طلاء الايبوكسي لحماية حديد التسليح

مبادئ التآكل في حديد التسليح:

عادةً ما يتم حماية الفولاذ في الخرسانة من التآكل بواسطة درجة الحموضة العالية لعجينة الأسمنت البورتلاندي المحيطة. حيث يحتوي معجون الأسمنت على درجة حموضة لا تقل عن 12.5، ولن يتآكل التسليح عند هذا الرقم الهيدروجيني. وإذا تم خفض الأُس الهيدروجيني (على سبيل المثال إلى 10 أو أقل)، فقد يحدث التآكل في حالة وجود الرطوبة والأكسجين وأيونات الكلوريد.

تدمر أيونات الكلوريد الطبقة الواقية على حديد التسليح ممّا يجعلها عرضة للتآكل. حيث أن منتج التآكل (الصدأ) يحتل حجمًا أكبر من الفولاذ ويمارس ضغوطًا مدمرة على الخرسانة المحيطة. كما تستخدم الطلاءات الإيبوكسية لعزل الفولاذ عن ملامسة الأكسجين والرطوبة والكلوريد، وبالتالي منع التآكل. ومع ذلك، فقد تم الإعراب عن بعض المخاوف بشأن فعالية تكلفة التعزيز المغلف بالإيبوكسي في منع التآكل.

لمقاومة التآكل، تتوفر أيضًا قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ أو قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ أو قضبان التسليح الخاصة التي تقل احتمالية تآكلها. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر مضافات الكلوريد التي تقلل التآكل والتي ترفع مستوى عتبة أيون الكلوريد اللازمة لبدء التآكل أو لتوفير حاجز فوق التعزيز الذي يعزله عن البيئة.

تم تصميم طلاء الايبوكسي ليكون بمثابة حاجز مادي لحماية حديد التسليح. كما أنه عادةً ما توفر الخرسانة فيلمًا سلبيًا محايدًا كهربائيًا حول الفولاذ بسبب ارتفاع درجة الحموضة في الخرسانة. ومع ذلك، عندما تخترق الكلوريدات في وجود الماء والأكسجين الخرسانة، يتم تقليل الأُس الهيدروجيني ويتم تدمير الرول السلبي.

أثبتت قضبان التسليح المطلية بالإيبوكسي فعاليتها كحماية من التآكل في ظروف العالم الحقيقي من الساحل لأكثر من 35 عامًا. وهذه التجربة المثيرة للإعجاب يقابلها الفولاذ المقاوم للصدأ فقط كمنهجية فعالة للحماية من التآكل. حيث أنّ هذا يسمح ببدء تفاعل التآكل على سطح الفولاذ. حيث يتكون تفاعل التآكل من تفاعل كاثودي متزامن وتفاعل انوديك. كما يعمل الفولاذ كقطب كهربائي يقرن التفاعلين.

ما هو طلاء الايبوكسي المستخدم لحماية حديد التسليح؟

من المهم استخدام حديد التسليح المطلي بالإيبوكسي لحماية الفولاذ من التآكل. حيث أسفر استخدام أنواع معينة من الإيبوكسي عن نتائج إيجابية، خاصة في الفولاذ المعرض لمياه البحر أثناء تقييم استخدام الإيبوكسي لطلاء التعزيزات الفولاذية المعرضة لهجوم الكلوريد.

تم استخدام الإيبوكسيات في طلاء الفولاذ المقوى للجسور والمنشآت البحرية منذ عام 1970. وقد تم العثور على بعض أوجه القصور باستخدام هذه الطريقة. حيث يجب اتخاذ الاحتياطات أثناء تصنيع وتشغيل دهان التسليح، مثل تجنب عدم وجود أي احتكاك بين القضبان، ممّا قد يؤثر على نتيجة تآكل طبقة الطلاء بسبب الاحتكاك.

أيضًا، من الصعب استخدام طرق قياس معدل التآكل مثل الاستقطاب أو نصف الخلية، لذلك ليس من السهل التنبؤ بأداء تآكل الفولاذ أو قياس معدل التآكل. حيث تم استخدام طلاء القضبان المقواة بالفولاذ على نطاق واسع في الولايات المتحدة وكندا لمدة 25 عامًا.

يستخدم الآن أكثر من 100000 مبنى قضبانًا مطلية، أيّ ما يعادل 2 مليون طن من القضبان المطلية بالإيبوكسي. حيث يجب أن يتبع القضيب الفولاذي المطلي طريقة الرش الكهروستاتيكي، والذي يضع الحدود المسموح بها على النحو التالي:

• يجب أن يكون سُمك الطلاء في حدود 130-300 ميكرون.

• لا ينبغي أن يؤدي ثني الشريط المطلي حول مغزل قياسي إلى تكوين تشققات في طلاء الإيبوكسي.

• يجب ألا يزيد عدد عيوب الثقب عن ستة لكل متر.

• يجب ألّا تتجاوز مساحة الضرر على الشريط 2%.

هذه العيوب التي ذكرها القانون هي نتيجة التشغيل والنقل والتخزين. وهناك بعض الاحتياطات التي يجب اتخاذها في هذه المراحل لتلافي حدوث تشققات في الدهان. حيث أن طلاء قضبان حديد التسليح سوف يقلل من الترابط بين الخرسانة والفولاذ. لذلك، من الضروري زيادة طول تطوير القضبان الفولاذية للتغلب على هذا الانخفاض في قوة الرابطة.

وفقًا لِرمز معهد الخرسانة الأمريكي (ACI)، فإنّ الزيادة في طول التطوير تتراوح من حوالي 20-50%. حيث ينص الكود الأمريكي على أنه في حالة الطلاء، يجب زيادة طول تطوير القضبان الفولاذية بنسبة 50% عندما يكون الغطاء الخرساني أقل من ثلاثة أضعاف قطر قضيب الفولاذ أو تكون المسافة بين القضبان الفولاذية أقل من ستة أضعاف قطر شريط في حالات أخرى، يجب زيادة طول التطوير بنسبة 20%.

يحظر طلاء الفولاذ الخفيف منخفض الشد بقوة الترابط الكاملة بسبب الاحتكاك. وعندما يتم طلاءها بالطلاء، ستفقد كل قوة الربط، لذلك من المهم تجنب طلاء القضبان الملساء. كما يجب الحرص على عدم زيادة سماكة طلاء الدهان لأكثر من 300 ميكرومتر (ميكرومتر).

ذكر بعض الباحثين أنه عند استخدام الطلاء بسماكة 350 ميكرون لتسليح الصلب الرئيسي في البلاطة الخرسانية، وجد الاختبار شقوقًا كثيرة جدًا، ممّا أدّى إلى الفصل بين قضبان التسليح والخرسانة. حيث تمت مقارنة معدلات التآكل بين القضبان الفولاذية غير المطلية والأخرى المطلية بالإيبوكسي.

تعرض كلاهما لمياه الصنبور ثم تم وضع بعض العينات في ماء يحتوي على كلوريد الصوديوم وكبريتات الصوديوم. وهذه الطريقة رخيصة الثمن وتستخدم على نطاق واسع من قبل العمال والمقاولين في أمريكا الشمالية والشرق الأوسط. كما لوحظ أن طلاء حديد التسليح بالإيبوكسي لا يستثنى من استخدام الخرسانة عالية الجودة مع الحفاظ على غطاء خرساني معقول.

يمكن لبعض مصنعي الحديد التسليح توفير قضبان التسليح بالطلاء المطلوب. حيث يُعد هذا بديلاً جيدًا لأداء الطلاء في الموقع لأنه لا يمكن التحكم في سُمك الطلاء لأنه يحتاج إلى بعض الأدوات الخاصة لقياس هذا السماكة.

كيف يحمي الايبوكسي حديد التسليح؟

عادةً ما يُعزى تآكل التعزيز غير المطلي إلى الفقد المحلي للفيلم السطحي السلبي محليًا عندما تخترق أيونات الكلوريد من خلال خرسانة الغطاء، وبدلاً من ذلك يتم تقليل قلوية الخرسانة المحلية عن طريق كربنة الخرسانة. حيث يتآكل الصلب المكشوف بعد ذلك كأنود مدفوع بالكاثود الكبير نسبيًا للفولاذ السلبي المحيط.

نتائج التنقر ويشار إليها باسم تآكل الخلية الكبيرة. حيث يعمل طلاء الإيبوكسي على الفولاذ كحاجز فعال للغاية للعوامل العدوانية، وخاصة أيونات الكلوريد، والتي لن تنتشر بسهولة من خلال طلاء إيبوكسي مستمر. ومن ثم، فإنّ سطح الفولاذ محمي. حيث يجب تخصيص بعض الأضرار العادية للطلاء أثناء التجميع وصب الخرسانة.

يمكن أن يتآكل الفولاذ عند أي ثقب في الطلاء ولكن يتم التحكم في مدى التآكل بواسطة طبقة الإيبوكسي السليمة المحيطة التي تخنق التفاعلات الكاثودية وتمنع التآكل الكلي. حيث يجب أن يدعم السطح الفولاذي الموجود في الحفرة كلاً من الأنود والكاثود، ولأن التفاعل الكاثودي أقل كفاءة بكثير من التفاعل الأنودي، فإنّ معدل تآكل الفولاذ في محيط الحفرة يكون أقل من 10 إلى 100 مرة منه.