مقاله تحلیلی: عوامل مؤثر بر خوردگی آرماتورها- قسمت اول

خوردگی میلگردهای فولادی در المان‌های بتن مسلح علاوه بر اینکه بسیار زیان‌بار می‌باشد، ممکن است عملکرد سرویس‌دهی آن‌ها را نیز تضعیف کند و حتی منجر به فروریزش سازه شود. بااین‌حال با انجام اقدامات احتیاطی می‌توان از خوردگی میلگردهای فولادی جلوگیری کرد.

از موارد مهم در جلوگیری از مکانیسم خوردگی آرماتورها، استفاده از بتن باکیفیت بالا و نفوذپذیری کم است. اگرچه بتن معمولی کاملاً نفوذناپذیر نیست اما با توجه به جنبه‌های مختلف ساخت‌وساز مثل روش انجام کار، اختلاط بتن و عمل‌آوری آن می‌توان بتنی با نفوذپذیری پایین و کیفیت عالی در اختیار داشت.

انجام این اقدامات توسط طراحان و مهندسان کارگاه به‌منظور جلوگیری از خوردگی آرماتورها ضروری است.

مشاهده قسمت دوم مقاله در این صفحه

۱- نسبت آب به سیمان

برای تولید بتن با نفوذپذیری کم می‌توان نسبت آب به سیمان را کاهش داد. آیین‌نامه ساختمانی ACI 318M-11 حداکثر نسبت آب به سیمان را ۰.۴ و حداقل مقاومت بتن را ۳۵ مگا پاسکال برای بتن‌های در معرض رطوبت و منبع خارجی کلریدها اعم از مواد شیمیایی، نمک، آب‌شور، آب دریا و ... پیشنهاد می‌کند.

ACI 357R- 84 هم مقادیر مشابهی برای نسبت آب به سیمان پیشنهاد می‌دهد؛ بنابراین توصیه می‌شود درصورتی‌که سطح بتن در معرض عوامل مخرب قرار گیرد از بتن با مقاومت ۴۲ مگا پاسکال استفاده شود.

 شکل ۱. نسبت آب به سیمان

۲- مقدار سیمان

هر چه میزان سیمان افزایش یابد‌، مقدار کربن دی‌اکسید و کلر هم زیاد می‌شود. اگر مقدار سیمان بدون محاسبات افزایش داده شود، تأثیر بیشتری بر نفوذ کلرید و کربناسیون در مقایسه با وقتی سیمان نباشد خواهد داشت؛ بنابراین ACI 357R- 84 حداقل مقدار سیمان را بر هر مترمکعب، ۳۵۶ کیلوگرم برای محیط‌های خورنده پیشنهاد می‌دهد.

۳- نوع سیمان

ترکیب سیمان به‌طور قابل‌توجهی بر دوام بتن تأثیر می‌گذارد. به‌طور مثال با افزایش مقدار تری کلسیم آلومینات در سیمان پرتلند معمولی، مقاومت بتن در برابر خوردگی به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد. دلیل این است که یون‌های کلرید با سولفوآلومینات تری کلسیم هیدراته واکنش می‌دهد و نمک فریدل نامحلول در خمیر سیمان تولید می‌کند. شکل ۱ تأثیر تری کلسیم الومینات (C3A)‌ را بر شروع خوردگی آرماتورها نشان می‌دهد.

بااین‌حال وقتی مقدار کلرید بیشتر باشد، چون C3A تنها با مقدار مشخصی از کلرید واکنش می‌دهد؛ مقدار مؤثر C3A کاهش می‌یابد. به‌علاوه مقاومت بتن در برابر حمله سولفات‌ها با افزایش مقدار C3A، کاهش می‌یابد. به همین دلیل ACI 357R-84 توصیه می‌کند از سیمان‌هایی با مقدار C3A ۴ تا ۱۰ درصد استفاده شود.

 شکل ۲. تأثیر مقدار C3A بر زمان شروع خوردگی آرماتورهای فولادی

۴- پوزولان

از مواد پوزولانی مانند سیلیکا فوم، سرباره کوره و خاکستر بادی برای تأمین مقاومت در برابر حمله کلریدها و سولفات‌ها در تولید بتن استفاده می‌شود. نکته مهم ترکیب آب و هیدروکسید کلسیم با پوزولان‌هایی است که موجب نفوذپذیری کم و مقاومت بالای بتن می‌شود. ACI 318M-11 برای تأمین مقاومت بتن در برابر حمله سولفات‌ها توصیه می‌کند از سیمان نوع V (طبق استاندارد کانادایی) که حاوی این پوزولان ‌ها است استفاده شود.

۵- افزودنی‌ها

افزودنی‌ها مواد شیمیایی هستند که به‌منظور محافظت از آرماتورها در مقابل خوردگی از آن‌ها استفاده می‌شود. نسبت آب به سیمان را می‌توان با استفاده از افزودنی‌های کاهنده آب و فوق روان کننده‌ها کاهش داد. این افزودنی‌ها نفوذپذیری را هم کاهش می‌دهند. دقت کنید که از افزودنی‌های حاوی کلسیم کلرید نباید استفاده کرد چراکه موجب خوردگی آرماتورها می‌شوند.

 شکل ۳. انواع افزودنی‌ها

۶- سنگ‌دانه‌ها

سنگ‌دانه‌ها تأثیر قابل‌توجهی بر نفوذپذیری بتن دارند زیرا حدود %۷۰ از حجم بتن را تشکیل می‌دهند. نفوذپذیری بتن با بزرگ شدن اندازه سنگ‌دانه‌ها افزایش می‌یابد. نفوذپذیری اغلب سنگ‌دانه‌ها معدنی زیاد و ۱۰ تا ۱۰۰۰ برابر خمیر بتن است. به همین دلیل است که باید مقدار رطوبت سنگ‌دانه‌ها در محاسبه نسبت آب به سیمان لحاظ کرد.

در مقاله بعدی به توضیح سایر عوامل مؤثر بر خوردگی آرماتورهای فولادی می‌پردازیم.

منبع

ترجمه شده توسط تیم مترجمین ۸۰۸

اگر دوست دارید به تیم مترجمین ۸۰۸ بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.