خوردگی میلگرد و تکنیک های اندازه گیری آن

زمان مطالعه : ۴ دقیقه

خوردگی میلگرد و تکنیک های اندازه گیری آن

تعریف خوردگی و علت آن

خوردگی را می توان به عنوان یک فرآیند شیمیایی توصیف کرد که در آن فلزاتی مانند فولاد به اشکال ترکیبی پایدارتری مانند اکسیدها، کربناتها یا سولفیدها تبدیل می شوند.
در این واکنش شیمیایی، بخشی از مواد فولادی به عنوان آند (قطب مثبت) عمل می کند. این فرایند به این معنی است که فولاد الکترون ها را از دست می دهد. از طرف دیگر، بخش دیگری ازفولاد به عنوان کاتد (قطب منفی) عمل می کند. در کاتد، اکسیژن با آب و الکترون ها ترکیب می شود تا یون های هیدروکسید آزاد شود. هم چنین می دانیم که برای انجام یک واکنش، ما به آب و اکسیژن نیاز داریم. بنابراین وجود این سه عنصر برای وقوع پدیده خوردگی ضروری است. آزمایش های واقعی نشان می دهد که کلرید در شروع واکنش های خوردگی نقش اساسی دارد. 
هنگامی که از بتن مسلح (تقویت شده) صحبت می کنیم، این نکته را باید در نظر داشته باشیم که پوشش بتونی روی میلگرد ها، آن ها را از خوردگی محافظت می کند. علت این امر، محیط قلیایی بتن است. هم چنین هرچقدر مقاومت بتن در برابر ورود یونها بیشتر باشد، احتمال خوردگی کمتر خواهد بود.
سوال جالبی که در اینجا مطرح می شود، نقش یون کلرید در این واکنش ها است. این سوال، موضوع تحقیق بسیاری از متخصصان خوردگی در سراسر جهان بوده است.
جوابی که می توان به این سوال داد، این است که ورود کلرید باعث تخریب لایه اکسید محافظ روی سطح میلگرد می شود که در نهایت منجر به شروع فرآیند خوردگی می شود.
همان طور که ذکر شد، بتن محیط قلیایی را در اطراف میلگرد ایجاد می کند. بنابراین در شرایط عادی می توان انتظار داشت که میلگرد از خوردگی محافظت شود. ولی همانطور که می دانیم، بتن یک ماده متخلخل و نفوذ پذیر است. یون های رطوبت می توانند از طریق ساختار منافذ بتن حرکت کنند و این مکانیسم باعث حرکت الکترون ها درون بتن خواهد شد.
تخلخل بتن باعث می شود یون ها به درون بتن نفوذ کرده و از آن  به عنوان یک الکترولیت استفاده کنند. حرکت الکترون ها در بتن باعث ایجاد میدان الکتریکی در داخل بتن بر روی سطح میلگرد می شود و با ایجاد یک اختلاف پتانسیل، نهایتا منجر به خوردگی می شود.

اندازه گیری میزان خوردگی در میلگرد

بسیاری از تکنیک های اندازه گیری سرعت خوردگی بر اساس مطالعه شرایط الکتروشیمیایی و رابطه میلگرد و بتن است. طی سالهای طولانی روشها و تکنیک های مختلفی برای بررسی انواع مختلف واکنش های خوردگی انجام شده است.
حال به تشریح دو فاکتور اصلی که هنگام مطالعه خوردگی با آن ها سروکار داریم، می پردازیم. 
اولین فاکتور مهم در اندازه گیری سرعت خوردگی، اندازه گیری پتانسیل نیمه سلولی است. دراین روش از اندازه گیری پتانسیل سطح برای پیش بینی احتمال خوردگی استفاده می شود. اگر تاثیر احتمالی پارامترهای موثر دقیق در نظر گرفته نشود، نتایج بدست آمده می توانند گمراه کننده باشند.
فاکتور دوم، میزان خوردگی فولاد است. میزان خوردگی در مورد سرعت واکنشهای خوردگی است. زیرا به محقق کمک می کند پیش بینی بهتری برای تخمین عمر میلگرد انجام دهد.

آزمایش هافسل (پتانسیل خوردگی بتن)

ازمایش هافسل

از آزمایش هافسل (نیم سلولی) می توان برای پیش بینی پتانسیل خوردگی درسطح بتن استفاده کرد. انجمن های معتبر زیادی این فرآیند را به عنوان آزمون استاندارد خود معرفی کرده اند، مانند استانداردهای ASTM، UNI و RILEM.
در آزمایش هافسل، مقادیر بالا درسطح بتن با توجه به یک نقطه مرجع اندازه گیری می شود. قبل از انجام آزمایش باید سطح بتن آماده شود، یعنی رنگ یا سایر لایه های غیر رسانا از سطح مورد نظرحذف شود. هم چنین سطح مورد نظر باید حداقل رطوبت را داشته باشد و یک اتصال الکتریکی بین الکترود مرجع و میلگرد برقرار شود. این فرآیند به شناسایی مناطقی که احتمال خوردگی بیشتری دارند کمک می کند. به عنوان مثال، آزمایش ASTM C876، سه محدوده مختلف را برای اندازه گیری معرفی می کند. مقادیر پتانسیل نیمه سلولی اندازه گیری شده، ناحیه ای که احتمال خوردگی در آن بیش از 90 درصد است را نشان می دهد. هنگامی که مقدار اندازه گیری شده بالاتر از 200 میلی ولت باشد، این احتمال کمتر از 10 درصد است. 
از طرف دیگر، باید تأثیرشرایط محیطی مانند رطوبت و همچنین خصوصیات مواد بتونی (بتن متراکم، بتن متخلخل، بتن گازدار) را در نظر داشته باشیم. 
در حین انجام آزمایش هافسل مشکلاتی از قبیل، مقاومت الکتریکی زیاد بتن، کاهش رطوبت بتن و همچنین افزایش ضخامت لایه محافظ وجود دارد که باعث می شود اطلاعات بدست آمده دقیق ترنباشند. همچنين كاهش غلظت اكسيژن در سطح میلگرد در شرايط كاملاً اشباع، منجربه کاهش خوردگی میشود.
هنگام انجام آزمایش هافسل، باید به خاطر داشته باشیم که سطح مورد آزمایش، بدون رنگ و روکش های شیمیایی باشد. چرا که آزمایش میلگرد های روکش کاری شده با مواد شیمیایی، احتمال خطا در انجام اندازه گیری ها را افزایش می دهد.

بنر مشاهده قیمت آهن

آزمایش خوردگی میلگردها در بتن

گروه دوم آزمایشات، آنهایی هستند که با اندازه گیری میزان خوردگی میلگرد دربتن مرتبط هستند. این آزمایشات، اطلاعات مهمی در مورد سرعت واکنش ها ارائه می دهند. بسیاری از این تکنیک های اندازه گیری، براساس اندازه گیری مقاومت میلگرد می باشند. جریان از طریق میزان خوردگی اندازه گیری می شود و با استفاده از معادله Stern-Geary می توان میزان خوردگی را اندازه گیری کرد. پارامتر مهم دیگر، ناحیه ی قطبی است که در آن ولتاژ با سرعت جابجایی ثابت، افزایش یافته و پاسخ ثبت می شود.

آزمایش مقاومت در برابر عبور جریان AC

روش بعدی روش مقاومت در برابر جریان AC است که در آن از جریان AC برای مطالعه واکنش الکتریکی خوردگی در بتن استفاده می شود. روش امپدانس (مقاومت)، یک تکنیک بسیار قدرتمند در مطالعه خوردگی است. این روش می تواند در تحقیقات آزمایشگاهی، بسیار مفید باشد. 
تکنیک اتصال بی سیم، جدیدترین تکنیکی است که برای اندازه گیری میزان خوردگی ایجاد شده است. این تکنیک منحصر به فرد است زیرا نیازی به اتصال میلگرد ندارد که باعث سریع تر و کارآمد تر شدن آن می شود. به طوری که امپدانس فرکانس پایین سیستم اندازه گیری می شود و برای پیش بینی وضعیت خوردگی استفاده می شود.

۰۰

ارسال دیدگاه