ضررهای میلگرد زنگ زده

زنگ زدگی میلگرد از جمله اتفاقات شایعی ست که در زمان استفاده، ممکن است با آن رو به رو شویم. در واقع چنانچه محل نگهداری میلگردها مناسب نباشد و در معرض رطوبت و اکسیژن قرار بگیرند به مرور زمان دچار زنگ زدگی خواهند شد. زنگ زدگی ابتدایی مشکلی برای میلگرد ایجاد نمی‌کند و به کمک سند بلاست یا روش‌های دیگر می‌توان نسبت به رفع آن اقدام نمود اما چنانچه زنگ زدگی شدیدتر و منجر به پوسته پوسته شدن یا خوردگی میلگرد شده باشد، استفاده از میلگرد در بتن ریزی منوط به انجام مجموعه‌ای از آزمایش‌ها و تایید مشخصات فنی آن خواهد بود که در ادامه این مقاله از مدیران آهن به توضیح آن‌ها پرداخته شده است.

موارد زیادی پیش می‌آید که میلگرد‌های زیادی برای استفاده در ساختمان، تهیه و انبار می‌شوند که نهایتاً به دلیل قرار گیری در شرایط نامناسب دچار زنگ زدگی می‌گردند. در این شرایط سوالی که پیش می‌آید این است که آیا می‌توان از این میلگردهای زنگ زده در ساختمان استفاده کرد؟ یا خیر. تا پایان این مقاله همراه ما باشید، تا مقدار زنگ زدگی قابل قبول میلگرد، مقررات ملی استفاده از میلگرد زنگ زده و خطرات آن بررسی شوند.

چه مقدار زنگ زدگی برای میلگرد قابل قبول است؟

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 توصیه‌های یکسانی برای آرماتور‌های زنگ زده ارائه داده‌اند. طبق این دو مرجع نام برده شده، میلگرد‌های فولادی زنگ زده در صورتی قابل استفاده هستند که از حداقل وزن، ابعاد، ارتفاع و تغییر شکل‌های ناشی از زنگ زدگی در حد استاندارد‌های تعریف شده برخوردار باشند. به زبان ساده تر می‌توان گفت اگر میلگرد های زنگ زده دچار رسوب زنگ سبک شده باشند، تأثیری بر چسبندگی آن‌ها به بتن نخواهد داشت و استفاده از آن‌ها بلامانع است. گفتنی است هرچه رسوب زنگ بر روی سطح میلگرد سنگین و ضخیم‌تر باشد، پیوند بین بتن و آرماتور سست تر شده و میلگرد مقاومت لازمه را برای سازه ایجاد نمی‌کند. برای اطلاعات بیشتر راجع به این موضوع لطفا به مقاله تخصصی، مقیاسی برای میزان زنگ زدگی میلگرد، مراجعه نمایید.

مقررات ملی استفاده از میلگرد زنگ زده

از آنجا که زنگ زدگی میلگرد یک فرایند شایع است در مقررات ملی ساختمان، آیین نامه‌هایی برای استفاده از آن تدوین شده است که با مراجعه به این آیین نامه‌ها می‌توان در خصوص استفاده یا عدم استفاده از میلگرد دارای زنگ تصمیم گیری کرد.

در آیین نامه بتن ایران (آبا) در خصوص زنگ زدگی میلگرد آمده است:

میلگردهای فولادی را باید در محل هایی بدون رطوبت انبار کرد تا از زنگ زدگی و کثیف شدن آن‌ها جلوگیری به عمل آید.

میلگردهایی که تا حد پوسته شدن دچار زنگ زدگی شده باشند و به ویژه اگر سطح خوردگی آن‌ها عمیق باشد بدون انجام آزمایش و با اطمینان کامل، نمی‌توان آن‌ها را در بتن استفاده کرد.

پس می‌توان نتیجه گرفت: مطابق با آیین نامه اگر زنگ زدگی میلگرد عمیق نباشد و منجر به پوسته شدن و یا خوردگی عمیق آن نشده باشد، برای استفاده در بتن بلامانع است.

همچنین در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان به موضوع میلگردهای زنگ زده اشاره شده که شامل موارد زیر است :

میلگردهای فولادی باید در محل‌هایی به دور از هرگونه آلودگی، رطوبت، گل و خاک و غیره نگهداری شوند تا از زنگ زدگی و کثیف شدن آن‌ها ممانعت به عمل آید.

میلگردهایی که پوسته شده اند باید سند بلاست (ماسه پاشی) شوند. برای رفع پوسته‌های زنگ از سطح میلگرد، استفاده از برس سیمی و سایر روش‌ها مجاز نیست زیرا برداشتن لایه زنگ زده می‌تواند سبب ایجاد خط و خش‌هایی روی میلگرد گردد که خود موجب آسیب رساندن به لایه‌های زیرین سالم می‌شود.

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 روی آن‌ها انجام گیرد تا از مطابقت مشخصه‌های آن‌ها با مشخصه‌های مورد نیاز سازه اطمینان به عمل آید.

نکته: آزمایشات انجام گرفته روی میلگرد مربوط به بررسی مشخصات مکانیکی و همچنین اندازه گیری قطر اسمی میلگرد مطابق با رواداری‌های اشاره شده در استاندارد ملی 3132 است.

زنگ زدگی میلگرد طبق انجمن ACI آمریکا

انجمن ACI آمریکا در خصوص زنگ زدگی میلگرد‌ها قوانین زیر را تدوین کرده است که توجه و رعایت آن‌ها ضروری و الزامی است:

• از میلگرد‌ها در برابر هرگونه ضربه فیزیکی، بهم خوردگی و تغییرات سطحی باید محافظت نمود.
• محل انبار یا قرار گیری میلگرد باید از هرگونه موادی همچون گریس، رنگ، آلودگی و حتی رطوبت دور باشد.
• میلگرد نباید پوسته پوسته شده باشد یا اثرات اکسایش روی آن دیده شود.
• فقط در صورتی استفاده از میلگرد زنگ زده مجاز است که دچار زنگ زدگی سطحی شده باشد.

آیا میلگرد در بتون زنگ میزند؟

اول باید به این نکته اشاره کرد که میلگرد درون بتن زنگ نمی‌زند به شرط آنکه بتنی که استفاده می‌شود نیز شرایط استاندارد داشته باشد؛ به عنوان مثال فاقد حفره‌های لانه زنبوری باشد و میلگردها در فضای باز قرار گرفته نباشند. تا زمانی که این پیش نیازها رعایت شود نیازی به نگرانی در خصوص زنگ زدن میلگرد درون بتن نیست. اگر از میلگرد زنگ زده درون بتن استفاده شود نیز همین شرایط وجود دارد و می‌توان گفت خود زنگ زدگی در صورتی که جزئی باشد باعث تشدید سرعت زنگ زدگی میلگرد درون بتن نمی‌شود. 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 می‌گذارد و لازم است پیش از استفاده از، زنگ زدگی آن را برطرف نمود.

 میلگرد درون بتن، برای همیشه بدون زنگ زدگی باقی نمی‌ماند و به مرور زمان و به آهستگی شروع به زنگ زدگی می‌کند. هر چند به نظر می‌رسد که بتن بسیار فشرده است اما هنوز حفره‌های بسیار ریز زیادی درون آن وجود دارد. پس از یک زمان طولانی، آب، دی اکسید کربن، گوگرد و یون‌های کلرید که در فضای آزاد قرار دارند می‌توانند میلگرد را در میان لایه‌ی محافظ دچار خوردگی کنند.

 اگر زنگ زدگی سطح میلگرد وسیع باشد شدت زنگ زدگی می‌تواند با سرعت بیشتری ادامه یابد که همین مساله می‌تواند عمر مفید ساختمان را کاهش دهد. اما سؤال اینجاست که چرا زنگ زدگی سبب کاهش طول عمر میلگرد می‌شود؟ در ادامه به این سؤال به صورت مختصر جواب داده‌ایم.

همانطور که می‌دانید، میله‌های فولادی درون بتن محصور شده‌اند و عوامل خارجی مانند اکسیژن، آب و مواد اسیدی دور هستند همین مساله باعث به تاخیر افتادن خوردگی و زنگ زدگی میلگردها می‌شود. اگر بتن در طول فرایند آماده سازی و بتن ریزی به خوبی فشرده نشود، حفره‌هایی درون آن ایجاد می‌گردد و لایه‌ی محافظ بتن آسیب می‌بیند. در نتیجه ی این اتفاق اکسیژن، گازهای اسیدی و مولکول‌های آب با میلگرد‌های درون بتن واکنش نشان داده و منجر به خوردگی میلگرد می‌شوند. اگر از میلگرد‌های زنگ زده درون بتن استفاده شود به دلیل وجود لایه‌ای از زنگ آهن روی میلگرد فاصله ای بین سطح میلگرد و بتن ایجاد می‌شود که فرایند تماس با اکسیژن و سایر مواد را سرعت بخشیده و باعث خوردگی سریع تر میلگرد می‌شود.

خطرات استفاده از میلگرد زنگ زده

استفاده از میلگرد زنگ زده می‌تواند مشکلات جدی را برای سازه ایجاد کند. در ساخت و ساز، کیفیت مصالح، تعیین کننده میزان استقامت و ایمنی سازه است بنابراین هرگونه مشکل یا ایراد در آن‌ها می‌تواند عواقب خطرناکی به همراه داشته باشد. در ادامه به صورت جامع در مورد خطرات یا معایب استفاده از میلگرد زنگ زده در سازه صحبت می‌کنیم.

• زنگ زدگی فرآیندی است که آهن تبدیل به اکسید آهن می‌شود؛ که همین فرآیند سبب کاهش سطح مقطع میلگرد و مقاومت و استحکام میلگرد می‌گردد بنابراین میلگردهای زنگ زده نمی‌توانند فشار‌ها و نیرو‌های وارده بر سازه را تحمل کنند. زنگ زدگی پدیده‌ای است که سبب ضعف ساختاری میلگرد و کاهش مقاومت کششی و فشاری آن می‌شود. عدم استفاده از میلگرد‌های زنگ زده به خصوص در سازه‌هایی که تحت فشار‌های بالایی هستند، اهمیت زیادی دارد زیرا ممکن است به کاهش پایداری سازه و فروریزی آن منجر شود.
• میلگرد، ماده‌ای منعطف و بتن، خشک و فشرده است؛ ترکیب این دو ماده در کنار هم ماده‌ای مقاوم در سازه را ایجاد می‌کنند. در صورتی که میلگرد زنگ زده باشد، نیروی چسبندگی آن با بتن کاهش می‌یابد و دیگر هم افزایی قابل توجهی با بتن ایجاد نمی‌کند. چسبندگی میلگرد به بتن سبب انتقال بهتر نیروها و بارهای وارده به سازه می‌شود. بنابراین در صورت استفاده از میلگرد زنگ زده، احتمال جدا شدن از بتن وجود دارد که نهایتاً به بروز ترک‌هایی روی بتن و حتی شکست سازه منجر می‌‌شود.
• هدف از ساخت و ساز‌های امروزی که با بتن و میلگرد انجام می‌گیرد، پایداری و دوام طولانی مدت سازه است بنابراین با استفاده از میلگرد زنگ زده به دلیل ضعف موجود در چسبندگی و پایداری آن با بتن، عمر سازه کاهش یافته و سبب می‌شود در برابر تغییرات آب و هوایی، زلزله و غیره نتواند مقاومت خوبی از خود نشان دهد. سازه‌هایی که از میلگرد‌های زنگ زده استفاده کرده‌اند با گذشت زمان نیاز به تعمیر و بازسازی پیدا می‌کنند.
• از لحاظ زیبایی هم این مورد را بخواهیم بررسی کنیم، باید بگوییم استفاده از میلگرد زنگ زده بر ظاهر سازه هم تأثیر منفی می‌گذارد. سازه‌هایی که به مرور زمان دچار زنگ زدگی و خوردگی می‌شوند، جلوه‌ای نامناسب را ایجاد می‌کنند. پس در پروژه‌های مهم و بزرگ صنعتی، استفاده از میلگرد زنگ زده می‌تواند عامل منفی در جذابیت سازه به حساب آید.
• زنگ زدگی و خوردگی فقط برای سازه ضرر ندارد؛ این پدیده سبب ایجاد محصولات جانبی می‌شود که می‌تواند به آب‌های زیر زمینی نفوذ و آلودگی ایجاد کند. سازه‌هایی که دچار خوردگی و زنگ زدگی شده‌ا‌ند ممکن است به یکباره دچار فرو ریزی شوند و در صورت عدم تعمیر و نگه داری آن‌ها، خطر جدی برای اطرافیان و سازه‌های اطراف ایجاد می‌کنند.
• بنابراین توصیه می‌شود میلگرد‌ها را قبل از استفاده بررسی تا اگر دچار زنگ زدگی سطحی هستند، از آلودگی پاک گردند. به عنوان جمله آخر می‌توان گفت میلگرد زنگ زده یک تهدید جدی برای ایمنی و دوام سازه به حساب می‌آید.

کدام نوع میلگرد کمتر در معرض زنگ زدگی است؟

به طور کلی فولاد‌هایی که در ساختار تشکیل دهنده خود عنصر کروم استفاده شده، می‌توانند مقاومت بهتری در برابر خوردگی از خود نشان دهند. دسته‌ای از فولاد‌ها دارای حداقل 10/5 درصد کروم در ترکیبات خود هستند که با نام فولاد ضد زنگ هم شناخته می‌شوند بنابراین اگر میلگرد‌ها از فولاد‌های ضد زنگ ساخته شوند، مقاومت چند برابری در مقابل زنگ زدگی پیدا می‌کنند. لازم به ذکر است میلگرد های ضد زنگ، روش تولید، مواد مصرفی و خواص مکانیکی و شیمایی مطلوبی دارند و خب مسلماً هزینه‌های تولید آن‌ها هم بالاتر است.

کلام آخر

در نهایت اگر زنگ زدگی، تأثیر قابل توجهی بر ظاهر و مشخصات مکانیکی میلگرد گذاشته باشد، کاهش عمر مفید سازه، ایمنی و استقامت آن را به همراه دارد. در این مقاله قوانین مربوط به استفاده از میلگرد زنگ زده آورده و نتیجه بر این شد که اگر زنگ زدگی میلگرد سطحی و قابل برطرف نمودن باشد، استفاده از آن در بتن بلامانع است؛ در غیر اینصورت نیازمند انجام آزمایش‌های دقیق روی میلگرد زنگ زده وجود دارد. در ادامه این مقاله از مدیران آهن به خطرات استفاده از میلگرد زنگ زده هم اشاره شد؛ پس اگر قصد استفاده از این نوع میلگرد را دارید، حتما خطرات آن را مطالعه بفرمایید. برای خرید میلگرد با کیفیت و جلوگیری از مشکلات گفته شده در این مقاله، با کارشناسان مدیران آهن تماس بگیرید.

تماس با مدیران آهن