آیا هر میلگرد زنگ‌زده‌ای غیرقابل استفاده است؟ این سوال رایج در صنعت ساخت‌وساز است. زنگ‌زدگی فلزات، به‌ویژه در مقاطع فولادی مانند آرماتور، پدیده‌ای طبیعی است که در نتیجه قرار گرفتن در معرض رطوبت و هوا رخ می‌دهد. در نگاه اول، ممکن است هرگونه زنگ‌زدگی به معنی کاهش کیفیت و مقاومت میلگرد به نظر برسد؛ اما واقعیت این است که بین زنگ‌زدگی سطحی و خوردگی عمیق تفاوت وجود دارد. تعیین حد مجاز زنگ زدگی میلگرد بر اساس آیین‌نامه‌ها، موضوعی است که در این مقاله به آن می‌پردازیم. با ما همراه باشید تا دلایل، انواع، و راه‌های مقابله با این پدیده را بررسی کنیم.
زنگ زدگی میلگرد چیست؟
زنگ‌زدگی میلگرد، مشکلی بارز در مراحل حمل و نگهداری مقاطع فولادی است که با واکنش آهن به اکسیژن هوا و رطوبت، لایه قهوه‌ای رنگی را روی سطح آن ایجاد می‌کند. کنترل کیفیت میلگرد در صنعت ساختمان‌سازی برای جلوگیری از کاهش استحکام سازه اهمیت زیادی دارد.
انواع زنگ زدگی میلگرد: از زنگ سطحی تا خوردگی عمیق
میزان زنگ‌زدگی در سطح میلگرد بسته به شرایط محیطی و رطوبت متفاوت است. به طور کلی، زنگ‌زدگی آرماتور به دو دسته سبک و سنگین تقسیم‌بندی می‌شود.
زنگ‌زدگی سبک (سطحی):
هنگامی که یک لایه نازک به رنگ قرمز، قهوه‌ای روشن یا نارنجی بر روی سطح آرماتور ایجاد شود، اصطلاحاً زنگ زدگی سبک میلگرد رخ داده است. این نوع اکسایش در مراحل اولیه قرار دارد و معمولاً نگرانی جدی ایجاد نمی‌کند. زنگ زدگی سطحی میلگرد نه تنها مشکل جدی تلقی نمی‌شود و با تمیزکاری سطحی قابل برطرف شدن است، بلکه در برخی موارد مطالعات نشان داده‌اند که ایجاد یک لایه نازک زنگ‌زده و محکم چسبیده بر روی فولاد می‌تواند باعث افزایش چسبندگی آن به بتن شود.
زنگ‌زدگی سنگین (پوسته‌پوسته شدن):
زمانی که در سطح میلگرد شاهد یک لایه اکسایش غیرطبیعی و ضخیم باشیم، زنگ زدگی سنگین میلگرد رخ داده است. این نوع زنگ‌زدگی به مراتب خطرناک‌تر است و استفاده از آرماتور در این حالت، بدون عملیات تمیزکاری و تأیید مهندسی با بازرسی فنی ، مجاز نیست. از نشانه‌های خوردگی عمیق میلگرد یا زنگ‌زدگی سنگین، وجود آثار خوردگی و تشکیل حفره و همچنین پوسته‌پوسته شدن لایه‌های زنگ‌زدگی است. این حالت معمولاً موجب کاهش سطح مقطع فولاد می‌شود و این کاهش سطح مقطع است که مقاومت میلگرد را به شدت کاهش داده و استفاده از آن را ممنوع می‌کند. لایه‌های زنگ‌زدگی پوسته شده و شکننده باید با ضربه زدن به میلگرد جدا شوند.
حد مجاز زنگ زدگی میلگرد طبق آیین‌نامه‌های معتبر
تعیین حد مجاز زنگ زدگی میلگرد یکی از مهم‌ترین مباحث در تضمین کیفیت سازه‌های بتنی است. استانداردهای جهانی و آیین‌نامه‌های معتبر، ضوابط مشخصی را برای این منظور ارائه کرده‌اند.
آیین‌نامه بتن ایران (آبا):
آیین‌نامه بتن ایران یا به اختصار آبا، به طور مفصل به ضوابط مربوط به حد مجاز زنگ‌زدگی میلگرد پرداخته است. بر اساس این آیین‌نامه، استفاده از آرماتورهایی که به طور سطحی دچار زنگ‌زدگی شده‌اند، ممنوعیتی ندارد. اما، این آیین‌نامه خط قرمزهای مشخصی را نیز تعیین کرده است:
- بند ۴-۸-۲ آیین‌نامه آبا، استفاده از میلگردهایی را که تا حد پوسته پوسته شدن و خوردگی عمیق، دچار اکسایش شده‌اند، کاملاً ممنوع می‌داند. البته در صورتی که این دو مورد سطح مقطع میلگرد را کاهش داده باشند، حکم ممنوعیت صادر می‌شود. این یعنی معیار اصلی، عدم کاهش سطح مقطع میلگرد به دلیل زنگ‌زدگی عمیق و پوسته‌پوسته شدن است.
- در بند ۱-۸-۴ این آیین‌نامه، به نکات پیشگیری اشاره شده و توصیه می‌کند که میلگرد فولادی را حتماً در محیط کاملاً خشک و بدون رطوبت قرار دهید.
- فصل چهارم آیین‌نامه آبا، بیش از هر فصل دیگری به اکسایش میلگرد اشاره دارد و نکات مختلفی برای مدیریت آن ارائه می‌دهد.
- بند ۳-۱۳-۴-۹ فصل چهارم، الزام ماسه پاشی بر روی میلگردهای پوسته شده را بدون استفاده از برس سیمی مطرح می‌کند. استفاده از برس سیمی به دلیل وارد کردن ضربات تهاجمی و کاهش سختی سطح میلگرد، توصیه نمی‌شود.
- در فصل هشتم این نظام‌نامه (بند ۴-۴-۱-۸)، توصیه شده که آرماتور در معرض مواد چسبنده، آلوده و روغنی قرار نگیرد.
- بند ۵-۴-۱-۸ همین فصل نیز به صراحت قرار دادن میلگرد در معرض خوردگی و کاهش سطح مقطع را ممنوع اعلام می‌کند.
انجمن بتن آمریکا (ACI):
انجمن بتن آمریکا (ACI) نیز در خصوص زنگ آهن میلگرد قوانین مشابهی را ارائه داده است. ACI 318 (2008) بیان می‌کند که میلگردهای فولادی با زنگ‌زدگی یا پوسته نورد، در صورتی قابل قبول هستند که حداقل‌های ابعادی را داشته باشند و همچنین یک نمونه تمیز شده با برس دستی بتواند از نظر وزنی با استانداردهای مشخص شده در ASTM مطابقت کند.
- هیچ اکسایش عمیق و پوسته روی میلگرد فولادی وجود نداشته باشد.
- امکان استفاده از آرماتور با زنگ‌زدگی سطحی وجود دارد.
- میلگردها باید در برابر هرگونه ضربه فیزیکی و تغییرات سطحی محافظت شوند.
- محل قرارگیری میلگرد باید کاملاً تمیز و عاری از هرگونه آلودگی، رنگ، گریس و رطوبت باشد.
به طور خلاصه، هر دو آیین‌نامه بر این نکته تاکید دارند که تا زمانی که زنگ‌زدگی منجر به کاهش سطح مقطع میلگرد به دلیل پوسته‌پوسته شدن یا خوردگی عمیق نشده باشد، استفاده از آن بلامانع است. در واقع، مهندس پروژه و یا مهندسی جوشکاری باید میلگرد زنگ‌زده را بررسی کند و پس از تایید انطباق آن با استانداردهای ملی و عدم کاهش ابعاد از حالت استاندارد، اجازه تمیزکاری و استفاده از آن را صادر کند.
عوامل مؤثر در زنگ زدگی میلگرد
زنگ‌زدگی فلزات، به‌ویژه مقاطع فولادی مانند میلگرد، یکی از مشکلات رایج در مراحل حمل و نگهداری است. عوامل مختلفی بر سرعت و شدت زنگ‌زدگی تأثیرگذار هستند:
رطوبت و محیط مرطوب: مقاطع فولادی از هر نوعی که باشند، پس از قرارگیری در محیط باز و مرطوب دچار اکسایش می‌شوند. برای پیشگیری از بروز اکسایش میلگرد، تأکید شده که میلگرد فولادی را حتماً در محیط کاملاً خشک و بدون رطوبت قرار دهید.
کلریدها و نمک‌ها: آب شور، به دلیل وجود یون‌های کلرید، می‌تواند خوردگی میلگرد را تشدید کند. میلگردهایی که در اثر تماس با آب شور دچار خوردگی شده‌اند، بدون تأییدات مهندسی و بازرسی خوردگی مناسب نباید در بتن به کار روند.
میزان اکسیژن: پدیده اکسایش زمانی اتفاق می‌افتد که آهن با اکسیژن هوا و رطوبت واکنش نشان می‌دهد. جالب توجه است که بتن نقش محافظتی داشته و از واکنش آهن با اکسیژن جلوگیری می‌کند، بنابراین میلگرد داخل بتن دچار زنگ‌زدگی نمی‌شود.
نحوه انبارداری: حمل و انبار کردن آرماتورها در شرایط نامناسب می‌تواند منجر به خمیدگی و تغییر شکل و همچنین زنگ‌زدگی شود. محل قرارگیری میلگرد باید عاری از هرگونه رطوبت و آلودگی باشد. همچنین توصیه شده که آرماتور در معرض مواد چسبنده، آلوده و روغنی قرار نگیرد.
برای جلوگیری از زنگ زدگی در کولینگ تاور نیز باید مانع از رسیدن رطوبت و مواد خورنده به این تاورها شد.
چگونه زنگ زدگی میلگرد را ارزیابی کنیم؟
ارزیابی زنگ‌زدگی میلگرد برای اطمینان از کیفیت و استحکام سازه ضروری است. این ارزیابی معمولاً توسط مهندسان پروژه انجام می‌شود و شامل بازرسی چشمی و در صورت نیاز، آزمایش‌های مکانیکی است.
بازرسی چشمی:
زنگ‌زدگی سبک: یک لایه نازک قرمز، قهوه‌ای روشن یا نارنجی که جای نگرانی نیست و حتی می‌تواند به چسبندگی بهتر به بتن کمک کند.
زنگ‌زدگی سنگین: لایه ضخیم و غیرطبیعی که با تشکیل حفره و پوسته‌پوسته شدن همراه است و استفاده از آن مجاز نیست.
بازرسی چشمی یکی از مواردی است که در انواع تست جوش نیز کاربرد بسزایی دارد.
نحوه تمیز کردن میلگرد زنگ‌زده:
برس سیمی: روشی آسان و کم‌هزینه اما به دلیل کاهش سختی سطح میلگرد توصیه نمی‌شود.
ماسه پاشی: روشی که در آیین‌نامه آبا نیز به آن اشاره شده و برای میلگردهای پوسته‌شده بدون استفاده از برس سیمی مناسب است.
واترجت/شستشو با آب: برای پاک کردن یون‌های کلرید از میلگردهای در معرض آب شور، این روش و یا هیدروبلاست پیشنهاد می‌شود.
راه‌های پیشگیری از زنگ زدگی میلگرد
پیشگیری از زنگ‌زدگی میلگرد برای حفظ کیفیت و دوام سازه‌ها اهمیت فراوانی دارد. برخی از مهم‌ترین روش‌های پیشگیری عبارتند از:
انبارداری صحیح: میلگردها باید در محیطی کاملاً خشک، بدون رطوبت و عاری از هرگونه آلودگی، رنگ، گریس و مواد روغنی نگهداری شوند. حمل و نقل آن‌ها نیز باید به گونه‌ای باشد که از تغییر شکل و زنگ‌زدگی جلوگیری شود.
استفاده از میلگردهای اپوکسی‌دار یا گالوانیزه: استفاده از پوشش گالوانیزه یک راهکار مورد تأیید برای محافظت میلگرد در برابر زنگ‌زدگی است.
پوشش بتنی مناسب: از آنجایی که بتن نقش محافظتی در برابر واکنش میلگرد با اکسیژن دارد، اجرای پوشش بتنی مناسب و باکیفیت یک عامل کلیدی در پیشگیری از زنگ‌زدگی است.
کنترل کیفیت در محل پروژه: نظارت مستمر مهندسان و مجریان بر وضعیت میلگردها و تأیید آن‌ها بر اساس استانداردهای ملی برای تمیزکاری و استفاده از میلگردها ضروری است.
درصورت کم بودن میزان زنگ زدگی با از بین بردن زنگ زدگی آهن میتوان از میلگرد در سازه استفاده کرد.
نتیجه‌گیری
زنگ‌زدگی فلزات، به‌ویژه مقاطع فولادی مانند میلگرد، در مراحل حمل و نگهداری یک چالش بارز است که با قرارگیری در محیط‌های باز و مرطوب اتفاق می‌افتد. استانداردهای جهانی مانند آیین‌نامه بتن ایران (آبا) و انجمن بتن آمریکا (ACI) ضوابط روشنی را برای ارزیابی و مدیریت میزان مجاز زنگ‌زدگی میلگرد ارائه کرده‌اند. ضروری است که تفاوت میان زنگ‌زدگی سبک و زنگ‌زدگی سنگین را درک کنیم؛ در حالی که یک لایه نازک از زنگ‌زدگی سطحی می‌تواند حتی به افزایش چسبندگی میلگرد به بتن کمک کند، زنگ‌زدگی عمیق، پوسته‌پوسته شدن و خوردگی که منجر به کاهش سطح مقطع میلگرد شود، کاملاً ممنوع است. بنابراین، حد مجاز زنگ‌زدگی میلگرد کاملاً مشخص و بر اساس معیارهای فنی تعریف شده است و نیازی به نگرانی بی‌مورد نیست، بلکه باید با دانش کافی و مطابق با ضوابط موجود با آن برخورد کرد و در صورت لزوم از روش‌های زنگ‌زدایی مورد تأیید استفاده نمود.
پرسش و پاسخ متداول
سوال ۱: آیا زنگ‌زدگی میلگرد باعث کاهش چسبندگی آن به بتن می‌شود؟
در حالی که زنگ‌زدگی شدید می‌تواند اتصال میلگرد به بتن را مختل کند، زنگ‌زدگی سبک (یک لایه نازک و محکم) نه تنها مشکل‌ساز نیست، بلکه می‌تواند چسبندگی آن به بتن را افزایش دهد.
سوال ۲: اگر میلگرد زنگ زده باشد، آیا می‌توانیم آن را تمیز کنیم؟
بله، در صورت زنگ‌زدگی شدید یا سنگین، تمیزکاری و زنگ‌زدایی میلگرد ضروری است. روش‌هایی مانند ماسه‌پاشی، واترجت یا استفاده از ترکیبات شیمیایی مورد تأیید استانداردهای جهانی هستند. استفاده از برس سیمی به دلیل آسیب به سطح میلگرد توصیه نمی‌شود.
سوال ۳: برای میلگردهایی که زنگ‌زدگی عمیق دارند چه باید کرد؟
میلگردهایی که دچار زنگ‌زدگی عمیق و پوسته‌پوسته شدن شده‌اند، طبق آیین‌نامه‌های معتبر مانند آبا و ACI، کاملاً ممنوع هستند. در این موارد، مهندس پروژه باید پس از بررسی و تأیید عدم کاهش سطح مقطع، اجازه تمیزکاری را صادر کند.
سوال ۴: آیین‌نامه بتن ایران (آبا) در مورد حد مجاز زنگ‌زدگی میلگرد چه می‌گوید؟
آیین‌نامه آبا، استفاده از میلگردهای با زنگ‌زدگی سطحی را مجاز می‌داند، اما استفاده از میلگردهایی با زنگ‌زدگی عمیق و پوسته‌پوسته شدن که باعث کاهش سطح مقطع شده‌اند، کاملاً ممنوع است. همچنین بر نگهداری میلگرد در محیط خشک و بدون آلودگی تأکید دارد.
