آیین نامه بتن ایران (آبا) در مورد زنگ زدگی میلگرد ها می نویسد:
4-8-1 میلگردهای فولادی را باید در محلهای تمیز و عاری از رطوبت انبار کرد تا از زنگ زدگی و کثیف شدن سطح آنها جلوگیری گردد.
4-8-2 میلگردهایی که تا حد پوسته شدن زنگ زده باشند بویژه میلگردهایی که بطور موضعی و عمیق دچار خوردگی شده اند، بدون انجام آزمایش و حصول اطمینان از انطباق مشخصه های آنها با مشخصه های مورد نظر و در نظر گرفتن کاهش احتمالی سطح مقطع ، قابل استفاده در بتن آرمه نمی باشند.
بنابراین مطابق آیین نامه بتن ایران در صورتی که زنگ زدگی منجر به پوسته شدن و یا خوردگی عمیق نشده باشند مصرف آرماتور در بتن بلامانع است.
دراین دومورد ممنوعیت نیز بحث بر سر آن است که آیا میزان کاهش سطح مقطع منجر به کمتر شدن میزان سطح مقطع مورد نیاز در طراحی شده است یا خیر؟
بسیاری از اعمال نظر های سلیقه ای مربوط به بند اول میشود که در آن تاکید شده باید از زنگ زدگی میلگرد جلوگیری نمود. اما همانگونه که مشاهده میشود ،حکم ممنوعیت مصرف تنها برای میلگردهای پوسیده صادر میگردد.
این آیین نامه در فصل هشتم خود میگوید:
8-1-4-4 : میلگردها نباید در معرض هیچگونه آلودگی با اثر زیان آور بر چسبندگی آنها از قبیل گل، روغن و سایر پوششهای غیر فلزی مضر قرار گیرند.
این بند در خصوص زنگ زدگی صحبت نمیکند لیکن به عنوان یک قاعده کلی میگوید: میلگرد"نباید در معرض هیچ نوع آلودگی با اثر زیان آور بر چسبندگی" قرار گیرد. اما آیا زنگ زدگی کامل قشر رویه آرماتور موجب کاهش چسبندگی می گردد . در ظاهر بله اما به نظر میرسد که آزمایشات صورت گرفته بر روی آرماتور های زنگ زده خلاف این نظر را دارند. که در ادامه به بررسی و بازگوی پاره ای از این آزمایشات خواهیم پرداخت.
آیین نامه بتن ایران "آبا" در فصل هشتم آورده است:
8-1-4-5 : میلگردها نباید در معرض خوردگی ، به میزانی که به کاهش سطح آنها منجر شود قرار گیرد.
در این بند آیین نامه به صراحت معیاری برای "نباید" خود بیان کرده است.
مشکل اینجاست که مرسوم شده با مشاهده آرماتورهایی که سطح رویه آنها دچار زنگ زدگی گردیده از برس کشی و در مواردی که زنگ منجر به پوسیدگی شده باشد سند پلاست را لازم میدانند . گرچه مورد دوم مطابق مقررات و الزامی است لیکن برای آرماتور زنگ زده ، برس نزدن بهتر از برس زدن است.
دومین مرجع تصمیم گیری در خصوص بتن، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان میباشد.
در زیر بررسی میکنیم که آیا این مبحث استفاده از آرماتور زنگ زده را ممنوع ساخته است؟
فصل چهارم این مبحث نهم می نویسد:
9-4-13-1 : میلگردهای فولادی را باید در محلهای تمیز و عاری از رطوبت و گل وخاک و سایر آلودگی ها نگهداری کرد تا از زنگ زدگی و کثیف شدن سطح آنها جلوگیری شود.
همانگونه که مشاهده میشود این بند تکرار تلفیق دو بند 4-8-1 و 8-1-4-4 آیین نامه آبا می باشد. و مطلب تازه ای ندارد.
9-4-13-3: میلگردهای پوسته شده باید ماسه پاشی و پس از برآوردن ضوابط مذکور در بندهای 9-4-7 و 9-4-8 مصرف شود ، رفع پوسته ها با استفاده از برس سیمی و سایر روشهای مشابه مجاز نیست.
9-4-8-2 : در مورد میلگرد هایی که تا حد پوسته شدن زنگ زده باشد به ویژه میلگرد هایی که به طور موضعی و عمیق دچار خوردگی شده باشند باید پس از ماسه پاشی آزمایشات (الف) و (ب) بر روی نمونه های آنها انجام شود.
الف)آزمایش و کنترل مجدد موارد مذکور در بندهای 1 تا 5 فوق.(بند های 1 تا 5 مربوط به مشخصات مکانیکی میلگردها می باشد.
ب)اندازه گیری مجدد قطر اسمی میلگردها و مطابقت آن با رواداریهای مذکور در استاندارد 3132 ملی ایران.
همانگونه که مشاهده می شود مبحث نهم نیز ممنوعیتی برای استفاده از آرماتورهایی که به طور سطحی زنگ زده اند قایل نشده است.
اما چرا آیین نامه استفاده از آرماتورهای زنگ رده را ممنوع نکرده است؟
توضیح زیر از کتاب "دستنامه اجرای بتن" ¹ جهت روشن کردن مطلب انتخاب شده است:
" 3-5 حمل و انبار کردن آرماتورها
آرماتورها باید به روشی حمل و انبار شوند که دچار خمیدگی در خارج از صفحه شکل داده شده نگردند. آنها نباید مستقیما روی زمین انبار شوند.انبار کردن آرماتورهای فولادی در فضای باز باعث زنگ زدگی آنها در بیشتر موارد میشود. مناسب بودن آرماتورهای زنگ زده موضوع بحث برانگیزی طی سالهای گذشته بوده است.
مطالعات انجام شده تا سال 1920 نشان می دادند که یک لایه نازک زنگ یا پوسته اکسیدی محکم به جای اثرات زیان آور بر روی چسبندگی بین فولاد و بتن ، عملا باعث بهبود خواص چسبندگی فولاد می گردد.
پس از جنگ جهانی دو سری مطالعات اساسی نتیجه مذکور را مورد تایید قرار داد.B.R.C.A آمریکا مجموعه وسیعی از آزمایشات انجام داده و به این نتیجه دست یافت که حمل ونقل معمولی به خودی خود تمهید کافی برای آرماتور با سطح زنگ زده است و عملیاتی چون ماسه پاشی ، برس زدن آرماتور یا تمیز کردن توسط کرباس باعث ایجاد سطح چسبندگی بهتر نخواهد شد.
آزمایشات انجام شده در دانشگاه ویرجینیای غربی نیز تایید نمود که زنگ آرماتورها اثر معکوس بر روی چسبندگی ندارد.
هنگامی که آرماتور به نحو بسیار بدی زنگ زده باشند، سطح مقطع عرضی ممکن است به میزانی کاهش یافته باشد که آرماتورها جهت استفاده مناسب نباشند. این امر را میتوان با تمیز کردن و وزن نمودن یک قطعه از آرماتور جهت اطمینان از براورده شدن مشخصات کنترل نمود.
باید توجه داشت که خم میلگردها به طرف پائین یا داخل المان و خارج از ناحیه پوشش بتنی قرار داشته باشد.
نکات اجرایی حائز اهمیت در سازه های بتنی
1- باید توجه داشت که خم میلگردها به طرف پائین یا داخل المان و خارج از ناحیه پوشش بتنی قرار داشته باشد.
2- عملیات جوشکاری میلگردها در محیطی با دمای زیر -18 درجه سلسیوس مجاز نیست.
3- بعد از پایان پذیرفتن جوشکاری بایستی اجازه داد تا میلگردها به طور طبیعی تا دمای محیط سرد شود،شتاب دادن به فرآیند سرد شدن مجاز نیست.
4- کاربرد همزمان چند نوع فولاد با مقاومت های مشخصه متفاوت در یک المان بتنی مجاز نیست مگر اینکه در نقشه های اجرائی، مهندس محاسب قید کرده باشد.
5- برای مهار میلگردهای فشاری نبایستی از قلاب و خم استفاده نمود.
6- برای میلگردهای با سطح صاف(بدون آج) استفاده از مهارهای مستقیم مجاز نیست.
7- خم کردن میلگردها انتظار باید قبل از قالب بندی انجام گیرد.
8- میلگردهای ساده با قطر بیش از 12 میلیمتر را نباید بعنوان خاموت بکار برد.
9- قطر خاموت ها نباید از 6 میلی متر کمتر باشد.
10- مناسب ترین محل قطع و وصله میلگردهای طولی ستون بتنی،در نصف ارتفاع آن است.
11- محل مناسب برای وصله کردن میلگردهای طولی تیرهای بتنی،بیرون از گره تیر با ستون و در محدوده یک چهارم تا یک سوم از طول دهانه از تکیه گاه است.
اثرات مواد زیان آور بر خواص بتن
1. کربنات سدیم » گیرش سیمان را تسریع می کند،با حداکثر غلظت 0.1%
2. بی کربنات سدیم » گیرش سیمان را تسریع یا کند می کند با حداکثر غلظت 0.4% تا 0.1%
3. کلرورها » تسریع در زنگ زدگی آرماتور و کابل های پیش تنیدگی.بیش از 0.06% در بتن پیش تنیده و 0.1% در بتن آرمه خطرناک است.
4. سولفاتها » اثر نامطلوب روی بتن.به ازای هر 1% سولفات در آب،10% کاهش مقاومت بوجود می آید.
5. فسفاتها،آرسنات ها و براتها » افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%
6. نمک های مس،روی،سرب،منگنز،قلع » افزایش زمان گیرش.حداکثر غلظت 0.05%
7. آبهای اسیدی » در صورت وجود اسید کلریدریک و اسید سولفوریک و سایر اسیدهای غیرآلی،حداکثر تا 0.1% بلامانع است و آبهای با 4.5<8.5 مجاز نیست.
8. آبهای قلیایی » در صورت وجود بیش از 0.5% هیدروکسید سدیم و 1.2% هیدروکسید پتاسیم ( نسبت به وزن سیمان ) باشد،مقاومت بتن تقلیل می یابد.
9. آبهای گل آلود » قبل از مصرف از حوضچه های ته نشینی عبور داده و یا به روش دیگر تصفیه کرد.
10. آب دریا » با حداکثر 3.5% نمک محلول برای ساخت بتن ( بدون آرماتور ) بلامانع است.
11. مقاومت بتن ساخته شده با آب دریا بین 10% تا 20% کاهش می یابد.
سنگدانه ها
• بهترین منابع سنگدانه ها، در محل رودخانه ها می باشد که بسیار ساده و ارزان استخراج می گردند.
• دانه های درشت رودخانه ای عموما گرد و دارای دانه بندی مناسب ولی مقاومت بتن ها کمتر می باشند.
• مصرف سنگدانه های طبیعی (گرد گوشه با سطح صاف) در بتن، کارآئی بهتری می دهد.
• سنگدانه های شکسته که تیزگوشه می باشند کارآئی کمتر ولی مقاومت خمشی و فشاری بیشتری دارند.
• بهترین سنگدانه برای تهیه بتن،سنگدانه های سیلیسی هستند.سختی آنها بین 6 تا 7 (از 10 که مربوط به الماس است.) می باشد.ولی برای بتن های معمولی بیشتر از سنگدانه های آهکی استفاده می شود که سختی آنها بین 3 تا 4 است.
• مقدار آب همراه شن به لحاظ کم بودن آن قابل صرفنظر است ولی آب همراه با ماسه که گاهی به 50 تا 60 لیتر بر مترمکعب ماسه می رسد و قابل ملاحظه است و بایستی در زمان بتن ریزی مورد توجه قرار بگیرد.
• سنگدانه های مصنوعی که از گرد حاصل از سوزانیدن زباله ها و یا سرباره کوره های ذوب آهن و غیره بدست می آید و حاوی مقادیری فلزات و دیگر مواد سخت می باشند می توان برای ساخت بتن های غیرباربر استفاده نمود.امروزه بیش از 40 درصد بتن های مصرفی در کارگاه باربر نیستند و با استفاده از این روش می توان کمک شایانی به حفظ محیط زیست نمود.