حد مجاز زنگ زدگی میلگرد چقدر است؟

زنگ زدگی میلگرد پیشامدی غیر قابل اجتناب است که بر ظاهر و گاها عملکرد آن تاثیر منفی می‌گذارد. فرآیند زنگ زدگی ممکن است در هر مرحله از تولید، حمل و استفاده در فضاهای باز و در معرض رطوبت اتفاق بیفتد. از میلگردهای زنگ‌زده می‌توان در ساخت‌وساز استفاده کرد؛ البته در زمان بکارگیری آن‌ها باید به قوانین و ضوابط مربوطه توجه داشت. بنابراین، استفاده از میلگرد زنگ‌زده کار غیرقانونی نیست؛ اما شرایط و ضوابط مختص به خود را دارد که عمل به آن‌ها الزامی است. حال‌اینکه حد مجاز زنگ زدگی میلگرد چقدر است؟ یا زنگ ‌زدگی میلگرد چگونه برطرف می‌شود؟ را در ادامه مطلب به صورت کامل توضیح داده‌ایم.

میزان مجاز زنگ زدگی میلگرد بر اساس آیین‌نامه بتن ایران (آبا)

رنگ مقاطع آهنی مانند میلگرد بعد از مدتی قرارگیری در فضاهای مرطوب تغییر می‌کند و شبیه به قهوه‌ای روشن می‌شود. این حالت که به اکسایش معروف است، با گذشت زمان سطح مقطع را کاهش می‌دهد. درهرحال، میزان مجاز زنگ زدگی میلگرد بر اساس آیین‌نامه بتن ایران (آبا) به شرح زیر است:

• بند ۱-۸-۴: میلگردهای فولادی را در محیط‌های خشک و فاقد رطوبت نگهداری کنید تا ساختار آن‌ها دچار زنگ‌زدگی نشود.
• بند ۴-۸-۲: بکارگیری میلگردهای دارای زنگ‌زدگی عمیق و پوسته پوسته که سطح مقطع آن‌ها کم شده را ممنوع اعلام کرده است.
• بند ۴-۴-۱-۸ از فصل هشتم: در اینجا پیشنهاد می‌شود که میلگردها در مجاورت مواد روغنی، چسبنده یا آلودگی قرار نگیرند. این قسمت اشاره مستقیمی به زنگ‌زدگی ندارد و بیشتر به کیفیت سطحی میلگردها تاکید می‌کند.
• بند ۵-۴-۱-۸ از فصل هشتم: این قسمت به قرارگیری میلگردها در مجاورت خوردگی و کاهش سطح مقطع آن‌ها می‌پردازد.
•  فصل چهارم: در این فصل به موضوع اکسایش میلگردها به صورت کامل پرداخته شده است و نکات مهمی در رابطه با مدیریت آن وجود دارد.
• بند ۳-۱۳-۴-۹ از فصل چهارم: این بخش به اجباری بودن ماسه پاشی در میلگردهای زنگ‌زده بدون بکارگیری برس‌های سیمی اشاره کرده است.
• بند ۲-۸-۴-۹: مربوط به روش‌های متنوع ماسه پاشی و آزمایش‌های مرتبط با آن است.

تاثیر زنگ زدگی سطحی میلگرد بر چسبندگی بتن

میلگردهای فولادی در بتن به‌طور معمول در محیط غیر خورنده تعبیه می‌شوند؛ بااین‌وجود، احتمال زنگ‌زدگی سطحی آن‌ها محتمل است. اصولا، زنگ‌زدگی و خوردگی میزان یکپارچگی ساختار بتن را کاهش می‌دهد و زیبایی آن را از بین می‌برد. بنابراین، زنگ‌زدگی میلگرد پیامدهای منفی به دنبال خواهد داشت؛ اما اگر میزان تخریب آن کم بوده یا در اصطلاح، زنگ‌زدگی سطحی اتفاق افتاده باشد می‌تواند در بتن قرار بگیرد. ضمن اینکه زنگ‌زدگی سطحی میلگرد نباید بر میزان چسبندگی بتن تاثیر بگذارد. چنانچه چسبندگی بتن کاهش یابد، نباید از میلگرد موردنظر استفاده کرد. درمجموع، تاثیر زنگ زدگی سطحی میلگرد بر چسبندگی بتن موضوع مهمی است که باید به آن توجه کافی شود.

روش‌های تشخیص زنگ زدگی غیرمجاز در میلگرد

زنگ زدگی غیرمجاز در میلگرد کاملا واضح و مشخص است. میلگردهای فولادی که بیش از حد مجاز دارای زنگ‌زدگی باشند، ظاهر کاملا متفاوتی با میلگردهای معمولی دارند. این میلگردهای زنگ‌زده تغییر شکل می‌دهند و گاهی برجستگی‌هایی بر روی سطح آن‌ها دیده می‌شود. علاوه‌براین، شاهد تغییر وزن، ابعاد و ارتفاع آن‌ها خواهید بود. درمجموع، اگر فقط یک لایه نازک زنگ‌زدگی بر روی سطح میلگرد ایجاد شده باشد، قابلیت استفاده در پروژه‌های مختلف را دارد؛ اما میلگردهایی که ازنظر شکل ظاهری، ابعاد و وزن تغییر کرده‌اند کاملا غیرمجاز هستند و نباید از آن‌ها در امور ساخت‌وساز استفاده کرد. به‌این‌ترتیب، روش تشخیص زنگ‌زدگی غیرمجاز در میلگرد تقریبا آسان است و به تخصص خاصی نیاز ندارد.

استانداردهای بین‌المللی در خصوص زنگ زدگی میلگرد

حال نوبت به بررسی استانداردهای بین‌المللی در خصوص زنگ زدگی میلگرد رسیده است. اول اینکه ACI انجمن بین‌المللی بتن آمریکا در ACI 318 (2008) درباره زنگ‌زدگی میلگرد چنین اظهار داشته است: اگر تقویت‌کننده فولادی دچار زنگ‌زدگی دارای حداقل ابعاد لازم بوده و مشخصات آن بعد از پاکسازی با برس دستی با خصوصیات ذکرشده در استاندارد ASTM همخوانی داشته باشد، قابل قبول است.

در بخشی از متن ASTM نیز در رابطه با زنگ‌زدگی میلگرد چنین بیان شده است: باید از میلگردهای فولادی در برابر ضربات فیزیکی و تغییرات سطحی که منجر به زنگ‌زدگی می‌شوند، مراقبت کرد. زمانی که میلگردها در محل مربوطه تعبیه می‌شوند باید از هر نوع رنگ، آلودگی، زنگ‌زدگی، روغن، گریس و مواد غیر فلزی مختلف پاک شوند. میلگرد باید فاقد ترک و پوسته باشد.

درادامه این مطلب راجع به زنگ‌زدگی چنین اشاره شده است که نامنظمی سطح یا پوسته‌های نورد و همین‌طور، درزهای سطحی میلگرد چنانچه حداقل‌های لازم را داشته باشند، امکان استفاده را دارند. ضمنا، نیاز است که یک نمونه تست که توسط برس دستی پاکسازی شده با ویژگی‌های فیزیکی مدنظر تناسب داشته باشد. درمجموع، استفاده از میلگردهای دچار زنگ‌زدگی سطحی در قوانین بین‌المللی هم منعی ندارد.

تفاوت بین زنگ زدگی سطحی و خوردگی عمیق میلگرد

فرآیندهای زنگ زدگی سطحی و خوردگی عمیق بر اثر ترکیب فولاد با اکسیژن رخ می‌دهند و از جهات مختلف با هم تفاوت دارند. در قسمت زیر، به تفاوت بین زنگ زدگی سطحی و خوردگی عمیق میلگرد اشاره شده است:

• زنگ زدگی سطحی میلگرد

همانطور که قبلا اشاره شد، زنگ زدگی سطحی میلگرد ناشی از ترکیب فولاد با اکسیژن است. درواقع، زمانی که اکسید آهن شکل بگیرد، رنگ آن تغییر می‌کند. رنگ سطح مقطع میلگرد تبدیل به رنگ قرمز، نارنجی یا قهوه‌ای روشن می‌شود. درکل، تناژ و مقدار رنگ وابسته به عواملی نظیر ضخامت پوسته، حجم رطوبت و عمر میلگرد است. درهرحال، زنگ‌زدگی سطحی میلگرد چندان جدی نیست و خللی در عملکرد آن ایجاد نمی‌کند. حتی درصورتی‌که زنگ به صورت محکم به مقطع چسبیده باشد منجر به اتصال بهتر آن به بتن می‌شود. بنابراین، میلگردهای دچار زنگ‌زدگی سطحی را می‌توان با خیالی آسوده در پروژه‌های ساخت‌وساز بکار گرفت.

• خوردگی عمیق میلگرد

خوردگی نتیجه ترکیب فلز با اکسیژن است که به دنبال آن، فرآیند اکسید، هیدروکسید و سولفیدها شکل می‌گیرند. می‌توان گفت که زنگ‌زدگی یکی از موارد خوردگی است؛ بااین‌وجود، به غیر از زنگ‌زدگی انواع خوردگی مقاطع فولادی را تهدید می‌کند. از انواع خوردگی می‌توان به خوردگی شیاری، خوردگی حفره‌ای، خوردگی مرزدانه‌ای و... اشاره کرد. خوردگی در صورت عمیق بودن مشکلاتی را برای میلگرد ایجاد می‌کند تا جایی که استفاده از آن غیرممکن می‌شود. 

درمجموع، چنانچه سطح میلگرد با خوردگی عمیق کاملا تغییر کند، دیگر کیفیت لازم را نخواهد داشت و در دسته میلگردهای نامرغوب قرار می‌گیرد.

روش‌های تمیزکاری میلگردهای زنگ زده قبل از استفاده در بتن

میلگردهایی که مقدار زنگ‌زدگی آن‌ها متوسط یا زیاد است با روش‌های مختلفی پاکسازی می‌شوند. از روش‌های تمیزکاری میلگردهای زنگ‌زده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• برس سیمی: چنانچه میزان زنگ‌زدگی کم باشد می‌توان از برس سیمی یا تجهیزات مکانیکی استفاده کرد. به‌عبارتی، با برس سیمی می‌توان زنگ‌زدگی را از سطح میلگرد پاک کرد. این روش تمیزکاری ازنظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه است ولی برای پروژه‌های بزرگ مناسب نیست؛ چراکه به زمان زیادی نیاز دارد.
• اسیدشویی: این روش برای زنگ‌زدگی‌های عمیق و زیاد مناسب است. برای اسیدشویی ابتدا باید میلگرد‌های زنگ‌زده را در محلول اسیدی ضعیف نظیر اسید فسفریک یا اسید کلریدریک با غلظت مناسب قرار داد. سپس، آن‌ها را با آب زیاد به خوبی شست و بعد خشک کرد. به‌این‌ترتیب، با استفاده از محلول شیمیایی می‌توان زنگ‌زدگی میلگردهای فولادی را به خوبی برطرف کرد.
• سندبلاست: پاکسازی زنگ‌زدگی و آلودگی‌های سطح میلگرد در این روش با پاشیدن ماسه یا مواد ساینده با فشار بالا انجام می‌گیرد. با این روش می‌توان سطح میلگرد را به صورت یکنواخت تمیز کرد و سرعت بالایی هم دارد. تنها عیب آن مربوط به هزینه بالایش می‌شود که خوشایند بسیاری از صنعتگران نیست.
• زنگبرهای شیمیایی: در این روش، ابتدا محلول ضد زنگ را بر روی سطوح موردنظر اسپری می‌کنند. سپس، سطوح را با آب و برس پاکسازی کرده تا زنگ‌زدگی آن تا حد ممکن از بین برود. زنگبرهای شیمیایی در مواقعی که امکان استفاده از اسیدشویی یا سندبلاست وجود ندارد، مناسب است. همچنین، این روش برای پاکسازی پروژه‌های کوچک پیشنهاد می‌شود.
• زنگ‌زدایی الکتروشیمیایی: در این روش، میلگردهای زنگ‌زده را در محلول الکترولیت قرار می‌دهند و جریان الکتریکی را بر آن وارد می‌کنند تا زنگ‌زدگی‌های آن جدا شود. روش زنگ‌زدایی الکتروشیمیایی برای پروژه‌های صنعتی انتخاب مطلوبی به حساب می‌آید و به افراد فعال در حوزه‌های مختلف صنعتی پیشنهاد می‌شود.

اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از زنگ زدگی میلگرد

صنعتگران حرفه‌ای جهت جلوگیری از زنگ‌زدگی میلگرد کارهای مختلفی انجام می‌دهند که بعضی از آن‌ها تاثیر بسزایی می‌گذارد. درادامه لیستی از اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از زنگ‌زدگی میلگرد آورده شده است:

• انجام گالوانیزاسیون بر روی میلگردها
• قرار ندادن میلگردها بر روی سطح زمین
• روغن کاری و رنگ کردن اصولی میلگردها
• نگهداری میلگردهای فولادی در محیطی تمیز و بدون رطوبت

روش‌های آزمایش و ارزیابی میزان زنگ زدگی میلگرد

آزمایش‌های مختلفی جهت ارزیابی میزان زنگ زدگی میلگرد وجود دارد. با این آزمایشات می‌توان میلگردها را تست کرد و از میزان زنگ‌زدگی و کیفیت آن‌ها باخبر شد. چنانچه تنها سطح میلگردهای فولادی دچار زنگ‌زدگی شده باشد، نیازی به زنگ‌زدایی ندارند و از آن‌ها می‌توان در بتن استفاده کرد. درمقابل، میلگردهای به شدت زنگ‌زده قابل استفاده نیستند و باید هر چه سریع‌تر نسبت به پاکسازی آن‌ها اقدام کرد. به‌هرحال، با روش‌های مختلف آزمایش و ارزیابی میزان زنگ زدگی میلگرد می‌توان متوجه عملکرد آن شد و در صورت لزوم به سراغ راه‌های زنگ‌زدایی رفت. به‌عبارتی، هدف از تست‌ها و آزمایشات، اطمینان از عملکرد صحیح مقطع است.

روش‌های موثر برای زنگ‌زدایی و جلوگیری از زنگ‌زدگی میلگردهای فولادی

زنگ‌زدگی میلگردهای فولادی یکی از مشکلات صنعت ساخت‌وساز است که بر میزان مقاومت و کیفیت پروژه‌ها تاثیر زیادی می‌گذارد. چنانچه زنگ‌زدگی در حد مجاز بوده یا در اصطلاح، زنگ‌زدگی سطحی اتفاق افتاده باشد می‌توان از میلگرد در سازه‌های مختلف استفاده کرد. ازطرفی، زنگ‌زدگی عمیق و سنگین طبق ضوابط این حوزه قابل قبول نیست و باید نسبت به رفع آن اقدام کرد. برای زنگ‌زدایی میلگرد می‌توان به سراغ روش‌هایی نظیر برس سیمی، اسیدشویی، سندبلاست، زنگبرهای شیمیایی و همین‌طور، زنگ‌زدایی الکتروشیمیایی رفت. با این روش‌های کارآمد می‌توان زنگ‌زدایی سطح میلگردها را به صورت اصولی برطرف کرد تا امکان استفاده از آن‌ها وجود داشته باشد. ضمنا، جهت جلوگیری از زنگ‌زدگی میلگرد می‌توان اقداماتی نظیر گالوانیزاسیون و نگهداری در محیطی تمیز، خشک و بدون رطوبت انجام داد.