راهنمای جامع محافظت و تقویت میلگرد در برابر خوردگی

تقویت میلگرد در برابر خوردگی، کمک شایانی به جلوگیری از خرابی سازه های بتن آرمه و افزایش طول عمر سازه می کند. خوردگی یا زنگ زدگی میلگرد باعث ترک خوردن میلگرد و کاهش شکل پذیری و چسبندگی آن با بتن شده و منجر به آسیب به سازه و کاهش طول عمر آن می شود. روش های جلوگیری از خوردگی یا زنگ زدگی میلگرد بسیار متنوع و پرکاربرد هستند؛ اما مهم ترین و اصلی ترین روش ها استفاده از پوشش بتنی مناسب و همینطور استفاده از انواع پوشش روی میلگرد است. در این مقاله از آهن ملل به طور کامل به بررسی انواع روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد، از بین بردن آن و چگونگی ترمیم یا تعویض میلگرد زنگ زده می پردازیم.

نسخه صوتی مقاله راهنمای محافظت و تقویت میلگرد در برابر خوردگی

فرآیند خوردگی میلگردها

به دلیل نبود پوشش کافی روی میلگرد، روی سطح آن لایه نازکی از اکسید به وجود می آید و در نهایت، باعث خوردگی میلگرد می شود. در صورتی که اقدامات لازم جهت محافظت از سازه های بتنی انجام نگیرد، خوردگی میلگردهای فولادی باعث ایجاد ترک در پوشش بتنی شده و باعث تخریب سازه های بتن آرمه می گردد. از جمله دلایلی که باعث خوردگی و شکستگی سطح میلگرد می شود، حضور یون‌ های خورنده‌، رطوبت‌، اکسیژن و عوامل محیطی هستند. پیشنهاد می کنیم برای آشنایی بیشتر با خوردگی میلگرد و انواع آن، مقاله زیر را مطالعه نمایید.

# حتما بخوانید

---

پیشنهاد کارشناس آهن ملل: مطالعه مقاله انواع خوردگی میلگرد در بتن

خوردگی میلگرد

برای جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن باید راهکارهایی در نظر گرفته شود تا از رسیدن مواد خورنده به میلگرد جلوگیری گردد یا مقاومت شیمیایی میلگرد در برابر مواد خوردنده افزایش یابد. بر همین اساس، روش های مختلفی برای محافظت بتن مسلح از پدیده خوردگی وجود دارد. در ادامه، تمامی این روش ها را بررسی می کنیم.

روش‌های جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن

موثرترین راه محافطت میلگرد در مقابل خوردگی، ایجاد عمق پوشش بتنی مناسب و در نتیجه، جلوگیری از نفوذ یون های غیرفعال کننده، مانند کلریدهاست. روش موثر و پرکاربرد دیگر، تقویت میلگرد و همچنین کاور میلگرد با مواد مناسب است. با استفاده از روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد، زمان لازم برای دستیابی مواد مخرب و خورنده به میلگرد مدفون در بتن افزایش یافته و در نهایت، دوام سازه به طور قابل ملاحظه ای بیشتر خواهد شد.

در ادامه به معرفی ۱۲ راهکار جلوگیری از خوردگی میلگرد می پردازیم. در تمامی این روش ها هدف اصلی، جلوگیری از واکنش بین یون های کلراید و تقویت میلگرد و نهایتا جلوگیری از خوردگی است.

جلوگیری از خوردگی میلگرد با حفاظت بتن

۱- بهبود عملکرد بتن

اولین و موثرترین راه جلوگیری از خوردگی میلگرد، ایجاد پوشش بتنی کافی روی میلگردها است. صرف نظر از سایر روش های پیشگیری و به تعویق انداختن خوردگی میلگرد، ابتدا باید ساخت و اجرای بتن با بهترین کیفیت انجام گیرد؛ زیرا استفاده از مخلوط آب و سیمان به مقدار مناسب و پوشش کافی بتن، تا حد زیادی نفوذ یون کلر و کربناسیون را به تعویق می اندازد.

همچنین مواد افزودنی و مصالح جایگزین سیمان، مانند سرباره‌ها، خاکستر بادی، دوده سیلیسی و دیگر مصالح باعث ریزتر شدن اندازه حفره‌های داخل بتن شده و یا آن ‌ها را مسدود می کنند. در نتیجه، باعث جلوگیری از خوردگی میلگرد و افزایش پایداری بتن می‌ شوند.

۲- استفاده از پوشش بتنی

همانطور که گفتیم اجرای صحیح بتن، اولین گزینه برای محافظت میلگرد در مقابل خوردگی است؛ اما انواع پوشش بتنی نیز وجود دارند که به بتن در جلوگیری از خوردگی میلگرد کمک می کنند. به طور کلی به پوشش بتنی اطراف میلگردها، کاور یا پوشش بتن می­ گویند. در آئین نامه نیز پوشش بتن این گونه تعریف می شود: “حداقل فاصله رویه میلگرد اعم از طولی و عرضی تا نزدیک ‌ترین سطح بتن”.

پوشش بتن باعث محافظت از فولاد در مقابل عوامل طبیعى، اکسیده شدن، تأثیـر مواد شیمیایى، نفوذ یون کلرید، رطوبت و در نتیجه، جلوگیری از خوردگی می شود.

انواع پوشش بتنی

انتخاب نوع حفاظت و پوشش سطح بتن به عوامل متعددی مانند پایداری در برابر نفوذ آب، دی اکسید کربن، یون کلرید، پایداری در برابر عوامل شیمیایی، سهولت اجرا و … بستگی دارد.

به طور کلی، انواع پوشش بتنی یا حفاظت سطحی بتن را می توان به سه دسته زیر تقسیم بندی کرد:

1. پوشش های سطحی (Renderings)
2. پرکننده های منافذ (Pore Blockers)
3. نفوذگرها (Penetrants)

۱- پوشش سطحی (Renderings)
پوشش های سطحی به صورت یک لایه نسبتاً ضخیم ملات سیمانی اعمال می شوند و معمولاً به کمک ماله مناسب روی سطح بتن اصلی کشیده می شوند. ملات سیمانی، ممکن است فاقد مواد پلیمری باشد؛ اما در اکثر موارد با یک ماده پلیمری (لاتکس) اصلاح می شود. استفاده از مواد پلیمری باعث کاهش نفوذپذیری بتن در برابر عوامل خورنده می شود.

انواع معروف پوشش های سطحی عبارتند از:

• اپوکسی ها (محلول در آب یا غیر محلول در آب)
• پلی استرها
• اکریلیک ها
• پلی اورتان ها
• بوتادین ها
• قیر و قطران

۲- پرکننده های منافذ (Pore Blockers)

پرکننده های منافذ، موادی هستند که داخل منافذ و حفرات ریز بتن و خمیر سیمان نفوذ می کنند. در این حالت، یا منافذ بتن به طور کامل پر می شوند و یا این مواد با اجزاء خمیر سیمان (مانند آهک) واکنش داده و ماده غیر محلول، چسبنده و پرکننده تولید می کنند. برای استفاده از این پوشش بتن، سطح باید تمیز و عاری از چربی و گرد و خاک باشد؛ ولی خشک بودن بتن الزامی نیست. از جمله پرکننده های منافذ، می توان سیلیکات سدیم یا سیلیکو فلوریت را نام برد که به صورت محلول در آب گرم به سطح پاشیده می شوند.

۳- نفوذگرها (Penetrants)

به موادی که به صورت مایع بوده و میزان لزج بودن آن کم باشد، نفوذگر می گویند. نفوذگرها را به سطح بتن پاشیده یا می مالند تا درون منافذ و حفرات ریز  بتن نفوذ کند، اما حفره ها را پر نمی کنند؛ بلکه با تعویض جهت کشش سطحی، حفرات موئینه رطوبت را از درون به بیرون رانده و رطوبت و گازهای زیان آور، دیگر نمی توانند به درون بتن راه یابند (مانند شیر یک طرفه). نفوذگرها برای مقابله دائمی با آب، چندان مناسب نیستند و بهتر است برای آن سطوح بتنی استفاده شوند که مرتبا در برابر آب قرار ندارند. از معروف ترین نفوذگرها می توان سیلان ها و سیلوکسان ها را نام برد.

۳- آب بندی بتن (پوشش‌ های آب ‌بند)

از آنجا که بتن، ماده ای متخلخل و نفوذپذیر است آب بندی بتن یک راه حل مهم و حیاتی برای حفاظت از سازه های بتنی است که در مجاورت دائم یا غیر دائم با آب یا مواد شیمیایی قرار دارند. با وجود این که بتن، مقاومت و استحکام بالایی دارد، اما به علت اجزا تشکیل دهنده آن (سنگدانه، ماسه، سیمان و آب) معمولاً در مقابل نفوذ آب و مواد شیمیایی بسیار آسیب پذیر است؛ به همین دلیل اگر بتن را آب بندی نکنیم، آب، رطوبت محیط و آلاینده ها را جذب کرده و علاوه بر سستی و فرسایش خود بتن، باعث زنگ زدن میلگرد و افزایش تخریب پذیری بتن نیز می شود.

انواع روش های آب بندی بتن عبارتند از:

1. صفحات ضد آب (صفحات ممبرین)
2. آب ‌بندی با ممبرین مایع
3. ملات آب بند آنی گیر
4. ملات waterproof دو جزئی
5. آب ‌بندی با پودر پلیمری
6. آب ‌بندی با چسب بتن (چسب آب بند)
7. آب بندی سیمانی
8. افزودنی‌های نانو تکنولوژی
9. رزین پلی یورتان

بین روش های فوق، استفاده از صفحات آب بند، کاربرد و کارایی بیشتری دارد. به همین خاطر، آن را به طور مجزا بررسی می کنیم:

 صفحات آب بند

سیستم صفحات ممبرین، یکی از اصلی ترین محصولات برای آب بندی بتن است. علت آن هم اثر خوب این مواد روی مقاومت، سختی و دوام بتن و جلوگیری از نفوذ آب و کلراید و در نتیجه، جلوگیری از خوردگی میلگرد است. صفحات ممبرین به دو صورت جامد و مایع (عایق امولسیون) قابل استفاده هستند.

از مزیت های استفاده از صفحات ممبرین جامد، خاصیت خودچسبندگی و حذف مواد مضر موجود در چسباننده آسفالتی صفحه است که باعث سازگاری بیشتر این محصول با محیط زیست و کاربری راحت تر آن می شود. همچنین این صفحات، مقاومت کششی بتن و مقاومت در برابر خاک های اسیدی را افزایش می دهند. اما یکی از بزرگترین مشکلات این محصول، نصب صحیح و اصولی آن است؛ زیرا در گوشه ها، کناره ها و بین دو صفحه، آب بندی و همپوشانی مناسب لازم است. همچنین صفحات نباید هیچ گونه حفره یا برآمدگی داشته و کاملاً خشک باشند.

 آب بند ممبرین مایع یا عایق امولسیون نیز با کمک برس، افشانه، غلتک و ماله به کار برده می شود. یکی از مشکلات این محصول، زمانی است که ممبرین مایع با اشعه UV برخورد داشته باشد. در این حالت، این محصول دیگر نمی تواند در مقابل راه رفتن و بارهای ترافیکی مقاومت کند.

۴- استفاده از بازدارنده ‌های خوردگی

اصلی ترین ماده بازدارنده خوردگی که سازگاری بالایی با بتن دارد، کلسیم نیتریت است. کلسیم نیتریت، یک نوع تسریع‌ کننده‌ گیرش و سختی بتن است و در بتن، خاصیت زودگیر و یا ضد یخ ایجاد می کند. این ماده را می توان بدون تاثیر روی طراحی، ساخت یا کارایی بتن، به مخلوط بتن اضافه کرد. با این کار، گیرایی بتن از ۱۲ ساعت به ۴ الی ۵ ساعت تقلیل پیدا می کند. به طور کل، کلسیم نیتریت مایع به این دلیل که فاقد یون کلر می باشد، برای مصرف در بتن های مسلح به منظور جلوگیری از زنگ زدگی میلگرد مناسب است.

جلوگیری از خوردگی میلگرد با حفاظت مکانیکی از میلگرد (پوشش حفاظتی روی میلگردها)

جداکردن میلگرد از محیط و عایق سازی آن از نظر تماس با عوامل خورنده (هوا، رطوبت و یون کلر)، یکی دیگر از راه های جلوگیری از خوردگی میلگرد و افزایش دوام بتن مسلح است. اگر مواد مضر به ویژه یون کلر بتواند از پوشش بتنی روی میلگرد عبور کند، باعث زنگ زدن میلگرد می شود. به همین دلیل از پوشش حفاظتی روی میلگردها استفاده می شود.

تجربه نشان داده زمان رسیدن یون کلر به میلگردها، تابع توانی از ضخامت است. یعنی اگر به طور مثال ضخامت پوشش میلگرد دو برابر شود، زمان شروع خوردگی چهار برابر خواهد شد. روش های مختلفی برای ایجاد پوشش میلگرد ارائه شده است که غالبا شباهت های زیادی با یکدیگر دارند؛ مهم ترین آن ها شامل موارد زیر هستند:

۵- پوشش اسیدی قلیایی میلگرد

فرآیند ایجاد خاصیت ضد خوردگی با استفاده از مواد اسیدی و قلیایی جهت تقویت میلگردها، بعد از برش و خم کاری میلگرد و در یک محل ایزوله انجام می گیرد. در واقع میلگردهای تقویت شده در یک محیط ایزوله روی تکیه گاه های چوبی یا سنگی قرار داده شده و یک لایه محافظ به ضخامت حدود ۰.۱ میلی متر روی آن ها اجرا می شود.

فرآیند تقویت میلگرد برای محافظت در برابر خوردگی با استفاده از مواد اسیدی و قلیایی را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

1. میلگردهای تقویت شده، حدود ۱۵ الی ۳۰ دقیقه در محلول ضد زنگ غوطه ور می شوند تا فرسودگی ها برداشته شود و سطح آن صیقلی گردد. محلول ضد زنگ با مخلوط محلول مهار کننده با اسید هیدروکلریک و آب تهیه می شود. نسبت مخلوط در این محلول، ۵ لیتر ضدزنگ و ۵۰ لیتر اسید هیدروکلریک می باشد که برای تولید ۱۰۰ لیتر محلول ضد زنگ، می توان ۵۰ لیتر آب استفاده کرد.
2. سپس میلگرد ها از محلول، خارج شده و با پارچه مرطوب تمیز می شود.
3. در مرحله بعد، میلگردها در محلولی غوطه ور می شوند که از مخلوط پودر قلیایی با آب تولید شده. در این محلول، ۱ کیلوگرم پودر باید با ۴۰۰ لیتر آب مخلوط شود و میلگردها باید ۵ دقیقه در این محلول باقی مانده و سپس تمیز و خارج شوند.
4. سپس ژل فسفاتی، بلافاصله با استفاده از یک برس روی سطح میلگردها کشیده می شود. این ژله بهتر است به مدت ۴۵ الی ۶۰ دقیقه با سطح میلگرد واکنش داده و سپس با شست و شو در آب یا به وسیله یک پارچه مرطوب تمیز شود.
5. محلول ضد خوردگی با استفاده از یک برس روی سطح میلگرد اعمال می شود. محلول ضد خوردگی با سیمان پرتلند معمولی به نسبت ۵۰۰ سی سی به ۱ کیلوگرم، مخلوط شده و یک دوغاب تهیه می شود. سپس این دوغاب با برس زدن روی سطح میلگرد اعمال می شود. تمام مراحل فوق باید در همان روز اعمال شود و به میلگرد اجازه داده شود تا به مدت ۱۲ الی ۲۴ ساعت خشک شود.
6. در نهایت و در مراحل آخر، از محلول آب بندی استفاده می شود. محلول آب بندی، جهت جلوگیری از خوردگی روی سطح میلگرد، اعمال می شود. این پوشش بعد از ۴ ساعت خشک شدن، دوباره تکرار می شود.

۶- پوشش اپوکسی فیوژنی روی میلگرد

فرآیند اجرای پوشش اپوکسی فیوژنی روی میلگردها، طبق استاندارد IS:13620 و توسط یک فرآیند صنعتی در کارخانه ها انجام می گیرد. در صورت استفاده از روکش اپوکسی، باید جزئیات بیشتری در نظر گرفته شود که این جزئیات را می توان در استاندار IS:13620  به دست آورد. به طور کل فرآیند اجرای پوشش اپوکسی فیوژنی بر روی میلگردها، شامل مراحل زیر می شود:

1.  سطح میلگرد فولادی را با استفاده از لوازم سایشی، مانند سندباست تمیز کنید تا سطح صاف و صیقلی حاصل شود. سطح میلگرد باید روشن، صاف و عاری از هر گونه زنگ زدگی و مواد خارجی باشد؛ زیرا زنگ ها فرآیند چسبیدن پوشش را دچار مشکل می کنند.
2. در اسرع وقت باید روکش مورد نظر را روی سطح تمیزشده استفاده کرد؛ زیرا حداکثر مدت زمان تمیز کردن تا شروع کار و استفاده از روکش، هشت ساعت است.
3. این پوشش باید به عنوان پودر خشک با نیروی الکتریکی، اسپری شود که با استفاده از یک تفنگ اسپری الکترواستاتیک روی میلگردهای فولادی پاشیده می شود.
4. پودر می تواند به صورت گرم یا سرد استفاده شود و باید ضخامتی حدود ۰.۱ تا ۰.۳ میلی‌ متر داشته باشد.
5. میلگرد تقویت شده باید توسط سازنده در معرض یک عملیات حرارتی مشخص قرار گیرد. همچنین برای جلوگیری از هرگونه شکستگی و یا نقایص دیگر، باید دمای میلگرد و محیط نیز کنترل شود.
6. پس از خشک شدن، باید پوشش میلگرد مورد بازرسی قرار گیرد و عاری از هرگونه سوراخ، حفره، آلودگی، ترک و آسیب دیدگی باشد.

مزایا و معایب میلگرد با روکش اپوکسی

مهم ترین قابلیت میلگردهای با روکش اپوکسی، دی الکتریک و عایق بودن آن ها است؛ به طوری ‌که یون کلراید نمی ‌تواند از آن عبور کند و باعث خوردگی میلگرد شود. همچنین این روکش، چسبندگی بالایی دارد و در قسمت‌ های آسیب دیده میلگرد از روی آن جدا نمی ‌شود. از دیگر مزایای این نوع میلگرد می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انعطاف پذیری بالا و قابلیت خم پذیری در عملیات آرماتوربندی
• عدم نیاز به زنگ زدایی سطح میلگرد

عمده معایب میلگرد اپوکسی نیز شامل موارد زیر می شود:

• قیمت بالا
• نیاز به اجرای کامل و بدون نقص روی میلگرد
• آسیب دیدن روکش و ایجاد حفره در آن، در صورت صیقلی نبودن و ناهمواری میلگرد
• امکان آسیب روکش هنگام جا به جایی میلگرد در کارخانه، مراحل حمل و نقل یا آرماتوربندی
• امکان آسیب روکش میلگرد در زمان بتن‌ ریزی روی میلگردها

۷- رنگ آمیزی میلگرد

یکی دیگر از روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد، به ویژه برای محافظت از تاسیسات ساحلی، رنگ آمیزی میلگرد است. استفاده از پوشش رنگ روی میلگرد، یکی از روش های مقرون ‌به‌ صرفه برای جلوگیری از خوردگی است. پوشش ‌های رنگی به‌ عنوان مانعی برای جلوگیری از انتقال بار الکتروشیمیایی از محلول خورنده به فلز زیر آن عمل می‌ کنند.

استفاده از رنگ آمیزی، علاوه بر اقتصادی بودن آن، بسیار کارآمد بوده و ساده ترین روش (از نظر دسترسی آسان و قابلیت ترمیم) نیز می باشد و بیشتر از روش های حفاظتی دیگر مطرح است. استفاده از رنگ ها به صورت آستر و رویه، باعث می شود تا حدی ارتباط فلزات با محیط قطع شده و در نتیجه از خوردگی میلگرد جلوگیری شود. از بهترین رنگ های موجود می توان به رنگ های الکترواستاتیک و پوشش های فسفاتی و کروماتی اشاره کرد.

۸- میلگرد گالوانیزه

یکی از روش های تقویت میلگرد و جلوگیری از خوردگی آن، گالوانیزاسیون یا روی اندود کردن میلگرد است. این کار با استفاده از روش های گالوانیزینگ (گالوانیزینگ الکتریکی، گالوانیزینگ غوطه وری داغ، پوشش دهی مکانیکی، اسپری روی و رنگ کردن با خاک روی) روی میلگرد اعمال می شود. با ایجاد پوشش گالوانیزه روی میلگرد، مقاومت آن در برابر خوردگی و اکسیدشدن، به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. کیفیت و ترکیب روکش روی بر دوام و پایایی آن تأثیر مستقیم دارد. همچنین این میلگردها مشکلات کمتری هنگام حمل و نقل دارند؛ زیرا این روکش از سطح میلگرد محافظت می‌کند.

علاوه بر این، تحقیقات نشان می دهد هنگامی که با حمله کلراید مواجه باشیم، گالوانیزه کردن میلگرد دومین گزینه بسیار کاربردی بعد از استفاده از میلگردهای با روکش اپوکسی است.

نکات میلگرد گالوانیزه

• در صورتی که از ترکیب میلگردهای گالوانیزه و معمولی استفاده شود، امکان از بین رفتن روکش گالوانیزه وجود دارد.
• با توجه به قیمت بالای میلگرد گالوانیزه، در صورت نیاز به استفاده از هر دو نوع میلگرد معمولی و گالوانیزه باید عایق‌بندی الکتریکی کامل بین این دو نوع میلگرد انجام شود.
• به کار بردن محافظ الکتروشیمیایی (حفاظت کاتدی) در کنار تسلیحات گالوانیزه با ریسک بالایی همراه است و ممکن است خوردگی‌های بسیار شدیدی اتفاق بیافتد.

۹- میلگرد زنگ نزن

آلیاژهای خاصی از فولاد، مانند فولاد زنگ نزن، به دلیل استفاده از ترکیبات شیمایی با مقدار زیادی کروم و نیکل، مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی پیدا می کنند. از این رو میلگردهای ساخته شده با این ترکیبات، مانند میلگردهای استیل، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و زنگ زدن دارند؛ اما به دلیل قیمت بالاتر این نوع میلگرد نسبت به نوع معمولی، استفاده از آن در پروژه ‌های عمرانی از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر نیست.

برای تولید میلگرد آلیاژی، علاوه بر ترکیب شیمایی که برای میلگردهای ساده و آجدار استفاده می شود، عناصر دیگری نیز به ترکیب میگلردها اضافه می گردد. عناصر آلیاژی، نظیر Cu، Ni، Cr، Mo، V، Nb، Ti و Zr ممکن است با توافق میان تولید کننده و خریدار به ترکیب شیمایی میلگر اضافه گردد و انواع میلگرد آلیاژی، بسته به نیاز تولید شود. به طور مثال، کارخانه روهینا جنوب، میلگردهای آلیاژی CK45 و CK15 را از سایز ۲۰ تا ۴۰ میلی متر تولید می کند. همان طور که گفتیم، قیمت میلگرد آلیاژی گران تر از میلگردهای معمولی است؛ با این حال، آلیاژهای متفاوت نیز قیمت متفاوتی دارند. مثلا قیمت میلگرد آلیاژی CK45 بیشتر از میلگرد آلیاژی CK15 است. قیمت سایزهای مختلف این دو میلگرد را می توانید در لینک زیر مشاهده فرمایید.

مشاهده قیمت و خرید محصولات

آهن ملل؛ توزیع کننده انواع میلگرد به صورت آنلاین و حضوری

قیمت میلگرد آلیاژی

همچنین می توان به جای میلگردهای ضدزنگ، از میلگرد با هسته فولاد و یا ۱ تا ۲ میلی ‌متر روکش فولاد ضد زنگ برای مقاومت میلگرد در برابر خوردگی استفاده کرد. با وجود این که این نوع میلگرد نیز قیمت بالایی دارد، ولی قیمت آن حدودا نصف قیمت میلگرد استنلس استیل است. مشکل استفاده از فولاد ضدزنگ با هسته آهنی، همچون استفاده همزمان میلگرد گالوانیزه و معمولی است که پیش تر توضیح دادیم. اتصال الکتریکی بین فولاد ضدزنگ و هسته آهنی، باعث خوردگی سریع در آهن خواهد شد.

سایر روش های تخصصی جلوگیری از خوردگی میلگرد

۱۰- حفاظت کاتدی میلگرد

یکی دیگر از روش های حفاظت از میلگرد در برابر خوردگی، حفاظت کاتدی (Cathodic Protection ) میلگرد است و معمولا برای مقاطعی انجام می شود که در خاک با رطوبت بالا مدفون یا احاطه شده باشند.

حفاطت کاتدی به چه معناست؟

برای این که خوردگی اتفاق بیفتد، به یک آند، کاتد و یک محیط الکترولیت نیاز داریم. زمان شروع خوردگی، میلگرد، الکترون از دست می دهد و این الکترون ها به الکترولیت منقل می شوند. در محیط اسیدی که سرعت فرآیند خوردگی بیشتر است، آند، الکترون آزاد می کند و این الکترون ها از طریق الکترولیت یا محیط مرطوب به کاتد می رسند. این فرآیند، بارها در سطح فولاد تکرار می شود و باعث تخریب آن می گردد. اگر بتوانیم به نحوی با تغییر پتانسیل میلگرد، مانع از حرکت الکترون ها به سمت الکترولیت شویم، می توانیم خوردگی را متوقف کنیم. این همان ایده اصلی در حفاظت کاتدی است.

پس می توان این گونه گفت که برای حفاظت کاتدی، جهت جریان را از الکترولیت به سمت میلگرد تغییر می دهیم تا میلگرد از خوردگی در امان بماند. برای این کار به وسیله یک منبع تغذیه مستقیم، پتانسیل های الکتریکی به نحوی تنظیم می شوند که میلگرد در نقش کاتد قرار گیرد. آند در این روش می تواند از جنس سرب یا گرافیت باشد.

از دو روش کلی برای اجرای سیستم حفاظت کاتدی استفاده می شود:

• سیستم حفاظت از میلگرد به کمک آند فدا شونده
• سیستم حفاظت از میلگرد با اعمال جریان خارجی یکسو و با استفاده از آند کمکی از جنس گرافیت

حفاظت کاتدی میلگرد، بیشتر برای تاسیسات و سازه هایی کاربرد دارد که زیر دریا و یا زیر زمین واقع شده اند؛ اما در سازه های سطح زمین نیز در برخی موارد، اتمسفر اطراف بتن مسلح به قدری حاوی رطوبت و نمک است که شرایطی شبیه درون آب تداعی می شود. در این حالات نیز از حفاظت کاتدی برای جلوگیری از زنگ زدن میلگرد استفاده می شود. همچنین از این روش برای خطوط لوله فولادی انتقال نفت و گاز و محافظت از مخازن بزرگ سطح زمین و همینطور دکل های برق نیز استفاده می شود.

۱۱- کبود کاری

قوطه ور کردن میلگرد یا قطعات فولادی در محلول پتاسیم نیترات، سدیم هیدروکسید و آب یا استفاه از فرچه برای کشیدن این محلول بر روی میلگرد، کمک شایانی به حفاظت آن در برابر خوردگی می ‌کند. این عمل به نام کبودکاری یا  bluing شناخته می ‌شود. نام گذاری آن نیز به دلیل تغییر رنگ سطح فولاد به رنگ سرمه‌ ای است.

۱۲- استفاده از چسب کاشت میلگرد در بتن

استفاده از چسب مخصوص کاشت میلگرد در بتن، نه تنها باعث مقاومت بیشتر میلگرد در برابر خوردگی می ‌شود، بلکه میزان چسبندگی میلگرد و بتن را نیز افزایش می دهد. چسب‌ های کاشت میلگرد بر پایه رزین های اپوکسی، پلی استر و وینیل استر تولید می شوند. انواع چسب کاشت میلگرد در بازار، به صورت زیر است:

• چسب کاشت میلگرد کپسولی
• چسب کاشت میلگرد کارتریجی
• چسب کاشت میلگرد حجمی

روش های مقابله با خوردگی میلگردها در انبار

گاهی ممکن است به دلایل بسیاری، همچون تاخیر در پروژه، متوقف شدن پروژه، سفارش بیش از اندازه و … نیاز به انبار کردن میلگرد خریداری شده داشته باشیم. عدم توجه به نگهداری صحیح میلگرد، منجر به آسیب و یا خوردگی میلگرد می شود. رعایت نکات زیر به جلوگیری از خوردگی میلگرد در انبار کمک می کند:

• میلگردها را مستقیما روی زمین قرار ندهید. بهتر است با استفاده از پالت های چوبی یا سکوی غیرفلزی با فاصله حداقل ۱۵ سانتی متر از سطح زمین، مانع از تماس میلگرد با سطح زمین و یا سطح بتنی شوید.
• در حجم زیاد از بار میلگرد، جداکردن آن‌ ها بر اساس ویژگی‌ های مشخص، در حفظ سلامت و مقابله با خوردگی میلگرد تاثیرگذار است.
• تا حد امکان، میلگردهایی را که مدت طولانی در انبار بوده‌اند جدا از بار جدیدتان نگهداری کنید تا در صورت زنگ زدگی بار قدیمی‌تر، آسیبی به اقلام جدید نرسد.
• گرد و غبار روی میلگردها عاملی برای جذب رطوبت است و به مرور زمان، موجب زنگ زدن میلگرد و تخریب آن می‌ شود. علاوه بر گرد و غبار، آلودگی‌ هایی مانند بقایای بتن روی میلگرد، روغن و … باید پس از انبار کردن، با روش‌های مختلف از سطح میلگردها پاک شوند.
• روی میلگردها را با پوشش یا لایه محافظ ضخیم بپوشانید تا میزان تماس میلگرد با دیگر عناصر را به حداقل برسانید و در نتیجه، احتمال خوردگی کاهش یابد.
• میلگردهای گالوانیزه را از تماس با میلگردهای بدون روکش و مواد چوبی دور نگه دارید؛ زیرا تماس بیش ‌از حد با مواد چوبی می‌تواند سطح میلگرد را لکه‌دار کند.
• میلگردهای فولاد ضد زنگ را از تماس با میلگرد فولاد کربنی یا محصولات آهنی دور نگه دارید و یا نهایتا آن ها را بالاتر از محصولات دیگر انبار کنید.

نکات تقویت میلگرد در برابر خوردگی

در زمان اجرای پروژه، رعایت نکات زیر به تقویت میلگرد در برابر خوردگی کمک می کند:

• میلگردها را دور از سایر مصالح ساختمانی (مانند آجر، چوب، سطح بتنی و …) نگه دارید.
• میلگردهای فولادی را از انواع رطوبت، شرایط جوی نامناسب (باران و برف)، عناصر نمکی و … دور نگه دارید.
• قبل از استفاده میلگرد در سازه، سطح آن را از هرگونه گرد و خاک، زنگ زدگی و سایر آلاینده ها پاک کنید.

روش های از بین بردن خوردگی میلگردها

انتخاب روش از بین بردن خوردگی میلگردها به ماهیت خوردگی و درجه آن بستگی دارد و هر کدام، هزینه متفاوتی دارند. به طور مثال، حذف خوردگی گسترده، هزینه بالاتری دارد. معمولا برای از بین بردن خوردگی میلگردها از روش های مختلفی استفاده می شود که پرکاربردترین آن ها به صورت زیر است:

• برس کشی میلگرد

این روش را به هر دو صورت دستی یا ماشینی می توان انجام داد؛ اما روش دستی برای مواقعی که خوردگی جزئی باشد و در تمام سطح میلگرد پخش نشده باشد مناسب تر است. توجه به این نکته نیز لازم است که طبق آیین نامه، استفاده از برس سیمی برای زنگ ‌زدایی ممنوع است؛ زیرا به ‌کارگیری برس سیمی باعث ایجاد خراش روی سطح میلگرد می‌ شود.

• استفاده از واترجت یا آب پرفشار

از واترجت، معمولا برای حذف و شست و شوی کامل زنگ زدگی میلگرد استفاده می شود، در مواقعی که لایه نازکی از خوردگی در سطح میلگرد وجود داشته باشد. واترجت صنعتی، زنگ زدگی روی میلگرد ها را پاک کرده و سطح فلز را براق می کند.

• سندبلاست

سندبلاست، روشی نوین برای زنگ‌ زدایی از میلگرد (در فونداسیون و سازه) است و برای حجم کار بالا مقرون به صرفه می باشد. در این روش، توسط دستگاه‌های مخصوص، عملیات پاشش مواد ساینده (سیلیس یا ماسه ریز و یکدست) به همراه باد یا آب روی سطوح انجام می شود. این کار باعث سایش و از بین رفتن هرگونه رنگ، زنگ‌ زدگی، آلودگی و گرد و غبار می‌ شود.

• استفاده از مواد شیمیایی 

مواد شیمیایی مختلفی برای از بین بردن زنگ ‌زدگی میلگرد وجود دارد که با توجه به نوع مواد، کیفیت و برند تولیدکننده، هزینه آن ها نیز متفاوت خواهد بود.

چگونه ترمیم یا تعویض میلگرد زنگ زده را در سازه انجام دهیم؟

برخی مواقع نمی توان عمق پوشش کافی یا مناسب برای میلگرد ایجاد کرد و یا در سازه های واقع در محیط های تهاجمی، مانند سازه های دریایی یا عرشه پل، به محافظت بیشتری برای میلگرد تعبیه شده نیاز است. در این موارد، روش ها و ترجیحات متنوعی برای تقویت میلگرد وجود دارد، مانند پوشش روی، رزین اپوکسی یا فولاد ضد زنگ که در این مقاله به آنها پرداخته شد؛ اما تحمیل هزینه اضافی در این روش ها نیز باعث می شود این تکنیک ها کاربرد کمتری داشته باشند. در نتیجه، برای اکثر سازه ها با طول عمر بالا، خوردگی میلگرد به وجود می آید. در این حالت با درک شرایط می توان راهکارهایی برای ترمیم و تعمیر میلگردهای زنگ زده پیدا کرد تا دوام سازه افزایش یابد.

روش تعمیر میلگردهای فرسوده و زنگ زده

تعمیر میلگردهای فرسوده و زنگ زده، یکی از روش هایی است که باعث تقویت میلگرد می شود. میلگردها در سازه ممکن است بر اثر عواملی مانند مواد شیمایی، آتش سوزی، اضافه بار یا برش تصادفی، دچار آسیب و در نهایت خوردگی شوند. پس از مشخص شدن علت آسیب میلگرد، می توان میلگردهای فرسوده یا نیمه فرسوده را ترمیم کرد. همچنین باید از روکش مناسب برای ترمیم میلگردهای آسیب دیده استفاده کرد؛ در غیر این صورت، این روش تعمیر، الزامات دوام در برابر خوردگی را برآورده نمی­ کند. در ادامه، مراحل کلی تعمیر میلگردهای فرسوده و زنگ زده را بررسی می کنیم.

1. حذف بتن اطراف میلگرد

ابتدا لازم است بتن اطراف میلگرد آسیب دیده را برداشت تا میلگرد، تا حدودی در معرض دید قرار گیرد (نیازی به برداشتن کل بتن اطراف میلگردها نیست). فرآیند برداشتن بتن اطراف میلگرد باید با احتیاط زیادی صورت گیرد تا از آسیب بیشتر به آرماتور (مانند خراش، برش یا ضربه به میلگرد) جلوگیری شود. همچنین در مراحل حذف بتن و تعمیر میلگرد باید از لرزش میلگرد اجتناب شود. برای این منظور باید محل قرارگیری میلگردها درون بتن به درستی شناسایی و سپس اقدام به برداشتن بتن کرد. به طور مثال، استفاده از اسکن بتن به خوبی می تواند محل میلگردها، حفره ها، وصله های میلگرد و … را شناسایی کند.

از اسکن بتن چه می دانید؟

ستفاده از تجهیزات و دستگاه های مخصوص به منظور اسکن بتن یا شناسایی میلگرد در بتن، یکی از روش های غیرمخرب برای تعیین وضعیت بتن موجود است. به کمک این روش می توان میزان تسلیح بتن، تعداد، قطر و محل آرماتورها و موارد دیگری را مشخص کرد. برای آشنایی با راهکارهای شناسایی محل قرار گیری میلگردها در بتن می توانید به مقاله شناسایی میلگرد در بتن مراجعه نمایید.

• بازرسی و تمیز کردن میلگرد

پس از حذف بتن از اطراف میلگرد، باید آن را تمیز کرده و بررسی نمود که عملکرد مورد انتظار را دارند یا خیر. در این مرحله، اگر دسترسی به میلگرد و تمیز کردن سطح آن دشوار باشد، می توان از برس یا دستگاه سندبلاست استفاده کرد. 

• ترمیم یا تعویض میلگرد

در این مرحله و بعد از تمیز کردن میلگردها، نوبت به ترمیم یا جایگزینی میلگرد می رسد. ابتدا باید مشخص کرد که امکان ترمیم میلگرد وجود دارد یا لازم است قسمت آسیب دیده را با میلگردی دیگر جایگزین کرد. هنگام جایگزینی میلگرد، قسمت های فرسوده بریده می شوند و سپس میلگردی مناسب به جای آن متصل می شود. برای این منظور، می توان از انواع روش های اتصال میلگرد استفاده کرد. انواع اتصال میلگرد به چهار دسته اتصال پوششی، مکانیکی، اتکایی و جوشی تقسیم می شوند. اتصال جوشی و اتصال مکانیکی برای این کار، پرکاربردتر هستند. پیشنهاد می کنیم برای آشنایی بیشتر با اتصال میلگرد، مقاله زیر را مطالعه نمایید.

# حتما بخوانید

---

پیشنهاد کارشناس آهن ملل: مطالعه مقاله انواع روش های اتصال میلگرد (وصله میلگرد)

اتصال میلگرد

• استفاده از میلگرد اضافه

هنگامی که میلگردهای استفاده شده در بتن آرمه آسیب ببینند، علاوه بر تعمیر یا جایگزینی آن ها می توان از میلگردهای اضافی به منظور تقویت میلگرد و بتن استفاده کرد. تصمیم گیری در مورد استفاده یا عدم استفاده از میلگردهای اضافی، به عهده مهندسین سازه می باشد. برای قراردادن میلگردهای اضافه نیز باید میلگردهای فرسوده، تمیز و عاری از هر گونه آلودگی باشند.

سخن آخر

راهکارهای جلوگیری از خوردگی میلگرد، موجب تقویت سازه و افزایش عمر آن می شود. روش های مختلفی برای محافظت از میلگرد در برابر پدیده خوردگی در سازه های بتن مسلح وجود دارد. مواردی که تا حدودی از این خوردگی جلوگیری می کنند، شامل پوشش های بتنی، پوشش های میلگرد، استفاده از مواد اسیدی و قلیایی، پوشش اپوکسی فیوژنی و … هستند که به طور مفصل در این مطلب شرح داده شد.

سوالات متداول