ایجاد ترک در بتن مسیرهای مستقیم برای ورود آب، کلریدها و سایر مواد خورنده به درون سازه ایجاد میکند.
- کیفیت کلی بتن: بتن با نسبت نامناسب آب به سیمان یا با تخلخل بالا، محافظت ضعیف‌تری از میلگرد دارد.
ویژگی‌های میلگرد و عوامل اجرایی
ویژگی‌های میلگرد و عوامل اجرایی شامل موارد زیر است:
- نوع میلگرد: میلگردهای کربنی معمولی نسبت به خوردگی حساس‌ترند، در حالی که انواع پوششدار مانند گالوانیزه یا اپوکسی مقاومت بالاتری دارند.
- کیفیت فیزیکی میلگرد: میلگردهایی که دارای ترک‌های سطحی یا ناخالصی هستند، زودتر دچار خوردگی میشوند.
- نحوه نصب: قرارگیری میلگرد در عمق نامناسب یا تماس مستقیم با خاک یا هوای آزاد می‌تواند احتمال خوردگی را افزایش دهد.
معرفی روشهای تقویت میلگرد در برابر خوردگی
با به‌کارگیری راهکارهای جلوگیری از خوردگی میلگرد، میتوان زمان لازم برای دستیابی به مواد خورنده و مخرب به میلگرد را در بتن افزایش داد و در نهایت باعث افزایش دوام سازه شد. در ادامه برخی از مؤثرترین روشهای تقویت میلگرد در برابر خوردگی را برایتان بازگو می‌کنیم که شامل موارد زیر می‌شود:
استفاده از پوشش بتنی برای تقویت میلگرد در برابر خوردگی
با وجود اینکه اجرای درست بتن، برای حفاظت میلگرد در برابر خوردگی اولین گزینه است، اما انواع پوشش بتنی نیز می‌توانند برای جلوگیری از خوردگی میلگرد به بتن کمک کنند. پوشش بتنی از فولاد در مقابل اکسید شدن، تاثیر مواد شیمیایی و رطوبت محافظت کرده و مانع از خوردگی میلگرد می‌شود.
برای اطلاعات بیشتر درباره کاربرد توری حصاری زنجیری و مزایای آن، به مقاله تخصصی ما مراجعه کنید.
انواع پوشش بتنی برای تقویت میلگرد در برابر خوردگی
انتخاب نوع پوشش و حفاظت سطح بتنی به عوامل مختلفی بستگی دارد؛ از جمله مقاومت در برابر دی‌اکسیدکربن، سهولت اجرا، پایداری در برابر نفوذ آب و سایر عوامل محیطی. پوششهای بتنی عمدتاً به سه دسته اصلی تقسیم میشوند:
۱. پوششهای سطحی
این نوع پوشش‌ها به صورت لایهای نسبتاً ضخیم از ملات سیمانی روی سطح بتن اعمال میشوند و با استفاده از ماله مناسب صاف و یکدست می‌گردند. ملات سیمانی ممکن است بدون مواد پلیمری باشد، اما معمولاً با افزودن مواد پلیمری یا لاتکس اصلاح می‌شود تا نفوذپذیری بتن در برابر عوامل خورنده کاهش یابد و دوام آن افزایش پیدا کند.
۲. پرکننده‌های منافذ
پرکننده‌ها موادی هستند که داخل حفرات و منافذ ریز بتن و خمیر سیمان نفوذ می‌کنند. این مواد یا با اجزای خمیر سیمان مانند آهک واکنش می‌دهند و ماده‌ای چسبنده و غیر محلول تشکیل می‌دهند، یا منافذ بتن را به طور کامل پر می‌کنند. برای استفاده از این پوشش، سطح بتن باید از چربی و گردوغبار پاک باشد، اما خشک بودن سطح بتن الزامی نیست.
۳. نفوذگرها
نفوذگرها معمولاً به صورت مایع با ویسکوزیته پایین هستند که به سطح بتن اسپری میشوند تا به داخل حفرات و منافذ ریز نفوذ کنند. این مواد منافذ را پر نمی‌کنند، بلکه با تغییر خاصیت کشش سطحی، مانع نفوذ رطوبت و گازهای مضر به داخل بتن میشوند. با این حال، نفوذگرها به صورت دائمی برای محافظت در برابر آب مناسب نیستند، بنابراین بهتر است در سطوح بتنی استفاده شوند که تماس مستقیم با آب ندارند.
برای اطلاعات بیشتر درباره انواع میلگرد نرمال و کاربردهای هر کدام روی لینک کلیک کنید.
تقویت میلگردها با پوشش اسیدی و قلیایی
برای افزایش مقاومت میلگردها در برابر خوردگی، فرایندی با استفاده از مواد اسیدی و قلیایی پس از مراحل برش و خم‌کاری انجام می‌شود. این عملیات در محیطی ایزوله و کنترل‌شده صورت می‌گیرد، جایی که میلگردها روی تکیه‌گاه‌های سنگی یا چوبی قرار می‌گیرند و سپس یک لایه محافظ به ضخامت حدود 0.1 میلی‌متر روی آنها اعمال می‌شود. مراحل اصلی این فرایند به شرح زیر است:
- زنگ‌زدایی: ابتدا برای حذف فرسودگی‌ها و زنگ‌زدگی‌های سطح میلگرد، عملیات زنگ‌زدایی انجام می‌شود.
- صیقل سطح میلگرد: میلگردها به مدت نیم ساعت در محلول ضدزنگ شامل اسید هیدروکلریک و آب غوطه‌ور میشوند تا سطح آنها صیقلی و تمیز شود.
- خشک کردن سطح: پس از خارج کردن میلگردها از محلول، سطح آنها با پارچه‌ای تمیز کاملاً خشک می‌شود.
- غوطه‌وری در محلول قلیایی: میلگردها به مدت ۵ دقیقه در محلول قلیایی غوطه‌ور شده و سپس مجدداً خشک میشوند.
- اعمال محلول ضد خوردگی: با استفاده از برس مخصوص، محلولی متشکل از آب و سیمان پرتلند روی سطح میلگرد کشیده می‌شود و میلگردها در محیطی مناسب به مدت یک روز قرار می‌گیرند تا خشک شدن کامل صورت گیرد.
- آب‌بندی نهایی: برای تکمیل فرآیند، محلول آب‌بندی در چند مرحله و با فاصله زمانی ۴ ساعت روی سطح میلگرد اعمال می‌شود تا از هرگونه خوردگی احتمالی جلوگیری به عمل آید.
اگر می‌خواهید با تفاوت میلگرد و مفتول و کاربردهای هر یک آشنا شوید، مطالعه این مقاله تخصصی را به شما پیشنهاد می‌کنیم.
پوشش اپوکسی فیوژنی برای تقویت میلگرد در برابر خوردگی
پوشش اپوکسی فیوژنی یکی از روشهای مؤثر برای افزایش مقاومت میلگرد در برابر خوردگی است. فرایند اجرای این پوشش شامل مراحل زیر می‌باشد:
- ابتدا سطح میلگرد با استفاده از لوازم سایشی تمیز و صاف می‌شود تا سطحی صیقلی ایجاد شود.
- سپس پوشش اپوکسی فیوژنی که به صورت پودر خشک است، با استفاده از تفنگ اسپری الکترواستاتیک روی میلگرد پاشیده می‌شود.
- این پودر با نیروی الکتریکی روی سطح میلگرد جذب می‌شود و می‌تواند به صورت سرد یا گرم اعمال گردد.
- ضخامت پوشش معمولاً بین 0.1 تا 0.3 میلی‌متر تنظیم می‌شود.
- میلگرد پوششدار سپس تحت عملیات حرارتی مشخصی قرار می‌گیرد تا از شکستگی و نقایص پوشش جلوگیری شود.
- پس از خشک شدن کامل پوشش، میلگرد باید به دقت بازرسی شود تا از عدم وجود ترک، سوراخ، حفره یا آلودگی اطمینان حاصل گردد.
مزایا و معایب پوشش اپوکسی فیوژنی در تقویت میلگرد
استفاده از پوشش اپوکسی فیوژنی دارای مزایا و معایب تقویت میلگرد در برابر خوردگی است که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم:
مزایا:
- عدم نیاز به زنگ‌زدایی سطح میلگرد قبل از اجرا
- انعطاف‌پذیری و قابلیت خم‌پذیری مناسب در عملیات آرماتوربندی
معایب:
- هزینه بالای این روش نسبت به پوششهای دیگر
- احتمال آسیب دیدن پوشش در هنگام بتن‌ریزی
- ایجاد حفره و آسیب در صورت وجود ناهمواری یا صیقلی نبودن سطح میلگرد
استفاده از گالوانیزاسیون برای تقویت میلگرد در برابر خوردگی
تقویت میلگرد در برابر خوردگی با استفاده از گالوانیزاسیون به وسیله روشهای گالوانیزینگ مثل پوششدهی مکانیکی، گالوانیزینگ غوطه‌وری داغ و… بر روی میلگرد اعمال می‌شود. این روش مقاومت میلگرد را در برابر خوردگی و اکسید شدن افزایش می‌دهد. در خصوص مزایا و معایب تقویت میلگرد در برابر خوردگی با استفاده از گالوانیزاسیون بهتر است بدانید اگر ترکیب میلگرد معمولی و گالوانیزه استفاده شود، امکان از بین رفتن روکش گالوانیزه وجود دارد. همچنین، به دلیل قیمت بالای میلگرد گالوانیزه، اگر نیاز به استفاده از هر نوع میلگرد معمولی و گالوانیزه باشد، باید بین آنها عایق‌بندی الکتریکی کامل انجام شود.
با توجه به مطالب بیان شده؛ یکی از مشکلات اساسی در سازه‌های بتنی خوردگی میلگرد است که می‌تواند باعث کاهش استحکام سازه و افزایش هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری شود. اما، میتوان با استفاده از روشهای تقویت میلگرد در برابر خوردگی نظیر استفاده از پوششهای محافظ و اجرای گالوانیزاسیون، تا حدودی از این مشکل جلوگیری نمود. البته، انتخاب روش مناسب برای افزایش کاربرد تقویت میلگرد در برابر خوردگی به شرایط محیطی، نوع پروژه و بودجه موجود بستگی دارد.
راهکارهای موثر برای جلوگیری از خوردگی میلگرد
یکی از عوامل مهم در افزایش دوام سازه‌های بتنی، جلوگیری از زنگ‌زدگی میلگردهاست. برای کاهش احتمال خوردگی، رعایت چند اصل اساسی ضروری است:
- شرایط مناسب نگهداری: میلگرد باید در مکان‌های سرپوشیده، خشک و به‌دور از تماس مستقیم با رطوبت، باران و برف نگهداری شود تا از ایجاد شرایط خورنده جلوگیری گردد.
- جلوگیری از تماس با مصالح مرطوب‌شونده: مصالحی مانند آجر، چوب یا خاک مرطوب می‌توانند رطوبت را منتقل کرده و خوردگی را تسریع کنند، بنابراین از تماس مستقیم میلگرد با این مواد باید اجتناب شود.
- پاک‌سازی سطح پیش از اجرا: هرگونه زنگ، چربی یا گردوغبار موجود روی میلگرد باید پیش از نصب به‌طور کامل حذف شود تا از شروع واکنش‌های خوردگی جلوگیری شود.
- به‌کارگیری پوششهای محافظتی: رنگهای ضدخوردگی یا پوششهای صنعتی ویژه، مانع انتقال جریان‌های الکتروشیمیایی به سطح فلز شده و از زنگ‌زدگی جلوگیری می‌کنند.
- انتخاب میلگرد با ترکیب شیمیایی مناسب: میلگردهایی که حاوی درصد پایینی از عناصر خورنده مانند فسفر و گوگرد هستند، پایداری بیشتری در برابر خوردگی دارند.
- استفاده از مواد پلیمری پوششی: پوشش‌هایی از جنس اپوکسی، پلی‌استر یا آکریلیک می‌توانند بهعنوان لایه محافظ روی میلگرد عمل کرده و مانع نفوذ عوامل خورنده شوند.
- کاربرد بازدارنده‌های شیمیایی خوردگی: این مواد با ایجاد یک لایه محافظ بر سطح میلگرد، سرعت واکنش‌های مخرب الکتروشیمیایی را کاهش می‌دهند و دوام سازه را افزایش می‌دهند.
با رعایت این موارد میتوان عمر مفید میلگردها را در سازه‌ها افزایش داد و هزینه‌های تعمیرات ناشی از خوردگی را به‌طور قابل توجهی کاهش داد.
سوالات متداول
1. چگونه میتوان میلگرد را در برابر خوردگی محافظت کرد؟
برای محافظت از میلگرد در برابر خوردگی، استفاده از پوششهای ضد زنگ مانند اپوکسی، رنگهای ضد خوردگی یا گالوانیزه کردن سطح میلگرد موثر است. همچنین کنترل شرایط محیطی مثل کاهش رطوبت و استفاده از افزودنیهای مقاوم در بتن به کاهش خوردگی کمک میکند.
2. چگونه میلگرد را ضد زنگ کنیم؟
یکی از روشهای رایج ضد زنگ کردن میلگرد، گالوانیزه کردن آن است که با پوششدهی میلگرد به لایهای از فلز روی، مقاومت آن در برابر زنگ زدگی افزایش مییابد. علاوه بر این، استفاده از میلگردهای ضد خوردگی مانند میلگردهای پوششدار اپوکسی یا میلگردهای استنلس استیل نیز راهکارهای موثر هستند.
3. چگونه از خوردگی فولاد تقویتکننده جلوگیری کنیم؟
جلوگیری از خوردگی فولاد تقویتکننده به ترکیبی از روشهای محافظتی نیاز دارد؛ از جمله پوششدهی میلگرد، بهبود کیفیت بتن، کنترل PH بتن و کاهش نفوذ مواد خورنده مانند کلرایدها. انتخاب میلگرد با مقاومت بالا و نگهداری صحیح سازه نیز نقش مهمی دارد.
4. مقاومترین میلگرد در برابر خوردگی کدام است؟
میلگردهای استنلس استیل و میلگردهای پوششدار اپوکسی بهعنوان مقاومترین انواع میلگردها در برابر خوردگی شناخته میشوند. این نوع میلگردها به دلیل داشتن پوشش محافظ یا جنس آلیاژی خاص، طول عمر بیشتری در شرایط محیطی خورنده دارند.