23 تیر 1404

• admin
• ساخت و ساز, ساختمان
• 0

آزمایش‌های خوردگی میلگرد و بتن

مقدمه

خوردگی میلگرد در بتن مسلح یکی از اصلی‌ترین عوامل کاهش دوام و عمر مفید سازه‌های بتنی است. نفوذ یون کلرید، کربناته‌شدن بتن و رطوبت از مهم‌ترین عوامل شروع خوردگی هستند. برای ارزیابی وضعیت خوردگی و پیش‌بینی عمر باقی‌مانده سازه، آزمایش‌های مختلفی بر روی بتن و میلگرد انجام می‌شود که عمدتاً به‌صورت نیمه‌مخرب یا غیرمخرب هستند.

🔹 آزمایش‌های خوردگی میلگرد ابزارهایی حیاتی برای تشخیص زودهنگام آسیب‌های پنهان و پیشگیری از کاهش دوام سازه‌های بتنی هستند.
🔹 ترکیب روش‌هایی مانند پتانسیل نیم‌سلولی، نرخ خوردگی و آزمون کربناته‌شدن، ارزیابی دقیقی از وضعیت واقعی میلگردها در محیط بتن فراهم می‌کند.

اهداف آزمایش‌های خوردگی

تشخیص زودهنگام شروع خوردگی در میلگرد

بررسی شدت و گستردگی خوردگی

ارزیابی وضعیت پوشش بتن

تعیین احتمال یا نرخ پیشرفت خوردگی

برنامه‌ریزی برای ترمیم یا مقاوم‌سازی

انواع آزمایش‌های خوردگی بتن و میلگرد

1. پتانسیل نیم‌سلولی هافسل (Half-Cell Potential Test)

متداول‌ترین آزمایش برای بررسی احتمال خوردگی میلگرد در محل

از الکترود مرجع (معمولاً مس/سولفات مس) و اتصال به میلگرد استفاده می‌شود.

مقدار پتانسیل اندازه‌گیری‌شده نشان می‌دهد آیا خوردگی فعال وجود دارد یا خیر.

استاندارد: ASTM C876

محدوده نتایج:

کمتر از -200 mV → احتمال کم خوردگی

بین -200 تا -350 mV → احتمال متوسط

بیشتر از -350 mV → احتمال بالای خوردگی

2. مقاومت الکتریکی بتن (Concrete Resistivity Test)

بررسی قابلیت عبور جریان الکتریکی از بتن که با میزان رطوبت و یون‌های مهاجم مرتبط است

مقاومت الکتریکی پایین = احتمال بیشتر خوردگی

روش غیرمخرب با دستگاه چهار پروبه (Wenner Probe)

استاندارد: AASHTO T358 / ASTM C876 (تکمیلی)

3. نرخ خوردگی (Linear Polarization Resistance – LPR)

برای تعیین شدت واقعی خوردگی میلگرد در محل

ولتاژ ضعیفی اعمال می‌شود و تغییرات جریان اندازه‌گیری می‌گردد.

خروجی: نرخ خوردگی به صورت µA/cm² (میکروآمپر بر سانتی‌متر مربع)

کمتر از 1 → نرخ خوردگی کم

1 تا 5 → متوسط

بیشتر از 5 → شدید

4. آزمایش کربناته‌شدن بتن (Carbonation Depth Test)

تعیین عمق نفوذ دی‌اکسید کربن در بتن با استفاده از محلول فنول‌فیتالئین

سطح شکست بتن تازه را اسپری می‌کنند؛ بخش‌های قلیایی به رنگ صورتی در می‌آیند.

نواحی بدون رنگ = کربناته‌شده

این آزمایش به‌ویژه برای بررسی افت قلیاییت بتن و کاهش محافظت میلگرد مؤثر است.

استاندارد: RILEM CPC-18

5. آزمایش نفوذ یون کلرید (RCPT یا Rapid Chloride Penetration Test)

بررسی میزان نفوذپذیری بتن در برابر کلریدها، عامل اصلی خوردگی میلگرد

جریان الکتریکی از نمونه عبور داده می‌شود و مقدار عبوری اندازه‌گیری می‌شود.

استاندارد: ASTM C1202

نتیجه: مقاومت بتن در برابر نفوذ یون کلرید

کاربردهای نتایج آزمایش‌های خوردگی

ارزیابی نیاز به ترمیم یا تعویض مقاطع آسیب‌دیده

انتخاب نوع مقاوم‌سازی مناسب (کاتدی، پوشش‌دهی، افزودنی‌ها)

تعیین عمر باقی‌مانده سازه بتنی

پایش دوره‌ای سلامت سازه (Monitoring)

6-آزمایش گالواپالس (GalvaPulse) یکی از روش‌های پیشرفته، نیمه‌مخرب و دقیق برای اندازه‌گیری نرخ خوردگی میلگرد در بتن مسلح است. این روش به‌طور خاص برای ارزیابی دوام سازه‌های بتنی، پایش خوردگی و تصمیم‌گیری در خصوص ترمیم یا مقاوم‌سازی به کار می‌رود.

✅ مقدمه‌ای بر آزمایش گالواپالس

در سازه‌های بتنی، خوردگی میلگردها می‌تواند به کاهش عمر مفید، کاهش مقاومت، ترک‌خوردگی سطح و حتی تخریب کامل سازه منجر شود. آزمایش گالواپالس به عنوان یکی از دقیق‌ترین روش‌های ارزیابی نرخ خوردگی فعال میلگرد در بتن شناخته می‌شود.

⚙️ نحوه انجام آزمایش GalvaPulse

از یک الکترود مرجع (مرسوماً Ag/AgCl یا Cu/CuSO₄)، یک الکترود کمکی (counter electrode) و اتصال به میلگرد استفاده می‌شود.

یک پالس جریان کوتاه و کنترل‌شده به میلگرد اعمال می‌شود.

پاسخ پتانسیل میلگرد در برابر جریان اعمال‌شده اندازه‌گیری شده و از طریق مدل‌های الکتروشیمیایی، نرخ خوردگی به‌صورت μA/cm² محاسبه می‌شود.

جمع‌بندی

آزمایش‌های خوردگی بتن و میلگرد ابزارهایی مهم برای ارزیابی دوام و ایمنی سازه‌های بتنی هستند. این آزمایش‌ها، با شناسایی زودهنگام عوامل آسیب‌زننده، امکان برنامه‌ریزی اصولی برای نگهداری، ترمیم یا مقاوم‌سازی را فراهم می‌کنند. ترکیب این روش‌ها با بازرسی‌های چشمی و تحلیل سازه‌ای، منجر به تصمیم‌گیری فنی دقیق‌تر و کاهش هزینه‌های بلندمدت می‌شود.