خطرات استفاده از میلگرد زنگ زده در ساختمان سازی
زنگ زدگی میلگرد از جمله مواردی ست که می توان گفت تقریبا اجتناب ناپذیر است. در مراحل مختلف حمل، انبارداری، در محل پروژه و ... ممکن است در اثر نگهداری در هوای آزاد میگلردها دچار زنگ زدگی شوند. اما یک سوال مهم این است که آیا استفاده از میلگرد زنگ زده در بتن ریزی مجاز است و آیا میلگرد زنگ زده درون بتن با سرعت بیشتری زنگ می زند؟ زنگ زدگی چنانجه سطحی باشد مشکلی ایجاد نمی کند و حتی در مواردی گفته است که مقدار کم زنگ زدگی باعث اتصال بهتر بین بتن و میلگرد می شود اما زنگ زدگی وسیع باعث می شود تا فاصله ای بین میلگرد و بتن ایجاد شود و در این فاصله به دلیل وجود عوامل خورنده مانند هوا و ... سرعت زنگ زدگی افزایش یابد. از طرف دیگر وجود زنگ آهن مانع از تشکیل فیلم محافظ بر سطح میلگرد می شود و همین مساله نیز از مقاومت میلگرد در برابر زنگ زدگی می کاهد. بنابراین بهتر است در صورتی که زنگ زدگی وسیع است از روش هایی مانند سندبلاست کردن برای پاک کردن سطح میلگرد استفاده کرد.
ضررهای استفاده از میلگرد زنگ زده چیست؟
میلگرد از جمله مهمترین مقاطع فولادی ست که در ساختمان سازی مورد استفاده قرار میگرد. میلگرد نیز مانند سایر محصولات فولادی چنانچه در معرض رطوبت و اکسیژن قرار بگیرد دچار زنگ زدگی می شود. تقریبا می توان گفت که زنگ زدگی میلگرد امری اجتناب ناپذیر است و در طول فراید حمل و نگهداری میلگرد به خصوص در فصل های سرد و پربارش سال امکان زنگ زدگی میلگرد وجود دارد.
زنگ زدگی چنانچه سطحی باشد مشکلی ایجاد نمی کند و می توان به کمک سندبلاست (ماسه پاشی) اقدام به رفع زنگ از سطح میلگرد نمود. اما سوالی که ممکن است مطرح شود این است که اگر این کار انجام نشود و از میلگرد ولو با زنگ زدگی سطحی در بتن ریزی استفاده شود آیا وجود زنگ روی سطح میلگرد باعث می شود تا فرایند زنگ زدگی در مجاورت بتن با سرعت بیشتری انجام شود؟
آیا میلگرد زنگ زده پس از استفاده در بتن به زنگ زدگی خود ادامه میدهد؟
اول باید به این نکته اشاره کرد که میلگرد درون بتن زنگ نمی زند به شرط آنکه بتنی که استفاده می شود نیز شرایط استاندارد داشته باشد. به عنوان مثال فاقد حفره های لانه زنبوری باشد و میلگردها در فضای باز نباشند. تا زمانی که این پیش نیازها رعایت شوند نیازی به نگرانی در خصوص زنگ زدن میلگرد نیست. اگر از میلگرد زنگ زده درون بتن استفاده شود نیز همین شرایط وجود دارد و می توان گفت خود زنگ زدگی در صورتی که جزئی باشد باعث تشدید سرعت زنگ زدگی میلگرد درون بتن نمی شود. 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 دارد و لازم است پیش از استفاده از میلگرد زنگ زدگی را برطرف کرد.
میلگرد درون بتن برای همیشه بدون زنگ زدگی باقی نمی ماند و به مرور زمان و به آهستگی شروع به زنگ زدگی می کند. هر چند به نظر می رسد که بتن بسیار فشرده است اما هنوز حفره های بسیار ریز زیادی درون آن وجود دارد. پس از یک زمان طولانی، آب، دی اکسید کربن، گوگرد و یون های کلرید که در فضای آزاد قرار دارند می توانند میلگرد را در میان لایه ی محافظ دچار خوردگی کنند.
اگر زنگ زدگی سطح میلگرد وسیع باشد شدت زنگ زدگی می تواند با سرعت بیشتری ادامه یابد همین مساله عمر مفید ساختمان را کاهش دهد. اما چرا زنگ زدگی می تواند باعث کاهش عمر میلگرد شود؟
میله های فولادی درون بتن محصور شده اند و عوامل خارجی مانند اکسیژن، آب و مواد اسیدی دور هستند. همین مساله باعث به تاخیر افتادن خوردگی و زنگ زدگی میلگردها می شود. اگر بتن در طول فرایند آماده سازی و بتن ریزی به خوبی فشرده نشود، حفرهایی درون آن ایجاد می شود و لایه ی محافظ بتن آسیب می بیند. در نتیجه ی این اتفاق اکسیژن، گازهای اسیدی و مولکول های آب با میلگردهای درون بتن واکنش می دهند و منجر به خوردگی میلگرد می شوند. اگر از میلگردهای زنگ زده درون بتن استفاده شود به دلیل وجود لایه ای از زنگ آهن روی میلگرد فاصله ای بین سطح میلگرد و بتن ایجاد می شود که فرایند تماس با اکسیژن و سایر مواد را سرعت بخشیده و باعث خوردگی سریعتر میلگرد می شود. همچنین به دلیل وجود هیدروکسید کلسیم درون بتن، یک فیلم محافظ پسیو (عموما تتروکسید آهن) بر روی میلگرد تشکیل می شود. به دلیل وجود این فیلم محافظ زنگ زدگی میلگرد به راحتی اتفاق نمی افتد. اما هنگامی که میلگرد زنگ زده است وجود لایه ی زنگ مانع از تشکیل این فیلم محافظ بر روی سطح آن می شود که مقاومت در برابر خوردگی میلگرد را کاهش می دهد.
خطر میلگردهای زنگ زده برای ساختمان
استفاده از میلگرد درون بتن به این دلیل است که ویژگی های آن مکمل بتن می باشد و می تواند نواقص بتن در تحمل نیروهای کششی را جبران کند. میلگرد ماده ای قابل انعطاف است که مقاومت کششی بسیار بالایی دارد در حالی که بتن ماده ای خشک و فشرده است. در کنار هم قرار گرفتن این دو ماده به خوبی می تواند ماده ی مستحکم برای ساخت و ساز را فراهم آورد. اما دلیل عمده ای هم افزایی که بین میلگرد و بتن وجود دارد نیروی چسبندگی (Grip Force) بین این دو است.
به طور کلی، نیروی چسبندگی شامل چسبندگی، اصطکاک و ... می شود که بین میلگرد و بتن وجود دارد. پس از آن که بتن سخت شده، حجم آن کاهش می یابد که فشار قابل توجهی به میلگرد وارد می کند و آن را به سفتی احاطه میکند.
همانطور که اشاره شد میلگردی که زنگ زده است نمی تواند هم افزایی (Synergy) بالایی با بتن داشته باشد و نیروی چسبندگی آن با بتن کاهش می یابد. در نتیجه هنگامی که اجزای ساختمان مانند تیرها تحت تنش و فشار قرار میگرند، میلگردها درون بتن جابجا می شوند و نمی توانند متصل به بتن باقی بمانند. همین مساله باعث ایجاد ترک هایی درون بتن و حتی ایجاد مشکل در سازه می شود و عمر مفید سازه را کاهش میدهد. همین مساله لزوم اینکه زنگ آهن از سطح میلگرد پیش از استفاده برطرف شود را مشخص می سازد.
کاری که ما می توانیم انجام دهیم این است که زنگ زدگی میلگرد درون بتن را تا حد ممکن به تاخیر بیندازیم.
حتی اگر از میلگردهایی که دچاز زنگ زدگی هم نشده اند در ساختمان استفاده می کنیم باید تمهیداتی را به کار بست که تا حد ممکن فرایند زنگ زدگی را به تاخیر انداخت. فیلم پسیو اولیه که روی میلگرد تشکیل می شود به مرور زمان تخریب می شود و اثر حفاظتی خود را از دست می دهد که منجر به آغاز فرایند خوردگی می شود. حجم زنگ آهن 3 تا 4 برابر بیشتر از فلز اصلی ست و همین افزایش حجم ترک هایی را در بتن ایجاد می کند. از طرف دیگر بتن تحت تاثیر نیروهای خارجی نیز می تواند دچار ترک شود که همین مساله نیز سرعت خوردگی فولاد را افزایش میدهد.
به همین دلیل می توان نتیجه گرفت که استفاده از میلگرد زنگ زده باعث می شود عمر مفید ساختمان کاهش یابد و باید پیش از استفاده از میلگرد زنگ زده، زنگ های سطح آن را برطرف کرد.
در انتها لازم است به این مساله توجه داشت که هر سازه ای یک عمر مفید دارد و هر فولادی سرانجام روزی زنگ می زند. تنها کاری که ما می توانیم انجام دهیم این است که این فرایند را به تاخیر بیندازیم و به این ترتیب عمر مفید سازه را طولانی تر کنیم.
"ضررهای استفاده از میلگرد زنگ زده در ساخت و ساز: تاثیرات منفی بر استحکام و ایمنی سازه‌ها"
1. میلگرد زنگ زده چیست؟
میلگرد زنگ زده، همانطور که از نامش پیداست، به میلگردهایی اطلاق می‌شود که تحت تاثیر رطوبت، هوا و سایر شرایط محیطی دچار زنگ‌زدگی و خوردگی می‌شوند. این فرآیند خوردگی باعث کاهش ضخامت میلگرد و تغییر خواص مکانیکی آن می‌گردد، که این امر می‌تواند به طور مستقیم بر کیفیت و ایمنی سازه تأثیر بگذارد.
2. تاثیر زنگ‌زدگی میلگرد بر استحکام سازه
یکی از مهمترین عواقب استفاده از میلگرد زنگ زده، کاهش استحکام آن است. زمانی که میلگرد دچار خوردگی می‌شود، قطر آن کاهش یافته و در نتیجه قدرت تحمل بار آن نیز کاهش می‌یابد. این کاهش استحکام می‌تواند به ترک‌خوردگی و شکست سازه‌ها منجر شود. میلگرد زنگ زده توانایی تحمل نیروهای کششی و فشاری را نخواهد داشت و در صورت استفاده در سازه‌های بتنی، ممکن است به سرعت باعث تخریب آن‌ها شود.
3. خوردگی میلگرد و تاثیر آن بر کیفیت بتن
خوردگی میلگرد نه تنها میلگرد را تضعیف میکند، بلکه بر کیفیت بتن اطراف آن نیز تاثیر می‌گذارد. هنگامی که میلگرد زنگ زده شروع به واکنش با بتن میکند، محصولات جانبی واکنش به وجود می‌آیند که می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی بتن و کاهش مقاومت آن شود. این امر در نهایت باعث می‌شود که بتن نتواند به خوبی از میلگرد حمایت کند و سازه از نظر فنی ضعیف شود.
4. تاثیرات منفی زنگ‌زدگی میلگرد بر طول عمر سازه
استفاده از میلگرد زنگ زده باعث کاهش طول عمر مفید سازه می‌شود. زمانی که میلگرد در معرض خوردگی قرار می‌گیرد، فرآیند خوردگی همچنان ادامه پیدا میکند و می‌تواند به طور مداوم و بی‌وقفه گسترش یابد. این موضوع باعث می‌شود که سازه‌ها به سرعت نیاز به تعمیرات و نگهداری داشته باشند و در نتیجه هزینه‌های بیشتری را برای مالکین و سازندگان به همراه خواهد داشت.
5. تاثیر خوردگی میلگرد بر ایمنی سازه‌ها
ایمنی سازه‌ها یکی از اصلی‌ترین ارکان در طراحی و ساخت ساختمان‌ها است. استفاده از میلگرد زنگ زده باعث کاهش قدرت تحمل بار سازه‌ها و در نتیجه افزایش خطرات احتمالی در برابر زلزله، طوفان و سایر بارهای وارد بر سازه می‌شود. این امر می‌تواند باعث ریزش سازه‌ها یا خسارات جدی به ساختمان‌های مجاور گردد.
6. چگونه از زنگ‌زدگی میلگرد جلوگیری کنیم؟
برای جلوگیری از خوردگی و زنگ‌زدگی میلگرد، چندین روش مؤثر وجود دارد که باید در مراحل ساخت و ساز رعایت شوند:
- استفاده از میلگردهای گالوانیزه: میلگردهای گالوانیزه که پوششی از روی دارند، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی دارند.
- پوشش‌های ضد خوردگی: استفاده از پوشش‌های ضد خوردگی برای میلگردها، می‌تواند از تماس میلگرد با رطوبت و هوا جلوگیری کند.
- انتخاب محل مناسب برای ذخیره میلگردها: میلگردها باید در محیط‌های خشک و مناسب نگهداری شوند تا از رطوبت و شرایط جوی نامساعد محافظت شوند.
- استفاده از بتن با کیفیت بالا: بتن با خاصیت ضد خوردگی می‌تواند از میلگردها در برابر خوردگی محافظت کند.
7. هزینه‌های ناشی از استفاده از میلگرد زنگ زده
استفاده از میلگرد زنگ زده نه تنها باعث کاهش استحکام و ایمنی سازه‌ها می‌شود، بلکه هزینه‌های تعمیرات و نگهداری را نیز افزایش میدهد. در بسیاری از موارد، ممکن است نیاز به تعویض میلگردهای آسیب‌دیده و تعمیر بخش‌های مختلف سازه باشد که هزینه‌های اضافی به همراه خواهد داشت. همچنین، اگر میلگرد زنگ زده در سازه‌های عمومی یا مسکونی استفاده شود، می‌تواند باعث کاهش ارزش ملک و تاثیر منفی بر رضایت ساکنان گردد.
نتیجه‌گیری:
استفاده از میلگرد زنگ زده در ساخت و ساز می‌تواند تاثیرات منفی زیادی بر روی استحکام، ایمنی و طول عمر سازه‌ها داشته باشد. برای جلوگیری از مشکلات ناشی از خوردگی میلگرد، رعایت اصول نگهداری صحیح میلگرد، استفاده از میلگردهای مقاوم در برابر خوردگی و به کارگیری روش‌های پیشگیرانه می‌تواند تأثیر بسزایی در افزایش کیفیت و ایمنی سازه‌ها داشته باشد.
