خوردگی میلگرد در بتن ( بررسی عوامل محیطی موثر + راه‌های پیشگیری)

خوردگی میلگرد در بتن یکی از مهم‌ترین عوامل تخریب سازه‌های بتنی مسلح به شمار می‌رود و می‌تواند به کاهش دوام، مقاومت و ایمنی سازه منجر شود. این پدیده معمولاً در اثر نفوذ عوامل خورنده مانند یون‌های کلرید و دی‌اکسید کربن به داخل بتن رخ می‌دهد. با آغاز خوردگی، محصولات حاصل از آن حجم بیشتری نسبت به فلز اولیه دارند که باعث ترک‌خوردگی و پوسته شدن بتن می‌شود. بررسی علل، مکانیسم‌ها و روش‌های پیشگیری از خوردگی میلگرد برای افزایش عمر مفید سازه‌های بتنی اهمیت ویژه‌ای دارد.

خوردگی یا زنگ زدگی میلگرد چیست؟

خوردگی یا زنگ‌زدگی میلگرد به فرآیندی گفته می‌شود که در آن فلز میلگرد در اثر واکنش با عوامل محیطی مانند رطوبت، اکسیژن و یون‌های کلرید دچار اکسیداسیون می‌شود. این واکنش موجب تشکیل لایه‌های زنگ آهن بر سطح میلگرد می‌گردد. محصولات حاصل از خوردگی حجیم‌تر از فلز اصلی هستند و باعث ایجاد تنش‌های داخلی در بتن می‌شوند. در نتیجه، ترک‌ها و پوسته‌شدگی در بتن ظاهر شده و استحکام سازه به مرور کاهش می‌یابد.

خوردگی میلگرد در بتن و تاثیر آن روی سازه

خوردگی میلگرد در بتن یکی از مهم‌ترین عوامل کاهش دوام و عمر مفید سازه‌های بتنی است. زمانی که میلگرد در داخل بتن دچار زنگ‌زدگی می‌شود، حجم محصولات خوردگی افزایش یافته و باعث ایجاد فشار داخلی در بتن می‌گردد. این فشار منجر به ایجاد ترک، جداشدگی و پوسته شدن پوشش بتنی می‌شود. در نتیجه، میلگرد در معرض عوامل خورنده بیشتری قرار گرفته و روند تخریب تسریع می‌یابد. در نهایت، ظرفیت باربری سازه کاهش یافته و ایمنی کلی آن به خطر می‌افتد.

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.

روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن

برای افزایش دوام و طول عمر سازه‌های بتنی، کنترل و پیشگیری از خوردگی میلگرد از اهمیت زیادی برخوردار است. این کار از طریق بهبود کیفیت بتن، استفاده از مصالح مقاوم‌تر و اعمال پوشش‌ها یا افزودنی‌های محافظ انجام می‌شود. در ادامه، مهم‌ترین روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد معرفی و توضیح داده شده‌اند.

1. بهبود کیفیت و عملکرد بتن

استفاده از بتن با تراکم بالا، نفوذپذیری کم و نسبت آب به سیمان مناسب از اصلی‌ترین روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد است. افزودن مواد پوزولانی مانند دود سیلیس، خاکستر بادی یا سرباره کوره باعث کاهش تخلخل و نفوذپذیری بتن می‌شود و از ورود یون‌های کلرید و رطوبت به میلگرد جلوگیری می‌کند.

2. استفاده از میلگرد با پوشش اپوکسی

پوشش‌های اپوکسی روی سطح میلگرد به‌عنوان سد محافظتی در برابر نفوذ رطوبت و عوامل خورنده عمل می‌کنند. این نوع میلگردها به‌ویژه در مناطق ساحلی یا محیط‌های مرطوب بسیار مؤثر هستند. البته در هنگام حمل و نصب باید از آسیب به پوشش اپوکسی جلوگیری شود، زیرا هرگونه خراش می‌تواند منجر به شروع خوردگی موضعی گردد.

3. استفاده از لایه‌ها و صفحات ضد رطوبت

در سازه‌هایی که در معرض تماس مستقیم با آب یا رطوبت بالا هستند، استفاده از لایه‌های ضد آب در سطح خارجی بتن یا زیر پی، مانع نفوذ آب به درون بتن می‌شود. این روش به‌ویژه برای مخازن، فونداسیون‌ها و سازه‌های زیرزمینی مؤثر است.

4. استفاده از پوشش‌های آب‌بند سطحی

پوشش‌های سطحی مانند سیلرهای پلیمری یا سیلیکونی بر روی سطح بتن اعمال می‌شوند تا از نفوذ آب، گازها و مواد خورنده به داخل بتن جلوگیری کنند. این روش علاوه بر افزایش دوام، به زیبایی ظاهری سطح بتن نیز کمک می‌کند.

5. استفاده از میلگرد گالوانیزه

در این روش، سطح میلگرد با لایه‌ای از روی (Zn) پوشانده می‌شود. فلز روی در تماس با محیط خورنده، به عنوان آند فداشونده عمل کرده و از فولاد پایه در برابر خوردگی محافظت می‌کند. میلگردهای گالوانیزه نسبت به میلگرد معمولی مقاومت بیشتری در برابر رطوبت و کلرید دارند.

6. استفاده از بازدارنده‌های خوردگی

افزودن مواد شیمیایی بازدارنده به مخلوط بتن یا اعمال آن‌ها بر سطح میلگرد، باعث کاهش سرعت واکنش‌های الکتروشیمیایی خوردگی می‌شود. این مواد معمولاً در محیط‌های مرطوب یا کلریدی کاربرد دارند و می‌توانند عمر مفید سازه را به طور قابل‌توجهی افزایش دهند.

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.

انواع پوشش بتنی برای تقویت میلگرد در برابر خوردگی

پوشش بتنی مناسب نقش مهمی در محافظت از میلگرد در برابر خوردگی دارد. افزایش ضخامت و تراکم پوشش بتنی باعث کاهش نفوذ رطوبت، اکسیژن و یون‌های کلرید به سطح میلگرد می‌شود. استفاده از بتن با کیفیت بالا و افزودنی‌هایی مانند میکروسیلیس و خاکستر بادی، دوام و چسبندگی بتن به میلگرد را تقویت می‌کند. همچنین اجرای صحیح عمل‌آوری بتن و جلوگیری از ایجاد ترک‌های سطحی، اثر حفاظتی پوشش بتنی را به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. جهت مشاهده قیمت سیم مفتول با بهترین کیفیت و قیمت 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:

1. ابتدا سطح میلگرد با استفاده از لوازم سایشی تمیز و صاف می‌شود تا سطحی صیقلی ایجاد شود.
2. سپس پوشش اپوکسی فیوژنی که به صورت پودر خشک است، با استفاده از تفنگ اسپری الکترواستاتیک روی میلگرد پاشیده می‌شود.
3. این پودر با نیروی الکتریکی روی سطح میلگرد جذب می‌شود و می‌تواند به صورت سرد یا گرم اعمال گردد.
4. ضخامت پوشش معمولاً بین 0.1 تا 0.3 میلی‌متر تنظیم می‌شود.
5. میلگرد پوشش‌دار سپس تحت عملیات حرارتی مشخصی قرار می‌گیرد تا از شکستگی و نقایص پوشش جلوگیری شود.
6. پس از خشک شدن کامل پوشش، میلگرد باید به دقت بازرسی شود تا از عدم وجود ترک، سوراخ، حفره یا آلودگی اطمینان حاصل گردد.

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.

اهمیت دانستن روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد

سوالات متداول خوردگی میلگرد در بتن