اقرأ في هذا المقال
تآكل الحديد
تآكل حديد التسليح هو المشكلة الرئيسية في بناء الخرسانة المسلحة، الأسباب الرئيسية هي الأملاح والمواد الجوية، وخاصة أملاح الطرق وملح البحر على المباني القريبة من البحر، أو المشاكل التي تسببها الأحماض، حيث يتآكل الحديد أو يصدأ عند وجود الأكسجين والماء بمرور الوقت، ويعود الحديد إلى أشكال الأكسيد الطبيعي لخام الحديد الأصلي الذي أتى منه، كما يقلل تطبيق طلاء الأسطح للحفاظ على الحديد جافًا من خطر التآكل.
كيفية تسريع تآكل الحديد.
- محاصرة مياه الأمطار وحجزها في “مصائد المياه”.
- ملوثات مختلفة أو ملح في الهواء (على سبيل المثال عن طريق البحر).
- العوامل المسببة للتآكل في المواد المجاورة للحديد مثل التربة والبناء والملاط والخرسانة.
- تفاعل كلفاني ناتج عن استخدام مثبتات غير مناسبة أو معادن أخرى، مثل الفولاذ الطري، للإصلاح.
كما يتمتع الحديد الزهر بمقاومة طبيعية للتآكل أفضل بكثير من الحديد المطاوع، لكن التآكل يمثل خطرًا إذا لم يتم الطلاء من مياه الأمطار بالكامل، وفي كثير من الأحيان قد لا يتم رصد التآكل في المناطق التي يصعب الوصول إليها لبعض الوقت.
إشارات تحذير
لا يكون التآكل والتدهور العام مرئيين دائمًا، ولكن هناك عددًا من العلامات التحذيرية يمكن أن تشير إلى مشاكل في مراحلها المبكرة، حيث تشمل علامات التحذير
- تأليب على أعمال الحديد المطلية، عادة ما يكون هذا السطح غير المستوي علامة على تآكل الحديد تحت الطلاء (أو تآكل سابقًا).
- تلطيخ بلون الصدأ على أعمال البناء الداعمة، وقد تآكل هذا بسبب تآكل أعمال الحديد.
- البقايا الزيتية على أعمال الحديد المطلية تخبرك أن الحديد يتآكل تحت الطلاء أو أن الطلاء الزيتي يتكسر.
- ظهور تقرحات في الطلاء علامة على حدوث تآكل تحت الطلاء.
- نمو النبات والذي يشير إلى وجود مصائد الماء والأوساخ، والتي يمكن أن تسرع التآكل عن طريق منع المياه من التصريف بعيدًا.
كيفية التعامل مع التآكل للحديد
نقم بإزالة أي تآكل من أعمال الحديد بمجرد اكتشافه، من المهم حماية البناء من التلطيخ والتلف أثناء القيام بذلك، كما يجب بعد ذلك تحسين الطلاء لحماية الحديد من المزيد من التآكل، حيث يمكن إزالة التآكل باستخدام:
- فرشاة سلك.
- إزميل.
- ورق زجاج.
- وسيلة ميكانيكية مناسبة أخرى
وإذا تُرك التآكل دون علاج، فسيستمر في التآكل في المعدن الموجود أسفل الطبقات العليا من الصدأ، عندما يتآكل الحديد ويتفكك (تنفصل طبقاته) فإنه “يتمدد”، أي أن حجم الصدأ أكبر من الحديد الأصلي، وعادة ما ينثني الحديد المطاوع ويتشوه مع تقدم التدهور، بسبب قابليته للتطويع، ويمكن أن ينكسر الحديد الزهر، وهو مادة صلبة وهشة، تحت الضغط غالبًا دون سابق إنذار غالبًا ما يكون التآكل هو المسؤول عن عناصر حديد الزهر المتشققة.
الصيانة الوقائية للحديد
الحديد مادة متينة، ولكن يمكن لعوامل مختلفة أن تساهم في التسوس وتسرعه، غالبًا ما يكون الافتقار إلى الصيانة والإصلاحات المنتظمة هو السبب الأسوأ، يمكن أن يؤدي تأجيل مهام الصيانة الأساسية إلى إصلاحات مكلفة على سبيل المثال، غالبًا ما تكون مياه الأمطار سيئة الأداء مسؤولة بشكل مباشر عن التدهور الداخلي والخارجي الخطير وبالمثل قد يكون من الصعب إزالة تلطيخ الحديد بالبناء.
ونظرًا لأن الحديد يميل إلى الجلوس جنبًا إلى جنب مع الأخشاب أو البناء أو الزجاج أو غيرها من المواد، فهناك حاجة إلى نهج شامل للحفاظ عليه، وغالبًا ما يؤدي إهمال عنصر واحد من المبنى إلى فشل العناصر الأخرى، كما يجب أن تولي اهتماما خاصا للأقبية والآبار الخفيفة، وقد يكون التآكل قادرًا على التطور بشكل غير مرئي في مثل هذه البيئات حتى إلى النقطة التي تتأثر فيها السلامة الهيكلية.
تقنيات الإصلاح
يمكن أن تتسبب عمليات الإصلاح والاستبدال سيئة التصميم في حدوث أضرار جسيمة وإفساد مظهر وشخصية أعمال الحديد التاريخية، فضلاً عن أنها لا تدوم طويلاً، حيث يجب استخدام المواد المناسبة لإجراء الإصلاحات، ويجب أيضًا استخدام تقنيات الإصلاح التقليدية، إلا إذا كان هناك دعم علمي قوي لاستخدام تقنية حديثة.
تتضمن أمثلة الإصلاحات غير المناسبة ما يلي:
- المقاطع المُدخلة المصنوعة من معادن أخرى (مثل الألمنيوم أو الفولاذ الطري) ستتآكل بمعدل أسرع عند التلامس المباشر مع الحديد.
- يمكن أن تؤدي الإصلاحات التي يتم إجراؤها باستخدام لحام رديء الجودة (بدلاً من اللحام التقليدي أو المثبتات الميكانيكية) إلى التآكل.
- باستخدام نمط أو شكل خاطئ.
إصلاحات ميكانيكية
غالبًا ما تخضع المصبوبات المتشققة لإصلاحات ميكانيكية بدلاً من الإصلاحات الساخنة، حيث يمكن أن يؤدي اللحام إلى تعريض الحديد الزهر لضغط حراري شديد والتشوهات، كما تتضمن إصلاحات “الغرزة الباردة” قيام الحداد بإضافة “غرزة” من الحديد المطاوع لإصلاح التشقق في المسبوكات، ويمكن جعل إصلاح الغرز يبدو غير مرئي تقريبًا، ولكن يجب أن تتعامل بحذر مع أي ضمان للأداء الهيكلي.
وقبل إجراء الإصلاحات، يجب أولاً معالجة سبب التصدع لتجنب ظهور نفس المشكلة في المستقبل، وقد يكون من الصعب إصلاح الحديد الزهر، ولا تدوم إصلاحات اللحام دائمًا، يجب إجراء اللحام بالحديد الزهر خارج الموقع وبواسطة حرفيين ذوي خبرة، ويمكن أن يؤدي اللحام إلى إتلاف أعمال الحديد الزهر، إذا تم استخدام مواد وطرق خاطئة، ويمكن أحيانًا إصلاح الكسور باستخدام البراغي والمسامير بدلاً من ذلك.
يجب أن يؤدي لحام الحديد المطاوع عالي الجودة، والذي يحتوي على نسبة منخفضة من الكربون والكبريت، إلى بعض المشاكل، كما يمكن استخدام حشو معدني قائم على الإيبوكسي لإجراء إصلاحات تجميلية قبل الطلاء، يجب ألا تستخدم الأسمنت البورتلاندي العادي أو الملاط الأسمنتي؛ لأنها مسامية وستنكمش أكثر من الحديد، مما يسمح للماء بالدخول.
قد لا يكون استخدام حشو غير مرن مناسبًا لإصلاح المسبوكات التي بها تشققات أو فجوات واسعة بين المفاصل، قد تكون هذه نتيجة للحركات الحرارية أو الهيكلية، والتي يجب تصحيحها أولاً، تحتاج معظم الهياكل الحديدية إلى مفاصل حركية لتكون قادرة على الأداء بفعالية.
التقوية الميكانيكية للحديد
تقوية ألياف الكربون المرتبطة بالراتنج هي تقنية حديثة قابلة للانعكاس، تم استخدامه لتقوية سطح جسور الطرق السريعة الخرسانية لبعض الوقت، ويتم استخدامه الآن لتقوية الجسور الحديدية التاريخية.
