زنگ‌زدگی فلزات یکی از مشکلات عمده و شایع است که در مراحل مختلف حمل و نگهداری مقاطع فولادی به وضوح مشاهده می‌شود. این پدیده به ویژه هنگامی که مقاطع فولادی در معرض شرایط جوی و محیط‌های باز قرار می‌گیرند، به تدریج تشدید می‌شود. فرآیند اکسایش، که به دلیل واکنش شیمیایی بین فلزات، اکسیژن و رطوبت موجود در هوا اتفاق می‌افتد، می‌تواند منجر به کاهش کیفیت و دوام مقاطع فولادی گردد.
آرماتورها، که به عنوان یکی از حیاتی‌ترین اجزای ساختاری در صنعت ساختمان‌سازی شناخته می‌شوند، به‌ویژه در معرض این مشکل قرار دارند. زنگ‌زدگی و نشانه‌های اکسایش بر روی آرماتورها به وفور مشاهده می‌شود و این پدیده می‌تواند تأثیر مستقیمی بر کیفیت کلی محصول داشته باشد و در نتیجه بر قیمت نهایی میلگردها تأثیر بگذارد.
طبق استانداردهای بین‌المللی و دستورالعمل‌های معتبر، استفاده از مقاطع فولادی زنگ‌زده در فرآیند ساخت و ساز توصیه نمی‌شود. این استانداردها به‌طور خاص به محدودیت‌های مربوط به میزان زنگ‌زدگی پرداخته و تعیین می‌کنند که چه مقدار زنگ‌زدگی قابل قبول است. این ضوابط و معیارها به‌طور دقیق حداکثر میزان مجاز زنگ‌زدگی در آرماتورها را مشخص می‌کنند تا از ورود مواد آسیب‌دیده به فرآیند ساخت و ساز جلوگیری شود.
در این راستا، مقاله حاضر در دانشنامه فرا آهن زنده رود به بررسی جامع این استانداردها و ضوابط پرداخته و به تفصیل نحوه ارزیابی و تعیین میزان قابل قبول زنگ‌زدگی در آرماتورهای فولادی را توضیح خواهد داد. این مقاله به تحلیل دقیق معیارها و ضوابط مربوط به زنگ‌زدگی میلگردها و بررسی تأثیر آنها بر روی کیفیت و عملکرد سازه‌های بتنی می‌پردازد، تا سازندگان و مهندسان بتوانند با اطمینان بیشتری از مواد استفاده کنند و از مشکلات آینده در ساخت و ساز جلوگیری نمایند.
میزان مجاز زنگ زدگی میلگرد بر اساس آیین نامه بتن ایران (آبا)
به‌طور کلی، تمامی محصولاتی که در ساختار و ترکیبات خود آهن دارند، پس از قرارگیری در محیط‌های مرطوب به طور طبیعی دچار تغییر رنگ قهوه‌ای می‌شوند که این پدیده به اکسایش شناخته می‌شود. اکسایش، که نتیجه واکنش شیمیایی آهن با اکسیژن و رطوبت موجود در هوا است، منجر به ایجاد یک لایه رنگی بر روی سطح فلز می‌شود. این لایه زنگ‌زده به مرور زمان می‌تواند باعث کاهش سطح مقطع فولاد و کاهش دوام و استحکام آن گردد، که به‌ویژه در کاربردهای ساخت و ساز و سازه‌های بتنی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
طبق آیین‌نامه بتن ایران (آبا)، استفاده از آرماتورهایی که به‌طور مختصر دچار زنگ‌زدگی شده‌اند، به‌طور کلی ممنوع نیست. این آیین‌نامه شامل چندین فصل و تعداد زیادی ماده (بند) است که به‌طور جامع به بررسی و تحلیل ضوابط مربوط به حداکثر میزان مجاز زنگ‌زدگی میلگردها پرداخته است.
در بند 1-8-4 آیین‌نامه آبا، نکات پیشگیرانه برای جلوگیری از بروز اکسایش بر روی میلگردها به‌طور مشخص مطرح شده است. این بند تأکید می‌کند که میلگردهای فولادی باید در محیط‌هایی کاملاً خشک و عاری از رطوبت نگهداری شوند تا از بروز اکسایش و زنگ‌زدگی جلوگیری به‌عمل آید.
بند 4-8-2 آیین‌نامه آبا به‌طور قاطع استفاده از میلگردهایی که دچار اکسایش به حدی شده‌اند که منجر به پوسته‌پوسته شدن یا خوردگی عمیق گردیده است، ممنوع می‌داند. در صورتی که این نوع زنگ‌زدگی منجر به کاهش قابل توجه سطح مقطع میلگرد شود، استفاده از این میلگردها مجاز نخواهد بود.
فصل هشتم آیین‌نامه (بند 4-4-1-8) به‌طور کلی توصیه می‌کند که آرماتورها نباید در معرض مواد چسبنده، آلوده و روغنی قرار گیرند. هرچند این بخش به‌طور خاص به مسئله زنگ‌زدگی نمی‌پردازد، اما به طور غیرمستقیم به حفاظت از آرماتورها در برابر عوامل آسیب‌زننده اشاره دارد.
بند 5-4-1-8 این فصل نیز به‌طور صریح استفاده از میلگردهایی که دچار اکسایش شدید و کاهش سطح مقطع شده‌اند را ممنوع اعلام می‌کند و تأکید می‌کند که قرار دادن میلگردها در معرض خوردگی غیرمجاز است و باید از آنها اجتناب کرد.
فصل چهارم آیین‌نامه به‌طور مفصل به مسئله اکسایش میلگردها پرداخته است. بند 3-13-4-9 این فصل به‌طور خاص الزامی برای ماسه‌پاشی بر روی میلگردهای دچار پوسته‌پوسته شدن بدون استفاده از برس سیمی مطرح می‌کند. همچنین، بند 2-8-4-9 به اطلاعات تکمیلی در مورد ماسه‌پاشی با استفاده از دو روش یا آزمایش مختلف اشاره دارد، که به‌طور دقیق‌تر به فرآیندهای تمیزکاری و پیشگیری از زنگ‌زدگی میلگردها پرداخته است.
پیشنهاد سایت : بهترین میلگرد برای شناژ کدام است؟
زنگ زدگی میلگرد طبق انجمن بتن آمریکا (ACI)
انجمن بتن آمریکا (ACI) مجموعه‌ای از مقررات و توصیه‌های جامع را در خصوص مدیریت و کنترل زنگ‌زدگی میلگردها ارائه داده است. رعایت دقیق این دستورالعمل‌ها به منظور حفظ کیفیت و عملکرد بهینه میلگردها در سازه‌های بتنی ضروری است. این دستورالعمل‌ها به شرح زیر است:
1. حفاظت فیزیکی: میلگردها باید در برابر هرگونه آسیب فیزیکی و تغییرات سطحی محافظت شوند. این امر شامل جلوگیری از ضربات مکانیکی، خراشیدگی‌ها، فشارهای غیرمجاز و هر نوع آسیب دیگری است که می‌تواند بر یکپارچگی سطح میلگرد تأثیر منفی بگذارد. حفظ شرایط فیزیکی مناسب میلگردها، از جمله محافظت در برابر سقوط، برخورد با اجسام سخت، و یا هر گونه تماس با مواد زبر، به جلوگیری از آسیب‌های سطحی و کاهش کیفیت آنها کمک می‌کند.
2. محیط نگهداری: محل نگهداری میلگردها باید کاملاً تمیز و عاری از هرگونه آلودگی نظیر رنگ، گریس، روغن و رطوبت باشد. محیط نگهداری باید به‌گونه‌ای طراحی شده باشد که از تماس میلگردها با مواد شیمیایی و محیط‌های مرطوب جلوگیری شود. این اقدام برای پیشگیری از تأثیرات منفی این مواد بر روی کیفیت و عملکرد میلگردها، از جمله جلوگیری از زنگ‌زدگی و کاهش استحکام، بسیار ضروری است.
3. کنترل اکسایش: میلگردهای فولادی باید از هرگونه اکسایش عمیق و پوسته‌پوسته شدن محافظت شوند. وجود اکسایش شدید، به‌ویژه اکسایش عمیق که منجر به ایجاد حفره‌ها و کاهش سطح مقطع میلگرد می‌شود، می‌تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت و کارایی میلگردها تأثیر منفی بگذارد. بنابراین، نظارت مستمر بر وضعیت میلگردها و اقدام به موقع در صورت مشاهده علائم زنگ‌زدگی، از جمله اجرای عملیات پاکسازی و تعمیرات لازم، ضروری است.
4. استفاده از میلگردهای زنگ‌زده سطحی: استفاده از آرماتورهایی که تنها دچار زنگ‌زدگی سطحی شده‌اند، تحت شرایط خاص مجاز است. این مجوز مشروط بر این است که زنگ‌زدگی سطحی به گونه‌ای نباشد که بر مقاومت و عملکرد کلی میلگرد تأثیر منفی بگذارد. به عبارت دیگر، زنگ‌زدگی سطحی باید در حدی باشد که تأثیر قابل توجهی بر ساختار و عملکرد سازه نداشته باشد و از استانداردهای مشخص شده در این زمینه پیروی کند.
این الزامات به‌طور ویژه به منظور حفظ کیفیت و عملکرد مناسب میلگردها در سازه‌های بتنی طراحی شده‌اند. رعایت دقیق این دستورالعمل‌ها نه تنها به افزایش دوام و ایمنی سازه‌ها کمک می‌کند، بلکه موجب کاهش هزینه‌های نگهداری و بهبود طول عمر سازه‌های بتنی نیز خواهد شد. بنابراین، رعایت و پیروی از این توصیه‌ها به‌ویژه در مراحل حمل و نقل، نگهداری و نصب میلگردها اهمیت ویژه‌ای دارد.
چرا آیین نامه ها استفاده از میلگرد زنگ زده را ممنوع نکرده اند؟
در “دستنامه اجرای بتن”، ماده 5-3 به طور مفصل به توضیح ضرورت رعایت اصول صحیح در حمل و انبار کردن آرماتورها پرداخته است. این ماده به اهمیت شرایط مناسب حمل و نگهداری میلگردها اشاره می‌کند تا از بروز هرگونه آسیب یا تغییر شکل در این مقاطع فولادی جلوگیری شود. به‌ویژه، تأکید شده است که باید از وارد شدن فشارهای غیرمجاز و برخوردهای مکانیکی که ممکن است باعث خمیدگی یا دفرمیشن آرماتورها شود، پرهیز گردد.
این ماده همچنین تصریح می‌کند که محل نگهداری میلگردها باید به‌طور کامل عاری از رطوبت، آلودگی و هرگونه مواد شیمیایی یا فیزیکی که می‌تواند بر کیفیت و عملکرد میلگردها تأثیر بگذارد، باشد. محیط نگهداری باید به گونه‌ای طراحی شده باشد که از ورود رطوبت و آلودگی‌های دیگر به سطح میلگردها جلوگیری کند. این اقدام به حفظ یکپارچگی و دوام آرماتورها و جلوگیری از بروز مشکلاتی نظیر زنگ‌زدگی و کاهش کیفیت فولاد کمک می‌کند.
در حال حاضر، تحقیقات گسترده‌ای در زمینه تأثیر زنگ‌زدگی بر روی فولاد در حال انجام است. برخی از مطالعات نشان داده‌اند که وجود یک لایه نازک از زنگ‌زدگی بر روی فولاد می‌تواند به افزایش چسبندگی آن با بتن منجر شود. این پدیده به این دلیل است که لایه نازک زنگ‌زده ممکن است به عنوان یک لایه بینابینی عمل کند که موجب بهبود اتصال بین فولاد و بتن می‌شود. با این حال، این نتایج اولیه نیاز به تحقیقات و آزمایش‌های بیشتری دارد تا به‌طور قطعی تأثیرات و مزایای این لایه زنگ‌زده بر ویژگی‌های چسبندگی فولاد و عملکرد آن در سازه‌های بتنی مشخص گردد.
در نتیجه، گرچه برخی شواهد نشان‌دهنده اثرات مثبت زنگ‌زدگی سطحی بر چسبندگی بتن و فولاد است، هنوز نیاز به بررسی‌های بیشتر برای تأیید و درک کامل این پدیده وجود دارد. تا زمانی که نتایج این تحقیقات به‌طور قطعی مشخص نشود، رعایت اصول و استانداردهای مربوط به نگهداری و کنترل زنگ‌زدگی آرماتورها به عنوان بهترین روش برای حفظ کیفیت و عملکرد سازه‌های بتنی توصیه می‌شود.
انواع زنگ زدگی میلگرد
میزان زنگ‌زدگی روی سطح میلگردها به‌طور قابل توجهی تحت تأثیر شرایط محیطی و میزان رطوبت موجود در آن محیط قرار دارد. این پدیده می‌تواند به طور مستقیم بر کیفیت و کارایی آرماتورها تأثیر بگذارد و لذا مدیریت صحیح آن اهمیت بالایی دارد. زنگ‌زدگی آرماتورها به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: زنگ‌زدگی سبک و زنگ‌زدگی سنگین.
زنگ‌زدگی سبک هنگامی به وجود می‌آید که لایه‌ای از زنگ با رنگ‌های قرمز، قهوه‌ای روشن یا نارنجی بر روی سطح میلگرد تشکیل شود. این نوع اکسایش معمولاً در مراحل ابتدایی خود قرار دارد و در اکثر موارد به عنوان مشکلی جدی در نظر گرفته نمی‌شود. زنگ‌زدگی سبک، که در بسیاری از آیین‌نامه‌های استاندارد به آن اشاره شده است، معمولاً تأثیر منفی قابل توجهی بر روی عملکرد میلگرد نداشته و می‌تواند منجر به افزایش چسبندگی میلگرد به بتن شود. به‌طور کلی، این نوع زنگ‌زدگی برای استفاده در سازه‌های بتنی قابل قبول است و با رعایت اصول صحیح در نگهداری، می‌توان از اثرات منفی آن جلوگیری کرد.
در مقابل، زنگ‌زدگی سنگین زمانی بروز می‌کند که سطح میلگرد به طور قابل توجهی دچار لایه‌های ضخیم و غیرطبیعی اکسایش شود. این نوع زنگ‌زدگی ممکن است با علائم دیگری نظیر خوردگی شدید، تشکیل حفره‌ها و آسیب‌های عمیق همراه باشد. چنین شرایطی نشان‌دهنده زنگ‌زدگی شدید است که می‌تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت و مقاومت آرماتور تأثیر منفی بگذارد. در این وضعیت، استفاده از میلگرد توصیه نمی‌شود و پیش از استفاده از آن در سازه‌های بتنی، باید عملیات تمیزکاری کامل و جامع انجام گیرد تا از تأثیرات منفی آن بر عملکرد سازه جلوگیری شود. این عملیات ممکن است شامل روش‌های مختلفی برای از بین بردن زنگ‌زدگی و بازگرداندن کیفیت اولیه میلگرد باشد.
به‌طور کلی، رعایت اصول صحیح در نگهداری و بررسی دوره‌ای میزان زنگ‌زدگی آرماتورها از اهمیت بالایی برخوردار است و می‌تواند به حفظ کیفیت و دوام سازه‌های بتنی کمک شایانی نماید. استفاده از روش‌های مناسب برای تمیزکاری و مدیریت زنگ‌زدگی به جلوگیری از بروز مشکلات جدی در سازه‌ها و حفظ ایمنی و عملکرد آنها کمک می‌کند.
روش های زنگ زدایی میلگرد
همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، استفاده از میلگردهایی که به شدت دچار زنگ‌زدگی شده‌اند، مطابق با استانداردهای صنعتی مجاز نمی‌باشد. بنابراین، ضروری است که پیش از استفاده از این میلگردها در ساخت و ساز، عملیات زنگ‌زدایی به‌طور کامل و دقیق انجام گیرد. در میان روش‌های مختلف زنگ‌زدایی، استفاده از برس سیمی به عنوان یکی از ساده‌ترین و کم‌هزینه‌ترین روش‌ها شناخته می‌شود. با این حال، این روش به دلیل وارد کردن ضربات تهاجمی و کاهش سختی سطح میلگرد، به‌طور معمول توصیه نمی‌شود، زیرا ممکن است به آسیب‌های سطحی و کاهش مقاومت میلگرد منجر شود.
در عوض، روش‌های دیگری که در سطح جهانی به‌عنوان استانداردهای مؤثر برای زنگ‌زدایی میلگرد شناخته شده‌اند، شامل روغن‌کاری سطحی، رنگ‌آمیزی، پوشش گالوانیزه و استفاده از ترکیبات شیمیایی VCI (Volatile Corrosion Inhibitor) و VPI (Vapor Phase Inhibitor) هستند. این روش‌ها به‌طور گسترده‌ای در صنعت برای مقابله با زنگ‌زدگی میلگردها مورد استفاده قرار می‌گیرند و با توجه به استانداردهای جهانی، به‌عنوان شیوه‌های مؤثر و معتبر در این زمینه تأیید شده‌اند. روغن‌کاری سطحی و رنگ‌آمیزی می‌توانند به‌عنوان لایه‌های حفاظتی اولیه عمل کرده و از تماس مستقیم میلگرد با رطوبت و اکسیژن جلوگیری کنند. پوشش گالوانیزه نیز با ایجاد یک لایه زینک بر روی سطح میلگرد، از ایجاد زنگ‌زدگی و خوردگی جلوگیری می‌کند. ترکیبات شیمیایی VCI و VPI به‌طور خاص برای جلوگیری از خوردگی در محیط‌های مختلف طراحی شده‌اند و می‌توانند به‌طور مؤثری از زنگ‌زدگی میلگردها جلوگیری کنند.
زنگ‌زدگی محصولات آهنی، یک پدیده طبیعی و اجتناب‌ناپذیر است که در نتیجه واکنش آهن با اکسیژن و رطوبت موجود در هوا به وقوع می‌پیوندد. میلگردها، به‌عنوان یکی از اجزای حیاتی در صنعت ساختمان‌سازی، نیز از این قاعده مستثنی نیستند و ممکن است در اثر شرایط محیطی مختلف دچار زنگ‌زدگی شوند. استانداردهای جهانی برای زنگ‌زدگی میلگرد، محدوده خاصی را برای میزان مجاز زنگ‌زدگی تعیین کرده‌اند و در برخی موارد، میلگردهای با زنگ‌زدگی محدود همچنان قابل استفاده هستند. این مقاله به بررسی دقیق ضوابط و معیارهای اکسایش میلگردها پرداخته و روش‌های مختلف و مؤثر برای تمیز کردن و حفاظت از آنها را معرفی می‌کند. با رعایت این استانداردها و استفاده از روش‌های مناسب زنگ‌زدایی، می‌توان به حفظ کیفیت و دوام میلگردها در سازه‌های بتنی کمک کرد و از مشکلات احتمالی ناشی از زنگ‌زدگی جلوگیری نمود.
پیشنهاد سایت : مقدار میلگرد مورد نیاز برای ساختمان چقدر است؟
