فارسی 
خوردگی در بتن مسلح
یکی از عوامل اصلی تخریب سازههای بتن آرمه، خوردگی آرماتورهای مسلح کننده آن میباشد. بتن تازه دارای محیطی مرطوب و قلیایی با pH بین ١٢ تا ١٣ است. این محیط قلیایی باعث ایجاد یک لایه اکسید آهن محافظ (لایه منفعل) پیرامون میلگرد گردیده که مانع از پیشرفت خوردگی در بتن مسلح میشود . مادامیکه لایه اکسید آهن پا برجا باشد، میلگرد به لحاظ شیمیایی تقریباً غیرفعال میماند. مشکل خوردگی زمانی آغاز میشود که این لایه به دلیل ١- افزایش تمرکز کلرایدها در بتن یا ٢- کاهش خاصیت قلیایی بتن از بین میرود .
شایعترین دلیل خوردگی زودرس آرماتور در بتن، قرار گرفتن بتن مسلح در معرض یونهای کلراید (ˉCl) میباشد. این یونها معمولاً در محیطهای دریایی و همچنین در املاح نمک بکار رفته در یخزدائی جادهها، پلها و ... موجود میباشد. طبق تئوری غشا اکسید، یونهای کلراید آسانتر از یونهای دیگر در لایه اکسید محافظ نفوذ کرده و باعث آسیب پذیری فولاد در مقابل خوردگی میگردند . گرچه کلرایدها مستقیما عامل آغاز خوردگی هستند، به نظر میرسد که تنها نقش غیر مستقیمی در نرخ خوردگی پس از آغاز آن دارند. عوامل اصلی کنترل نرخ خوردگی میلگرد در بتن، حضور اکسیژن، مقاومت الکتریکی و رطوبت نسبی بتن، pH و دما میباشد.
خاصیت قلیایی بتن میتواند به دلیل واکنش بتن با گازهای اسیدی مانند دی اکسیدکربن (CO₂) از بین برود . هنگامیکه دی اکسیدکربن هوا به داخل بتن نفوذ کرده و با هیدروکسیدها (مانند هیدروکسید کلسیم) واکنش دهد، کربناتها (مانند کربنات کلسیم) شکل میگیرد. این واکنش سبب کاهش pH تا ٨/٥ گردیده که در این شرایط، لایه اکسید آهن منفعل پایدار نمی ماند. کربناسیون بتن همچنین سبب کاهش مقدار یونهای کلراید لازم جهت خوردگی میگردد.
خوردگی باعث کاهش سطح مقطع مفید میلگرد شده، ناپیوستگیهای مقطعی در میلگرد ایجاد کرده و در نتیجه مقاومت کششی و مقاومت فشاری میلگرد و چسبندگی میلگرد به بتن را کاهش میدهد. در اثر خوردگی میلگرد، اضافه حجمی تا چند برابر حجم اولیه فولاد ایجاد میشود. تنشهای ناشی از نیروهای مولکولی حاصل از این اضافه حجم منجر به ترک خوردگی بتن، افزایش نرخ نفوذ عوامل خورنده، تسریع خوردگی و نهایتاً تخریب کامل سازه بتنی میشود.
جهت مقاومسازی سازههای بتن آرمه در مقابل خوردگی، ضوابط آییننامهای ویژهای لازم الاجرا میباشد. به عنوان نمونه بخش ٦-٣-٢-٥ از آییننامه بتن ایران اتخاذ تدابیر حفاظتی آرماتور در مقابل خوردگی را در محیطهای خورنده الزامی میداند و بخش ٩-٨-٢-٦-٨ از مبحث نهم مقررات ملی ساختمان از لزوم حفاظت میلگردهای پیشبینی شده برای توسعه آتی ساختمان در مقابل خوردگی سخن میگوید. همچنین آییننامه طراحی بنادر و سازههای دریایی ایران در نظر گرفتن تمهیدات لازم طی زمان بکارگیری فولاد در سازههای بتن آرمه واقع در مناطق خورنده را ضروری دانسته و میافزاید که"آمار و بررسیهای انجام شده نشان میدهند که حدود %٩٠ از خرابیهای سازههای بتنی، ناشی از خوردگی آرماتورهای تقویت کننده آن میباشد".
روش های مقابله با پدیده خوردگی
راهکارهای مقابله با پدیده خوردگی در سازههای بتن آرمه به محافظت میلگردهای مسلح کننده آن در برابر عوامل خورنده منتهی میشوند. برای محافظت میلگردها در برابر خوردگی روشهای مختلفی مورد استفاده قرار گرفتهاند که از این میان روشهای حفاظت فیزیکی و حفاظت الکتروشیمیایی جنبه عملی پیدا کردهاند.
در روش حفاظت فیزیکی، مانند پوششهای اپوکسی، سعی بر ممانعت از تماس مواد خورنده با سطح فلز است. این نوع حفاظت تا زمانی پایدار میباشد که موانع کاملا سالم و بدون خلل و آسیب دیدگی باقی بمانند. در شرایط اجرایی این مطلب غیر ممکن بوده و در مراحل مختلف بستهبندی، حملونقل، خمکاری و آرماتوربندی، آسیبهائی به سیستم محافظ وارد میگردد. این امر باعث خوردگی موضعی شدید از محل آسیب دیده گردیده و منجر به گسترش خوردگی، ایجاد ترک، تخریب در بتن مسلح و نهایتاً کاهش شدید مقاومت کششی فولاد، تقلیل ظرفیت باربری و تخریب سازه میشود.
روش دیگر مقاومسازی میلگرد به صورت الکتروشیمیایی یا حفاظت کاتدی میباشد. در این روش با تامین الکترون در فرآیند معادله اکسایشˍکاهش، توسط یک فلز با تمایل الکترون دهی بیشتر نسبت به فلز پایه، اقدام به حفاظت فلز پایه میگردد. هنگامی که دو فلز غیر همجنس (مانند روی و فولاد) در محلول هادی یا خورنده در تماس با یکدیگر قرار گیرند، بین آن دو اختلاف پتانسیلی به وجود میآید که سبب ایجاد جریان الکترونی بین آنها میگردد. این جریان موجب خوردگی فلزی میشود که پتانسیل الکترونی کمتری دارد (روی) و آند فدا شونده را تشکیل میدهد. در نتیجه، فلز با پتانسیل الکترونی بیشتر (فولاد) قطب کاتد را تشکیل میدهد که در اثر واکنش پیل الکتروشیمیایی در مقابل خوردگی (اکسیداسیون) محافظت میشود.