مکانیسم عمل انواع افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن
خوردگی بتن یک مشکل شایع است که می‌تواند به عوامل مختلفی بازگردد. برخی از علل خوردگی بتن عبارتند از:
نفوذ آب و رطوبت: آب و رطوبت یکی از عوامل اصلی خوردگی بتن است. ورود آب به داخل ساختار بتنی می‌تواند باعث انحلال مواد آلی در بتن و همچنین شروع فرایند خوردگی در آرماتورهای فولادی شود.
حمله شیمیایی: تماس بتن با مواد شیمیایی مانند کلریدها، سولفات‌ها، اسیدها و بازها می‌تواند به خوردگی آرماتورها منجر شود. این حمله‌ها معمولاً در محیط‌های صنعتی، سواحل و مناطق با آب شور شدیدتر است.
کربناسیون: گازهای دی‌اکسید کربن و اکسیژن حضور داشته باشند.
مکانیسم عمل افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن بر اساس تداخل در فرآیند خوردگی فولاد در بتن است. مواد ضد خوردگی بتن می‌توانند به یکی از روش‌های زیر عمل کنند:
1. ایجاد یک لایه محافظ روی سطح آرماتورها
یکی از رایج‌ترین مکانیسم‌های عمل مواد ضد خوردگی بتن، ایجاد یک لایه محافظ شیمیایی روی سطح آرماتورها است. این لایه محافظ می‌تواند مانع از تماس مستقیم فولاد با عوامل خورنده مانند آب، اکسیژن و یون‌های کلرید شود.
- برخی انواع افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن از طریق بازسازی لایه‌های اکسیدی طبیعی روی فولاد عمل می‌کنند. در واقع، فولاد در بتن به طور معمول یک لایه نازک از هیدروکسید آهن (Fe(OH)₂) بر روی سطح خود تشکیل می‌دهد که از خوردگی بیشتر آن جلوگیری می‌کند. مواد ضد خوردگی بتن می‌توانند این لایه محافظ را تقویت کنند و آن را در برابر آسیب‌ها و نفوذ عوامل خورنده مقاوم‌تر سازند.
2. تغییر محیط شیمیایی بتن
انواع افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن می‌توانند با تغییر محیط شیمیایی بتن، شرایطی را فراهم کنند که خوردگی فولاد در آن غیرممکن یا به حداقل برسد. این افزودنی‌ها معمولاً pH بتن را افزایش می‌دهند، چرا که محیط قلیایی بتن (pH بالا) باعث ایجاد یک لایه محافظ طبیعی بر روی فولاد می‌شود که از واکنش‌های خوردگی جلوگیری می‌کند.
- مواد ضد خوردگی بتن می‌توانند با تولید مواد قلیایی یا استفاده از ترکیباتی که از کاهش یون‌های هیدروژن جلوگیری می‌کنند، pH بتن را افزایش دهند. این عمل باعث تقویت لایه اکسیدی طبیعی فولاد و جلوگیری از خوردگی آن می‌شود.
3. تثبیت یون‌های کلرید
یون‌های کلرید (Cl-) یکی از مهم‌ترین عوامل خورنده برای فولاد در بتن هستند، به خصوص در محیط‌های ساحلی یا صنعتی. این یون‌ها به راحتی می‌توانند وارد بتن شوند و باعث تخریب لایه حفاظتی روی فولاد و شروع خوردگی شوند. افزودنی‌های ضد خوردگی می‌توانند با تثبیت یا جذب یون‌های کلرید از نفوذ آن‌ها به سطح فولاد جلوگیری کنند.
- افزودنی‌هایی مانند سیلیکات‌ها و فسفات‌ها می‌توانند یون‌های کلرید را جذب کرده و از دسترسی آن‌ها به آرماتورها جلوگیری کنند. در این حالت، مواد ضد خوردگی بتن، یون‌های کلرید را از سیستم بتن دور می‌کنند یا به صورت بی‌ضرر در بتن تثبیت می‌کنند.
4. افزایش چسبندگی و کاهش نفوذپذیری بتن
مواد ضد خوردگی بتن بتن می‌توانند چسبندگی بتن به فولاد را افزایش داده و نفوذپذیری بتن را کاهش دهند. با کاهش نفوذ آب و یون‌ها به داخل بتن، این افزودنی‌ها می‌توانند احتمال خوردگی آرماتورهای فولادی را کاهش دهند.
- افزودنی‌های پوزولانی یا میکروسیلیس به دلیل کاهش تخلخل و افزایش چسبندگی در سطح میکروسکوپی بتن، به طور غیرمستقیم از نفوذ عوامل خورنده مانند آب و یون‌های کلرید به داخل بتن جلوگیری می‌کنند.
5. افزودنی‌های کاتدی و آنودی
برخی مواد ضد خوردگی بتن می‌توانند به طور مستقیم بر روی فرآیندهای الکتروشیمیایی که در هنگام خوردگی فولاد در بتن رخ می‌دهند، تأثیر بگذارند. این افزودنی‌ها می‌توانند به کاهش فعالیت آنودی یا افزایش فعالیت کاتدی کمک کنند که در نتیجه از تشکیل جریان‌های الکتریکی و واکنش‌های خوردگی جلوگیری می‌شود.
- افزودنی‌های کاتدی معمولاً باعث افزایش سرعت واکنش‌های کاتدی و در نتیجه کاهش خوردگی می‌شوند.
- افزودنی‌های آنودی می‌توانند باعث کاهش نرخ واکنش‌های آنودی شده و خوردگی فولاد را کندتر کنند.
6. افزودنی‌های پوششی
برخی از انواع افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن به عنوان مواد پوششی عمل کرده و روی سطح فولاد لایه‌ای ضد خوردگی ایجاد می‌کنند. این لایه‌ها می‌توانند از تماس مستقیم فولاد با عوامل خورنده مانند آب، یون‌های کلرید، اکسیژن و گازهای خورنده جلوگیری کنند.
- فیبرهای فلزی یا رزین‌های مخصوص ضد خوردگی می‌توانند به عنوان لایه‌های محافظ عمل کرده و تماس فولاد با محیط خارجی را محدود کنند.
7. کاهش تولید هیدروژن
در فرآیند خوردگی، تولید هیدروژن (H₂) می‌تواند منجر به کاهش حجم بتن و ایجاد فشار داخلی در بتن شود که باعث ایجاد ترک و آسیب به سازه می‌شود. مواد ضد خوردگی بتن می‌توانند تولید هیدروژن را کاهش دهند یا متوقف کنند، و در نتیجه از این آسیب‌ها جلوگیری کنند.
انواع افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن
افزودنی‌های کاتدی: این افزودنی‌ها برای کاهش اثرات خوردگی و ایجاد یک محیط مناسب برای بازسازی لایه‌های حفاظتی طبیعی فولاد استفاده می‌شوند. این مواد به طور معمول شامل مواد شیمیایی مانند سیلیکات‌ها و فسفات‌ها هستند که مانع از واکنش‌های خورنده می‌شوند.
افزودنی‌های آنودی: این افزودنی‌ها با تغییر رفتار آنودیکی فولاد به کاهش خوردگی کمک می‌کنند. مواد آلی و معدنی به این دسته تعلق دارند و معمولاً با کاهش سرعت واکنش‌های الکتروشیمیایی آنودی، خوردگی را کاهش می‌دهند.
افزودنی‌های نفوذناپذیر: این مواد با ایجاد لایه‌های مقاوم در برابر نفوذ آب و یون‌های کلرید در بتن، باعث کاهش نفوذپذیری بتن و جلوگیری از رسیدن عوامل خورنده به فولاد می‌شوند. مواد پوزولانی، میکروسیلیس و نانوذرات در این دسته قرار دارند.
مواد شیمیایی برای تثبیت کلریدها: برخی از افزودنی‌ها می‌توانند یون‌های کلرید را تثبیت یا جذب کرده و از ورود آن‌ها به فولاد جلوگیری کنند. این مواد معمولاً شامل سیلیکات‌های کلسیم و فسفات‌ها هستند.
مزایای استفاده از مواد ضد خوردگی بتن
افزایش دوام سازه‌های بتنی
مواد ضد خوردگی بتن باعث افزایش عمر مفید سازه‌های بتنی می‌شوند و از خرابی‌های ناشی از خوردگی میلگردها جلوگیری می‌کنند.جلوگیری از هزینه‌های نگهداری بالا
با کاهش نرخ خوردگی فولاد، نیاز به تعمیرات و نگهداری‌های گران‌قیمت به حداقل می‌رسد و هزینه‌های نگهداری سازه کاهش می‌یابد.بهبود مقاومت در برابر محیط‌های خورنده
استفاده از این افزودنی‌ها به خصوص در پروژه‌های بتنی واقع در مناطق ساحلی، محیط‌های صنعتی یا منطقه‌های با باران‌های اسیدی می‌تواند از خوردگی آرماتورها جلوگیری کند.افزایش مقاومت در برابر رطوبت و کلریدها
این مواد به کاهش نفوذپذیری بتن در برابر آب و یون‌های کلرید کمک کرده و از آسیب‌های خوردگی ناشی از این عوامل جلوگیری می‌کنند.
انواع افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن با استفاده از مکانیسم‌های مختلف شیمیایی، فیزیکی و الکتروشیمیایی از خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن جلوگیری می‌کنند. این افزودنی‌ها از طریق ایجاد لایه‌های محافظ، تغییر محیط شیمیایی، جذب یون‌های خورنده و کاهش نفوذپذیری بتن موجب افزایش دوام و مقاومت سازه‌های بتنی در برابر شرایط محیطی سخت می‌شوند.
📞 تلفن تماس: 19 الی 02188526915 و 09121303726
🌐 سایت: www.shimibeton.com
📍 دفتر مرکزی: تهران، سهروردی شمالی،خیابان سراب،پلاک 12،طبقه3 ،واحد 7
همین حالا مشاوره بگیرید و پروژه خود را بیمه کنید!
✨ کیفیت را تضمین می‌کنیم، چون به تخصص خود اطمینان داریم.
برای کسب اطلاع در مورد انواع افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن و انتخاب افزودنی متناسب با پروژه خود، همین حالا با گروه شیمی بتن بهینه تماس بگیرید.
