خوردگی میلگرد در بتن؛ علت، علائم و روشهای جلوگیری
خوردگی میلگرد در بتن یکی از جدیترین مشکلاتی است که مستقیماً بر دوام و طول عمر سازههای بتنی تأثیر میگذارد. اگرچه ساخت سازههای بتنی نسبت به سازههای فولادی مقرونبهصرفهتر است و در کشور ما کاربرد زیادی دارد، اما همین سازهها در صورت خوردگی آرماتور با مشکلاتی مانند کاهش مقاومت، ترک خوردن، پوستهشدن و حتی تخریب روبهرو میشوند.
به همین دلیل شناخت دلایل خوردگی میلگرد و روشهای جلوگیری از آن، یکی از مهمترین چالشهای مهندسان عمران و مجریان ساختوساز است.
در این مطلب، علائم خوردگی، علل ایجاد آن، انواع خوردگی و پنج راهکار مؤثر برای جلوگیری از این پدیده را بررسی میکنیم.
علائم خوردگی میلگرد در بتن
با توجه به اینکه میلگرد درون بتن پنهان است، علائم اولیه خوردگی معمولاً روی سطح بتن ظاهر میشود. مهمترین نشانهها عبارتاند از:
-
ایجاد لکههای سفید روی سطح بتن
-
مشاهده لکههای قهوهای در راستای میلگرد (نشانه زنگزدگی داخلی)
-
ترکهای سطحی یا عمیق که با گذشت زمان گسترش مییابند
-
پوستهپوسته شدن بتن به دلیل افزایش حجم زنگ میلگرد
-
برآمدگیهای موضعی روی بتن به علت فشار حاصل از خوردگی
اگر هر یک از این نشانهها دیده شود، باید میلگرد و وضعیت سازه بررسی شود.
نقش میلگرد در بتن چیست؟
بتن در برابر فشار مقاومت بسیار خوبی دارد، اما در برابر نیروهای کششی و برشی ضعیف است. اینجاست که میلگرد وارد عمل میشود.
ترکیب بتن و میلگرد (بتنآرمه):
-
مقاومت کششی سازه را چندین برابر میکند
-
احتمال شکست و فروپاشی را کاهش میدهد
-
امکان استفاده از مقاطع باربر باریکتر را فراهم میکند
بنابراین خوردگی میلگرد به معنای ضعف مستقیم سازه است.
معیارهای شروع خوردگی میلگرد
زمانی که لایه محافظ روی میلگرد آسیب ببیند یا از بین برود، خوردگی آغاز میشود. مهمترین عوامل شروعکننده عبارتاند از:
-
وجود رطوبت و اکسیژن در مجاورت میلگرد
-
بتنریزی غیراصولی و پوشش ناکافی بتن روی میلگرد
-
ایجاد فاصله یا حفره بین بتن و میلگرد
-
ترکهای عمیق که مسیر نفوذ آب و یونها را باز میکنند
-
وجود یون کلرید بیش از حد مجاز در بتن
-
نفوذ دیاکسید کربن و کاهش pH بتن
چرا میلگرد درون بتن خورده میشود؟
علت اصلی خوردگی میلگرد، واکنشهای الکتروشیمیایی ناشی از حضور رطوبت، اکسیژن، یون کلرید یا دیاکسید کربن است. این پدیده در دو دسته اصلی بررسی میشود:
1. خوردگی کلریدی
یونهای کلرید (معمولاً ناشی از نمکها، محیطهای صنعتی یا افزودنیهای غیراستاندارد) میتوانند به داخل بتن نفوذ کنند. کلرید آزاد با از بین بردن لایه محافظ میلگرد، فرآیند زنگزدگی را آغاز میکند.
نکته مهم:
خوردگی کلریدی سریع، خطرناک و تهاجمی است و معمولاً باعث ایجاد ترک در بتن میشود.
2. خوردگی کربنی
در این حالت، بتنی که در معرض هوا و رطوبت قرار دارد، دچار کربناسیون میشود. این فرآیند pH بتن را کاهش میدهد و شرایط مناسب برای خوردگی سطح میلگرد ایجاد میکند.
ویژگی خوردگی کربنی:
-
کندتر از خوردگی کلریدی
-
بدون ایجاد ترکهای شدید
-
اما کاهش سطح مقطع میلگرد در طول زمان
انواع خوردگی میلگرد
1. خوردگی شیاری
در فضاهای کوچک و شیارهای بتن ایجاد میشود و بهتدریج میلگرد را در همان مسیر میخورد.
2. خوردگی حفرهای
در این نوع، بخشهایی از میلگرد بهصورت نقطهای و عمیق خورده میشوند؛ بسیار خطرناک است چون کاهش ناگهانی مقاومت ایجاد میکند.
مکانیزم شیمیایی خوردگی میلگرد
فرآیند خوردگی یک پیل الکتروشیمیایی ایجاد میکند:
-
نواحی آندی یونهای آهن (Fe²⁺) آزاد میکنند
-
نواحی کاتدی اکسیژن و آب را به یون هیدروکسید تبدیل میکنند
-
ترکیب یون آهن و هیدروکسید باعث تولید زنگ آهن میشود
این واکنشها حجم میلگرد را افزایش میدهد و بتن اطراف را متلاشی میکند.
میزان مجاز زنگزدگی میلگرد
استفاده از میلگرد فقط زمانی مجاز است که:
-
زنگزدگی سطحی و یکنواخت باشد
-
سطح فقط لایه نازکی از رنگ قهوهای روشن داشته باشد
در موارد زیر استفاده از میلگرد ممنوع است:
-
پوستهپوسته شدن عمیق
-
ایجاد حفرههای قابل مشاهده
-
کاهش واضح سطح مقطع
تأثیر بتن بر سرعت خوردگی میلگرد
موارد زیر سرعت نفوذ یونها به میلگرد را افزایش میدهد:
-
ضخامت کم پوشش بتن
-
کیورینگ ناقص
-
رطوبت زیاد محیط
-
عمر بالای سازه
-
دمای بالا
-
چرخههای خشک و تر مداوم
از میلگردهای اپوکسی برای افزایش استحکام بتن در برابر خوردگی استفاده نمایند. به طور کلی برای تولید میلگرد اپوکسی از میلگرد معمولی (آجدار و ساده) استفاده می کنند و بر روی پوششی قرار می دهند. برای آشنایی بیشتر با میلگرد اپوکسی، میتوانید مقالهی میلگرد اپوکسی چیست چه کاربردهایی دارد را مطالعه کنید.
راههای جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن
1. مقاومسازی بتن
-
استفاده از سیمان با کلرید کم
-
اجرای اصولی بتن و تراکم مناسب
-
استفاده از مواد مکمل نظیر دوده سیلیسی، سرباره و خاکستر بادی برای کاهش نفوذپذیری
2. پوششدهی میلگرد با پودر (اپوکسی)
میلگرد اپوکسی یکی از مؤثرترین روشها برای جلوگیری از خوردگی است.
مزایا:
-
جلوگیری کامل از ورود یون کلرید
-
چسبندگی مناسب به سطح میلگرد
-
انعطافپذیری بالا
معایب:
-
حساسیت زیاد در حملونقل
-
هزینه بالا
-
امکان آسیبدیدگی در اجرا
3. پوششدهی میلگرد با روغن یا گریس
راهکاری ساده و کمهزینه برای جلوگیری موقت از خوردگی پیش از بتنریزی.
4. رنگ کردن میلگرد
ارزانترین گزینه برای ایجاد یک لایه محافظ اولیه.
5. گالوانیزه کردن میلگرد
پوشش روی باعث افزایش عمر میلگرد در برابر خوردگی (تا حدود ۱۵ سال) میشود.
نکته:
در برابر کلرید آزاد، میلگرد اپوکسی مقاومت بیشتری دارد.
میلگردهای مقاوم به خوردگی
دو نوع میلگرد بیشترین مقاومت را دارند:
-
میلگرد استنلس استیل
-
میلگرد گالوانیزه
اما به دلیل قیمت بالا، معمولاً فقط در پروژههای حساس استفاده میشوند.
جمعبندی
خوردگی میلگرد یکی از مهمترین عوامل تخریب سازههای بتنی است و اگر کنترل نشود، میتواند مقاومت سازه را بهشدت کاهش دهد. شناخت دلایل خوردگی، تشخیص علائم اولیه و اجرای روشهای پیشگیرانه مانند پوششدهی، بتنریزی اصولی و استفاده از میلگردهای محافظتشده، بهترین راهکار برای افزایش طول عمر سازه است.
برای مشاهده قیمت روز میلگرد و دریافت مشاوره خرید، بازرگانی آرادآهن بهترین قیمت کارخانههای معتبر را ارائه میدهد.
جهت دریافت مشاوره رایگان با شماره 031-34055 تماس بگیرید.
سوالات متداول
1. چرا خوردگی میلگرد در بتن مهم است؟
خوردگی میلگرد باعث ضعف و تخریب بتن میشود و طول عمر سازه را کاهش میدهد.
2. علائم اولیه خوردگی میلگرد در بتن چیست؟
لکههای سفید، ترکخوردگی بتن، برآمدگی سطح بتن و پوستهپوسته شدن آن از علائم اولیه خوردگی هستند.
3. مهمترین عامل ایجاد خوردگی میلگرد چیست؟
رطوبت و یونهای خورنده مانند کلریدها و دیاکسیدکربن مهمترین عوامل خوردگی میلگرد هستند.
4. چرا میلگرد در بتن نیاز به محافظت دارد؟
میلگرد به دلیل ترکیب با بتن، در معرض خورندگی قرار میگیرد و باید محافظت شود تا سازه مقاوم بماند.
5. چگونه میتوان از خوردگی میلگرد جلوگیری کرد؟
استفاده از پوششهای محافظ مانند اپوکسی، گالوانیزه کردن میلگرد و مقاومسازی بتن از روشهای جلوگیری از خوردگی هستند.
6. میلگرد گالوانیزه چه کاربردی دارد؟
میلگرد گالوانیزه با پوشش لایهای از روی، مقاومت بالاتری در برابر خوردگی دارد و در مناطق مرطوب یا صنعتی استفاده میشود.
