الهندسة الإنشائية.. صدأ حديد التسليح وتأثيره على المنشآت بصفة خاصة

تهتم الدول الغربية بطرق حماية المنشآت ومعالجتها من صدأ حديد التسليح نظرا لكون هذه المشكلة اقتصادية بالمقام الأول.

ففي الولايات المتحدة الأمريكية حصرت تكلفة الصدأ السنوية في العقد السابق بحوالي 150 مليون دولار نتيجة لمشاكل الصدأ على المباني والجسور والتي تحدث في أمريكا وأوربا نتيجة إذابة الجليد باستخدام الملح.

وفي المملكة المتحدة تقدر تكلفة إصلاح الجسور نتيجة للصدأ في حديد التسليح بحوالي 616 مليون جنيه استرليني وهذا بإنجلترا وويلز فقط ( 1989م ) وهي فقط 10 % من إجمالي الجسور في المملكة المتحدة.

أما في المنطقة العربية وخاصة دول الخليج فإن المشكلة أعمق وأوسع نتيجة لنقص عمر المنشاة بسبب الصدأ والتكاليف العالية جدا لإعادة العمران, بالإضافة لتميز دول الخليج بارتفاع درجة الحرارة ونسبة الأملاح العالية ومشاكل المياه الجوفية وتأثيرها, كل هذه العوامل زادت من مشاكل حدوث صدأ الحديد في المنطقة بدرجة كبيرة جدا.

إذا من الواضح أن صدأ حديد التسليح في المنشآت الخرسانية يهدد الاستثمارات العقارية في الوطن العربي عامة ودول الخليج العربي بوجه خاص ويؤثر كثيرا في اقتصاد هذه الدول ويستنزف الكثير في أعمال الإصلاح والحماية للمنشآت العامة والخاصة, ولابد من استخدام أحدث الطرق لحماية وإصلاح المنشآت للمحافظة على الثروات الوطنية.

يتكون الصدأ بوجه عام نتيجة تعرض الحديد للهواء والماء، والخرسانة بطبيعتها مادة مسامية تحوي رطوبة ولذلك من الطبيعي حدوث صدأ للحديد بداخلها !!!.

لكن ليس بالضرورة حدوث الصدأ للحديد في الخرسانة لأن الخرسانة مادة قلوية وهي معاكسة للأحماض وبالتالي فإن الخرسانة تقوم بحماية الحديد من الصدأ بتكون طبقة قلوية كثيفة تمنع حدوث الصدأ (طبقة حماية سلبية).

ويحدث الصدأ نتيجة تكسير طبقة الحماية السلبية وظهور الصدأ على سطح حديد التسليح, يبدأ صدأ حديد التسليح في التكون من نقرة صغيره ( Pit Formation ) في السيخ ثم تزداد هذه النقر ويحدث اتحاد بينها مما يكون الصدأ العام.

وهناك أسباب أخرى لتكون الصدأ وهي البكتيريا وهي بالغالب موجودة بالتربة وتقوم بتحويل الأملاح والأحماض إلى حمض الكبريتيك الذي يهاجم الحديد ويسبب عملية الصدأ.

معدل الصدأ يرتبط بعوامل كثيرة ولكن في منطقتنا الرطوبة ودرجة الحرارة عوامل رئيسية ومؤثرة بدرجة كبيرة جدا في معدلات الصدأ، ولذلك يجب التحكم في تلك العوامل ليصبح معدل الصدأ قليل بحيث لا يسبب مشكلة كبيرة على المنشأة العقارية ..!!.

الوقاية خير من العلاج وإذا تم الحفاظ على المنشأة العقارية من التعرض للصدأ يكون ذلك آكثر واقعية وحفاظا على الثروة الوطنية.

ويتم تفادي صدأ حديد التسليح في الخرسانة بالتقيد بمواصفات التصميم والتنفيذ وبإتباع الكودات المختلفة الخاصة بتصميم القطاعات الخرسانية والتي تعمل على تقليل احتمالات حدوث الصدأ في حديد التسليح.

ومن العوامل المهمة في حماية المباني الخرسانية من صدأ حديد التسليح طريقة استخدام الخرسانة وتحديد محتوي الأسمنت والاهتمام بالمعالجات الخرسانية أثناء التنفيذ.

وهناك طرق مختلفة لحماية حديد التسليح من الصدأ من أهمها:

1. موانع الصدأ

وهي نوعين يعتمد النوع الأول علي حماية الطبقة السلبية حول حديد التسليح ويعتمد النوع الآخر علي منع توغل الأكسجين داخل الخرسانة .

2. استخدام الحديد المجلفن Galvanized Bar

ويعتبر الحديد المجلفن ذو كفاءه مناسبة خصوصا للمباني التي تتعرض للكربنة.

3. دهان حديد التسليح بالأبوكسي

هذه الطريقة أعطت نتائج إيجابية وخاصة لحديد التسليح المعرض لمياه البحر.

4.حديد ستنلس ستيل Stainless Steel

نظرا لارتفاع تكاليف هذا النوع من الحديد فإن استخدامه يتم في نطاق محدود.

5.حماية أسطح الخرسانة من النفاذ يه

وذلك إما باستخدام مادة سائله يتم رشها أو دهانها أو ألواح وطبقات من المطاط أو البلاستيك ( membrane).