. محافظت آرماتورهای ریزشمع یا میکروپایل از خوردگی

به استثنای شمع­های کششی واقع در شرایط زمینی شدیداً خورنده، در اکثر کشورها محافظ خوردگی دیگری در کنار دوغاب سیمان، برای آرماتورها تدارک دیده می­شود. ساده­ترین و رایج­ترین آزمایش کاربردی برای اندازه­گیری قدرت خورندگی محیط خاکی آزمایش­های مقاومت ویژه الکتریکی، تعیین PH، و تعیین کلراید و سولفات خاک می­باشد. بر طبق FHWA-RD-89-198، اگر هر کدام از این شاخصه­ها مقدار بحرانی را نشان دهد (جدول 1)، زمین از نوع شدیداً خورنده شناخته می­شود.

جدول 1. مقاددیر بحرانی خورندگی
مورد مشخصه آزمایش مقدار بحرانی
مقاومت ویژه AASHTO T-288

ASTm G 57

کمتر از 2000 اهم- سانتی متر
PH AASHTO T-289

ASTM G 51

کمتر از 5
سولفات AASHTO T-289

ASTM 516M

ASTM D4327

بیشتر از 200 ppm
کلراید AASHTO T-291

ASTM 512

ASTM D4327

بیشتر از 100 ppm

در ادامه سطوح مختلفی از محافظت خوردگی که می­توان برای میلگردهای تقویتی بکار برد مورد بحث قرار گرفته است.

  • محافظت میلگردها فقط با دوغاب

برای تضمین پوشش کافی دوغاب بین میلگرد و دیواره­های گمانه از متمرکز کننده­ها در امتداد طول میلگرد (شکل 1 الف)، استفاده می­شود. همچنین تمرکز آرماتورها در دوغاب به لحاظ سازه­ای برای شمع­های فشاری مطلوب می­باشد. آئین­نامه­ های مختلف حداقل پوشش 20 تا 30 میلیمتر را پیشنهاد می­کنند. روش­های متناوب بستگی به میزان محافظت منجمله “هندسه” محافظت خوردگی دارد و با این مفهوم که زوال پیش­رونده مقطع در زمان مجاز می­باشد، مرتبط است.

 

 

  • حصارهای محافظ (پوشش اپوکسی یا در محفظه قرار دادن) میلگردهای تقویتی

در مواردیکه ضخامت پوشش دوغاب نتواند متضمن امر گردد، ممکن است محافظ تکمیلی لازم باشد. مخصوصاً در مواردیکه شمع در زمین­های شدیداً خورنده اجرا شده باشد، یا احتمالاً آرماتورگذاری موجب پیدایش ترک­های کششی در دوغاب گردد، که خود موجب گشایش مسیری برای خوردگی فولاد است. محافظ اضافی را می­توان با ایجاد پوششی بر روی میلگرد از جنس اپوکسی الکترواستاتیکی، یا ایجاد یک پوشش جلدی (کپسوله کردن) مانند پلاستیک چین­دار، همراه با دوایر متحدالمرکزی بین میلگرد و پوشش جلدی که با دوغاب مقاومت بالا و غیر انقباضی پر شده باشد، تامین نمود. استفاده از پلاستیک چین­دار پر شده از دوغاب یک طرح رایج در میلگردهای آجدار DSI و میلگردهای GEWI می­باشد (شکل 1ب)، و اغلب بیانگر یک محافظت خوردگی دوبل است.

برای ریزشمع (یا میکروپایل) ­های با سیستم تسلیح مرکب (میلگرد و لوله)، لوله دائمی پر شده از دوغاب نقش محافظ میلگرد را مشابه روش کپسوله کردن برای بخش­های فوقانی میلگرد پوشش داده شده با لوله ایفاء می­کند. همچنین ممکن است برای بخش­های پوشش نیافته لوله نیز حفاظت لازم باشد.

 

شکل 1.

الف- شمع­های GEWI با محافظت دوغابی

ب- محافظت خوردگی دوبل (Courtesy DSI)

جدول 2. حداقل ابعاد (م.م) ضخامت پوسته بعنوان محافظ خوردگی
نوع خاک طول عمر خدمات (سال)
25 50 75 100
غیر تجاوزی 25/0 6/0 7/0 8/0
اندکی متجاوز 0/1 6/1 0/2 5/2
بسیار متجاوز 5/2 0/4 0/5 0/6
منبع: CCTG, 1993

حفاظت خوردگی لوله­ های تقویتی می­تواند مشکل­تر باشد، بویژه اگر غلاف حفاری بعنوان جزء تقویتی استفاده شده باشد. ذیلاً سطوح متفاوتی از محافظت خوردگی برای غلاف­گذاری دائم ذکر شده است.

  • غلاف فلزی فدائی

طبق AASHTO بخش 4.5.7.4 (ویرایش 16)، برای شمع­های لوله­ای پر شده از بتن در حین اجرا، جاییکه خطر خوردگی قابل پیش­بینی باشد، باید پوسته­ای با ضخامت 6/1 میلیمتر در نظر گرفته شود تا خوردگی مقطع در حد قابل قبول محدود گردد.

آئین­نامه فرانسه CCTG (1993) پذیرش حداقل ابعاد ضخامت پوسته فدائی را در غیاب مطالعات مخصوص طبق جدول 2 توصیه می­کند. در انتخاب فولاد فدائی بعنوان محافظ خوردگی بایستی تاثیر آن بر روی مقاومت و سختی شمع، در نظر گرفته شود.

  • غلاف با پوشش دوغاب

دوایر متحدالمرکز میل چاه­های شمع دور غلاف حفاری، بسته به شرایط خاک و روش­های حفاری و تزریق، معمولاً بین 10 تا 75 میلیمتر تغییر می­کند. اگر خاک در بخش­های تحتانی طول پیوند در طی تزریق فشاری با دوغاب آب­بندی شود، دوغاب نمی­تواند در این دوایر رسوخ کند و از پر شدن آن با خاک­های اطراف در بخش­های فوقانی شمع ممانعت می­کند. این موضوع در خاک­های چسبنده یا سنگ نمی­تواند مورد نگرانی واقع گردد. قرار دادن یک لوله دائمی جداگانه و بیرون کشیدن کامل غلاف حفاری، می­تواند روشی برای تضمین حداقل پوشش دوغاب در اطراف لوله تقویتی، بویژه در خاک­های دانه­ای باشد.

 


 

  • حصارهای محافظ غلاف

جاییکه غلاف حفاری نقش تقویت کننده دائمی را  ایفاء کند، استفاده از پوششی همچون رنگ اپوکسی، بدلیل عملکرد سایشی خاک بر روی دیواره بیرونی غلاف و خسارات حاصله احتمالی به آن یا فرسایش غلاف مطلوب نمی­باشد. یک جلد پوششی در غالب یک غلاف بیرونی مضاعف، محافظ خوردگی بسیار موثری می­باشد که البته هزینه اضافی قابل توجهی را بدنبال دارد.

 

  • حصارهای محافظ- لوله

می­توان از یک پوشش محافظ، همچون رنگ اپوکسی برای لوله­های مستقر در گمانه موقتاً محافظت شده استفاده کرد، به نحوی که دیواره پوشش در طی حفاری خسارت نبیند.