خوردگی میلگرد چیست؟ این پرسشی است که برای بسیاری از مهندسان صنعت ساختمان اهمیت دارد. میلگرد به‌عنوان اصلی‌ترین عامل تقویت‌کننده در بتن، نقش مهمی در استحکام سازه‌ها دارد. اما تحت شرایط نامناسب، مانند رطوبت زیاد و وجود مواد شیمیایی خورنده، دچار خوردگی شده و باعث کاهش مقاومت سازه می‌شود. این موضوع نه‌تنها بر عمر مفید ساختمان اثر می‌گذارد، بلکه هزینه‌های نگهداری و تعمیر را نیز افزایش می‌دهد.

خوردگی میلگرد چیست و چرا اتفاق می‌افتد؟

خوردگی میلگرد فرایندی شیمیایی است که در آن میلگرد در تماس با عوامل مخرب محیطی دچار زنگ‌زدگی و تخریب می‌شود. این واکنش معمولاً زمانی رخ می‌دهد که اکسیژن و رطوبت به سطح میلگرد نفوذ کنند و باعث اکسید شدن آهن شوند. در بتن، به دلیل خاصیت قلیایی، میلگرد در حالت عادی در برابر خوردگی محافظت می‌شود، اما عواملی مانند ترک‌های بتن، نفوذ یون‌های کلریدی و کاهش pH بتن این تعادل را برهم زده و فرآیند خوردگی آغاز می‌شود.

از جمله عواملی که باعث تسریع در خوردگی میلگرد می‌شوند، می‌توان به استفاده از بتن بی‌کیفیت، شرایط جوی نامناسب و تماس با مواد شیمیایی خورنده اشاره کرد. برای مثال، در مناطق ساحلی که میزان رطوبت و نمک زیاد است، احتمال خوردگی میلگرد به‌شدت افزایش می‌یابد. در شهرهای صنعتی، گازهای خورنده ناشی از آلاینده‌های محیطی می‌توانند این فرایند را تشدید کنند.

برای افرادی که به دنبال خرید میلگرد هستند، آگاهی از قیمت میلگرد از برندهای معتبر اهمیت زیادی دارد. قیمت این محصول تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله نوسانات بازار فولاد، میزان عرضه و تقاضا و هزینه‌های تولید قرار می‌گیرد.

انواع خوردگی میلگرد در بتن

در ادامه، انواع مختلف خوردگی میلگرد را بررسی و راهکارهای مقابله با آن را توضیح می‌دهیم.

• خوردگی یکنواخت 

این خوردگی زمانی اتفاق می‌افتد که سطح میلگرد به‌طور یکنواخت در معرض عوامل خورنده قرار گرفته و به‌مرور زمان دچار زنگ‌زدگی می‌شود. خوردگی یکنواخت معمولاً در محیط‌هایی با رطوبت بالا و بتن با نفوذپذیری زیاد رخ می‌دهد و کاهش تدریجی ضخامت میلگرد را به دنبال دارد.

• خوردگی موضعی

در این نوع خوردگی، فقط قسمت‌هایی از سطح میلگرد دچار زنگ‌زدگی می‌شود و باعث ایجاد حفره‌های کوچک در سطح آن می‌شود. این حفره‌ها می‌توانند به‌مرور زمان رشد کرده و میلگرد را به‌شدت ضعیف کنند. این نوع خوردگی معمولاً به دلیل وجود یون‌های کلریدی در بتن رخ می‌دهد.

• خوردگی گالوانیکی

زمانی که دو فلز متفاوت در تماس با یکدیگر قرار گیرند، یک واکنش الکتروشیمیایی رخ می‌دهد که به خوردگی سریع‌تر فلز ضعیف‌تر منجر می‌شود. اگر در سازه از میلگردهای گالوانیزه در کنار میلگردهای معمولی استفاده شود، احتمال ایجاد خوردگی گالوانیکی افزایش می‌یابد.

• خوردگی تنشی

این نوع خوردگی زمانی اتفاق می‌افتد که میلگرد تحت تنش‌های مکانیکی قرار داشته و هم‌زمان در معرض مواد خورنده باشد. این شرایط منجر به ایجاد ترک‌های ریز در میلگرد شده و در نهایت باعث شکست آن می‌شود.

• خوردگی میکروبی

این نوع خوردگی به دلیل فعالیت میکروارگانیسم‌ها و باکتری‌های خاصی که در محیط‌های مرطوب و کم‌اکسیژن رشد می‌کنند، ایجاد می‌شود. این میکروارگانیسم‌ها می‌توانند با تولید اسیدها و سایر ترکیبات خورنده، میلگرد را تجزیه کرده و باعث کاهش مقاومت آن شوند. خوردگی میکروبی معمولاً در فونداسیون‌های بتن مدفون در خاک‌های مرطوب یا فاضلاب‌های صنعتی رخ می‌دهد.

• خوردگی قلیایی

این خوردگی زمانی رخ می‌دهد که تغییرات شیمیایی در ترکیب بتن باعث کاهش سطح قلیایی آن شود. بتن در حالت عادی به دلیل داشتن pH بالا، میلگرد را از خوردگی محافظت می‌کند، اما در صورتی که بتن تحت تأثیر عوامل خارجی مانند کربناته شدن یا نفوذ اسیدها قرار گیرد، محیط قلیایی آن کاهش یافته و میلگرد در معرض خوردگی قرار می‌گیرد.

عوامل مؤثر بر خوردگی میلگرد

عوامل متعددی در تشدید خوردگی میلگرد نقش دارند که مهم‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر می‌شود:

کیفیت بتن

یکی از اصلی‌ترین فاکتورها در جلوگیری از خوردگی میلگرد، کیفیت بتن است. بتن متراکم و با نسبت آب به سیمان پایین، مانع از نفوذ آب و یون‌های مخرب مانند کلریدها به داخل سازه می‌شود و از میلگرد در برابر خوردگی محافظت می‌کند.

نفوذ یون‌های کلریدی

یون‌های کلریدی که معمولاً در محیط‌های دریایی و مواد شیمیایی ضدیخ یافت می‌شوند، یکی از مهم‌ترین دلایل خوردگی میلگرد هستند. این یون‌ها پوشش محافظ قلیایی بتن را از بین برده و منجر به زنگ‌زدگی سریع میلگرد می‌شوند.

ترک‌های بتن

ترک‌خوردگی در بتن باعث نفوذ رطوبت، اکسیژن و مواد خورنده به میلگرد شده و سرعت خوردگی را افزایش می‌دهد. استفاده از بتن باکیفیت و مسلح کردن آن به میکروفایبرها احتمال ایجاد ترک را کاهش می‌دهد.

شرایط محیطی

رطوبت بالا، دمای متغیر و آلودگی هوا می‌توانند باعث تسریع فرآیند خوردگی شوند. مناطق ساحلی و صنعتی بیشتر در معرض این خطر هستند و نیاز به تدابیر ویژه‌ای برای محافظت از میلگرد دارند.

ترکیب شیمیایی میلگرد

نوع و ترکیب شیمیایی میلگرد تأثیر مستقیمی بر مقاومت آن در برابر خوردگی دارد. میلگردهای با درصد کربن بالا سریع‌تر دچار زنگ‌زدگی می‌شوند، درحالی‌که میلگردهای ضدزنگ (استنلس استیل) مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارند.

روش‌های پیشگیری از خوردگی میلگرد

با اجرای روش‌های زیر، می‌توان احتمال خوردگی میلگرد را کاهش داده و دوام سازه‌های بتنی را تضمین کرد.

• استفاده از پوشش‌های محافظتی

پوشش‌هایی مانند اپوکسی، گالوانیزه می‌توانند سطح میلگرد را در برابر تماس مستقیم با عوامل خورنده محافظت کنند و از ایجاد خوردگی جلوگیری نمایند.

• کاهش نفوذپذیری بتن

استفاده از بتن با نسبت آب به سیمان پایین، مواد افزودنی ضد نفوذ و عمل‌آوری صحیح، میزان جذب آب و یون‌های مخرب را کاهش داده و از خوردگی میلگرد جلوگیری می‌کند.

• طراحی اصولی سازه

استفاده از پوشش بتنی مناسب برای میلگرد و رعایت ضخامت کافی بتن بر روی میلگردها از جمله راهکارهایی است که می‌تواند مانع از تماس مستقیم عوامل خورنده با میلگرد شود.

• استفاده از میلگردهای مقاوم به خوردگی

میلگردهای فولاد ضدزنگ و میلگردهای روکش‌دار (اپوکسی یا گالوانیزه) می‌توانند گزینه‌های مناسبی برای مناطق با رطوبت بالا و شرایط خورنده باشند.

• استفاده از بازدارنده‌های خوردگی

مواد شیمیایی ضدخوردگی که به بتن اضافه می‌شوند، می‌توانند فرآیند اکسید شدن میلگرد را کند کرده و از خوردگی جلوگیری کنند. این روش به‌خصوص در پروژه‌های مهم عمرانی کاربرد دارد.

• نگهداری و تعمیرات دوره‌ای

بازرسی‌های منظم سازه‌های بتنی، ترمیم ترک‌های ایجادشده و در صورت نیاز اجرای روش‌هایی مانند کاتدیک پروتکشن، می‌توانند باعث افزایش عمر میلگردها و سازه شوند.

علائم خوردگی میلگردها در بتن

تشخیص خوردگی میلگرد در بتن اهمیت زیادی دارد، زیرا در صورت پیشرفت، می‌تواند به کاهش مقاومت سازه و حتی تخریب آن منجر شود. برخی از علائم شایع خوردگی میلگرد عبارتند از:

• ترک‌خوردگی سطح بتن: ترک‌های طولی و سطحی در امتداد میلگردها می‌توانند نشانه خوردگی و انبساط میلگرد در داخل بتن باشند.
• لکه‌های زنگ‌زدگی روی بتن: ایجاد لکه‌های قهوه‌ای یا قرمز روی سطح بتن نشان‌دهنده زنگ‌زدگی میلگردهای داخلی است.
• جدا شدن یا پوسته شدن بتن: در اثر خوردگی، میلگردها منبسط شده و بتن اطراف را تحت فشار قرار می‌دهند که منجر به جدا شدن لایه‌های سطحی بتن می‌شود.
• کاهش مقاومت سازه: در موارد پیشرفته، خوردگی میلگرد می‌تواند باعث افت استحکام سازه و تغییر شکل آن شود.

نتیجه‌گیری

خوردگی میلگرد از مهم‌ترین عوامل کاهش مقاومت سازه‌های بتنی است که می‌تواند عمر مفید ساختمان را کاهش دهد. شناخت انواع خوردگی میلگرد، عوامل مؤثر بر آن و روش‌های پیشگیری از این مشکل، اهمیت زیادی در افزایش دوام سازه‌ها دارد. با استفاده از بتن باکیفیت، میلگردهای مقاوم به خوردگی و پوشش‌های محافظتی، می‌توان از تخریب زودهنگام سازه‌ها جلوگیری کرد. همچنین، نظارت و نگهداری دوره‌ای ساختمان‌ها، نقش مهمی در کاهش هزینه‌های تعمیر و افزایش طول عمر آن‌ها ایفا می‌کند.