مقیاسی برای میزان زنگ زدگی میلگرد

<h2 dir="rtl">زنگ زدگی میلگرد تا چقدر قابل قبول است؟</h2> <p dir="rtl">زنگ زدگی در آرماتورهای بتن مسلح ممکن است به دلایلی مانند وجود رطوبت، ترک خوردن و ایجاد منافذ در بتن رخ دهد. با این حال، این زنگ زدگی یک حدی دارد و بیش از مقدار تعیین شده به سازه آسیب می زند و باعث ریزش بخشی از آن می شود مثلا در برخی از پایه های پُل.</p> <p dir="rtl">پس از شکل گیری بتن این امکان وجود دارد که میلگرد زنگ بزند ولی مقدار آن در آن حد نیست که به سازه صدمه بزند.&nbsp;&nbsp;</p> <p dir="rtl">&nbsp;بنابر این، باید یک معیار برای این کار وجود داشته باشد که مشخص کند زنگ زدگی میلگرد تا چه حد قابل قبول است. این موضوع را در ادامه مقاله توضیح خواهیم داد.</p> <h2 dir="rtl">مقدار مجاز زنگ زدگی میلگرد</h2> <p dir="rtl">مقدار زنگ زدگی مجاز طبق استانداردهای بین المللی مانند ASTM A615، ASTM A775، ACI 318 و ISO 8504 تولید تعیین می شود. شرح آیین نامه های تعیین کننده حد مجاز زنگ زدگی در زیر آمده است:</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ASTM A615</p> </li> </ul> <p dir="rtl">زنگ زدگی سست، پوسته شدن تا عمق 0.25 میلی متر را روی سطح میلگرد مجاز می داند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ASTM A775</p> </li> </ul> <p dir="rtl">طبق این استاندارد، زنگ و پوسته ایجاد شده نباید بیش از 20 میلی گرم در سانتی متر مربع بر روی میله های فولادی باشد.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ACI 318</p> </li> </ul> <p dir="rtl">بر اساس استاندارد SSPC-VIS 2، بازرسی چشمی نمونه های میلگرد باید برابر یا کمتر 5% باشد.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ASTM A 615-96a</p> </li> </ul> <p dir="rtl">بخش 12 استاندارد ASTM A 615-96a که تحت عنوان " مشخصات میله های فولادی آجدار و ساده برای بتن مسلح" است که مقدار زنگ مجاز را بیان می کند که البته با فرستادن نمونه ها به آزمایشگاه انجام می شود.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ISO 8504</p> </li> </ul> <p dir="rtl">&nbsp;درجه زنگ زدگی A، B و C به ترتیب باید کمتر یا برابر با 20 درصد باشد.&nbsp; زنگ زدگی درجه D غیر قابل قبول است.</p> <p dir="rtl">بهتر است توضیحی درباره گریدهای A، B و C و D ارائه دهیم.</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl">گرید A: درجه زنگ زدگی A به سطحی از فولاد اطلاق می شود که درست بعد از نورد شکل می گیرد.</p> <p dir="rtl">گرید B: لایه بسیار نازکی است که پوسته های زنگ زدگی بعد از آن تشکیل می شود.</p> <p dir="rtl">گرید C: در این حالت پوسته روی میلگرد به آرامی از روی میلگرد کنده شده و یک حفره های ریزی ایجاد می کند که با چشم غیر مسلح هم می توان دید.</p> <p dir="rtl">گرید D: با چشم کاملا می توان آن را مشاهده کرد و حفره ها بیشتر قابل تشخیص هستند.</p> <h2 dir="rtl">اثرات زنگ میلگرد بر میزان چسبندگی بتن</h2> <p dir="rtl">تحقیقات&nbsp; نشان می دهد که زنگ زدگی جزئی میلگرد اثرات ناچیزی بر میزان چسبندگی دارد:</p> <p dir="rtl">&bull; پوشش زنگ تا 50 درصد باعث کاهش 10% میزان چسبندگی می شود - قابل قبول است.</p> <p dir="rtl">&bull; نفوذ خوردگی کلی کمتر یا برابر با 50 میکرون تاثیر قابل توجهی روی چسبندگی بتن ندارد. حفره&nbsp; دار شدن میلگرد کمتر از 100 میکرون قابل قبول است.</p> <p dir="rtl">&bull; حفره های ایجاد شده توسط زنگ زدگی با عمق 1 میلی متر و فاصله 150 میلی متر، مقاومت چسبندگی را تا 20 درصد کاهش می دهد.</p> <p dir="rtl">بنابراین، زنگ زدگی جزئی به طور قابل توجهی بر اساس تحقیقات، چسبندگی بتن و میلگرد را مختل نمی کند. اما تجمع بیش از حد زنگ زدگی می تواند بر عملکرد سازه تأثیر بگذارد.</p> <h2 dir="rtl">زنگ زدگی از نظر آیین نامه ها</h2> <p dir="rtl">همانطور که توضیح دادیم یکی از آیین نامه های مرتبط با زنگ زدگی میلگرد، ACI 318 می باشد. همچنین در آیین نامه AASHTO به این مورد اشاره شده است. الزاماتی که در این آیین نامه آمده است مشابه ACI است. طبق این دستورالعمل، هرگونه اعمال ضربه فیزیکی و تغییرات روی سطح میلگرد که باعث زنگ زدگی می شود، باید محافظت شود. همچنین از وجود هر گونه مواد اضافی مانند روغن، رنگ و هر ماده غیر فلزی دیگر باید پاک شود.&nbsp;</p> <h2 dir="rtl">ضوابط تغییر شکل میلگرد در اثر زنگ زدگی</h2> <p dir="rtl">وقتی میلگرد زنگ می زند، تا حدی تغییر شکل پیدا می کند. بر اساس استاندارد ASTM A615-2009 که در جدول زیر آمده است، حداکثر فاصله متوسط باید بین 0.262 تا 1.58 اینچ باشد. البته، توجه داشته باشید که سایزهای زیر بر اساس واحدهای اندازه گیری بریتانیایی یا imperial units هستند.</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <div dir="rtl" align="left"> <table style="border-collapse: collapse; border-width: 2px; margin-left: auto; margin-right: auto;" border="1"><colgroup><col width="89"><col width="88"><col width="89"><col width="88"><col width="91"><col width="89"><col width="91"></colgroup> <tbody> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">سایز میلگرد</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">قطر اسمی (db) (اینچ)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">قطر کلی تقریبی (اینچ)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">محیط اسمی (اینچ)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر فاصله متوسط آج (Sr) (اینچ)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداقل ارتفاع آج (اینچ)</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">حداکثر گپ (اینچ)</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#3</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.375</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.438</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.178</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.262</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.015</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.143</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#4</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.5</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.563</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.571</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.35</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.025</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.191</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#5</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.356</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.688</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.963</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.437</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.028</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.239</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#6</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.75</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.875</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">2.356</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.525</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.038</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.286</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#7</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.875</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">2.749</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.612</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.044</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.334</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#8</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.125</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">3.142</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.7</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.050</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.383</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#9</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.128</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.25</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">3.544</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.79</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.056</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.431</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#10</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.27</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.438</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">3.99</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.889</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.064</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.487</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#11</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.41</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.625</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">4.430</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.987</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.071</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.540</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#14</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.693</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.875</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">5.32</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.185</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.085</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.648</p> </td> </tr> <tr> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">#18</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">2.257</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">2.5</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">7.09</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">1.58</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.102</p> </td> <td dir="ltr" style="border-width: 2px;"> <p dir="rtl">0.864</p> </td> </tr> </tbody> </table> </div> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <h2 dir="rtl">زنگ زدگی های قابل قبول</h2> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXdLgsAXf6wjzZX6rheVC5qQOUGrNeBADH2usYSZtyvtJ_htuXxaRHag0eHmUndtlQxrcsmtoQbFqavpzcSugQibda-madvwuUcLs-pckxVmZNJKf1Pw8R3mcVez6G9rEToKhXi6pp-yk4pYBVRTWicYgHXo?key=cIr6Iak7rJgEmEGCH2uUaQ" width="624" height="608"></p> <p dir="rtl">به طور کلی به غیر از استانداردهای ACI و ASTM که در ابتدای مقاله به آنها اشاره شد، زنگ زدگی به دو صورت سبک و سنگین تعریف می شود.</p> <h3 dir="rtl">زنگ زدگی سنگین</h3> <p dir="rtl">طبق تحقیقات انجام شده، زنگ زدگی میلگرد در بازه زمانی 18 تا 24 ماه و شرایط آب و هوایی عادی، در صورتیکه ویژگی های میلگرد تغییر نکند، جای نگرانی وجود ندارد. در این حالت ممکن است حجم زنگ زدگی میلگرد به 7 برابر فلز اصلی هم برسد.</p> <p dir="rtl">همچنین در زنگ زدگی سنگین، زنگ ها به صورت پوسته پوسته و لایه لایه شده قابل مشاهده هستند. در شکل زیر، زنگ زدگی متوسط را مشاهده می کنید.&nbsp;</p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXdltAFCYo6SRfY3gmHNBwF-YEhjWXqrByHz7PcV-rprqIbx4UWcWjZMiJDAW6NUcr-bG-VmU2cv0MMqvKVNEJR6Yauq1qAF-PQ9Y0RMwGu1mLDHB-tZGp4wzfF21DXHE6zdM12elLNdXpL6IvR6y-FD-BE_?key=cIr6Iak7rJgEmEGCH2uUaQ" width="624" height="469"></p> <h3 dir="rtl">زنگ زدگی سبک</h3> <p dir="rtl">رنگ زنگ زدگی سبک، نارنجی، قرمز و یا قهوه ای روشن می باشد. این زنگ ها فقط به صورت مقطعی بوده و فقط بخش هایی از میلگرد را می پوشاند. زنگ زدگی سبک تا حدی قابل قبول است و نیازی به نگرانی ندارد. در شکل زیر، زنگ زدگی سبک را مشاهده می کنید.</p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXfc_oLK6_KlcMOBMVAFNxji-U_3BrHz1mn-r93EOD7dyGTgXZyyG8LIS5zVNVq-MiOOuXyFrYH1QpzRCrj0hxISCs-V3T1bjn1HfodbbE1H0nvABJGamiZ3nCLP53UM_XkxJEDRFyBz9g3HwfsDTgrvauR6?key=cIr6Iak7rJgEmEGCH2uUaQ" width="624" height="468"></p> <p dir="rtl">کلام آخر</p> <p dir="rtl">میزان زنگ زدگی میلگرد برای نوع سنگین در بازه زمانی کمتر از 18 تا 24 ماه در شرایط آب و هوایی عادی می باشد. البته طبق استاندارد ACI 318 حد زنگ زدگی میلگرد اگر با چشم مسلح باشد نباید بیشتر از 5 درصد شود. یا به عنوان مثال، در استاندارد ASTM A615، پوسته شدن تا عمق 0.25 میلی متر را روی سطح میلگرد مجاز می داند. با این حال بعضی از زنگ زدگی ها را نمی توان با چشم حد مجاز آن را دانست و باید آن را به آزمایشگاه فرستاد.</p> <p><strong id="docs-internal-guid-378c674f-7fff-6b84-b082-3db87d085b4d"><br><br><br><br></strong></p>