كيفية حماية حديد التسليح من الصدأ

يشكل الصدأ أحد أكبر المشاكل التي تواجه حديد التسليح الذي يسبب تآكله وتخفيض مقاومته وإضعاف خواصه الفيزيائيّة، الأمر الذي ينتج عنه نتائج وخيمة ومدمّرة في بعض الأحيان التي قد تؤدي إلى انهدام المنشآت، ومع هذه المشاكل الكبيرة، تُعتبر حماية حديد التسليح من الصدأ تحديًا حقيقيًا للمهندسين في مواقع البناء.

يعرف معظمنا بأن الصدأ عبارة عن قشرة ذات لونٍ بني مائل إلى الأحمر يظهر على سطح المعادن المختلفة، ولكن من وجهة العلم فهذا التعريف ليس إلا عبارة عن مصطلح شائع متداول بين الناس للتعبير عن أكسدة الحديد والتآكل الذي يصيبه، في حين أنّ الصدأ من الناحية الكيميائيّة هو مركب أوكسيد الحديد الثلاثي ذو الصيغة Fe2O3.

يحدث تفاعل الأكسدة عند تعرّض الحديد لكل من الأوكسجين O₂ والماء H₂O لفترة طويلة وكافية لحدوث التفاعلات، وفي الحقيقة للصدأ أنواع مختلفة مثل التآكل وحدوث التجاويف أو الصدأ عن طريق تلامس معدن سليم مع آخر صدأ بالإضافة إلى صدأ الشقوق الذي يحدث في الأماكن الضيقة، ولكن قد يكون بعضها أكثر شيوعًا من البعض الآخر.

يمكن أن تساهم التغيرات في درجات الحرارة ومعدلات الرطوبة في زيادة حدوث الصدأ، كما أنّ للموقع الجغرافي تأثيرًا كبيرًا على حدوث الصدأ إذ يزداد حدوثه في الأماكن القريبة من البحر بسبب البيئة المالحة الذي يزيد من سرعة تفاعلات الأكسدة.

يُعتبر تآكل حديد التسليح المسبب الرئيسيّ لتلف العناصر الخرسانيّة المسلحة، فعند إصابة الحديد بالصدأ يزداد حجم قضبان التسليح وينتج عن هذا التمدد والزيادة في الحجم حدوث إجهادات شد إضافيّة في الخرسانة التي بدورها تؤدّي إلى تشقّق الخرسانة وتخريبها.

في الحقيقة، يتآكل ويصدأ حديد التسليح لأنه ليس فلزًا طبيعيًّا بل مكون من مزيج من الحديد والكربون وغيره من العناصر الأخرى لتشكيل الفولاذ بصورته النهائيّة، وحال الفولاذ كغيره من المعادن - باستثناء الذهب والبلاتين - غير مستقر من الناحية الديناميكيّة الحراريّة في ظل الظروف الجوية العادية، ولحدوث الصدأ يجب توفّر الظروف التالية:

يتوضّع حديد التسليح ضمن الخرسانة التي تلعب دور المحلول الإلكتروليتيّ وتتوفّر نقاط الاتصال المعدنيّة عن طريق أسلاك الربط أو الكراسيّ المعدنيّة أو من خلال حديد التسليح نفسه، وبذلك تتوفّر جميع الشروط المذكورة سابقًا ويحدث التآكل الذي يُعبّر عن عملية كهروكيميائيّة تتضمن انتقال الإلكترونات والأيونات ضمن المعدن والوسط المحيط به، حيث تفقد ذرات الحديد الإلكترونات وتتحوّل إلى أيونات الحديد وتتحرك نحو الخرسانة، ويُعرف هذا التفاعل باسم تفاعل الأكسدة الذي يحدث عند الأنود:

تتحد الإلكترونات مع الماء والأوكسجين في الخرسانة ويُطلق عليه تفاعل الاختزال الذي يحدث عند الكاثود:

وبسبب التنافر الكهربائيّ تتجه أيونات الحديد لتتفاعل مع الهيدروكسيد مشكلة بذلك صدأ الحديد:

تخزين حديد التسليح بشكل صحيح قبل استخدامه في البناء من الأمور الهامة التي تحمي الحديد من الصدأ وتحافظ على سلامته، وفيما يلي بعض النصائح التي تساعدك في حماية الحديد من الصدأ:

إذا كانت أسياخ الحديد صدئة فهي غير قابلة للاستخدام ضمن المنشأ ولكن توجد العديد من الطرق المتبعة في حماية ومعالجة حديد التسليح من الصدأ قبل صب الخرسانة، وبالطبع ذلك يعتمد على درجة الصدأ والتآكل في الحديد، وفيما يلي أبرز هذه الطرق: