ترکیب کلرید و کربناسیون در بتن، یکی از سناریوهای رایج خوردگی میلگرد در سازه‌های ساحلی و محیط‌های شهری آلوده است؛ جایی که هم نمک و هم CO2 به بتن نفوذ می‌کنند. پژوهشی تازه در مجلهٔ Buildings با آزمایش الکتروشیمیایی و وزن‌سنجی نشان می‌دهد وقتی این دو عامل هم‌زمان باشند، سرعت خوردگی میلگرد از هر کدام به‌تنهایی شدیدتر می‌شود.
مشخصات مقالهٔ اصلی
- عنوان اصلی: Electrochemical and Gravimetric Assessment of Steel Rebar Corrosion in Chloride- and Carbonation-Induced Environments
- نویسندگان: Sejong Kim و Jong Kwon Choi (دانشگاه Hongik، کرهٔ جنوبی)
- مجله: Buildings، MDPI
- تاریخ انتشار: ۱۰ اکتبر ۲۰۲۵
- DOI: 10.3390/buildings15203647
- دسترسی: مقالهٔ دسترسی آزاد (Open Access)
پژوهشگران به دنبال پاسخ چه سؤالی بودند؟
نویسندگان می‌خواستند بدانند خوردگی میلگرد در بتن وقتی هم کلرید و هم کربناسیون فعال است، نسبت به شرایط «فقط کلرید» یا «فقط کربناسیون» چقدر شدیدتر می‌شود و آیا کاهش ظرفیت بند کلرید بتن، علت اصلی این تشدید است یا نه.
روش پژوهش
چهار نوع نمونهٔ بتنی با مقاومت فشاری حدود ۱۵ مگاپاسکال ساخته شد: بتن معمولی (NC15)، بتن در معرض کلرید (ClC15)، بتن کربناته‌شده (COC15) و بتن کربناته در معرض کلرید (COClC15). پس از ۱۲۰ روز، روی میلگردهای تعبیه‌شده آزمون‌های الکتروشیمیایی (از جمله EIS و پolarization)، اندازه‌گیری وزن، پروفیل کلرید و SEM انجام شد.
یافته‌های اصلی
- در سیستم COClC15 چگالی جریان خوردگی (icorr) به ۰٫۴۷۷۹ میکروآmp بر سانتی‌متر مربع رسید؛ در حالی که در NC15 فقط ۰٫۰۱۰۶ میکروآmp بر سانتی‌متر مربع بود.
- تحلیل gravimetric نشان داد نرخ خوردگی COClC15 پس از ۱۲۰ روز حدود ۱٫۵ برابر ClC15 و حدود ۵۲ برابر NC15 بود.
- در عمق ۵ میلی‌متر، COClC15 تنها ۰٫۰۶ درصد کلرید بسته شده داشت در برابر ۰٫۴۳ درصد در ClC15؛ یعنی کربناسیون ظرفیت بند کلرید را کم کرده است.
- نویسندگان این افت را به decalcification فاز C–S–H و تبدیل فازهای aluminat به carboaluminates و محدود شدن تشکیل Friedel's salt نسبت داده‌اند.
این یافته‌ها برای صنعت فولاد و ساختمان ایران چه معنایی دارد؟
- در سواحل خلیج فارس و بنادر جنوبی، بتن هم‌زمان با مهاجرت کلرید و کربناسیون روبه‌روست؛ این پژوهش یادآوری می‌کند طراحی عمر مفید نباید فقط یکی از این دو را در نظر بگیرد.
- برای تولیدکنندگان میلگرد، کیفیت پوشش بتن و نسبت water-to-cement در محل اجرا اهمیت مستقیم دارد؛ خوردگی شدیدتر از آنچه مدل‌های تک‌عاملی پیش‌بینی می‌کنند رخ می‌دهد.
- یافته‌ها بر اهمیت بازرسی دوره‌ای سازه‌های قدیمی در شهرهای ساحلی (مثل بوشهر و بندرعباس) تأکید دارد، نه لزوماً تغییر گرید میلگرد بدون تحلیل محیطی.
محدودیت‌های پژوهش
- مقاومت فشاری ۱۵ مگاپاسکال پایین‌تر از بتن‌های سازه‌ای رایج امروز است؛ تعمیم به همهٔ پروژه‌ها باید با احتیاط انجام شود.
- آزمایش در مقیاس آزمایشگاهی بود و دورهٔ ۱۲۰ روزه ممکن است با عمر واقعی سازه متفاوت باشد.
جمع‌بندی و نظر آهن‌سل
یافته‌های بالا از مقالهٔ اصلی است؛ برداشت تحریریه در ادامه از نگاه آهن‌سل است.
از نگاه آهن‌سل، پیام عملی این کار برای خریداران میلگرد این است که «خوردگی» فقط یک عدد کatalogی نیست؛ ترکیب محیط (نمک + CO2) می‌تواند هزینهٔ نگهداری را چند برابر کند. برای تأمین میلگرد پروژه‌های ساحلی، قیمت میلگرد و مشخصات فنی محصول را در کنار شرایط اجرا ببینید.