Interier materials

ความหมายของการกัดกร่อนในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

คอนกรีตเป็นวัสดุก่อสร้างที่บริโภคมากที่สุดในโลก มันแข็งแกร่งในการอัด แต่มันอ่อนแอในความตึงเครียด เพื่อเอาชนะจุดอ่อนตามธรรมชาติของคอนกรีตในด้านความตึง การเสริมเหล็กจึงถูกฝังอยู่ในคอนกรีต ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างระบบคอนกรีตเสริมเหล็กที่ซับซ้อนได้ เช่น โครงสร้างคานยื่นยาว ส่วนที่บางกว่า และแผ่นพื้นที่รองรับน้อยกว่า ดังนั้นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กจึงกลายเป็นวัสดุโครงสร้างที่ได้รับความนิยมมากที่สุดมานานกว่าศตวรรษ การพิจารณามาตรฐานและนโยบายการก่อสร้างที่สำคัญคือความจำเป็นของโครงสร้างที่จะอยู่รอดเป็นเวลาหลายทศวรรษ อย่างไรก็ตาม การเสื่อมสภาพของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กสามารถเริ่มต้นได้ในเวลาเพียง ปี; แม้ว่าโครงสร้างเหล่านี้จะถูกสร้างขึ้นตามข้อกำหนดด้านกฎหมายก็ตาม สาเหตุหลักที่ทำให้โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กเสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควรเกิดจากการสึกกร่อนของการเสริมเหล็ก ซึ่งถือได้ว่าเป็นข้อกังวลหลักในด้านความทนทานของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ทำไมการกัดกร่อนในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กจึงเกิดขึ้น? ค่า pH ของสารละลายรูพรุนคอนกรีตอยู่ระหว่าง .4 และ 13.5 ทำให้คอนกรีตเสริมเหล็กมีค่าสูง อัลคาไลน์คอมโพสิต คุณสมบัติอัลคาไลน์ของคอนกรีตนี้ช่วยยับยั้งการกัดกร่อนของเหล็กเสริมที่ฝังอยู่ภายในคอนกรีตเสริมเหล็กและทำให้เหล็กอยู่เฉยๆ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างรูพรุนแบบเปิดที่เชื่อมต่อกันอย่างดีของเมทริกซ์ซีเมนต์ช่วยให้สารที่มีฤทธิ์รุนแรงสามารถเจาะเข้าไปในวัสดุจำนวนมากได้ จึงเป็นการเริ่มต้นการกัดกร่อนของเหล็กภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย ปัจจัยหลักประการหนึ่งที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนของเหล็กคือการปนเปื้อนของคลอไรด์ การสะสมของคลอไรด์ไอออนที่ผิวเหล็กเส้นเนื่องจากการซึมผ่านของคลอไรด์สามารถทำลายฟิล์มป้องกันของเหล็กได้ ดังนั้นการสึกกร่อนจึงเริ่มต้นขึ้นในการเสริมเหล็ก การปนเปื้อนคลอไรด์ในระดับที่สูงขึ้นจะทำให้ค่าความเป็นด่างของเมทริกซ์ซีเมนต์ลดลงโดยการไฮโดรไลซิสของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการกัดกร่อน ทำให้มีความเป็นกรดมากขึ้นและทำให้เกิดการกัดกร่อน ผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนของเหล็กเสริมแรงมีปริมาณประมาณ 3 ถึง 8 เท่าของปริมาณการเสริมเหล็กเดิมที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์ซีเมนต์ ปริมาณที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดแรงขยายอย่างมากในบริเวณใกล้เคียงกับเหล็กเสริม ซึ่งท้ายที่สุดแล้วทำให้เกิดการแตกร้าวและการหลุดล่อนของคอนกรีต การกัดกร่อนช่วยลดหน้าตัดเหล็กที่มีประสิทธิภาพ และลดความแข็งแรงพันธะกับคอนกรีต ดังนั้น การกัดกร่อนจึงเพิ่มความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากความล้มเหลวของโครงสร้างอย่างรวดเร็ว การเสื่อมสภาพของโครงสร้างที่เกิดจากการกัดกร่อนอาจส่งผลให้สูญเสียการป้องกันจากการยุบตัวแบบก้าวหน้าอย่างมาก และต้องถือเป็นอันตรายถึงชีวิต เหตุการณ์ล่าสุดของผลกระทบร้ายแรงจากการกัดกร่อนเกิดขึ้นที่ Champlain Towers South ซึ่งเป็นคอนโดมิเนียมริมทะเล ในย่านชานเมืองไมอามีของ Surfside รัฐฟลอริดา ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อเดือนมิถุนายน 24, 98. เหตุการณ์ดังกล่าวได้รับการยืนยันว่ามีผู้เสียชีวิต 98 บุคคล ปัจจัยสนับสนุนหลักที่ระบุไว้สำหรับการเสื่อมสภาพในระยะยาวของโครงสร้างรองรับคอนกรีตเสริมเหล็กคือการกัดกร่อนของเหล็กเสริมแรง การกัดกร่อนในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก นอกจากผลกระทบทางโครงสร้างและผลกระทบร้ายแรงแล้ว ผลกระทบของการกัดกร่อนยังสามารถกำหนดได้ในแง่เศรษฐศาสตร์อีกด้วย การกัดกร่อนของเหล็กในโครงสร้างทำให้เกิดความสูญเสียอย่างมากต่อสังคมอันเนื่องมาจากความจำเป็นในการบำรุงรักษาและซ่อมแซม โครงสร้างคอนกรีตในสัดส่วนที่มีนัยสำคัญขาดโครงสร้างอันเนื่องมาจากการกัดกร่อน และต้องได้รับการซ่อมแซมและฟื้นฟูเพื่อให้มีสมรรถนะการทำงานและโครงสร้างกลับคืนมา ค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมและฟื้นฟูนี้มีส่วนทำให้เกิดต้นทุนการกัดกร่อนโดยตรง นอกจากนี้ ต้นทุนทางอ้อมซึ่งรวมถึงการสูญเสียผลิตภาพ ความล่าช้าของการจราจร ฯลฯ จะประมาณ เท่าของต้นทุนโดยตรงของการกัดกร่อน ตามรายงานของ NACE สะพานคอนกรีตประมาณ 15% รวมถึงสะพานทั่วไปและสะพานอัดแรงที่สร้างขึ้นนั้นขาดโครงสร้างเนื่องจากการกัดกร่อน ต้นทุนโดยตรงของการกัดกร่อนทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ $15 พันล้านในหนึ่งปี ดังนั้นยอดรวมของต้นทุนการกัดกร่อนทั้งทางตรงและทางอ้อมจึงเกินจีดีพีของโลกถึงสามเท่า โครงสร้างที่สร้างขึ้นใหม่ส่วนใหญ่คาดว่าจะเกิดการผุกร่อนในอนาคตอันใกล้นี้ การกัดกร่อนส่งผลต่อความแข็งแรง ความแข็ง และความเสถียรของโครงสร้าง RC และด้วยเหตุนี้ ความปลอดภัยและความสามารถในการซ่อมบำรุง เมื่อรวมกับผลกระทบทางโครงสร้างและผลร้ายแรง การกัดกร่อนจะเพิ่มต้นทุนที่เกี่ยวข้องด้วย ดังนั้นการปกป้องโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กและการยืดอายุการใช้งานของโครงสร้างจึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ มีการใช้เทคนิคการป้องกันต่างๆ เพื่อลดการกัดกร่อนของเหล็กเสริมในโครงสร้างคอนกรีต เช่น การใช้แผ่นปะซ่อม การเคลือบป้องกัน วิธีกระแสประทับใจ และแอโนดบูชายัญ อย่างไรก็ตาม มีการวิจัยอย่างจำกัดเกี่ยวกับเทคนิคการป้องกันเหล่านี้และผลกระทบต่อการกัดกร่อนของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กแบบเรียลไทม์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการทำงานที่มีระเบียบมากขึ้นเพื่อตรวจสอบวิธีการป้องกันโครงสร้างจากการกัดกร่อน เกี่ยวกับผู้แต่ง: Dhanya BS, รองศาสตราจารย์, ภาควิชาวิศวกรรมโยธา, Rajiv Gandhi Institute of Technology, Kottayam, Kerala Arya EK Doctoral Research Scholar, ภาควิชาวิศวกรรมโยธา, Rajiv Gandhi Institute of Technology, Kottayam, Kerala

  • บ้าน
  • วัสดุตกแต่งภายใน
  • Related Articles

    Back to top button