خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن: تشخیص، نقشه برداری و نظارت
اطلاعات منتشر شده توسط انجمن ملی مهندسین خوردگی ( NACE ) بیش از بیست سال پیش نشان می‌دهد که هزینه خسارت ناشی از خوردگی فولاد تقویت‌کننده در پل‌های بتنی بزرگراه‌ها در آن زمان به چندین میلیارد دلار رسید. تلفات غیرمستقیم برای خاموش شدن، اختلال در خدمات و غیره، به طور چشمگیری کل واقعی را افزایش می دهد. تمام این هزینه‌های ناشی از آسیب به زیرساخت‌های کشور ما توسط سازمان‌های محلی، ایالتی و فدرال، یا به زبان ساده، توسط من و شما به عنوان مالیات‌دهندگان تقبل می‌شود. در این مقاله به مبحث خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن: تشخیص، نقشه برداری و نظارت می پردازیم. برای خرید و اطلاع از قیمت فوق روان کننده ، چسب کاشی ، ملات ضد اسید ، چسب کاشت میلگرد ، ترمیم کننده بتن ، گروت اپوکسی و ضد یخ و ….میتوانید با شرکت شیمی آبادگران تماس بگیرید.
تاریخچه خوردگی در بتن
خوردگی فولاد تقویت کننده بیش از یک قرن است که به عنوان یک موضوع جدی شناخته شده است. دو گزارش مختلف در سال 1911، یکی در مورد یک کارخانه بسته بندی گوشت و دیگری یک اسکله دریایی، دریافتند که الکتریسیته از منابع روشنایی مسیری را از میان بتن مرطوب پیدا کرده و به فولاد تعبیه شده زمین می زند و باعث آسیب سریع و شدید به سازه های بتنی می شود. در سال 1917، یک مطالعه گسترده بر روی سازه‌های دریایی بدون منابع الکتریکی نزدیک نشان داد که رسوب کلریدهای موجود در آب و سایر نمک‌ها در منافذ بتن، تخریب فولاد را تسریع می‌کند. نقشه برداری الکتروشیمیایی خوردگی، اساس روش های مدرن شرح داده شده در ASTM C876 ، برای اولین بار در سال 1957 برای مطالعه یک گذرگاه در کالیفرنیا استفاده شد.
شبکه‌ای از میله‌ها، شبکه‌های سیمی و کابل‌های کششی متقاطع سازه‌های بتن آرمه را برای افزایش استحکام قرار می‌دهند. صفحات و لنگرهای تعبیه شده، فولاد سازه ای و لوله های مختلف لوله کشی، برق و داده ها را ایمن می کنند. اکثر این عناصر تعبیه شده حداقل حاوی مقداری فلز هستند که در صورت عدم محافظت مناسب در معرض خوردگی هستند.
علل خوردگی در بتن
ما اغلب به سازه های بتنی فولادی از نظر استحکام، طول عمر و ماندگاری فکر می کنیم. با این حال، مانند اکثر فلزات، فولاد یک ماده ناپایدار است و به محض تولید شروع به بازگشت به حالت طبیعی خود یعنی اکسید آهن یا زنگ می‌کند.
درست پس از قرار دادن بتن، لایه ای از مواد قلیایی غیرفعال به سطح فولاد تقویت کننده تعبیه شده در بتن می چسبد و از آن محافظت می کند. آب با غلظت بالایی از یون های کلرید حاصل از نمک های یخ زدایی یا آب دریا یک محلول الکترولیتی ایده آل برای تحریک واکنش های الکتروشیمیایی تشکیل می دهد. اگر این آب از طریق ترک ها یا ساختار منفذی بتن مهاجرت کند، به لایه محافظ روی فولاد حمله می کند.
خوردگی زمانی شروع می‌شود که الکترون‌ها از نقاط فعال الکتریکی فولاد (آندها) به مکان‌هایی روی میله با قطب مخالف (کاتد) مهاجرت کنند. در همان زمان، یون های آهن از دست رفته از فولاد به بتن اطراف پخش می شود. هنگامی که محلول الکترولیت با یک منطقه فعال تماس می گیرد، هیدروکسید آهن (زنگ) شروع به تشکیل می کند.
اگر خوردگی ایجاد شود و اجازه پیشرفت پیدا کند، مشکلات بزرگی ایجاد می کند. زنگ ظرفیت باربری فولاد را کاهش می دهد و کارایی آن را در حمل بارهای سازه ای در کنار بتن کاهش می دهد. نگران‌کننده‌تر این است که با بازگشت فولاد به اکسید آهن، حجم آن دو یا سه برابر افزایش می‌یابد و نیروهای داخلی عظیمی بر بتن اطراف وارد می‌کند. بتن پیوند خود را با فولاد تقویت کننده از دست می دهد و ظرفیت بار را بیشتر کاهش می دهد. ترک‌ها ایجاد می‌شوند و باعث افزایش مقادیر آب، کلریدها و اکسیژن می‌شوند و چرخه زوال را تسریع می‌کنند.
استراتژی های مختلف برای به تاخیر انداختن شروع و شدت خوردگی بر دور نگه داشتن مخلوط آب/کلرید از فولاد تقویت کننده تمرکز دارد. تولید مخلوط‌های بتنی که دارای نفوذپذیری کم و کاهش تمایل به ترک خوردن هستند و ایجاد عمق پوشش مناسب در حین جاگذاری اقدامات مؤثری است. استفاده از مواد افزودنی بازدارنده خوردگی، میلگردهای پوشش دهنده، سیستم های حفاظت کاتدی و درزگیرهای سطحی اقدامات ثانویه موثری هستند.
صداگذاری سطوح بتنی روشی با فناوری پایین برای ارزیابی و نظارت بر کیفیت عمومی بتن است و ممکن است مراحل اولیه خوردگی، نشست پایه‌ها در زیر دال‌ها و حفره‌های بزرگ را تشخیص دهد. روش ساده است، ضربه زدن با چکش یا کشیدن یک زنجیره سنگین در سراسر یک منطقه و گوش دادن به مناطق “مرده”. چنین مناطقی باید برای بررسی بیشتر با ابزارهای آزمایش غیرمخرب پیشرفته (NDT) علامت گذاری شوند.
