آيا از استفاده آرماتورهاي زنگ زده  در بتن بايد اجتناب نمود ؟

ميزان مجاز زنگ زدگي ميلگرد جهت استفاده در بتن چقدر است؟

بر خلاف تصور عامه (و قشر عظيمي از مهندسين ما) زنگ زدگي آرماتورها به هيچ عنوان باعث كاهش چسبندگي بتن با فولاد نمي شود.

آيين نامه بتن ايران (آبا) در مورد زنگ زدگي مي نويسد:

4-8-1 ميلگردهاي فولادي را بايد در محلهاي تميز و عاري از رطوبت انبار كرد تا از زنگ زدگي و كثيف شدن سطح آنها جلوگيري گردد.

4-8-2 ميلگردهايي كه تا حد پوسته شدن زنگ زده باشند بويژه ميلگردهايي كه بطور موضعي و عميق دچار خوردگي شده اند، بدون انجام آزمايش و حصول اطمينان از انطباق مشخصه هاي آنها با مشخصه هاي مورد نظر و در نظر گرفتن كاهش احتمالي سطح مقطع ، قابل استفاده در بتن آرمه نمي باشند.

بنابراين مطابق آيين نامه بتن ايران در صورتي كه زنگ زدگي منجر به پوسته شدن و يا خوردگي عميق نشده باشند مصرف آرماتور در بتن بلامانع است.

دراين دومورد ممنوعيت نيز بحث بر سر آن است كه آيا ميزان كاهش سطح مقطع منجر به كمتر شدن ميزان سطح مقطع مورد نياز در طراحي شده است يا خير؟

بسياري از اعمال نظر هاي سليقه اي مربوط به بند اول ميشود كه در آن تاكيد شده بايد از زنگ زدگي ميلگرد جلوگيري  نمود.  اما همانگونه كه مشاهده ميشود ،حكم ممنوعيت مصرف تنها براي ميلگردهاي پوسيده صادر ميگردد.

این آیین نامه در فصل هشتم خود میگوید:

8-1-4-4 : میلگردها نباید در معرض هیچگونه آلودگی با اثر زیان آور بر چسبندگی آنها از قبیل گل، روغن و سایر پوششهای غیر فلزی مضر قرار گیرند.

این بند در خصوص زنگ زدگی صحبت نمیکند لیکن به عنوان یک قاعده کلی میگوید: میلگرد"نباید در معرض هیچ نوع آلودگی با اثر زیان آور بر چسبندگی" قرار گیرد. اما آیا زنگ زدگی کامل قشر رویه آرماتور موجب کاهش چسبندگی می گردد . در ظاهر بله اما به نظر میرسد که آزمایشات صورت گرفته بر روی آرماتور های زنگ زده خلاف این نظر را دارند. که در ادامه به بررسی و بازگوی پاره ای از این آزمایشات خواهیم پرداخت.

آیین نامه بتن ایران "آبا" در فصل هشتم آورده است:

8-1-4-5 : میلگردها نباید در معرض خوردگی ، به میزانی که به کاهش سطح آنها منجر شود قرار گیرد.

در این بند آیین نامه به صراحت معیاری برای "نباید" خود بیان کرده است.

مشکل اینجاست که مرسوم شده با مشاهده آرماتورهایی که سطح رویه آنها دچار زنگ زدگی گردیده از برس کشی و در مواردی که زنگ منجر به پوسیدگی شده باشد سند پلاست را لازم میدانند . گرچه مورد دوم مطابق مقررات و الزامی است لیکن برای آرماتور زنگ زده ، برس نزدن بهتر از برس زدن است.

دومین مرجع تصمیم گیری در خصوص بتن، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان میباشد.

در زیر بررسی میکنیم که آیا این مبحث استفاده از آرماتور زنگ زده را ممنوع ساخته است؟

فصل چهارم این مبحث نهم می نویسد:

9-4-13-1 : ميلگردهاي فولادي را بايد در محلهاي تميز و عاري از رطوبت و گل وخاک و سایر آلودگی ها نگهداری کرد تا از زنگ زدگي و كثيف شدن سطح آنها جلوگيري شود.

همانگونه که مشاهده میشود این بند تکرار تلفیق دو بند 4-8-1 و 8-1-4-4 آیین نامه آبا می باشد. و مطلب تازه ای ندارد.

9-4-13-3: میلگردهای پوسته شده باید ماسه پاشی و پس از برآوردن ضوابط مذکور در بندهای 9-4-7 و 9-4-8 مصرف شود ، رفع پوسته ها با استفاده از برس سیمی و سایر روشهای مشابه مجاز نیست.

9-4-8-2 : در مورد میلگرد هایی که تا حد پوسته شدن زنگ زده باشد به ویژه میلگرد هایی که به طور موضعی و عمیق دچار خوردگی شده باشند باید پس از ماسه پاشی آزمایشات (الف) و (ب) بر روی نمونه های آنها انجام شود.

الف)آزمایش و کنترل مجدد موارد مذکور در بندهای 1 تا 5 فوق.(بند های 1 تا 5 مربوط به مشخصات مکانیکی میلگردها می باشد.

ب)اندازه گیری مجدد قطر اسمی میلگردها و مطابقت آن با رواداریهای مذکور در استاندارد 3132 ملی ایران.

همانگونه که مشاهده می شود مبحث نهم نیز ممنوعیتی برای استفاده از آرماتورهایی که به طور سطحی زنگ زده اند قایل نشده است.

اما چرا آیین نامه استفاده از آرماتورهای زنگ رده را ممنوع نکرده است؟

توضيح زير از كتاب "دستنامه اجراي بتن" ¹   جهت روشن كردن مطلب انتخاب شده است:

" 3-5 حمل و انبار كردن آرماتورها

آرماتورها بايد به روشي حمل و انبار شوند كه دچار خميدگي در خارج از صفحه شكل داده شده نگردند. آنها نبايد مستقيما روي زمين انبار شوند.انبار كردن آرماتورهاي فولادي در فضاي باز باعث زنگ زدگي آنها در بيشتر موارد ميشود. مناسب بودن آرماتورهاي زنگ زده موضوع بحث برانگيزي طي سالهاي گذشته بوده است.

مطالعات انجام شده تا سال 1920 نشان مي دادند كه يك لايه نازك زنگ يا پوسته اكسيدي محكم به جاي اثرات زيان آور بر روي چسبندگي بين فولاد و بتن ، عملا باعث بهبود خواص چسبندگي  فولاد مي گردد.

پس از جنگ جهاني دو سري مطالعات اساسي نتيجه مذكور را مورد تاييد قرار داد.B.R.C.A  آمريكا مجموعه وسيعي از آزمايشات انجام داده و به اين نتيجه دست يافت كه حمل ونقل معمولي به خودي خود تمهيد كافي براي آرماتور با سطح زنگ زده است و عملياتي چون ماسه پاشي ، برس زدن آرماتور يا تميز كردن توسط كرباس باعث ايجاد سطح چسبندگي بهتر نخواهد شد. 

آزمايشات انجام شده در دانشگاه ويرجينياي غربي نيز تاييد نمود كه زنگ آرماتورها اثر معكوس بر روي چسبندگي ندارد.

هنگامي كه آرماتور به نحو بسيار بدي زنگ زده باشند، سطح مقطع عرضي ممكن است به ميزاني كاهش يافته باشد كه آرماتورها جهت استفاده مناسب نباشند. اين امر را ميتوان با تميز كردن و وزن نمودن يك قطعه از آرماتور جهت اطمينان از براورده شدن مشخصات كنترل نمود.