مناقشة - مشكلات بخصوص تآكل حديد التسليح

mecheil.edwar

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
6 سبتمبر 2009
المشاركات
2,421
مجموع الإعجابات
3,134
النقاط
113
المهندس القدير أمين الزريقي

لقد ناقشت معكم بعض الأفكار حول مشكلات صدأ حديد التسليح ولكن كان عنوان الموضوع لا يؤشر على محتوي هذه المناقشة بشكل صحيح ...

لذلك أردت عمل موضوع مستقل بعنوان يؤشر على نفس سياق الموضوع حتى نستفيد جميعا فيم بعد بالرجوع لمشاركاتك القيمة

وبعد إذنك سأقوم بإقتباس مشاركاتك السابقة ودمجها هنا تحت العنوان الصحيح للموضوع

تقبل خالص تحياتى
 

مواضيع مماثلة

mecheil.edwar

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
6 سبتمبر 2009
المشاركات
2,421
مجموع الإعجابات
3,134
النقاط
113
السؤال الأول :

أولا عند تعرض الحديد للصدء هل يمكن أستخدام ال sand palsting للتنظيف وما هي شروط الكود للحكم على أن الحديد فى حالة صدء

السؤال الثانى :

ثانيا هل لابد من مراجعة الحسابات الإنشائية وتقليل أقطار الأسياخ التى تعرضت للصدء فمثلا لو لدينا أقطار 12مم وتعرضت للصدء فيمكن تقدير 1مم صدء ونقوم بمراجعة التصميم على أساس 11مم
وهل هنالك مرجع لذلك
 

mecheil.edwar

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
6 سبتمبر 2009
المشاركات
2,421
مجموع الإعجابات
3,134
النقاط
113
وكانت إجابة المهندس القدير أمين الزريقي كالتالي :
السلام عليكم

تحية للجميع وشكرا على ثقتك واود ان ارفق دليلا guide يمكن الاعتماد عليه كونه صادرا عن جهة ذات مصداقية وعلاقة وثيقة بالمسالة التي نحن بصددها و غالبا ما تكون مصدرا للاحتكاكات والمماحكات احيانا في المواقع بين العاملين في المشاريع الانشائية التي لا غنى فيها عن حديد التسليح.

في الدليل اتوقع ان تكون تكون الاجابة فيه وافية حول معظم المسائل التي طرحتها كموضوع (يستحق) النقاش , اقول هذا لانني لم اقرأه بكامله بعد. وعموما لدي ردود حول الاسئلة نابعة من معلوماتي السابقة والحوارات التي حصلت في ظروف العمل والتي اتوقع ان كلا منا قد مر بها بشكل او بآخر وآمل ان اضعها في مشاركة اخرى لاحقة .

واشكرك مرة اخرى .
 

mecheil.edwar

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
6 سبتمبر 2009
المشاركات
2,421
مجموع الإعجابات
3,134
النقاط
113
المرجع الذي أشار إليه المهندس القدير أمين الزريقي موجود بالرابط التالى المشاركة رقم #9

http://www.arab-eng.org/vb/t235585.html#post3457655

كما أنه هنالك كتابان أرفقهما موجودان بالمشاركة رقم #7 بنفس الرابط
 

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
السؤال الأول :

أولا عند تعرض الحديد للصدأ هل يمكن أستخدام ال sand-blasting للتنظيف وما هي شروط الكود للحكم على أن الحديد فى حالة صدأ ؟






السؤال الثانى :

ثانيا هل لابد من مراجعة الحسابات الإنشائية وتقليل أقطار الأسياخ التى تعرضت للصدء فمثلا لو لدينا أقطار 12مم وتعرضت للصدء فيمكن تقدير 1مم صدء ونقوم بمراجعة التصميم على أساس 11مم
وهل هنالك مرجع لذلك


السلام عليكم :

يتم عادة استخدام السفع الرملي sandblasting لازالة الصدأ او لتنظيف الحديد من طرطشة الخرسانة اثناء الصب كما يحدث عند صب عنصر خرساني على مرحلتين مثلا. ولكن قد يكون التنظيف بالفرشاة المعدنية كافيا في اغلب الاحوال.

بالنسبة للشق الثاني من السؤال اعتقد انه لا يوجد في الكود ولنأخذ الكود الامريكي ِشروط معينة للحكم ان الحديد في حالة صدأ غير انه كما يظهر في المرفق الاخير ما يشير الى طريقة التعامل مع الحديد الذي اكتسى بشيء من الصدأ الذي عادة ما يصيب الحديد نتيجة تخزينه مكشوفا في العراء فالفقرة 7.4.2 من الكود ACI 318-08 تقول ان الصدأ لا يجب ان يكون سببا في رفض الحديد ما دام يحقق متطلبات المواصغة ASTM 615 والتي ارفقت الجزء المتعلق منها بالصدأ item 12.2 وكذلك فيما يتعلق بحدود السماح في التغيرات الوزنية في البند 11.1 :
(Permissible Variation in Weight(Mass


1472980676511.png



بالنسبة للسؤال الثاني من هذا النقاش :

اعتقد مرة اخرى ان الكود والمواصفة المذكورين سابقا يحددان شروط قبول الحديد عموما باعتبار ان الصدأ حالة يمكن قبولها ولا يجب ان تكون سببا للرفض ولذلك يعامل الحديد كما تعامل اي طلبية حديد يتم الحكم على اقطار الحديد بحيث لا يقل القطر عن نسبة معينة بحدود 94% كما في المواصفة ASTM الظاهرة . وبالتالي اذا زاد التفاوت عن ذلك يرفض .



1472981855961.png

1472984046571.png
 
التعديل الأخير:

mecheil.edwar

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
6 سبتمبر 2009
المشاركات
2,421
مجموع الإعجابات
3,134
النقاط
113
خبرات من ذهب
بارك الله فيك مهندس أمين وأشكرك جزيل الشكر على هذه الشروحات القيمة
تقبل منى خالص التحية
 

mecheil.edwar

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
6 سبتمبر 2009
المشاركات
2,421
مجموع الإعجابات
3,134
النقاط
113

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
السلام عليكم

شكرا للزميل العزيز ميشيل ادوار على التذكير ببعض المواضيع السابق بحثها في هذا المنتدى ومنها هذا الموضوع .
لدي هذا المقال من موقع The Constructor و هو يتعلق بموضوع تآكل الحديد المستخدم في تسليح الخرسانة وهو موضوع قريب من موضوعنا و عنوان هذه المقالة هو التالي:
Corrosion of Steel Reinforcement in Concrete
Causes and Damages to Concrete


ان تآكل حديد التسليح في الخرسانة مسألة معقدة, بالاساس هي تفاعل كهرو كيميائي شبيه لعمل البطارية البسيطة. ان تركيب الحديد الطري يتغير على مدى امتداده و يمكن تحديد مواضع متعددةيكون فيها الجهد الكهربائي سالبا (آنودي ) ومواضع يكون فيها موجبا (كاثودي بشحنة موجبة).
The corrosion of steel reinforcement in concrete is complex, but basically it is an electro-chemical reaction similar to that of a simple battery. The composition of mild steel varies along its length and potential anodic (more negatively charged) and cathodic
positively charged) sites can be set up at various points)
clip_image0022.jpg




منذ قديم الزمان (days of yore) تلك الايام التي انشئت فيها الاهرامات العظيمة في مصر والحدائق المعلقة في بابل , والجنس البشري في بحث مستمر عن مادة انشاء تستطيع تحمل اقسى العوامل الطبيعية لا تحتاج الى اية صيانة. وجد الانسان اخيرا ضالته في في المادة العجيبة المسماه الاسمنت البورتلاندي. From the days of yore when the great pyramids of Egypt or the Hanging Garden of Babylon, were constructed, mankind were in search of a construction material that can withstand the vagaries of nature, without any maintenance. In quest of such material, mankind ultimately found a wonder material ‘Portland Cement’

على مدى المئة وخمسين عاما الاخيرة , استخدمت الخرسانة الاسمنتية (للتوضيح يستخدم الهنود دائما مصطلح RCC reinforced cement concrete لتمييز الخرسانة المسلحة RC المعروفة عن الخلطات الاسفلتية التي يسمونها في كتاباتهم الخرسانة الاسفلتية) على نطاق واسع في المنشآت التي طالما حلم بها او تخيلها متوهمين (خطأً) ان هذه المادة ستدوم الى الابد. ان معظم الانهيارات او حالات الفشل في اداء هذه المنشآت للوظائف المطلوبة منها عائد اساساً الى النقص في فهم تأئيرات العوامل البيئية اضافة الى النقص في اجراءات الصيانة النظامية المنهجية والقائمة على اساس علمي.
For the last one and a half century, cement concrete has been extensively used for various structures which man could dream or conceive of with the misconception that they will last forever. Most of the failures or non functioning of the structure to its desired service condition is mainly attributed to the lack of understanding of the environmental condition and lack of proper, systematic and scientific maintenance
ان ثروات قومية كبرى قد تكونت من خلال اعمال الانشاء, التي تقوم بدور حيوي في عملية التنمية الاقتصادية. انها تمثل حلقة سابقة وعلامة بارزة في مسيرة التطور لاي امة من الامم.
Valuable assets of a country are created through construction. Construction plays a vital role in economic development. It is a forerunner activity and hallmark of development process of any nation

للمقالة بقية......
 
التعديل الأخير:

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113



رغم ان حديد التسليح الذي يستخدم في الخرسانة المسلحة يسد نقص الخرسانة ويعوض عن ضعفها في مقاومة اجهادات الشد , لكنه من ناحية اخرى يضعف ديمومة الخرسانة ويقلل من عمرها بسبب قابليته العالية للتآكل .
Steel reinforcement which is used in RCC, though on one side complements the concrete for
its weakness in tension (tensile stress), it also impairs the durability and longevity of concrete, due to its proneness to corrosion
لقد انتشرت عمليات الاصلاح والترميم للمنشآت ألخرسانية في الفترة الاخيرة انتشار عمليات الانشاء نفسها على طول العالم عرضه و وما ذلك الا بسبب التدهور الذي يصيب تلك المنشآت بفعل تآكل حديد التسليح المدفون داخل الخرسانة.
Repairs and rehabilitation of concrete structures, which of late has become an activity comparable to construction itself worldwide, is mostly because deterioration of concrete due to corrosion of embedded steel

في بداية القرن العشرين عندما اصبح الانشاء بالخرسانة المسلحة واسع الاستخدام واخذ يحل بدل المواد التي كانت سائدة عندئذ مثل الخشب والاحجار و الطوب والمقاطع الحديدية الخ ., كان العمر المتوقع للمنشآت من الخرسانة المسلحة بحدود المائة عام . لكن مع نهاية القرن وجدنا ان تلك التوقعات كانت خاطئة وللسخرية فان مباني حديثة لم يمض عليها اكثر من 20 الى 25 سنة كانت تعاني من تدهور وخراب شديد.
In the earlier part of this century when the Reinforced Concrete Construction began to be widely used, replacing almost completely the hitherto used construction materials viz. Timber, (stone) Masonry and steel sections etc., the life expectation of the R. C. structures was of the order of 100 years. However, at the turn of century we find these expectations belied and ironically newer constructions say 20 to 25 years old, show serious deterioration and distress
لقد اصبحت ديمومة الخرسانة موضوعا للبحث والدراسة بصورة واسعة عالمياً. وعلى الرغم من وجود عناصر كثيرة مؤثرة في تدهور المنشآت الخرسانية المسلحة لكن المشاهد ان غالبية الحالات كانت بفعل تآكل حديد التسليح. يبدو تآكل الحديد كظاهرة واسعة الانتشار تسبب خرابا شديدا لكافة انواع المنشآت في كل اقطار العالم واصبح من الممكن ان ندعوها سرطان الخرسانة.
The durability of concrete has become a highly discussed topic in global development. Even though several factors are responsible for early distress in reinforced concrete structures it is observed that in majority of cases, it is because of the corrosion of steel The corrosion seems to be an all-pervasive phenomenon causing widespread destruction of all types of structures in all countries across the world and has come to be termed as ‘Cancer’ for concrete
في الحالة المثالية يمكن القول ان الخرسانة الجيدة من المفروض ان توفر حماية كافية للحديد المدفون , وذلك بسبب المحيط القلوي حيث (درجة الحموضة ph تصل الى 12.5 ) في الخرسانة الطازجة تشكل غطاءً حاميا لسطح الحديد المدفون داخلها ويمنع حدوث تآكل اضافي.
Ideally speaking, a good concrete is supposed to provide adequate protection to the embedded steel. This is due to the protective alkaline environment (pH value as high as 12.5) provided by fresh concrete resulting in formation of protective coating on the surface of the steel, which passivates it from further corrosion
مع ذلك وبمرور الوقت , وبسبب ظاهرة الكربنة او دخول ايونات الكلوريد فان قيمة درجة الحموضة pH تبدأ بالانخفاض ببطءٍ وتتلاشى القلوية المحيطة بقضبان التسليح حتى تنتهي وهذا نذير ببدء عملية التآكل التي تسبب بدورها الشروخ وتقشر سطح الخرسانة. وهكذا يتأكد ان العامل الجوهري الذي يحدد جودة وديمومة الخرسانة هو مدى كتامتها , و التي يمكن تحقيقها بتوفير محتوى اسمنتي كاف , نسبة منخفضة من الماء الى الاسمنت w/c , عملية دمك مكتمل اضافة الى المعالجة الفعالة. كما يمكن تحسين فرص الحصول على كتامة تامة الاستخدام الامثل للمضافات وزيادة الغطاء الخرساني للحديد.
However, over the passage of time, due to carbonation or ingress of chloride ions, pH value starts declining slowly and alkaline surrounding of the reinforcement bar is lost, heralding the corrosion process, which in turn causes cracks and spalling of concrete. It would thus be realized that the crucial factor giving quality and durability of concrete appears to be its impermeability, which can be ensured by providing sufficient cement content, low w/c ratio, complete compaction and curing. The same can be further improved by using proper admixtures and providing increased concrete cover

للترجمة بقية .....

 

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
مع ذلك فان كل هذه الاجراءات من الصعب تحقيقها في الواقع بشكل كامل اولا , وثانياً لم تكن تلك الاجراءات نفسها جيدة بما يكفي لمقاومة الظروف شديدة القسوة. وهكذا اصبح من الضروري توفير حماية اضافية لحديد التسليح, خصوصا بسبب التآكل الذي يسببه الكلوريد(وهذا اشد خطورة من التآكل بسبب الكربنة) والذي يمكن ان يتطور حتى في الخرسانة ذات الجودة العالية.

However, these measures are firstly difficult to realize in practice fully and secondly the same are not found good enough in aggressive environment. Thus, it becomes necessary to provide additional protection to reinforcement steel, especially because of chloride induced corrosion (worse than carbonation corrosion) which can develop even in good quality concrete​

ان اغلب التدهور الحاصل في المنشآت الخرسانية المسلحة يحدث اساساً بسبب تآكل حديد التسليح. وعليه, فانه من اجل الحصول على ديمومة عالية في المنشآت سواءً الجديدة او تلك التي يتم ترميمها يجب فهم عملية الـتآكل من الناحية التقنية.
Most of the deterioration of RCC structures is mainly due to corrosion of reinforcement. Therefore, basic understanding of corrosion technology for both durability of structure and rehabilitation work is a must
ان الحديد المدفون في عجينة الاسمنت الطرية يشكل طبقة خامدة ورقيقة من الاكسيد الذي يلتصق بقوة مع الحديد تعطيه حماية كاملة من التفاعل مع الاكسجين والماء, بمعنى حماية من الصدأ والتآكل. وهنا يكون الحديد في حالة من الخمود (الكيميائي) .

Steel embedded in hydrating cement paste rapidly forms a thin passivity layer of oxide which strongly adheres to the underlying steel and gives it complete protection from reaction with oxygen and water, that is from formation of rust or corrosion. This state of the steel is known as passivation

ان الوقاية التي توفرها حالة الخمود الكيميائي مشروطة بتوفر درجة حموضة عالية pH للماء في المسامات الملاصقة للطبقة الخامدة . وهكذا عندما تصل الحموضة المنخفضة الى جوار سطح حديد التسليح, تبدأ طبقة الحماية الرقيقة film من الاكسيد بالزوال ويمكن ان يبدأ التآكل بالحدوث , بشرط توفر الاكسجين و الرطوبة اللازمين للتفاعل .

Maintenance of passivation is conditional on an adequately high pH of the pore water in contact with the passivating layer. Thus, when the low pH front reaches the vicinity of the surface of the reinforcing steel, the protective oxide film is removed and corrosion can take place, provided oxygen and moisture necessary for the reactions of corrosion are present
للمقالة تكملة ..

 
التعديل الأخير:

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113


مسببات تآكل حديد التسليح في الخرسانة

Causes of Corrosion of Steel Reinforcement in Concrete
ان تآكل الحديد في الخرسانة هو عملية تفاعل كيميائي كهربائي. ان امكانية هذا التفاعل لتكوين خلايا التآكل يمكن ان تتولد بطريقتين:
أ- خلايا يمكن ان تتشكل عندما يتم طمر معدنين غيرمتشابهين في الخرسانة مثل قضبان التسليح ومواسير المنيوم للخدمات (لتمرير اسلاك الكهرباء مثلا) , او عندما او عند حصول تغير جوهري في خصائص السطح للحديد.
ب- خلايا تركيز يمكن يمكن ان تتشكل بسبب اختلافات في تركيز الايونات المنحلة قرب الحديد , مثل القلويات , الكلوريدات والاكسجين.

Corrosion of steel in concrete is an electrochemical process. The electrochemical potentials to form the corrosion cells may be generated in two ways
(a) Composition cells may be formed when two dissimilar metals are embedded in concrete, such as steel rebars and aluminum conduit pipes, or when significant variations exist in surface characteristics of the steel
(b) Concentration cells may be formed due to differences in concentration of dissolved ions near steel, such as alkalies, chlorides, and oxygen​
 
التعديل الأخير:

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
ان الاختلافات في الجهود الكهرو-كيميائية يمكن ان تحدث نتيجة اختلاف البيئة المحيطة بالخرسانة. تتكون خلايا كهرو كيميائية ايضا بفعل التغير في تركيز الاملاح في مياه المسام او عدم الانتظام في وصول الاكسجين. وهكذا , فان احد المعدنين ( او بعض اجزاء المعدن عندما لا يوجد سوى معدن واحد فقط -الحديد) يصبح ذا شحنه سالبة والاخر يصبح ذا شحنة موجبة . وتكون التغيرات الكيماوية الاساسية الحادثة في مناطق القطبية السالبة و الموجبة كما يلي:

عندما توجد فروقات في الجهود الكهربائية على طول العنصر الحديدي في الخرسانة تتكون خلية كهروكيماوية حيث تتكون مناطق سالبة(ىنودية) وموجبة(كاثودية) , متصلة معا بواسطة الالكترلايت (الوسط المنحل كهربائياً) وهو عبارة عن الماء المسامي في العجينة الاسمنتية المتصلبة.​


The differences in electrochemical potential can arise from differences in the environment of
the concrete. Electrochemical cells form also due to a variation in salt concentration in the pore water or due to a non-uniform access to oxygen
(Thus, one of the two metals (or some parts of the metal when only one metal is present

becomes anodic and the other cathodic. The fundamental chemical changes occurring at the anodic and cathodic areas are as follows
When there exists a difference in electrical potential along the steel in concrete, an electrochemical cell is set up: there form anodic and cathodic regions, connected by the electrolyte in the form of the pore water in the hardened cement paste​
 

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
ان الايونات الحديد موجبة الشحنة ++F عند القطب الموجب تنتقل من خلال محلول بينما الالكترونات الحرة سالبة الشحنة تنتقل من خلال الحديد الى القطب السالب حيث يتم امتصاصها بواسطة مكونات الالكترولايت (مركب او سائل كيميائي موصل للكهرباء) , وتتحد مع الماء والاكسجين لتكون ايونات الهيدروكسيل -(OH) . وهذه تنتقل خلال الهيدروكسيل وتتحد مع ايونات الحديد لتكوين هيدروكسيد حديدي ليتحول لاحقا بواسطة الاكسدة اللاحقة و يتكون بالتالي الصدأ.


The positively charged ferrous ions Fe++ at the anode pass into solution while the negatively charged free electrons e– pass through the steel into the cathode where they are absorbed by the constituents of the electrolyte and combine with water and oxygen to form hydroxyl ions (OH)–. These travels through the electrolyte and combine with the ferrous ions to form ferric hydroxide which is converted by further oxidation to rust. The reactions involved are as follows:
Anodic reactions:
Fe -> Fe++ + 2e–
Fe++ + 2(OH)– -> Fe(OH)2 (ferrous hydroxide)
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 -> 4Fe(OH)3 (ferric hydroxide)
(Water) (Air) 2Fe(OH)3 -> Fe2 × O3 × H2O + 2H2O — Hydrated ferric oxide (rust).
Cathodic reaction:
4e– + O2 + 2H2O -> 4(OH)–
وهكذا يمكن رؤية الاكسجين يتم استهلاكه بينما الماء يعاد تولده وهذا مطلوب من اجل استمرار هذه العملية. هكذا يتضح ان التآكل لا يحدث في الخرسانة الجافة و ربما تحت حد معين من الرطوبة النسبية 60% , وكذلك لا تآكل في حالة غمر الخرسانة الكامل في الماء, باستثناء الحالة التي يتسلل فيها الاكسجين الى الماء بواسط حركة الامواج على سبيل المثال.
It can be seen that oxygen is consumed and water is regenerated but it is needed for the process to continue. Thus, there is no corrosion in, dry concrete, probably below a relative humidity of 60 percent; nor is there corrosion in concrete fully immersed in water, except when water can entrain air, for example by wave action
ان تكون الصدأ بفعل في المعدن الحديدي يكون مصحوباً بزيادة في الحجم , والذي قد يصل الى 600% (اعتماداً على حالة التأكسد) من حجم المعدن الاصلي. وهذه الزيادة الحجمية يعتقد انها السبب الرئيسي في تمدد الخرسانة وحوث التشقق. يجب ملاحظة ان التفاعل عند القطب السالب شاملا عملية التأين للحديد لن تتطور كثيرا بدون سريان الالكترونات الى القطب الموجب . لهذا فان وجود الهواء والماء على سطح القطب الموجب ضروري للغاية.​
The transformation of metallic iron to rust is accompanied by an increase in volume, which depending on the state of oxidation, may be as large as 600 percent of the original metal. This volume increase is believed to be the principal cause of concrete expansion and cracking. It should be noted that the anodic reaction involving ionization of metallic iron will not progress far unless the electron flow to the cathode is maintained by consumption of the electrons at the cathode; for this the presence of both air and water at the surface of the cathode is absolutely necessary
في غياب ايونات الكلوريد في المحلول , فان الطبقة الرقيقة الواقية للحديد تشير الدراسات الى انها تبقى ثابتة ما دامت درجة الحموضة فوق 11.5.
In the absence of chloride ions in the solution, the protective film on steel is reported to be
11.5 stable if the pH of the solution stays above
 

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
عادة فان هناك قدراً كافياً من القلوية في النظام لحفظ الحموضة pH فوق 12. وفي ظروف استثنائية ( عندما تكون الخرسانة ذات نفاذية عالية وتكون القلويات ومعظم هيدروكسيد الكالسيوم اما قد تعرضت للكربنة او تعادلت مع محلول حامضي), فقد تكون درجة الحموضة pH للخرسانة حول الحديد قد انخفضت تحت المقدار 11.5 , وهكذا يتم تدمير مناعة الحديد وتوضع الاسس لبدء عملية التآكل.
Normally there is sufficient alkalinity in the system to maintain the pH above 12. In exceptional conditions (e.g., when concrete has high permeability and alkalies and most of the calcium hydroxide are either carbonated or neutralized by an acidic solution), the pH of concrete near steel may be reduced to less than 11.5, thus destroying the passivity of steel and setting the stage for the corrosion process
في وجود ايونات الكلوريد واعتمادا على نسبة -Cl-/OH (اي نسبة شوارد الكلور الى شوارد الهيدروكسيد ) , فان الابحاث تشير الى امكانينة زوال طبقة الحماية الرقيقة حتى مع وجود درجة حموضة pH اعلى كثيرا من 11.5. ولذلك حتى يبدأ التآكل فان طبقة الخمول ( الحماية المحيطة بالحديد )يجب ان يتم اختراقها. وهذا يحدث بان تقوم ايونات الكلوريد بتفعيل سطح الحديد لتشكيل قطب سالب (آنود), ويصبح السطح الخامد قطبا موجباً.
In the presence of chloride ions, depending on the Cl– / OH– ratio, it is reported that the protective film may be destroyed even at pH values considerably above 11.5
For corrosion to be initiated, the passivity layer must be penetrated. Chloride ions activate the surface of the steel to form an anode, the passivated surface being the cathode. The reactions involved are as follows
وتكون التفاعلات الداخلة في المسألة كالتالي:
Fe++ + 2Cl– -> FeCl
FeCl2 + 2H2O -> Fe(OH)2 + 2HCl


 

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
Carbonation of Embedded Steel

من الملاحظ ان الحديد المدفون في الخرسانة في وسط شديد القلوية بقيمة حامضية pH اعلى من 9.5 لن يتعرض الى الصدأ . خلال مراحل تصلب (شك) الخرسانة , فان الاسمنت يبدأ بالتميه , وهذا التفاعل الكيميائي بين الاسمنت والماء في الخرسانة يكون هيدروكسيد الكالسيوم . وهذا ما يؤمن القلوية في الخرسانة , منتجا درجة حامضية pH تزيد عن 12.6 والتي تجعل من سطح الحديد سطحاً غير فعال (كيميائيأ ).
It is recognized that steel embedded in a heavily alkaline medium with pH values from 9 upwards will not rust. During the setting of concrete, cement begins to hydrate, this chemical reaction between cement and water in the concrete causes calcium hydroxide to be formed from the cement clinker. This ensures the concrete’s alkalinity, producing a pH value of more than 12.6 which renders the steel surface passive.
ان الحماية التي تتوفر هكذا للحديد من قلوية الخرسانة التي تؤدي الى جعل سطح الحديد خاملا( غير فعال) . وكذلك فما يتوفر من هيدروكسيد الكالسيوم هو رصيد كبير , لذلك لا داعي ان نتوقع ان وصول الماء الى حديد التسليح في الخرسانة سيؤدي بالضرورة الى حدوث التآكل, لذلك فان مجرد وجود شروخ صغيرة ( لغاية عرض 0.1 مم ) او خدوش في سطح الخرسانة لا يعني كذلك بالضرورة انه سيسبب حدوث ضرر بالخرسانة.
Protection of the reinforcement from corrosion is thus provided by the alkalinity of the concrete, which leads to passivation of the steel. The reserve of calcium hydroxide is very high, so there is no need to expect steel corrosion even when water penetrates to the reinforcement of the concrete. Because of this, even the occurrence of small cracks (up to 0.1 mm in width) or blemishes in the concrete need not necessarily lead to damage.





clip_image004.jpg


Fig: Carbonation leads to the general corrosion along the full length of the bar.


clip_image006.jpg

ان الصور اعلاه تبين العلامات الاولى لحدوث التآكل بصورة عامة في سطح الخرسانة المتشققة على طول خطوط حديد التسليح.
The above figure shows the first outward signs of general corrosion taking place is surface cracking of the concrete along the line of the steel.

clip_image008.jpg


يبين الشكل الظاهر اعلاه ان التآكل قد ابتدأ وان غطاء الخرسانة المغلف للحديد سيتقشر ويزول بصورة كاملة وان الحديد سيصبح مكشوفا تماماً.
The above fig. shows that as the corrosion proceeds, the concrete will spall away completely to expose the steel

للمقالة بقية .....
 
التعديل الأخير:

عمر عبدالله

عضو معروف
إنضم
30 سبتمبر 2011
المشاركات
877
مجموع الإعجابات
638
النقاط
93
xu2fcd14e6ocww1zg.jpg

صورة لايف لتاكل الحديد اخدتها للتو من سقف بلكونة المنزل الذي اقطنه :7:
 

المرفقات

  • xu2fcd14e6ocww1zg.jpg
    xu2fcd14e6ocww1zg.jpg
    92.6 KB · المشاهدات: 5

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
ان المؤثرات البيئية وخاصة اكسيد الكربون, تعمل على تخفيض قيمة درجة الحامضية pH (عملية التكربن) وهكذا تزيل تأثير الحماية (بفعل السلبية) وبالاضافة الى وجود الرطوبة فان النتيجة هي تآكل التسليح.

Environmental influences and carbon dioxide in particular, will reduce the concrete’s pH value (carbonation) and thus removed the passivating effect, in conjunction with existing humidity, the result is corrosion of the
reinforcement


التكربن هو هو الثر الناتج عن تفاعل ثاني اكسيد الكربون من الجو مع المكون القلوي في الخرسانة Ca(OH)2 بوجود النداوة محولة بذلك هايدروكسيد الكالسيوم الى CaCO3 . ومن المعلوم ان كربونات الكالسيوم قابلة نوعا ما للذوبان في الماء.





[FONT=&quot] [/FONT]Carbonation is the effect of CO2 from the atmosphere reacting with alkaline component in concrete Ca(OH)2 in the presence of moisture thereby converting the calcium hydroxide to CaCO3. The calcium carbonate
is slightly soluble in water



ان قيمة الحامضية في ماء المسامات تتراوح عموما بين 12.5 و 13.5 ولكن بسبب التكربن تنخفض الى ما دون 9. عليه, فان حديد التسليح لا يعود في مدى حماية طبقة الخمول ومن ثم يحصل التآكل. ويتسارع التآكل في وجود رطوبة اضافية مع الاكسجين.
Ca(OH)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2 H2O
عملية التكربن تستمر بعمق الغطاء الخرساني للحديد.
The pH value of the pore water is generally between 12.5 to 13.5 but due to carbonation the pH is reduced to less than 9. The reinforcement therefore is no longer in the passivating range and corrosion occurs. The corrosion is accelerated in the presence of further moisture and oxygen
Ca(OH)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2 H2O
The process of carbonation reaches the depth of cover
 

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
[h=3][/h]العوامل المؤثرة عل عمق التكربن هي:

-عمق الغطاء الخرساني
-نفاذية الخرسانة
-درجة الخرسانة(مقاومة الخرسانة)
-الزمن
-هل الخرسانة محمية او غير محمية
-المؤثرات البيئية

النتيجة النهائية هي حدوث الشروخ والتقشرات والتآكل.
:The factors influencing the depth of carbonation are


  • [*=left]Depth of cover
    [*=left]Permeability of concrete
    [*=left]Grade of concrete
    [*=left]Time
    [*=left]Whether the concrete is protected or unprotected
    [*=left]The environmental influences
The ultimate result cracking, spalling and corrosion

150304711212731.png
 

امين الزريقي

إستشاري الهندسة المدنية
إستشاري
إنضم
22 سبتمبر 2008
المشاركات
3,651
مجموع الإعجابات
4,938
النقاط
113
(يمكن اعتبار المشاركة السابقة ملغاة)
الكلوريدات
الكلوريدات هي مواد حامضية في طبيعتها ويمكن ان تأتي من مصادر مختلفة , واكثرها غالباً تأتي من الاملاح مانعة التجمد , استخدام الحصى البحري غير المغسول , الرش بمياه البحر و بعض انواع المضافات المسرعة للخرسانة ( هذه اصبحت الآن ممنوعة الاستخدام).
Chlorides

Chlorides are generally acidic in nature and can come from a number of different sources, the most common being, de-icing salts, use of unwashed marine aggregates, sea water spray, and certain accelerating admixtures (their use is now prohibited

بوجود الكلوريدات يحدث تآكل موضعي نقار لا يترافق دائما مع علامات تحذيرية مبكرة بان هناك احتمال لتشقق السطح. يكون التآكل بسبب الكلوريدات اكثر خطورة من الـتآكل الناتج عن الكربنة. ومثل كل الامور المتعلقة بديمومة الخرسانة فان التدهور بسبب تآكل الحديد يأخذ مدى زمنيا 5 الى 20 عاما ليظهر للعيان.
In the presence of chlorides localized pitting corrosion occurs which does not always have associated with it the early warning signs of surface cracking.Chlorides induced corrosion is potentially more dangerous than that resulting from carbonation. Like most of the aspects of concrete durability, deterioration due to corrosion of the
reinforcement can take place years (5 to 20) to manifest itself


العوامل المؤثرة على تآكل حديد التسليح
Factors Influencing Corrosion of Steel Reinforcement

ان العوامل التي تؤثر عموما على تآكل التسليح في الخرسانة المسلحة هي:
-درجة الحموضة
-الرطوبة
-الاكسجين
-الكربنة
-الكلوريدات
-درجة الحرارة المحيطة والرطوبة النسبية
-درجة شدة التعرض
-جودة مواد البناء
-جودة الخرسانة
-مقدار الغطاء الخرساني
-ظروف المعالجة الابتدائية
- تكون الشروخ
The factors which generally influence corrosion of reinforcement in RC structures are

  • pH value,
  • Moisture,
  • Oxygen,
  • Carbonation,
  • Chlorides,
  • Ambient temperature and relative humidity,
  • Severity of exposure,
  • Quality of construction materials,
  • Quality of concrete,
  • Cover to the reinforcement,
  • Initial curing conditions, and
  • Formation of cracks.
 
التعديل الأخير:
أعلى