ضررهای میلگرد زنگ زده

<blockquote> <h2 dir="rtl">مقدمه زنگ زدگی میلگرد</h2> <p dir="rtl">موارد زیادی پیش می آید که میلگرد های زیادی برای استفاده در ساختمان تهیه و انبار شده اند که به دلیل قرار گیری در شرایط نامناسب دچار زنگ زدگی می شوند. در این شرایط سوالی که پیش می آید این است که آیا می توان از این میلگردهای زنگ زده در ساختمان استفاده کرد؟</p> <h2 dir="rtl">چه مقدار زنگ زدگی برای میلگرد قابل قبول است؟</h2> <p dir="rtl">برای پاسخ به این سؤال باید به استاندارد ASTM و کتابچه راهنمای عمل استاندارد CRSI (مؤسسه فولاد تقویت کننده بتن) رجوع کنیم که هر دو توصیه های یکسانی برای آرماتور های زنگ زده ارائه داده اند. طبق این دو مرجع نام برده شده میلگرد های فولادی دارای زنگ زدگی در صورتی قابل استفاده هستند که از حداقل وزن، ابعاد، ارتفاع و تغییر شکل های ناشی از زنگ زدگی در حد استاندارد های تعریف شده برخوردار باشند. به زبان ساده تر می توان گفت اگر میلگرد های زنگ زده دچار رسوب زنگ سبک شده باشند، تأثیری بر چسبندگی آن ها به بتن نخواهد داشت و استفاده آن ها بلامانع است. گفتنی است هرچه رسوب زنگ بر روی سطح میلگرد سنگین و ضخیم تر باشد، پیوند بین بتن و آرماتور سست تر شده و میلگرد مقاومت لازمه را برای سازه ایجاد نمی کند.</p> <p dir="rtl"><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="rustedrebar.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1646205693779.jpg" alt="rustedreabr"></p> <p dir="rtl" style="text-align: center;">تصویر شماره 1 - میلگرد زنگ زده&nbsp;</p> <h2 dir="rtl">مقررات ملی استفاده از میلگرد زنگ زده</h2> <p dir="rtl">از آنجا که زنگ زدگی میلگرد یک فرایند شایع است در مقررات ملی ساختمان، آیین نامه هایی برای استفاده از آن تدوین شده است که با مراجعه به این آیین نامه ها می توان در خصوص استفاده یا عدم استفاده از میلگرد دارای زنگ تصمیم گیری کرد.</p> <p dir="rtl">در آیین نامه بتن ایران (آبا) در خصوص زنگ زدگی میلگرد آمده است:</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">میلگردهای فولادی را باید در محل هایی بدون رطوبت انبار کرد تا از زنگ زدگی و کثیف شدن آن ها جلوگیری به عمل آید.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">میلگردهایی که تا حد پوسته شدن دچار زنگ زدگی شده باشند و به ویژه اگر سطح خوردگی آن ها عمیق باشد بدون انجام آزمایش و با اطمینان کامل، نمی توان آن ها را در بتن استفاده کرد.</p> </li> </ul> <p dir="rtl">پس می توان نتیجه گرفت: مطابق با آیین نامه اگر زنگ زدگی میلگرد عمیق نباشد و منجر به پوسته شدن و یا خوردگی عمیق نشود برای استفاده در بتن بلامانع است.</p> <p dir="rtl">همچنین در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان به موضوع میلگردهای زنگ زده اشاره شده است که شامل موارد زیر می باشد:</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">میلگردهای فولادی باید در محل هایی به دور از هرگونه آلودگی، رطوبت، گل و خاک و ... نگهداری شده و از زنگ زدگی و کثیف شدن آن ها ممانعت به عمل آید.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">میلگردهایی که پوسته شده اند باید سند بلاست (ماسه پاشی) شوند. برای رفع پوسته های زنگ از سطح میلگرد استفاده از برس سیمی و سایر روش ها مجاز نمی باشد زیرا برداشتن لایه زنگ زده می تواند سبب ایجاد خط و خش هایی بر روی میلگرد گردد که خود موجب آسیب رساندن به لایه های زیرین سالم می شود.</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برای میلگردهایی که در اثر زنگ زدگی پوسته شده اند یا دچار خوردگی موضعی و عمیق هستند پس از عمل سند بلاست باید مجموعه ای از آزمایشات بر روی آن ها انجام گیرد تا از مطابقت مشخصه های آن ها با مشخصه های مورد نیاز سازه اطمینان به عمل آید.</p> </li> </ul> <p dir="rtl">نکته: آزمایشات انجام گرفته روی میلگرد مربوط به بررسی مشخصات مکانیکی و همچنین اندازه گیری قطر اسمی میلگرد مطابق با رواداری های اشاره شده در استاندارد ملی 3132 است.</p> <h2 dir="rtl">زنگ زدگی میلگرد طبق انجمن ACI آمریکا</h2> <p dir="rtl">انجمن ACI آمریکا در خصوص زنگ زدگی میلگرد ها قوانین زیر را تدوین کرده است که توجه و رعایت آن ها ضروری و الزامی می باشد:</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; از میلگرد ها در برابر هرگونه ضربه فیزیکی، بهم خوردگی و تغییرات سطحی باید محافظت نمود.</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; محل انبار یا قرار گیری میلگرد باید از هرگونه موادی همچون گریس، رنگ، آلودگی و حتی رطوبت دور باشد.</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; میلگرد نباید پوسته پوسته شده باشد یا اثرات اکسایش بر روی آن دیده شود.</p> <p dir="rtl">&middot; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; فقط در صورتی استفاده از آرماتور زنگ زده مجاز است که دچار زنگ زدگی سطحی شده باشد.</p> <h2 dir="rtl">آیا میلگرد زنگ زده پس از استفاده در بتن به زنگ زدگی خود ادامه می دهد؟</h2> <p dir="rtl">اول باید به این نکته اشاره کرد که میلگرد درون بتن زنگ نمی زند به شرط آنکه بتنی که استفاده می شود نیز شرایط استاندارد داشته باشد به عنوان مثال فاقد حفره های لانه زنبوری باشد و میلگردها در فضای باز نباشند. تا زمانی که این پیش نیازها رعایت شوند نیازی به نگرانی در خصوص زنگ زدن میلگرد نیست. اگر از میلگرد زنگ زده درون بتن استفاده شود نیز همین شرایط وجود دارد و می توان گفت خود زنگ زدگی در صورتی که جزئی باشد باعث تشدید سرعت زنگ زدگی میلگرد درون بتن نمی شود. البته باید اشاره کرد این مساله تنها در خصوص زنگ زدگی جزئی میلگرد قابل قبول است و چنانچه زنگ زدگی روی سطح میلگرد وسیع باشد بر چسبندگی میلگرد به بتن تاثیر منفی دارد و لازم است پیش از استفاده از میلگرد، زنگ زدگی آن را برطرف نمود.</p> <p dir="rtl">&nbsp;میلگرد درون بتن برای همیشه بدون زنگ زدگی باقی نمی ماند و به مرور زمان و به آهستگی شروع به زنگ زدگی می کند. هر چند به نظر می رسد که بتن بسیار فشرده است اما هنوز حفره های بسیار ریز زیادی درون آن وجود دارد. پس از یک زمان طولانی، آب، دی اکسید کربن، گوگرد و یون های کلرید که در فضای آزاد قرار دارند می توانند میلگرد را در میان لایه ی محافظ دچار خوردگی کنند.</p> <p dir="rtl">&nbsp;اگر زنگ زدگی سطح میلگرد وسیع باشد شدت زنگ زدگی می تواند با سرعت بیشتری ادامه یابد که همین مساله می تواند عمر مفید ساختمان را کاهش دهد. اما سؤال اینجاست که چرا زنگ زدگی سبب کاهش طول عمر میلگرد می شود؟</p> <p dir="rtl">همانطور که می دانید، میله های فولادی درون بتن محصور شده اند و عوامل خارجی مانند اکسیژن، آب و مواد اسیدی دور هستند همین مساله باعث به تاخیر افتادن خوردگی و زنگ زدگی میلگردها می شود. اگر بتن در طول فرایند آماده سازی و بتن ریزی به خوبی فشرده نشود، حفرهایی درون آن ایجاد می گردد و لایه ی محافظ بتن آسیب می بیند. در نتیجه ی این اتفاق اکسیژن، گازهای اسیدی و مولکول های آب با میلگردهای درون بتن واکنش می دهند و منجر به خوردگی میلگرد می شوند. اگر از میلگردهای زنگ زده درون بتن استفاده شود به دلیل وجود لایه ای از زنگ آهن روی میلگرد فاصله ای بین سطح میلگرد و بتن ایجاد می شود که فرایند تماس با اکسیژن و سایر مواد را سرعت بخشیده و باعث خوردگی سریع تر میلگرد می شود. همچنین به دلیل وجود هیدروکسید کلسیم درون بتن، یک فیلم محافظ پسیو (عموما تتروکسید آهن) بر روی میلگرد تشکیل می شود. به دلیل وجود این فیلم محافظ زنگ زدگی میلگرد به راحتی اتفاق نمی افتد. اما هنگامی که میلگرد زنگ زده است وجود لایه ی زنگ، مانع از تشکیل این فیلم محافظ بر روی سطح آن می شود که مقاومت در برابر خوردگی میلگرد را کاهش می دهد.</p> <h2 dir="rtl">خطر استفاده از میلگردهای زنگ زده برای ساختمان</h2> <p dir="rtl">استفاده از میلگرد درون بتن به این دلیل است که ویژگی های آن مکمل بتن می باشد و می تواند نواقص بتن در تحمل نیروهای کششی را جبران کند. میلگرد ماده ای قابل انعطاف است که مقاومت کششی بسیار بالایی دارد در حالی که بتن ماده ای خشک و فشرده است؛ در کنار هم قرار گرفتن این دو ماده به خوبی می تواند ماده ی مستحکم برای ساخت و ساز را فراهم آورد. اما دلیل عمده ای هم افزایی که بین میلگرد و بتن وجود دارد نیروی چسبندگی (Grip Force) بین این دو است. به طور کلی، نیروی چسبندگی شامل چسبندگی، اصطکاک و ... می شود که بین میلگرد و بتن وجود دارد. پس از آن که بتن سخت شد، حجم آن کاهش می یابد و فشار قابل توجهی به میلگرد وارد آورده و آن را به سفتی احاطه میکند.</p> <p dir="rtl">همانطور که اشاره شد میلگردی که زنگ زده است نمی تواند هم افزایی (Synergy) بالایی با بتن داشته باشد و نیروی چسبندگی آن با بتن کاهش می یابد. در نتیجه هنگامی که اجزای ساختمان مانند تیرها تحت تنش و فشار قرار می گیرند، میلگردها درون بتن جابجا می شوند و نمی توانند متصل به بتن باقی بمانند. همین مساله باعث ایجاد ترک هایی درون بتن و حتی ایجاد مشکل در سازه می شود و عمر مفید سازه را کاهش می دهد. همین مساله لزوم اینکه زنگ آهن از سطح میلگرد پیش از استفاده برطرف شود را مشخص می سازد.</p> <p dir="rtl">کاری که ما می توانیم انجام دهیم این است که زنگ زدگی میلگرد درون بتن را تا حد ممکن به تاخیر بیندازیم. حتی اگر از میلگردهایی که دچاز زنگ زدگی هم نشده اند در ساختمان استفاده می کنیم باید تمهیداتی را به کار بگیریم که تا حد ممکن فرایند زنگ زدگی را به تاخیر بیندازد. فیلم پسیو اولیه که روی میلگرد تشکیل می شود به مرور زمان تخریب می شود و اثر حفاظتی خود را از دست می دهد که منجر به آغاز فرایند خوردگی می شود. حجم زنگ آهن 3 تا 4 برابر بیشتر از فلز اصلی ست و همین افزایش حجم ترک هایی را در بتن ایجاد می کند. از طرف دیگر بتن تحت تاثیر نیروهای خارجی نیز می تواند دچار ترک شود که همین مساله نیز سرعت خوردگی فولاد را افزایش می دهد.</p> <p dir="rtl">به همین دلیل می توان نتیجه گرفت که استفاده از میلگرد زنگ زده باعث می شود عمر مفید ساختمان کاهش یابد و باید پیش از استفاده از میلگرد زنگ زده، زنگ های موجود بر سطح آن را برطرف کرد.</p> <p dir="rtl">در انتها لازم است به این مساله توجه داشت که هر سازه ای یک عمر مفید دارد و هر فولادی سرانجام روزی زنگ می زند. تنها کاری که ما می توانیم انجام دهیم این است که این فرایند را به تاخیر بیندازیم و به این ترتیب عمر مفید سازه را طولانی تر کنیم.</p> <h2 dir="rtl">کدام نوع میلگرد کمتر در معرض زنگ زدگی است؟</h2> <p dir="rtl">به طور کلی فولاد هایی که در ساختار تشکیل دهنده خود عنصر کروم استفاده شده، می توانند مقاومت بهتری در برابر خوردگی از خود نشان دهند.</p> <p dir="rtl">دسته ای از فولاد ها دارای حداقل 10/5 درصد کروم در ترکیبات خود هستند که با نام فولاد ضد زنگ هم شناخته می شوند بنابراین اگر میلگرد ها از فولاد های ضد زنگ ساخته شوند، مقاومت چند برابری در مقابل زنگ زدگی پیدا می کنند. لازم به ذکر است میلگرد های ضد زنگ، روش تولید، مواد مصرفی و خواص مکانیکی و شیمایی مطلوبی دارند.</p> <p dir="rtl">&nbsp;</p> </blockquote>