اقدامات تکمیلی پیشگیری و حفاظت در برابر خوردگی بتن

در عین حال که راهکارهای معمول جهت جلوگیری از خوردگی زودرس در بتن مسلح که در درجه اول به کنترل کیفیت بتن بستگی دارد، همواره توصیه می شود، اقدامات تکمیلی پیشگرانه نیز می توانند در برخی موارد، بسیار ارزنده و راهگشا باشند. در این قسمت، برخی از گزینه های متعدد موجود جهت حفاظت تکمیلی در برابر خوردگی، مورد بررسی قرار می گیرد. خوانندگان علاقه مند می توانند جهت مطالعه بیشتر، به منابع ارائه شده در وب سایت رسمی کلینیک بتن ایران مراجعه نمایند.
نکته کلی که باید در اینجا بر آن تاکید شود، آن است که طراحی موثر برای کنترل خوردگی معمولا مستلزم کاربرد ترکیبی هوشمندانه از اقدامات، به جای استفاده از یک راهکار بخصوص می باشد. بنابراین، آزمودن امکان کاهش موضعی شدت محیطی در نواحی که اجزاء آسیب پذیر سازه در معرض آنها قرار دارند، همواره اقدام مناسبی محسوب می شود. این کار اغلب به سادگی از طریق طراحی و اجرای مناسب جزئیات و اتصالات به منظور اجتناب از تشکیل درز و شکاف های نگهدارنده مایع خورنده و نیز فراهم آوردن امکان زهکشی آزاد، قابل انجام می باشد؛ برخی مثال های تصویری از طراحی خوب و بد جزئیات و اتصالات در منابع دیگر، ارائه شده است. از سوی دیگر این مطلب به ذهن می رسد که اگر حفاظت تکمیلی در برابر خوردگی قرار باشد به گونه ای مشخص گردد که در زمان بروز مشکل و آسیب، جهت بازرسی و ترمیم به سادگی قابل دسترسی نباشد، لازم است که شواهد قانع کننده ای از عملکرد بلندمدت مربوط به شرایط محیطی بخصوص موجود، در اختیار باشد.

اقدامات مقابله با کربناسیون

چنانکه قبلا بحث شد، شواهد بسیاری وجود دارد، کیفیت و ضخامت پوشش عادی تعیین شده برای بتن سازه ای معمولی که مطابق با راهنمای مربوطه در آیین نامه های اجرایی می باشد، می تواند حفاظت کافی برای آرماتورهای داخلی را برای عمر کاری 50 تا 100 سال در محیط های معتدل که خوردگی ناشی از کربناسیون، تنها دغدغه موجود در آنها می باشد، تامین می نماید. بنابراین تنها در موارد ویژه ای (مثلا در جایی که عمق پوشش باید محدود باشد)، حفاظت تکمیلی ضروری می باشد و در چنین شرایطی، انواع مختلفی از اندودهای ضد کربناسیون اغلب به منظور بهبود مقاومت بتن ها نسبت به ورود CO2، به سطوح آنها اعمال می شوند. معمولا انتظار می رود که اندودهای ضد کربناسیون کارآمد، دارای خواصی باشند که آنها را قادر سازد از ورود آب و CO2 جلوگیری نمایند، به لایه زیرین بچسبند، امکان خروج بخار آب را فراهم نموده و در اقلیم های ویژه ای، در مقابل چرخه دمایی، صدمات UV و غیره، مقاومت نمایند. برخی از استانداردهای اروپایی مربوط به اندودهای بتن و بنایی، در سال های اخیر توسعه یافته اند که دو مورد برجسته آنها از نظر اندودهی ضد کربناسیون عبارتند از

6-1062 BS EN

2-1504 BS EN.

یون کلر در بتن

برخی اقدامات تکمیلی دیگر جهت مقابله با خوردگی ناشی از کربناسیون نیز گاهی اوقات مورد توجه قرار می گیرند. مثلا روکش روی که از طریق انجام گالوانیزه غوطه ور گرم به فولاد مسلح سازی اعمال می شود، برای سازه هایی که در غیاب آلودگی کلریدی زیاد، در معرض کربناسیون قرار دارند، موثر می باشد. اما هنگام استفاده از مسلح سازی فولادی گالوانیزه، اطمینان از کافی بودن ضخامت روکش در ارتباط با عمر خدمت دهی مورد نیاز، حائز اهمیت می باشد. البته باید در نظر داشت که در جریان فرآوری معمول، به طور کلی گفته می شود که انجام گالوانیزه غوطه ور گرم، منجر به ضخامت حداقل برابر µm100 می گردد. اندازه گیری های مربوط به نرخ های خوردگی روکش های گالوانیزه در ملات های کربناته قرار گرفته در معرض محیط های مرطوب ویژه، مقادیری را نشان داده اند که گاهی اوقات ممکن است تا حد زیادی از مقدار µm 1 در سال تجاوز نمایند، خصوصا هنگامی که کلرید در مصالح وجود داشته باشد. اما اشاره شده است که حتی روکش گالوانیزه به ضخامت µm80 می تواند بیش از 100 سال در بتن کربناته ای که عاری از کلرید باشد، دوام بیاورد.

حفاظت تکمیلی در برابر کلرید

نیاز به حفاظت تکمیلی بتن مسلح در برابر اثرات خورنده نمک های کلرید، بسیار محسوس تر از نیاز مشابه در مورد خوردگی ناشی از کربناسیون بوده و راهکارهای متعددی در این زمینه به کار گرفته شده اند که براساس:
(الف) ترمیم سطحی بتن جهت بهبود مقاومت آن در برابر نفوذ کلرید یا
(ب) اقداماتی با هدف بهبود رواداری آرماتورها نسبت به سطوح کلریدی بیشتر از مقادیر «آستانه» معمول،
استوار می باشند. در دسته اول، دامنه وسیعی از انواع بهسازی های سطحی با نگاهی بر کنترل ورود کلرید، مورد استفاده قرار گرفته اند و این انواع به شماری از گروه های عمومی تعلق دارند که عبارتند از غشاء ها و روکش های محافظ (اصوصلا پلیمرهای آلی تشکیل دهنده لایه و پوشش های سیمانی اصلاح شده با مواد پلیمری)، مواد پرکننده حفرات (شامل موادآلی و غیرآلی که در حفرات بتن نفوذ نموده و آنها را پر می کنند) و مواد اندودکننده حفرات (سیلیکون ها، سیلان ها، سیلوکسان ها و مواد مشابهی که به داخل حفرات نفوذ نموده و آنها را با یک لایه سطحی آبگریز به منظور جلوگیری از ورود آب، اندود می نمایند). ماهیت و خواص این مواد در منابع دیگری نیز مورد بررسی قرار گرفته است و عملکرد آنها هم در میان انواع کلی گروه های این مواد و هم در داخل یک گروه، دارای تغییرات قابل ملاحظه ای می باشد. یک استاندارد اروپایی که موضوعات مربوط به آزمایش کارآمدی و دوام سیستم های حفاظت سطحی را شامل می شود نیز اخیرا منتشر گردیده است که از جمله سری های ده قسمتی در حال تکمیل استانداردها بوده و به ترمیم و حفاظت بتن مربوط بوده و تحت حمایت کمیته تخصصی CEN، 104TC می باشد.
در رابطه با اقدامات مربوط به بهبود رواداری آرماتورها نسبت به سطوح کلریدی بیشتر از مقادیر «آستانه» معمول، فهرستی طولانی از روش ها با درجات موفقیت متفاوتی، به کار رفته است. در این مجموعه، عوامل بسیاری ارائه شده اند که بر مقادیر آستانه کلرید برای آرماتور فولاد کربنی ساده، اثر می گذارند. مهمترین ویژگی های راهکاری زیر به منظور بهبود رواداری کلرید، در اینجا به طور مختصر مورد بررسی قرار می گیرند:

• آرماتور فولاد آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی
  
• آرماتور فولاد کربنی ساده اندود شده
  
• مواد افزودنی ممانعت کننده از خوردگی
  
• حفاظت کاتدی