زنگ زدگی میلگرد | شرایط استفاده از میلگرد زنگ زده در سازه

آیا می‌توان از میلگرد زنگ زده یا باران دیده در صنعت ساخت و ساز استفاده کرد؟ با توجه به اینکه میلگرد بعد از زنگ زدگی دچار خوردگی می‌شود و کیفیت اصلی خود را از دست می‌دهد و یا حتی گاهی بر قطر میلگرد هم تاثیر می‌گذارد، استفاده از میلگرد زنگ زده نیاز به بررسی خواهد داشت.

برای استفاده از میلگرد زنگ زده، آیین نامه مقررات ملی ساختمان حداقل و حداکثری در نظر گرفته است تا با مراجعه به آن استفاده یا عدم استفاده از میلگرد دارای زنگ تعیین شود. برای اطلاع بیشتر در ادامه با ما همراه باشید.

آیا میلگرد در بتن زنگ می زند؟

تسلیح بتن به کارگیری میلگردها در داخل بتن به منظور افزایش استحکام و انعطاف پذیری سازه می‌باشد. در واقع، بتن به تنهایی به عنوان یک مواد سخت و سبک قابل شکل ‌دهی است، اما در مواجهه با بارهای فشاری یا کششی بزرگتر، قدرت آن محدود می‌شود.

وقتی میلگردها به بتن افزوده می‌شوند، این ترکیب تحت عنوان بتن مسلح شناخته می‌شود. میلگردها به عنوان اجزای مثلثی یا دایره‌ای درون ساختار بتنی جای می‌گیرند و در معرض تنش‌های کشش و فشار قرار می‌گیرند.

میلگرد در شرایط معمولی در محیط مرطوب تمایل به زنگ زدگی دارد. اما میلگردی که درون بتن مدفون شود، در شرایط معمولی مصون به زنگ زدگی باقی می‌ماند. در محیط‌های قلیایی شدید اطراف میلگرد، مقاومت به خوردگی تضمین می‌شود. به عبارت دیگر، یک لایه محافظ انفعالی شکل می‌گیرد که از خوردگی جلوگیری می‌کند. اگر این لایه انفعالی از بین برود، خوردگی تحت تاثیر عواملی همچون اکسیژن و رطوبت شروع می‌شود. بنابراین، خوردگی همواره با حضور اکسیژن و رطوبت رخ می‌دهد، اما وجود لایه انفعالی این فرآیند را تا حدی مهار می‌کند.

چرا میلگرد در داخل بتن زنگ نمی‌زند؟

میلگرد فولادی، آلیاژی آهنی دارای کربن است که بیشتر برای تقویت بتن استفاده می‌شود. زنگ زدگی در میلگرد منجر به ایجاد مشکلات جبران ناپذیری می‌شود که به دنبال آن خوردگی در المان‌های بتنی باعث شکست و خرابی سازه می‌گردد.

در حالی که استفاده از میلگرد و آرماتور بندی بزرگترین محدودیت بتن یعنی ضعف در برابر نیروی کششی را برطرف می‌کند، اما یک مشکل کاملا جدید به وجود می‌آورد و آن زنگ زدگی و خوردگی میلگرد فولادی است. این مشکل، شایع‌ترین شکل تخریب بتن می‌باشد.

اگرچه فولادِ محافظت نشده به طور طبیعی مستعد خوردگی یا زنگ زدگی است، اما وقتی در داخل بتن تعبیه می‌شود در برابر رطوبت ناشی از محیط پیرامون حفظ می‌شود. به دلیل نفوذ ناپذیر بودن بتن، آب نمی‌تواند به راحتی به میلگرد نفوذ داشته باشد.

PH بالای بتن یک لایه نازک اکسید روی فولاد ایجاد می‌کند که در برابر خوردگی موجب محافظت از آن می‌شود. اما در برخی موارد این حفاظت کافی نیست. نمک یکی از دلایل اصلی خوردگی میلگرد است. یون کلرید چه از طریق قرار گرفتن در معرض آب شور در مجاورت محیط دریایی و چه از طریق استفاده از نمک برای ایمن سازی جاده‌ها در زمستان می‌تواند از طریق بتن راه خود را باز کرده و آرماتور فولادی را دچار خوردگی کند.

هنگامی که فولاد دچار خوردگی می‌شود، اکسید آهن ایجاد می‌کند که در داخل بتن منبسط می‌شود. این انبساط باعث ایجاد تنش در بتن شده و یکی از عوامل اصلی خرابی است. بنابراین چگونه می‌توانیم از رسیدن این یون‌های کلرید و سایر آلاینده‌ها به فولاد و ایجاد خوردگی جلوگیری کنیم؟ اولین خط دفاعی ایجاد پوشش است.

ایجاد پوشش بتنی روی میلگرد

پوشش، حداقل فاصله بین سطح خارجی بتن و میلگرد آرماتوربندی است و بسته به میزان قرار گرفتن در معرض محیط قلیایی و کاربرد سازه، ضخامت‌های مختلفی از پوشش‌ بتنی از 25 تا 75 میلی‌متر اجرا می‌شود.

قبل از شروع به بتن ریزی، قالب‌ها محکم نصب شده و آرماتوربندی به درستی اجرا شود، تا در هنگام عبور و مرور و تکان خوردن و نیز در زمان بتن ریزی، میلگردها جابجا نشوند و در همان جایی که تعبیه شده‌اند، باقی بمانند. بی توجهی به این مسائل باعث می‌شود که میلگرد فولادی به پایین دال فرو رود یا بیش از حد به سطح بیرونی نزدیک شود و قبل از اینکه بتن عمل آید منجر به خوردگی زود هنگام آرماتور شود.

اما باید گفت حتی با وجود پوشش کافی، عواملی مثل ترک خوردگی در بتن می‌تواند آلودگی‌ها و آب را در تماس مستقیم با آرماتور قرار دهد. البته وجود ترک در بتن چندان هم نادر نیست.

بتن در هنگام سفت شدن منقبض می‌شود که می‌تواند منجر به ترک شود. همچنین تغییرات دما باعث انبساط و انقباض شده که می‌تواند ترک به وجود آورد. بتن بر اثر بارگذاری می‌تواند تحت فشار قرار گرفته و ترک بخورد. برای افزایش مقاومت میلگرد در برابر ترک خوردگی می‌توان از بتن الیافی استفاده کرد. در واقع می‌توان گفت الیاف، استحکام زیادی به المان بتنی وارد نمی‌کند اما به راحتی از خوردگی میلگرد فولادی جلوگیری به بار می‌آورد چون مانع ترک خوردن بتن است.

معایب میلگرد زنگ زده

معایب میلگرد زنگ‌ زده شامل موارد زیر هستند:

1. کاهش استحکام و انعطاف پذیری:‌زنگ‌ زدگی باعث کاهش استحکام و انعطاف پذیری میلگرد می‌شود. این امر می‌تواند تاثیرات مخربی بر روی قدرت تحمل و ایمنی سازه داشته باشد.
2. افزایش خطر خرابی سازه: میلگردهای زنگ ‌زده در صورت استفاده در سازه‌ها ممکن است به دلیل کاهش استحکام خود در مواجهه با بارهای استاتیکی و دینامیکی، باعث خرابی و نقصان شوند.
3. تاثیرات بر کیفیت بتن: زنگ ‌زدگی میلگرد ممکن است به بتن منتقل شود و باعث کاهش کیفیت و استحکام آن شود.
4. نیاز به نگهداری و تعمیرات بیشتر: میلگردهای زنگ ‌زده به دلیل آسیب ‌پذیری بیشتر نیاز به نگهداری و تعمیرات متداول دارند.
5. پتانسیل بروز مشکلات مرتبط با ایمنی: استفاده از میلگردهای زنگ‌ زده در سازه‌های حساس به ایمنی ممکن است مشکلات جدی ایجاد کند.
6. هزینه‌های اضافی: تعویض و تعمیرات متعدد میلگردهای زنگ ‌زده ممکن است هزینه‌های اضافی برای صاحبان سازه ایجاد کند.
7. تاثیرات زیست محیطی: میلگردهای زنگ‌ زده ممکن است منابع طبیعی را تحت تاثیر قرار دهند و به مشکلات زیست محیطی منجر شوند.

به طور کلی، استفاده از میلگردهای زنگ‌ زده ممکن است در مواردی که به دلیل شرایط محیطی خاص اجتناب ناپذیر است استفاده شوند، اما در شرایط عادی بهتر است از میلگردهای سالم استفاده کرد.

جلوگیری از زنگ زدن میلگرد

وظیفه مهندس ناظر این است که قبل از هر چیزی دپوی مصالح مصرفی را کنترل کند و اگر موارد نامناسبی مشاهده کرد در اسرع وقت اطلاع داده و نسبت به انجام راهکار مناسب اقدام کند. اگر زنگ زدگی در میلگرد تا حدی باشد که فولاد کیفیت خود را از دست داده باشد بایستی مصالح جدیدی جایگزین شود اما اگر زنگ زدگی قابل رفع بود با توجه به دستورالعمل‌های آیین نامه‌ای این مشکل برطرف گردد.

زنگ زدگی موجود بر روی میلگرد اگر منجر به کاهش سطح روی آن و نیز کاهش کیفیت آن نشده باشد، بایستی قبل از شروع کار ساختمانی نواحی زنگ زده تمیز شود. در واقع قبل از اینکه زنگ زدگی موجب خوردگی میلگرد شود باید توسط راهکارهای استاندارد اقدام شود.

بخوانید: چگونه می‌توان از خوردگی جلوگیری کرد؟

در کل عوامل باعث زنگ زدگی و خوردگی در میلگرد را می‌توان به دلایل زیر ربط داد؛

• مدت زمان زیادی در محیط بیرون و در معرض رطوبت هوا قرار گیرد
• خشک شدن بتن به دلیل محافظت ناکافی
• ساخت سازه در محیط‌های نزدیک به دریا و محیط‌های سولفاتی.

وجود زنگ زدگی در بتن باعث عدم چسبیدن مناسب بین بتن و میلگرد می‌شود و این منجر به کاهش قدرت المان بتنی می‌شود. اگر زنگ زدگی در قسمت‌هایی از میلگرد باشد و تمام آن را نپوشاند، می‌توان با استفاده از برس قسمت‌های زنگ زده را تمیز کرد و سپس در سازه استفاده کرد.

تاثیر زنگ زدگی میلگرد بر پارامترهای مقاومتی

زنگ ‌زدگی میلگرد می‌تواند تاثیرات مخربی بر پارامترهای مقاومتی داشته باشد. در زیر تاثیرات این موضوع برخی از پارامترهای مقاومتی می‌باشند:

1. مقاومت کششی: میلگرد‌های زنگ‌ زده دارای مقاومت کششی کمتری هستند نسبت به میلگردهای سالم. این امر می‌تواند در مواجهه با بارهای کششی در سازه‌ها تاثیر منفی داشته باشد.
2. مقاومت خمشی: میلگردهای زنگ‌ زده در برابر خمش دچار کاهش می‌شوند. این موضوع می‌تواند در سازه‌هایی که به تحمل بارهای خمشی وابسته‌اند، به شدت موثر باشد.
3. مقاومت برشی: زنگ‌ زدگی میلگرد ممکن است منجر به کاهش مقاومت برشی گردد. این وضعیت ممکن است در برخی از سازه‌ها با پویایی بالا مخرب باشد.
4. مقاومت فشاری: در برخی موارد، میلگردهای زنگ‌ زده ممکن است دچار کاهش مقاومت فشاری شوند. این مسئله می‌تواند بر توانایی سازه در تحمل فشارهای عمودی تاثیر بگذارد.
5. تاثیرات بر ضریب ایمنی و عامل اصلاحی: زنگ ‌زدگی ممکن است منجر به تغییر در ضریب ایمنی سازه و همچنین عامل اصلاحی میلگرد شود که این موارد بر طراحی و اجرای سازه تاثیر می‌گذارد.

در نتیجه، برای حفظ مقاومت و ایمنی سازه‌ها، استفاده از میلگردهای سالماز اهمیت بالایی برخوردار است و در مواردی که امکان زنگ‌ زدگی وجود دارد، اقدام به تعویض و استفاده از میلگردهای جدید و بهترین گزینه است.

روش‌های زنگ زدایی میلگرد

براساس آیین نامه میلگردهایی که پوسته پوسته شده‌اند و دچار خوردگی عمیق گشته‌اند، بدون انجام آزمایش نباید مورد استفاده قرار گیرند. اما اگر زنگ زدگی روی میلگرد منجر به کم شدن ضخامت سطح آن نشود و با استفاده از روش‌های مناسب بتوان زنگ زدایی کرد، استفاده از میلگردها بلامانع خواهد بود. برای اطمینان بیشتر می‌توان تست کیفیت محصول نیز انجام داد.

سندبلاست، برس کشیدن و استفاده از مواد شیمیایی از جمله روش‌هایی است که می‌توان برای رفع زنگ در فلزات استفاده کرد.

از عملیات سند بلاست معمولا برای تمیز کردن صفحات فولادی و تیرآهن استفاده می‌شود و زنگ زدایی آرماتور با این عملیات انجام نمی‌شود. هنگامی که میلگرد دچار خوردگی شد بایستی سریعا به رفع آن اقدام کرد. برس زدن دستی و استفاده از مواد شیمیایی روشی دشوار و وقت گیر است و همچنین باعث آلودگی محیط زیست می‌شود. بنابراین روش سند بلاست بهترین گزینه انتخابی می‌باشد. زنگ زدگی‌های سطحی توسط برس به صورت دستی انجام می‌گیرد.

بخوانید: خوردگی میلگرد | تأثیر خوردگی بر قدرت پیوند میلگرد در سازه‌های بتن آرمه

برخی انبارهای معاملاتی آهن آلات، مکان مناسبی برای دپو کردن ندارند و گاها محل ذخیره سازی میلگرد و آهن آلات بدون سقف و پوشش است که موجب می‌شود محصول در معرض رطوبت و بارندگی قرار بگیرد به همین دلیل ممکن است میلگردهای خریداری شده، باران دیده باشد. بنابراین  برای اطمینان از کیفیت محصول، خرید خود را مستقیم از کارخانه انجام دهید.

عصرآهن با خرید مستقیم از کارخانجات تولید آهن و فولاد، میلگرد با کیفیت و مرغوبی در اختیار خریداران و مشتریان خود قرار می‌دهد. برای دسترسی به لیست کارخانجات میلگرد ایران و قیمت روز میلگرد بر روی لینک کلیک کنید.

جایگزین مناسب برای میلگرد فولادی

شاید این سوال برایتان پیش بیاید که چرا اصلا از فولاد برای تقویت سازه استفاده می‌شود؟ فولاد قیمت نسبتا مناسبی دارد، محکم و در دسترس است. اما مصالح زیادی وجود دارند که دارای خواص مکانیکی عالی هستند و در ضمن دچار مشکل خوردگی نمی‌شوند. برای محیط‌های بسیار خورنده، گاهی اوقات از میلگرد با پوشش اپوکسی یا حتی فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود. اما برخی جایگزین‌های جدید مانند میلگرد FRP که از انواع فیبر ساخته می‌شوند، وجود دارد. جایگزین کردن میلگرد FRP به جای میلگرد فولادی هزینه زیادی دارد اما به راحتی می‌توان دریافت که هزینه اضافی ممکن است با افزایش طول عمر بتن جبران شود.

اعتماد به طرح و مصالح جدید به مرور زمان رخ می‌دهد بنابراین استفاده از جایگزین‌ برای میلگرد فولادی به صورت گسترده زمان بر خواهد بود.

بخوانید: میلگرد FRP | راه حل نهایی برای خوردگی میلگرد

رفع زنگ زدگی میلگرد

رفع زنگ‌ زدگی میلگرد ممکن است در صورتی که زنگ ‌زدگی آن به حدی جدی نرسیده باشد، امکان‌ پذیر باشد. این فرآیند ممکن است شامل مراحل زیر باشد:

1. پاکسازی و آماده‌سازی: ابتدا میلگرد زنگ‌ زده باید از هر نوع زنگ‌ زدگی و آلاینده‌ها پاکسازی شود. این مرحله شامل شستشو، تمیزکاری و حتی حک ‌زدن بخش‌های زنگ ‌زده می‌شود.
2. بازسازی سطح: برخی موارد نیازمند بازسازی سطح میلگرد هستند. این شامل استفاده از مواد اصلاح‌ کننده و یا رنگ ضدزنگ می‌شود.
3. استفاده از مواد حفاظتی: برخی از مواد حفاظتی می‌توانند از زنگ‌ زدگی جلوگیری کنند. این ممکن است شامل روغن‌ها و مواد ضد زنگ باشد.
4. پوشش محافظ: برخی از موارد ممکن است نیاز به پوشش محافظ داشته باشند. این می‌تواند شامل رنگ‌ آمیزی یا استفاده از پوشش‌های خاص ضد زنگ باشد.
5. استفاده از میلگرد جایگزین: در صورتی که زنگ ‌زدگی به حدی شدید باشد که رفع آن امکان ‌پذیر نباشد، بهتر است از میلگرد جایگزین و سالم استفاده کرد.

مهم است به یاد داشت که برخی از فرآیندها ممکن است نیاز به تخصص و تجهیزات خاص داشته باشند، بنابراین در صورت لزوم به افراد متخصص و شرکت‌های معتبر مراجعه کنید.

جمع بندی

در هنگام خرید میلگرد از جمله مواردی که بایستی بررسی شود میزان زنگ زدگی و خوردگی آن است. زیرا مصالح فولادی زنگ زده مشکلاتی زیادی به دنبال خواهد داشت. در این دانشنامه سعی کرده‌ایم عواملی که موجب زنگ زدگی می‌شود را در کنار روش‌های محافظت و رفع آن بیان کنیم. البته عصرآهن با تضمین کیفیت میلگرد خریداری شده، محصولی سالم در اختیار شما قرار خواهد داد.

برای خرید و اطلاع از قیمت میلگرد به وب‌سایت عصرآهن مراجعه کنید، همچنین می‌توانید از طریق شماره تماس ۰۴۱۳۳۲۵۰۲۸۰ با مشاورین ما در تماس باشید تا خریدی مناسب و مقرون به صرفه را تجربه کنید.