زنگ زدگی میلگرد و روش های جلوگیری از آن

زنگ زدگی میلگرد چیست ؟

زنگ زدگی که معمولاً اکسیداسیون نامیده می شود، زمانی رخ می دهد که آهن یا آلیاژهای آهنی مانند فولاد برای مدت طولانی در معرض اکسیژن و آب قرار گیرند. اگر این زنگ زدگی در میلگرد که خود نوعی مقطع فولادی است اتفاق افتد، به آن زنگ زدگی میلگرد اطلاق گفته می شود.

زنگ زدگی میلگرد زمانی ایجاد می شود که آهن تحت فرآیند اکسیداسیون قرار می گیرد، اما همه اکسیداسیون ها زنگ را تشکیل نمی دهند. همانطور که قبلاً گفته شد، فقط آهن یا آلیاژهایی که حاوی آهن هستند می توانند زنگ بزنند، اما سایر فلزات می توانند به روشی مشابه خورده شوند. بنابراین زنگ زدگی خود نوعی خوردگی هم می تواند باشد.

انواع زنگ زدگی میلگرد

دو نوع زنگ زدگی وجود دارد که در میلگردهای تعبیه شده در بتن مشاهده می شود که عبارتند از خوردگی شکافی و خوردگی حفره ای. به طور کلی، برای ایجاد خوردگی بین دو فلز نیاز به سه عامل می باشد که شامل وجود حداقل دو فلز (یا دو مکان روی یک فلز واحد) در سطوح مختلف انرژی، یک الکترولیت و یک اتصال فلزی می باشد.

خوردگی شکافی

شکل موضعی خوردگی است که معمولاً با یک محلول راکد در سطح میکروسکوپی محیطی همراه است. چنین ریزمحیط ‌های راکدی معمولاً در شکاف ‌ها (منطقه محافظ) رخ می‌دهند. اکسیژن در مایعی که در عمق شکاف است در واکنش با فلز مصرف می شود. مقدار اکسیژن مایع در دهانه شکافی که در معرض هوا است بیشتر است. از این رو یک سلول محلی تشکیل می شود که در آن آند (منطقه مورد حمله) سطحی است که با مایع تخلیه شده از اکسیژن در تماس است.منبع

خوردگی حفره ای

در مورد خوردگی حفره ای، نظریه های انفعال به دو دسته کلی تقسیم می شوند. اولین مورد بر اساس جذب است در حالی که مورد دوم بر اساس حضور یک فیلم نازک اکسید است. خوردگی حفره‌ای در حالت اول به‌ عنوان گونه‌ های مضر یا فعال ‌کننده، مانند یون کلرید، ایجاد می‌ شود که با اکسیژن یا یون هیدروکسیل در مکان‌ های سطحی خاص رقابت می ‌کند.

در تئوری فیلم اکسیدی، گونه های مضر به فیلم غیرفعال وارد می شوند که منجر به انحلال موضعی آن یا ایجاد مسیرهای رسانا می شود. پس از شروع این نوع خوردگی، گودال ‌ها به صورت خودکار منتشر می‌شوند، که منجر به اسیدی شدن ناحیه فعال و خوردگی با سرعتی سریع تر می‌شود.

خطرات زنگ زدگی میلگرد در بتن

میلگرد فولادی در بتن معمولاً در شرایط غیر خورنده و غیرفعال قرار دارد. با این حال، شرایط غیر خورنده و غیرفعال همیشه در عمل به دست نمی آید که به دلیل آن خوردگی میلگردها اتفاق می افتد. خوردگی میلگردها پیامدهای فیزیکی مانند کاهش استحکام نهایی و قابلیت سرویس دهی سازه های بتنی را به همراه دارد. خوردگی میلگرد فولادی در بتن یک مشکل بزرگ جهانی است. آسیب ناشی از خوردگی می تواند تا حد زیادی قابلیت سرویس و یکپارچگی ساختاری میلگرد فولادی را کاهش دهد. آسیب ناشی از خوردگی به سازه بتنی نیاز به تعمیر زود هنگام یا در برخی موارد تعویض کامل سازه بتنی دارد.

هر گاه میلگرد تقویتی تعبیه شده در بتن دچار خوردگی شود، محصولات خوردگی حجم آن را افزایش می دهند که به دنبال آن، موجب افزایش حجم سازه بتنی و وارد آمدن بارهای اضافی به سازه می شود. همه اشکال اکسید آهن و هیدرو اکسید دارای حجم مشخصی هستند که بیشتر از فولاد است.

همچنین، نیروهای انبساطی ایجاد شده در اثر خوردگی میلگرد منجر به ترک خوردگی کششی و زنگ زدگی بتن می شود. این امر به نوبه خود باعث کاهش قابلیت سرویس دهی و یکپارچگی ساختاری بتن می شود و زیبایی آن را تحت تأثیر قرار می دهد. هنگامی که خوردگی شروع می شود، در طولانی مدت آسیب زیادی به سازه بتنی وارد کرده و سبب می شود تا بتن و میلگرد قبل از عمر طراحی خود از بین بروند.

بتنی که به درستی جاسازی نشده یا ارتعاش نداشته باشد ممکن است دارای محفظه سنگ و میلگرد در معرض دید باشد. اغلب، این مشکل زمانی رخ می دهد که بتن خیلی خشک ریخته شود، زیرا در زمان مخلوط کردن بتن، آب کافی به آن اضافه نشده است. این شرایط ممکن است منجر به زنگ زدن میلگرد و آسیب رساندن به بتن شود.

همچنین، آیین نامه های ساختمانی الزاماتی در مورد نزدیک بودن میلگرد به زمین (خاک) و همچنین نزدیک بودن آن به قالب های بتنی دارند. فاصله ها بسته به محل و اندازه میلگرد متفاوت است. عدم رعایت این الزامات می تواند موجب رسیدن رطوبت خاک به میلگرد و زنگ زدگی آن شوند.

روش های جلوگیری از زنگ زدگی میلگرد

یکی از مهم ترین روش های جلوگیری از زنگ زدگی میلگرد ، استفاده از پوشش های محافظ می باشد. پوشش های به کار رفته روی میلگردها عبارتند از: (1) گالوانیزه گرم، (2) پوشش اپوکسی پیوندی فیوژن و (3) روکش فولاد ضد زنگ. همچنین استفاده از میلگردهایی با جنس فولادهای ضد زنگ نیز توصیه می شود.

روش های برطرف کردن زنگ زدگی میلگرد

به منظور انجام جلوگیری از زنگ زدگی میلگرد ، ماهیت زنگ ایجاد شده و نیز خوردگی و درجه خوردگی باید در نظر گرفته شوند. علاوه بر این، زمانی که خوردگی بسیار زیاد باشد، هزینه فرآیند تمیز کردن نیز افزایش خواهد یافت. بدین منظور روش های زیر برای زدودن زنگ از میلگردها توصیه می شود:

1- پاکسازی با برس سیمی

2- استفاده از جت آب (واترجت) با فشار بالا

3- استفاده از پاک کننده های شیمیایی

4- استفاده از سندبلاست : از کارآمدترین روش هابرای جلوگیری از زنگ زدگی میلگرد ، سندبلاست آهن است.