خوردگی فولاد در بتن و علت ان

خوردگی فولاد در بتن مشکلی است که نه فقط کشورهای جهان سوم، بلکه کشورهای پیشرفته نیز با آن دست به گریبان هستند. به عنوان مثال در کشور آمریکا، خسارت های سالانه ناشی از خوردگی فولاد بتن بیشتر از خسارت های بلایای طبیعی همچون زلزله، سیل و … است. این مثال اهمیت موضوع را نشان می دهد. اما سوال اینجاست که چه عواملی باعث خوردگی میلگردهای بتن مسلح می شود. برای پاسخ همراه ما بمانید.

پیش از آنکه عوامل موثر بر خوردگی فولاد در بتن مورد بررسی قرار گیرد بهتر است بدانید که اصولا این پدیده چگونه اتفاق می افتد. برای آن که یک فولاد دچار خوردگی شود سه عامل باید در کنار همدیگر قرار گیرند. این سه عامل عبارتند از:

وجود یک فلز (یا حداقل دو فلز) با سطوح انرژی مختلف

الکترولیت

برقراری اتصال فلزی

در فرآیند خوردگی میلگردها، بتن نقش الکترولیت را دارد. ضمن آن که میلگردها در تمامی نقاط سازه دما و سطح انرژی یکسانی ندارند. پایه های صندلی، سیم های اتصال و … نیز اتصال فلزی مورد نیاز برای این فرآیند را فراهم می کنند. بنابراین همه چیز برای انجام این واکنش فراهم است. البته تا زمانی که اکسیژن، آب و یون های کلرید به بتن نفوذ نکنند خوردگی و زندگ زدگی اتفاق نخواهد افتاد، بنابراین به نظر می رسد نحوه ساخت سازه بر جلوگیری یا گسترش خوردگی تاثیر مستقیم دارد.

عوامل موثر بر خوردگی فولاد بتن

همانطور که گفته شد تمامی شرایط لازم برای انجام واکنش شیمایی خوردگی فولاد در بتن فراهم است. اما با رعایت استانداردهای لازم می توان این واکنش را تا حد امکان به تعویق انداخته و اثرات منفی آن را کاهش داد. برخی عوامل تاثیر بیشتری بر این واکنش دارند. آن ها عبارتند از:

ضخامت بتن پوششی یکی از عوامل موثر بر خوردگی فولاد در بتن است. هر چه میلگردها با بتن بیشتری پوشش داده شوند کمتر در خطر خوردگی هستند. البته پوشش محافظتی آرماتورها باید یکنواخت باشد. برای پوشش بهتر و یکنواخت استفاده از اسپیسر بتن توصیه می شود.

کیفیت مصالح به کار رفته در ساخت بتن از عوامل مهم و تاثیرگذار بر خوردگی فولاد است. در یک بتن با کیفیت، نسبت آب به سیمان کاملا حساب شده است. افزودنی های لازم برای بالا بردن کیفیت بتن مورد استفاده قرار می گیرند. بتن به شکل صحیح مخلوط می شود و با عملیات ویبره زدن تراکم آن به حد مطلوب می رسد. یک چنین بتنی نفوذناپذیری بالایی داشته و عوامل مخرب به فولاد نمی رسد.

شرایط محیطی،آب و هوا تاثیر بسزایی بر خوردگی فولاد در بتن دارد. به عنوان مثال در مناطق مرطوب یا در مجاورت دریا امکان خوردگی میله گردها بسیار بالاتر است.

تخلخل بیش از حد و سن بتن از عوامل موثر بر خوردگی فولاد در بتن هستند. اگر تخلخل بتن بیشتر از حد استاندارد یا سن سازه بالا باشد ریسک نفوذپذیری بالا می رود. به عمین علت عواملی مخرب همچون آب، اکسیژن یا یون های کلرید به بتن نفوذ می کنند و فرآیند شیمایی خوردگی راحت تر اتفاق می افتد. ( البته بتن های متخلخل موضوعی جداست و آن ها کاربرد خاص خود را دارند.)

تنش های حرارتی نیز می توانند عاملی موثر بر خوردگی میلگردهای بتن باشند. اگر به هر دلیلی بتن در معرض شوک حرارتی بالا قرار بگیرد، دچار ترک خوردگی می شود. این ترک ها به معنای نفوذپذیری بتن هستند، بنابراین احتمال خوردگی میلگردها افزایش می یابد.