قياس تآكل حديد التسليح في المباني

كيف يتم قياس تآكل حديد التسليح في المباني؟

يُعَد قياس تآكل حديد التسليح في الخرسانة أمرًا ضروريًا لتحليل قوة ومتانة الهيكل، لا يُقلّل تآكل الفولاذ من عمر الهيكل فحسب، بل يزيد أيضًا من تكلفة الفحص والصيانة بشكل كبير، في الوقت الحالي لا يتوفر أي جهاز أو تقنية يمكنها قياس مدى تآكل الفولاذ ومع ذلك، فإنّ قياس خصائص الخرسانة مثل المقاومة وإمكانات نصف الخلية للخرسانة يمكن أن يقيِّم احتمال تآكل حديد التسليح.

قياس تآكل حديد تسليح الاساسات:

بشكل عام تخترق الأيونات في الخرسانة من خلال المسام التي تجعل الخرسانة تعمل كمحلول كهربائي، في هذه الحالة قد يحدث تآكل قضبان الحديد المضمنة في الخرسانة، مع تحرك الإلكترونات في الخرسانة يتم إنشاء حقل كهربائي مُحتمل داخل الخرسانة فوق قضبان الحديد، مجال الجهد الكهربائي هو الأساس لدراسة تآكل قضبان الصلب.

تعتمد غالبية تقنيات قياس التآكل على فحص الحالة الكهروكيميائية للخرسانة المسلّحة، يتم إجراء هذا الفحص بشكل عام من سطح الخرسانة، تم تطوير واستخدام تقنيات مختلفة لقياس تآكل الفولاذ، على سبيل المثال مقياس المقاومة وإمكانية نصف الخلية.

مقياس مقاومة تآكل حديد التسليح:

تآكل الفولاذ في الخرسانة هو عملية كهروكيميائية تولد تدفق التيار، تؤثر مقاومة الخرسانة على تدفق هذا التيار، كلما انخفضت المقاومة الكهربائية زاد تدفق تيار التآكل بسهولة أكبر عبر الخرسانة وكلما زاد احتمال التآكل وبالتالي، فإنّ مقاومة الخرسانة هي مؤشر جيد على احتمال التآكل، يمكن استخدام مقياس المقاومة لتقييم احتمالية تآكل حديد التسليح المضمنة في الخرسانة، إنّها تقنية بسيطة للغاية ويمكن تبنيها بسهولة في المجال.

مقياس المقاومة هو جهاز سهل الاستخدام ومحمول يزن حوالي 2.2 كجم، لديها مسبارين أو أكثر يتم وضعها على سطح خرساني مع هلام موصل بين المسابر والسطح، يتم عرض المقاومة الخرسانية على شاشة LCD، في الوقت الحاضر تتوفر مقاييس المقاومة مع ذاكرة غير متطايرة وعرض رسومي ملون يمكن من خلاله نقل البيانات على جهاز الكمبيوتر، لقياس المقاومة توضع المسابير المعدنية على سطح الخرسانة.

يتم تمرير تيار معروف على المجسات الخارجية ويتم قياس الانخفاض المحتمل الناتج بين المجسات الداخلية، يتم حساب المقاومة بقسمة الهبوط المحتمل على التيار، يتم استخدام هلام موصل بين مسبار وسطح خرساني لإجراء اتصال فعال، عادة ما يتم اعتبار المعدل المحتمل للتآكل فيما يتعلّق بقيمة مقاومة الخرسانة كما هو موضح في الجدول أدناه.

اختبار إمكانات خلايا القاعدة:

يُعتبر الفرق في الإمكانات بين سطح الخرسانة والحديد مؤشراً جيداً لتدفق التيار، تُنتج العملية الكهروكيميائية تيارًا كهربائيًا يمكن قياسه كمجال كهربائي على سطح الخرسانة، يمكن قياس هذا المجال المحتمل بقطب كهربائي يعرف باسم اختبار جهد نصف الخلية والذي يتم توحيده بمعيار الجمعية الأمريكية لاختبار المواد، من خلال إجراء القياس على السطح بأكمله يمكن التمييز بين المواقع المتآكلة وغير المتآكلة، يُنظر عادةً إلى احتمال التآكل فيما يتعلق بقيم الاختلاف المحتمل على النحو الوارد في الجدول 2 أدناه.

معدات اختبار إمكانية استخدام خلايا القاعدة سهلة الاستخدام وتزن حوالي 5.5 كجم مع شاشة كبيرة وتشغيل بسيط، يمكن تمثيل القيم المقاسة على الشاشة ويمكن تخزين القياسات في الذاكرة، يمكن نقل بياناته إلى جهاز الكمبيوتر، من أجل أن تكون قادرًا على إجراء هذا الاختبار، يجب أن يكون الوصول إلى الفولاذ في الهيكل الخرساني متاحًا في مواقع قليلة لتوفير التوصيل الكهربائي، بالنسبة للهياكل الجديدة يجب تحديد هذه المواقع في مرحلة التصميم نفسها.

بشكل عام يتم حفر التجاويف في المواقع المرغوبة لتبيين قضبان الحديد المضمنة في الخرسانة، ثم يتم توصيل كبل كهربائي بالقضبان الفولاذية، بعد توصيلها من الخارج يمكن توصيلها مرة أخرى باستخدام ملاط ​​الإيبوكسي، يتم توصيل الطرف الموجب من الفولتميتر بحديد التسليح المكشوف والطرف السالب (المشترك) للإشارة إلى نصف الخلية، ينقسم سطح الخرسانة إلى عدد من الشبكات، يتم تحريك القطب المرجعي على طول النقطة العقدية ويتم تسجيل الإمكانات المقابلة ويشار إلى هذه التآكل المحتملة.

معدات اختبار نمو التآكل:

إنّها أداة اختبار فعالة من حيث التكلفة وغير مدمرة وقادرة على إجراء ثلاثة اختبارات على الخرسانة وهي اختبار المقاومة الكهربائية واختبار إمكانات خلايا القاعة ومعدل تآكل قضبان الحديد، يستخدم هذا الجهاز تقنية تحليل الاستجابة للنبض الكهربائي بدون اتصال للتشغيل وقادر على قياس الاستجابة الكهربائية للتعزيزات داخل الخرسانة دون اتصال فعلي بالحديد، لذلك ليست هناك حاجة لحفر ثقوب في الخرسانة لكشف قضبان الحديد وربطها بأجهزة قياس التآكل كما هو الحال في الاختبارات التي نوقشت أعلاه.