إضافات منع التآكل والصدأ في حديد التسليح

ما هي إضافات منع التآكل والصدأ؟

مثبطات التآكل هي خليط يمدد الوقت لبدء التآكل أو يُقلّل بشكل كبير من معدل التآكل للمعدن المضمن أو كليهما في الخرسانة المحتوية على الكلوريدات التي تزيد عن قيمة عتبة التآكل المقبولة للمعدن في الخرسانة غير المعالجة، وفقًا لحماية المعادن في الخرسانة من التآكل.

هناك أربعة أنواع شائعة من التآكلات التي تمنع التآكل وعادة ما تعتمد جرعتها على العمر المتوقع للهيكل للعميل، وعلى مجموعة من العوامل التي تُؤثّر على متانة الخرسانة. يشمل ذلك نوع الأسمنت ونسبة الماء إلى الأسمنت وتغطية الخرسانة بالصلب ودرجة الحرارة المحيطة والمستوى المتوقع للتعرّض للكلوريدات تكون المضافات المثبطة للتآكل فعّالة بعد أن تتصلب الخرسانة وتعطي زيادة طويلة الأمد في حالة التخميل لتقوية الفولاذ وغيرها من الفولاذ المضمن في الهياكل الخرسانية.

لماذا يتم استخدام إضافات منع التآكل والصدأ؟

يمكن أن تهدد المواد العدوانية مثل الكلوريد والكربونات طبقة التَخميل من هيدروكسيدات الحديد على سطح الفولاذ ويحدث التآكل في نهاية المطاف. لهذه الأسباب، فإنَّ الخلطات التي تخفف من عملية التآكل مفيدة في إطالة عمر الهياكل الخرسانية مثل الطرق السريعة ومواقف السيارات متعددة الطوابق والأرصفة والدلافين الرأسية والجدران البحرية.

أنواع إضافات منع التآكل والصدأ:

الأنواع الأربعة الأكثر شيوعًا لخلط تثبيط التآكل هي، أمين الكربوكسيل وهو مُتوفر كسوائل أو مساحيق مركزة.يتم امتصاصها على أسطح قضبان الصلب وإنشاء طبقة جزيئية واقية. تمنع الطبقة الواقية من كربوكسيل الأمينات المزيد من التفاعلات بين العناصر المسببة للتآكل والتعزيزات المضمنة، وتُخفّض معدلات التآكل الموجودة.

أيضاً تؤخر أوقات الضبط من 3 إلى 4 ساعات عند 20 درجة مئوية والحد من التآكل الناجم عن الكلوريد لأيّ خرسانة ذات نوعية جيدة من مياه البحر والهواء المحملة بالملح والتعرق الملحي. هو فعّال في الحد من التآكل بسبب الكربنة أو الكلوريد أو مزيج منها ومعدل الجرعة القياسي هو 0.6 إلى 1 لتر لكل متر مكعب للسوائل و 0.6 كجم لكل متر مكعب لإصدارات المسحوق. كما يُمكن إضافته إلى الخرسانة في مصنع الخرسانة أو موقع العمل كمسحوق. وهي متوافقة مع البوزولان أو الخبث ولا تُؤثّر على خصائص التشطيب للخرسانة عند استخدامها معًا ولا يلزم تعديل تصميم الخليط.

مُستحلب أمين استر وهو مُتوفر كمستحلب أبيض حليبي. يُنشئ طبقة واقية على سطح الفولاذ ويُقلّل من نفاذية كلوريد الخرسانة، تكون الجرعة الموصى بها هي 5 لتر لكل متر مكعب لتوفير تثبيط فعّال للتآكل وتقليل تأثير المانع على الخواص الطازجة والمتصلدة للخرسانة مثل امتصاص الهواء وقوة الضغط.

أما بالنسبة لبيئات التآكل الشديدة، فإنّ مُثبطات التآكل بالاشتراك مع المواد الأسمنتية الإضافية، منخفضة محتوى الرطوبة وتساوي أو أقل من 40% وغطاء مناسب على الفولاذ. يتم استخدامه لتمديد عمر الهياكل الخرسانية المسلحة المعرضة للكلوريد ويجب مزجه مع الخرسانة ذات النوعية الجيدة مع أكبر نسبة محتوى رطوبة من 40% وحماية مناسبة للخرسانة على قضبان الحديد.

يُمكن استخدامه في الخرسانة عالية الجودة بحد أقصى للوزن ومستوى مُناسب من الغطاء الشفاف فوق حديد التسليح. إذا كان تخفيض قوة الضغط غير مقبول، فيجب استخدام جرعة طفيفة أقل للتعويض عن ذلك. ومع ذلك، لا يلزم تعديل تصميم الخليط عندما تلبي قوة الضغط متطلبات التصميم.

نتريت الكالسيوم وهو متوفر كَحل 30% ويصنّف كمثبّط أنودي يتداخل مع عملية تعقيد الكلوريد عن طريق أكسدة شكل الحديد الذي يسهل مهاجمته إلى الشكل الأكثر استقرارًا. نيتريت الكالسيوم عالي الحجم (30 لتر لكل متر مكعب) مطلوب لتحقيق النتائج المرجوة. نتريت الكالسيوم مُناسب للاستخدام لتقليل التآكل الناجم عن الكلوريد لأي خرسانة ذات نوعية جيدة، من مياه البحر والهواء المحمّلة بالملح والتعرّض للملح.

لا تسري هذه المواصفة على الخرسانة ذات الجودة الرديئة ذات الغطاء الشفاف المنخفض جدًا على حديد التسليح. ويجب استخدام نسبة وزن 0.40 جرام أو أقل عند إضافة نتريت الكالسيوم إلى الخرسانة. ومع ذلك، يمكن استخدام محتوى رطوبة من 45% مع البوزولان أو الخبث في حالة البناء الخرساني المعتدل. نتريت الكالسيوم هو مُسرّع لتطوّر الخرسانة وقوتها وزيادة قوة الخرسانة بشكل ملحوظ في الأعمار المبكرة خاصة في 29 يومًا.

ملح حمض ألكينيل ثنائي الكربوكسيل العضوي وهو متوفر كَحل قائم على الماء. يمكن تصنيفها كمثبّط للتآكل ثنائي الفعل، ممّا يُؤثّر على تفاعل الأنوديه في الفولاذ ويحد من الرطوبة المستخدمة في التفاعل الكاثودي. يستخدم في جرعة 5 لتر لكل متر مكعب كافية للكلوريد في المياه الجوفية. ولمزيد من التعرضات الشديدة مثل أسطح الجسر المملحة أو التطبيقات البحرية، يوصى باستخدام 10 لتر لكل متر مكعب.

كما أنها مناسبة للاستخدام في الحد من التآكل الناجم عن الكلوريد للخرسانة المتناسبة بشكل صحيح من مياه البحر والهواء المحملة بالملح والتعرّض المجفف. يجب أن يكون الحد الأقصى للخرسانة المتناسقة بشكل صحيح متناسب مع محتوى الرطوبة والغطاء الواضح المناسب على حديد التسليح.