اعداد/ قسم التصاميم والدراسات_شعبة الدراسات

_______________

في عالم الهندسة، لا تُبنى المشاريع بالخرسانة والحديد فقط، بل تُبنى بالمعرفة والدراسة والفهم العميق للتفاصيل، هنا نسلّط الضوء على مفاهيم هندسية مهمة، وبشرحٍ مبسّط نُقرّب المعلومة من المختص وغير المختص على حدٍّ سواء، نشارككم اليوم #معلومة_هندسية بشأن أسباب تآكل حديد التسليح رغم وجود الغطاء الخرساني، وطرق الوقاية منه، في إطار نشر الوعي والمعرفة الهندسية.

يكون حديد التسليح عند صبّ الخرسانة المسلحة في حالة آمنة من التآكل، ويعود السبب في ذلك إلى أن الخرسانة تُعد وسطًا قلويًا بطبيعتها، أي أنها تحتوي على مسامات تتضمن تراكيز عالية من أكاسيد الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم القابلة للذوبان، حيث تعمل هذه البيئة كدرعٍ يحمي حديد التسليح من أي تفاعل يؤدي إلى التآكل، في هذه المرحلة لا يحدث أي تآكل، بل يكون التسليح في حالة استقرار تام طالما أن الخرسانة محتفظة بقلويتها وقادرة على عزل حديد التسليح عن المؤثرات الخارجية ومع مرور الزمن، تبدأ الخرسانة بالتعرض لتأثيرات البيئة المحيطة كالهواء والرطوبة، أو لوجود مواد تؤثر في عملية التآكل مثل أيونات الكلوريد أو غاز ثاني أكسيد الكربون، وعند وصول هذه المواد إلى عمق الغطاء الخرساني، تبدأ بالتأثير في الوسط القلوي المحيط بحديد التسليح، فيفقد حديد التسليح درعه الواقي ويصبح سطحه مكشوفًا وقابلًا للتآكل. ونتيجة لهذه التفاعلات تتكوّن نواتج التآكل (الصدأ)، والتي تتمدد بسبب كبر حجمها، ما يولّد ضغوطًا داخلية على الغطاء الخرساني، فتظهر التشققات، ثم يتبعها تقشّر الخرسانة وانفصالها عن حديد التسليح ومع استمرار هذه العملية يضعف التماسك بين الخرسانة وحديد التسليح، مما يؤدي إلى انخفاض القدرة الإنشائية للهيكل، وقد تتطور الحالة لتشكّل خطرًا على سلامة المنشأ الخرساني.

يتّضح مما سبق أن تآكل حديد التسليح لا يحدث لأن الخرسانة فشلت منذ البداية، بل لأنها مع مرور الزمن فقدت قدرتها على المحافظة على الوسط القلوي ومنع وصول العوامل المسببة للتآكل… وبمعنى آخر، فإن الخرسانة لا تمنع التآكل بشكلٍ مطلق، وإنما تؤخّر حدوثه طالما بقيت شروط الحماية متوفرة.

كيفية حماية حديد التسليح داخل الخرسانة الإسمنتية من التآكل؟

تُعد حماية الخرسانة وقضبان التسليح الفولاذية من التآكل أمرًا بالغ الأهمية لضمان طول عمر وسلامة الهياكل الخرسانية المسلحة، ويمكن تطبيق عدة تدابير فعّالة لمنع التآكل أو الحدّ منه، كما يلي:

1- زيادة سُمك الغطاء الخرساني وفقًا للتصميم.

2- تصميم الخلطة الخرسانية المثلى والالتزام بالمواصفات الفنية المعتمدة.

3- إضافة مثبطات التآكل إلى الخلطة الخرسانية.

4- تطبيق طبقات الإيبوكسي أو مواد طلاء مانعة للتسرّب على سطح الخرسانة المسلحة كطبقة عازلة.

5- تنظيف حديد التسليح من الصدأ قبل استخدامه.

مع الأخذ بنظر الاعتبار إجراء الفحوص غير الإتلافية والصيانة الدورية، التي تُعد من أهم العوامل في منع تفاقم حالات الفشل في المنشآت الخرسانية والسيطرة عليها قبل حدوث الانهيار، فضلًا عن فحص حديد التسليح، واختيار الصنف المناسب للمنشأ الخرساني، وفحص التركيب الكيميائي للمادة مسبقًا، وبموجب المواصفات والمعايير المعتمدة، بما يضمن الحفاظ على عمر الهيكل الخرساني لأطول فترة ممكنة.