ปริมาณคลอไรด์ในคอนกรีตเร่งการกัดกร่อนของเหล็กเสริมโดยตรง ทำลายชั้นออกไซด์ที่ปกป้องและทำให้เกิดสนิมเฉพาะจุด ความเข้มข้นของคลอไรด์ที่เกิน 0.4% โดยมวลของซีเมนต์จะกระตุ้นการกัดกร่อนของเหล็กเสริม ลดความทนทานของโครงสร้างและนำไปสู่การสูญเสียพื้นที่หน้าตัดของเหล็กอย่างมาก การตรวจจับและวัดปริมาณคลอไรด์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาอายุการใช้งานของโครงสร้างพื้นฐาน
ปริมาณคลอไรด์ในคอนกรีต
*
กลไกการกัดกร่อนของคลอไรด์
ไอออนคลอไรด์แทรกซึมเข้าสู่คอนกรีตได้หลายวิธี ได้แก่ การแพร่ การดูดซึมผ่านรูพรุน และการพาความร้อน การสัมผัสกับพื้นผิว รอยแตก หรือการเสื่อมสภาพของสารเคลือบ จะเร่งการแทรกซึมของคลอไรด์ ความแตกต่างของความเข้มข้นจะผลักดันการเคลื่อนที่ของคลอไรด์ รอยแตกขนาดเล็กจากแรงทางกลจะเปลี่ยนแปลงเส้นทางการขนส่งและเพิ่มความเสี่ยงต่อการกัดกร่อน
การสะสมของคลอไรด์บริเวณรอยต่อระหว่างเหล็กกับคอนกรีตส่งเสริมการทำลายชั้นออกไซด์เฉพาะจุด ฟิล์มออกไซด์ที่ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันจะแตกออก ทำให้เกิดการกัดกร่อนขึ้นได้ ปริมาณคลอไรด์ที่เป็นเกณฑ์สำหรับการกัดกร่อนขึ้นอยู่กับค่า pH และการซึมผ่านของคอนกรีต งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าการกัดกร่อนเริ่มต้นที่ความเข้มข้นของคลอไรด์ต่ำเพียง 0.2–0.4% โดยมวลของซีเมนต์เมื่อการซึมผ่านสูง
การถ่ายภาพไมโครโทโมกราฟีด้วยนิวตรอนและรังสีเอกซ์แบบสองโหมดล่าสุด เผยให้เห็นการก่อตัวของสนิมในระดับโครงสร้างจุลภาคและการสูญเสียการยึดเกาะระหว่างเหล็กกับคอนกรีต
การลดการซึมผ่านช่วยชะลอการเคลื่อนที่ของคลอไรด์และเพิ่มความทนทานของเหล็กเสริม เครื่องวิเคราะห์โลหะ XRF สำหรับคอนกรีต รวมถึง Lonnmeter ให้การวิเคราะห์ธาตุคลอรีนแบบไม่ทำลาย ทำให้สามารถระบุพื้นที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนของเหล็กเสริมในคอนกรีตได้อย่างรวดเร็ว
การกัดกร่อนของเหล็กในคอนกรีตที่เกิดจากคลอไรด์
*
โซลูชั่นเสริมแรงต้านทานการกัดกร่อน
การผสมโครเมียม (Cr) และธาตุหายาก (RE) ในเหล็กเส้นเสริมแรงช่วยลดการกัดกร่อนของเหล็กเสริมในคอนกรีตภายใต้การสัมผัสกับคลอไรด์ได้อย่างมีนัยสำคัญ งานวิจัยเกี่ยวกับเหล็กเส้นเสริมแรง HRB400 แสดงให้เห็นว่าปริมาณ Cr ที่สูงกว่า 0.5% และการเสริมด้วย RE จะเปลี่ยน MnS ให้กลายเป็นสารประกอบ RE–Al–O–S ที่ห่อหุ้มด้วยเปลือก MnS ซึ่งช่วยชะลอการเกิดกรดเฉพาะจุดและลดการแพร่กระจายของการกัดกร่อนแบบ “เซลล์อุดตัน” ผลลัพธ์ที่ได้คือความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อนที่ต่ำลงและความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟที่ดีขึ้น ซึ่งสามารถวัดได้แม้ในความเข้มข้นของคลอไรด์ที่สูงกว่า 0.6% โดยน้ำหนักของซีเมนต์—ซึ่งแสดงถึงการลดอัตราการกัดกร่อนลง 30–50% เมื่อเทียบกับเหล็กเส้นเสริมแรงธรรมดาภายใต้สภาวะเดียวกัน (Nature Communications, 2026)
การนำไปใช้งานจริงรวมถึงการผสมโลหะสแกนเดียมหรือซีเรียม ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและความทนทานในระยะยาวอย่างเห็นได้ชัดสำหรับโครงสร้างพื้นฐานในสภาพแวดล้อมทางทะเลและเกลือละลายน้ำแข็ง ต้นทุนและข้อจำกัดด้านอุปทานของวัสดุหมุนเวียนส่งผลต่อการเจาะตลาด แต่ช่วยลดความต้องการการซ่อมแซมตลอดอายุการใช้งาน
ผลการทดสอบยืนยันมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าการผสมเส้นใยเหล็กกับเหล็กเส้นช่วยลดการเกิดรอยแตกและอัตราการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคอนกรีตที่มีปริมาณคลอไรด์สูง การเสริมแรงแบบไฮบริดช่วยยืดระยะเวลาการเกิดรอยแตกและปรับปรุงการรักษาความสามารถในการรับน้ำหนักหลังจากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อม (MDPI, 2025)
เลือกวัสดุเสริมแรงโดยพิจารณาจากการวิเคราะห์ความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์และวงจรชีวิตของโครงการ เพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของโครงสร้างอย่างมาก การวิเคราะห์ธาตุคลอรีนโดยใช้เครื่องวิเคราะห์โลหะ XRF สำหรับคอนกรีต เช่น อุปกรณ์ Lonnmeter ช่วยสนับสนุนการทดสอบแบบไม่ทำลายของวัสดุเสริมแรงในคอนกรีต เพื่อระบุประสิทธิภาพของสารละลายและเส้นใย ทำให้มั่นใจได้ว่ามีการป้องกันการกัดกร่อนในคอนกรีตเสริมเหล็กและยืดอายุการใช้งานให้ยาวนานที่สุด
การวิเคราะห์ธาตุคลอรีนและธาตุเบาในคอนกรีต
การหาปริมาณคลอรีนและธาตุเบาเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการป้องกันการกัดกร่อนในคอนกรีตเสริมเหล็ก ไอออนคลอไรด์ที่มีปริมาณเกิน 0.2–0.4% โดยน้ำหนักของซีเมนต์จะทำให้เกิดการสูญเสียชั้นพาสซิเวชันและการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วของเหล็กเสริม ส่งผลให้โครงสร้างเสื่อมสภาพเร็วขึ้นและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น วิธีการวิเคราะห์แบ่งออกเป็นแบบทำลายล้าง
วิธีการทำลายตัวอย่างให้ความแม่นยำสูง แต่ต้องสกัดตัวอย่างแกนและนำไปวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการด้วยแรงงานจำนวนมาก ทำให้เกิดการหยุดชะงักของบริการและสูญเสียตัวอย่างอย่างถาวร การทดสอบแบบไม่ทำลายตัวอย่าง โดยใช้การวิเคราะห์ XRF สำหรับการตรวจจับการกัดกร่อน หรือเครื่องวิเคราะห์โลหะ XRF ภาคสนามสำหรับคอนกรีต ช่วยให้สามารถวิเคราะห์คลอรีนและธาตุเบาได้อย่างรวดเร็ว ณ จุดที่ทำการทดสอบ โดยไม่ทำลายตัวอย่าง เครื่องวิเคราะห์ XRF ของ Lonnmeter วัด Mg, Al, Si, S, K, Ca และ Cl ในคอนกรีตแข็ง โดยให้ขีดจำกัดการตรวจจับต่ำกว่า 50 ppm สำหรับ Cl ผลลัพธ์สนับสนุนการเลือกเหล็กเสริมที่ทนต่อการกัดกร่อนและการติดตามประสิทธิภาพของสารยับยั้งการกัดกร่อนสำหรับเหล็กเสริม กระบวนการทำงานขั้นสูงโดยใช้ XRF ช่วยเพิ่มความทนทานในระยะยาวของคอนกรีตเสริมเหล็กโดยการตรวจจับการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ในโครงสร้างคอนกรีตตั้งแต่เนิ่นๆ ซึ่งจะช่วยชี้นำการแทรกแซงและการจัดสรรทรัพยากรอย่างตรงเป้าหมาย
การตรวจจับขั้นสูง&วิธีการหาปริมาณคลอไรด์
การประเมินในห้องปฏิบัติการใช้การไทเทรตปริมาตร อิเล็กโทรดเลือกไอออน และวิธีการวัดศักย์ไฟฟ้า ซึ่งให้ความไวสูงในการตรวจวัดปริมาณคลอไรด์ในคอนกรีตและเหล็กเสริม อย่างไรก็ตาม เทคนิคเหล่านี้มีความเสี่ยงต่อการทำลายตัวอย่าง ความยุ่งยากในการทำงาน และข้อจำกัดในการทำแผนที่เชิงพื้นที่ในสภาพแวดล้อมจริง หัววัดไมโครอิเล็กโทรดภาคสนามช่วยให้สามารถตรวจจับเฉพาะจุดได้ แต่มีข้อจำกัดในการหาปริมาณคลอไรด์และธาตุเบาในปริมาณน้อยมาก
เครื่องวิเคราะห์โลหะ XRF โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Lonnmeter ให้การวิเคราะห์หลายองค์ประกอบอย่างรวดเร็วและไม่ทำลายชิ้นงานคอนกรีตและเหล็กเสริม Lonnmeter ตรวจจับคลอรีนและธาตุเบา (Mg, Al, Si, S, K, Ca) ด้วยความไวระดับ ppm ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญสำหรับเหล็กเสริมที่ทนต่อการกัดกร่อนและการประเมินความเสี่ยง ซอฟต์แวร์ที่แข็งแกร่งของเครื่องนี้สามารถแยกแยะการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ในปริมาณน้อยในโครงสร้างคอนกรีต ซึ่งสนับสนุนการป้องกันการกัดกร่อนที่สำคัญในคอนกรีตเสริมเหล็ก
การบูรณาการเทคนิคการถ่ายภาพที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เช่น XRF, โทโมกราฟีหลายโหมด และการทำแผนที่องค์ประกอบขั้นสูง ช่วยให้เห็นทั้งปริมาณคลอไรด์โดยรวมและตำแหน่งการกัดกร่อนในระดับจุลโครงสร้าง เมื่อรวมกันแล้ว วิธีการเหล่านี้จะช่วยประเมินสารยับยั้งการกัดกร่อนสำหรับเหล็กเสริม และสนับสนุนความทนทานในระยะยาวของคอนกรีตเสริมเหล็ก
ส่งเสริมการใช้เครื่องวิเคราะห์ XRF Lonnmeter สำหรับการประเมินปริมาณคลอไรด์
เครื่องวิเคราะห์ XRF ของ Lonnmeter ให้ผลการวิเคราะห์ธาตุคลอรีนอย่างรวดเร็วและไม่ทำลายตัวอย่าง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประเมินปริมาณคลอไรด์ในคอนกรีต ความไวสูงของเครื่องสามารถตรวจจับคลอรีนและธาตุเบา (Mg, Al, Si, S, K, Ca) ได้ในระดับต่ำถึง 0.35–1% Cl ทำให้สามารถวัดปริมาณคลอไรด์ในปริมาณน้อยได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนและความทนทานของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก
การออกแบบแบบพกพาช่วยให้สามารถวิเคราะห์ในสถานที่ได้ ทำให้วิศวกรสามารถตรวจสอบองค์ประกอบแบบเรียลไทม์บนตัวอย่างคอนกรีตหรือเหล็กเสริม และระบุบริเวณที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนจากคลอไรด์ในโครงสร้างคอนกรีตได้อย่างรวดเร็ว อินเทอร์เฟซซอฟต์แวร์ที่แข็งแกร่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน แสดงผลลัพธ์หลายองค์ประกอบเพื่อการตัดสินใจในโครงการอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับการเลือกเหล็กเสริมที่ทนต่อการกัดกร่อน
เทคโนโลยี XRF ของ Lonnmeter หลีกเลี่ยงแหล่งกำเนิดรังสี ลดความจำเป็นในการเตรียมตัวอย่าง และให้การตรวจจับหลายองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับกลยุทธ์การป้องกันการกัดกร่อนแบบครบวงจร การขอใบเสนอราคาจะช่วยให้สามารถกำหนดค่าเครื่องวิเคราะห์ได้ตามความต้องการ การสนับสนุนด้านการฝึกอบรม และการให้คำปรึกษาทางเทคนิค เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบแบบไม่ทำลายของเหล็กเสริมคอนกรีต เพื่อความทนทานในระยะยาวของคอนกรีตเสริมเหล็ก และสารยับยั้งการกัดกร่อนที่มีประสิทธิภาพสำหรับเหล็กเสริม
คำถามที่พบบ่อย (FAQs)
การวัดปริมาณคลอไรด์ในคอนกรีตมีความสำคัญอย่างไร?
การวัดปริมาณคลอไรด์ในคอนกรีตอย่างแม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประเมินความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของเหล็กเสริมและเพื่อคาดการณ์อายุการใช้งาน การกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์เป็นสาเหตุของการเสียหายของคอนกรีตเสริมเหล็กทั่วโลกประมาณ 40% ข้อมูลจากห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าการกัดกร่อนเริ่มต้นเมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์เกิน 0.4% โดยน้ำหนักของซีเมนต์ การตรวจสอบการแทรกซึมของคลอไรด์ช่วยให้สามารถบำรุงรักษาได้อย่างตรงจุดและลดต้นทุนได้
ไอออนคลอไรด์ก่อให้เกิดการกัดกร่อนในเหล็กเสริมได้อย่างไร?
ไอออนคลอไรด์แทรกซึมเข้าไปในคอนกรีตและไปถึงชั้นออกไซด์ที่ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันบนเหล็ก ซึ่งจะทำลายเกราะป้องกันของเหล็กและก่อให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะจุด ส่งผลให้เกิดสนิม การลดลงของเส้นผ่านศูนย์กลางเหล็ก การแตกร้าว และการหลุดร่อน
เส้นใยสามารถช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนควบคู่ไปกับเหล็กเสริมในคอนกรีตได้หรือไม่?
ผลการศึกษาชี้ว่า การใช้เส้นใยและเหล็กเส้นร่วมกันช่วยยืดระยะเวลาการเกิดสนิมได้ถึง 40% ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานในระยะยาวของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก
อะไรทำให้เครื่องวิเคราะห์ XRF ของ Lonnmeter เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบคอนกรีต?
เครื่องวิเคราะห์โลหะ XRF รุ่น Lonnmeter ให้การวิเคราะห์หลายองค์ประกอบในตัวอย่างของแข็งอย่างรวดเร็วและไม่ทำลายตัวอย่าง สามารถตรวจวัดคลอรีนได้ละเอียดถึง 10 ppm และสามารถวัดปริมาณธาตุเบา (Mg, Al, Si, S, K, Ca) ซึ่งมีความสำคัญในการระบุการกัดกร่อนในระยะเริ่มต้น และช่วยในการวางแผนกลยุทธ์ป้องกันการกัดกร่อนให้เหมาะสมยิ่งขึ้น
วัสดุเสริมแรงขั้นสูง เช่น โลหะผสมโครเมียมและธาตุหายาก มีความทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่าหรือไม่?
เหล็กเส้นเสริมแรงที่ปรับปรุงด้วยโครเมียมและธาตุหายาก (RE) ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนได้มากกว่า 50% เมื่อเทียบกับเหล็กมาตรฐาน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือสูง ซึ่งได้รับการยืนยันจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ
เหตุใดการซึมผ่านของคอนกรีตจึงมีความสำคัญต่อการป้องกันการกัดกร่อน?
การซึมผ่านที่ต่ำลงจะจำกัดการเคลื่อนที่ของคลอไรด์ รักษาชั้นฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนของเหล็ก และชะลอการเกิดการกัดกร่อนให้ยาวนานเกินกว่าอายุการใช้งานปกติ
เทคโนโลยี XRF แตกต่างจากการทดสอบทางเคมีแบบดั้งเดิมสำหรับการวิเคราะห์คลอไรด์อย่างไร?
การวิเคราะห์ XRF ไม่จำเป็นต้องละลายตัวอย่างหรือใช้กรด ซึ่งแตกต่างจากการวิเคราะห์ทางเคมีแบบเปียก การวิเคราะห์รวดเร็ว สามารถทำได้ในสถานที่ และสามารถวิเคราะห์ธาตุคลอรีนหลายองค์ประกอบพร้อมกันได้ ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการทดสอบเหล็กเสริมคอนกรีตแบบไม่ทำลาย
วันที่เผยแพร่: 13 กุมภาพันธ์ 2569
