محتوای کلرید در بتن مستقیماً خوردگی فولاد تقویتکننده را تسریع میکند، لایههای اکسید محافظ را از بین میبرد و باعث تشکیل زنگزدگی موضعی میشود. غلظت کلرید بیش از 0.4٪ جرم سیمان باعث خوردگی آرماتور، کاهش دوام سازه و منجر به از دست رفتن قابل توجه سطح مقطع فولاد میشود. تشخیص و تعیین مقدار کلریدها برای حفظ طول عمر زیرساختها ضروری است.
میزان کلرید در بتن
*
مکانیسمهای خوردگی کلریدی
یونهای کلرید از طریق انتشار، جذب مویرگی و همرفت به بتن نفوذ میکنند. قرار گرفتن در معرض سطح، ترکها یا تخریب پوشش، ورود کلرید را تسریع میکند. گرادیان غلظت، مهاجرت کلرید را تحریک میکند. ریزترکهای ناشی از بارهای مکانیکی، مسیرهای انتقال را تغییر داده و خطر خوردگی را افزایش میدهند.
تجمع کلرید در سطح مشترک فولاد-بتن، غیرفعالسازی موضعی را افزایش میدهد. لایه اکسید غیرفعال میشکند و شروع خوردگی را ممکن میسازد. میزان کلرید آستانه برای خوردگی به pH بتن و نفوذپذیری آن بستگی دارد. تحقیقات نشان میدهد که خوردگی در غلظتهای کلرید کم، در حد 0.2 تا 0.4 درصد جرم سیمان، زمانی که نفوذپذیری بالا است، آغاز میشود.
میکروتوموگرافی نوترونی دووجهی و اشعه ایکس اخیر، تشکیل زنگزدگی ریزساختاری و از بین رفتن پیوند فولاد-بتن را نشان میدهد.
کاهش نفوذپذیری، انتقال کلرید را کند کرده و دوام آرماتور را افزایش میدهد. دستگاه آنالیز فلزات XRF برای بتن، شامل Lonnmeter، تجزیه و تحلیل عنصری کلر غیر مخرب را ارائه میدهد و به سرعت مناطقی را که در معرض خطر خوردگی فولاد آرماتور در بتن هستند، شناسایی میکند.
خوردگی ناشی از کلرید در فولاد در بتن
*
راهکارهای مقاومسازی در برابر خوردگی
آلیاژسازی کروم (Cr) و عناصر کمیاب (RE) در میلگرد، خوردگی فولاد تقویتکننده در بتن را در معرض کلرید به طور قابل توجهی کاهش میدهد. تحقیقات روی میلگرد HRB400 نشان میدهد که محتوای کروم بالای 0.5٪ و افزایش RE، MnS را به آخالهای RE-Al-O-S که توسط پوستههای MnS احاطه شدهاند، تبدیل میکند و اسیدی شدن موضعی را کند کرده و انتشار خوردگی "سلول مسدود شده" را به حداقل میرساند. نتیجه، چگالی جریان خوردگی کمتر و پایداری فیلم غیرفعال بهبود یافته است که حتی در غلظتهای کلرید بالای 0.6٪ وزن سیمان نیز قابل اندازهگیری است - که نشان دهنده کاهش 30 تا 50 درصدی در نرخ خوردگی در مقایسه با میلگرد ساده در شرایط یکسان است (Nature Communications، 2026).
استقرار عملی شامل آلیاژسازی اسکاندیم یا سریم است که افزایش قابل توجهی در استحکام مکانیکی و دوام طولانی مدت برای زیرساختها در محیطهای دریایی و نمکی یخزدا ارائه میدهد. محدودیتهای هزینه و عرضه RE بر نفوذ بازار تأثیر میگذارد اما نیازهای تعمیر چرخه عمر را کاهش میدهد.
آزمایشها به طور فزایندهای تأیید میکنند که ترکیب الیاف فولادی با میلگرد، به ویژه در محتوای بالای کلرید در بتن، باعث کاهش توسعه ترک و سرعت خوردگی میشود. تقویت ترکیبی، زمان شروع ترک را افزایش داده و حفظ ظرفیت حمل بار پس از قرار گرفتن در معرض آن را بهبود میبخشد (MDPI، 2025).
انتخاب آرماتورها بر اساس تحلیل ریسک خوردگی ناشی از کلرید و چرخه عمر پروژه برای جلوگیری از تخریب قابل توجه سازه. آنالیز عنصری کلر با استفاده از آنالیزور فلزی XRF برای بتن، مانند دستگاه Lonnmeter، از آزمایش غیر مخرب آرماتور بتن برای تعیین دقیق اثربخشی املاح و الیاف پشتیبانی میکند و از جلوگیری از خوردگی در بتن مسلح و به حداکثر رساندن عمر مفید آن اطمینان حاصل میکند.
آنالیز عنصری کلر و آنالیز عناصر سبک در بتن
تعیین مقدار کلر و عناصر سبک برای جلوگیری از خوردگی در بتن مسلح بسیار مهم است. یونهای کلرید بالاتر از 0.2 تا 0.4 درصد وزن سیمان باعث از بین رفتن خاصیت غیرفعالسازی و خوردگی سریع فولاد تقویتکننده میشوند و تخریب سازه و هزینههای نگهداری را تسریع میکنند. روشهای تعیین تحلیلی به روشهای مخرب تقسیم میشوند.
روشهای مخرب دقت بالایی دارند، اما نیاز به استخراج مغزه و تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی پرزحمت دارند که باعث اختلال در سرویسدهی و از دست رفتن برگشتناپذیر نمونه میشود. آزمایش غیرمخرب، با استفاده از تجزیه و تحلیل XRF برای تشخیص خوردگی یا تجزیه و تحلیل فلز XRF میدانی برای بتن، تجزیه و تحلیل سریع و درجا کلر و عناصر سبک را بدون تخریب نمونه امکانپذیر میکند. تجزیه و تحلیل XRF لونمتر، منیزیم، آلومینیوم، سیلیسیم، گوگرد، پتاسیم، کلسیم و کلر را در بتن جامد اندازهگیری میکند و محدودیتهای تشخیصی زیر 50 ppm برای کلر ارائه میدهد. نتایج از انتخاب میلگردهای تقویتکننده مقاوم در برابر خوردگی و ردیابی اثربخشی مهارکنندههای خوردگی برای تقویت فولاد پشتیبانی میکند. گردشهای کاری پیشرفته با استفاده از XRF با تشخیص زودهنگام خوردگی ناشی از کلرید در سازههای بتنی، دوام طولانیمدت بتن مسلح را به حداکثر میرسانند و مداخله هدفمند و تخصیص منابع را هدایت میکنند.
تشخیص پیشرفته&روشهای کمیسازی برای محتوای کلرید
ارزیابی آزمایشگاهی از تیتراسیون حجمی، الکترودهای یونگزین و روشهای پتانسیومتری استفاده میکند که حساسیت بالایی برای تعیین محتوای کلرید در بتن و فولاد تقویتکننده ارائه میدهند. این تکنیکها در شرایط درجا، خطر تخریب نمونه، شدت کار و محدودیت نقشهبرداری فضایی را به همراه دارند. پروبهای میکروالکترود میدانی امکان تشخیص موضعی را فراهم میکنند اما در تعیین کمیت کلریدهای کمیاب و عناصر سبک با مشکل مواجه هستند.
آنالیزورهای فلزی XRF، به ویژه Lonnmeter، تجزیه و تحلیل چند عنصری غیر مخرب و سریع را بر روی نمونههای بتن و میلگرد جامد ارائه میدهند. Lonnmeter کلر و عناصر سبک (Mg، Al، Si، S، K، Ca) را با حساسیت در سطح ppm تشخیص میدهد و بینش مهمی در مورد میلگردهای مقاوم در برابر خوردگی و ارزیابی ریسک ارائه میدهد. نرمافزار قوی آن، خوردگی ناشی از کلرید را در سازههای بتنی تشخیص میدهد و از پیشگیری بحرانی خوردگی در بتن مسلح پشتیبانی میکند.
ادغام تکنیکهای تصویربرداری نوآورانه، مانند XRF، توموگرافی چندوجهی و نقشهبرداری عنصری پیشرفته، هم محتوای کلرید حجمی و هم محلهای خوردگی ریزساختاری را آشکار میکند. این روشها در ترکیب با هم، مهارکنندههای خوردگی را برای آرماتور فولادی ارزیابی کرده و از دوام طولانیمدت بتن مسلح پشتیبانی میکنند.
تبلیغ دستگاه آنالیزور XRF لونمتر برای ارزیابی محتوای کلرید
آنالایزرهای XRF لونمتر، تجزیه و تحلیل عنصری کلر را به صورت سریع و غیرمخرب ارائه میدهند که برای ارزیابی محتوای کلرید در بتن بسیار مهم است. حساسیت بالای آنها کلر و عناصر سبک (Mg، Al، Si، S، K، Ca) را در سطوحی به کمی 0.35 تا 1٪ Cl تشخیص میدهد و تعیین دقیق مقدار کلریدهای کمیاب را که خطر خوردگی و دوام سازههای بتن مسلح را تعیین میکنند، تسهیل میکند.
طراحی قابل حمل، امکان تجزیه و تحلیل در محل را فراهم میکند و مهندسان را قادر میسازد تا غربالگری عنصری را در زمان واقعی بر روی نمونههای بتن یا میلگرد جامد انجام دهند و به سرعت مناطقی را که مستعد خوردگی ناشی از کلرید در سازههای بتنی هستند، شناسایی کنند. رابطهای نرمافزاری قوی، گردش کار را ساده میکنند و نتایج چند عنصری را برای تصمیمگیری سریع پروژه در مورد انتخاب میلگردهای تقویتی مقاوم در برابر خوردگی نمایش میدهند.
فناوری XRF لونمتر از منابع رادیواکتیو اجتناب میکند، به حداقل آمادهسازی نمونه نیاز دارد و تشخیص چند عنصری مورد نیاز برای استراتژیهای جامع پیشگیری از خوردگی را فراهم میکند. درخواست پیشفاکتور امکان پیکربندی آنالایزر سفارشی، پشتیبانی آموزشی و مشاوره فنی را فراهم میکند و آزمایش غیرمخرب آرماتور بتن را برای دوام طولانی مدت بتن مسلح و مهارکنندههای خوردگی مؤثر برای آرماتور فولادی بهینه میکند.
سوالات متداول (FAQs)
اهمیت اندازهگیری میزان کلرید در بتن چیست؟
تعیین دقیق مقدار کلرید در بتن برای ارزیابی خطر خوردگی فولاد تقویتکننده و پیشبینی عمر مفید آن بسیار مهم است. خوردگی ناشی از کلرید تقریباً 40٪ از شکستهای جهانی بتن مسلح را ایجاد میکند. دادههای آزمایشگاهی نشان میدهد که خوردگی زمانی آغاز میشود که غلظت کلرید از 0.4٪ وزن سیمان بیشتر شود. تعیین دقیق میزان ورود کلرید، امکان نگهداری هدفمند و کاهش هزینه را فراهم میکند.
یونهای کلرید چگونه باعث خوردگی آرماتورهای فولادی میشوند؟
یونهای کلرید به بتن نفوذ میکنند و به لایه اکسید غیرفعال روی فولاد میرسند. این امر باعث اختلال در غیرفعالسازی فولاد و شروع خوردگی حفرهای موضعی میشود. نتیجه آن تشکیل زنگزدگی، کاهش قطر فولاد، ترکخوردگی و پوستهپوسته شدن است.
آیا الیاف میتوانند در کنار میلگرد در بتن، مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشند؟
مطالعات نشان میدهد که استفاده ترکیبی از الیاف و میلگرد، زمان خوردگی را تا 40 درصد افزایش میدهد و دوام طولانی مدت سازههای بتن مسلح را افزایش میدهد.
چه چیزی آنالایزر XRF لونمتر را برای آزمایش بتن ایدهآل میکند؟
دستگاه آنالیز فلزات Lonnmeter XRF، آنالیز چند عنصری سریع، غیر مخرب و چند عنصری نمونههای جامد را ارائه میدهد. این دستگاه به حد تشخیص 10 ppm برای کلر دست مییابد و عناصر سبک (Mg، Al، Si، S، K، Ca) را که در شناسایی خوردگی در مراحل اولیه حیاتی هستند، کمّیسازی میکند و استراتژیهای پیشگیری از خوردگی را بهینه میسازد.
آیا تقویتکنندههای پیشرفته مانند آلیاژهای Cr و RE در برابر خوردگی مقاومتر هستند؟
میلگردهای تقویتشده با کروم و عناصر کمیاب (RE) مقاومت در برابر خوردگی را در مقایسه با فولاد استاندارد، بهویژه در محیطهای شور، بیش از 50٪ افزایش میدهند، همانطور که در آزمایشهای آزمایشگاهی تأیید شده است.
چرا نفوذپذیری بتن برای جلوگیری از خوردگی مهم است؟
نفوذپذیری کمتر، مهاجرت کلرید را محدود میکند، غیرفعالسازی فولاد را حفظ میکند و شروع خوردگی را فراتر از چرخههای عمر معمول به تأخیر میاندازد.
فناوری XRF چه تفاوتی با آزمایشهای شیمیایی سنتی برای آنالیز کلرید دارد؟
آنالیز XRF برخلاف شیمی تر، نیازی به انحلال نمونه یا اسید ندارد. این روش سریع و در محل انجام میشود و آنالیز عنصری کلر چند عنصری را به طور همزمان ارائه میدهد - که برای آزمایش غیر مخرب آرماتورهای بتن مفید است.
زمان ارسال: ۱۳ فوریه ۲۰۲۶
