يشير حديد التسليح المجلفن إلى حديد فولاذي مطلي بطبقة من الزنك على السطح، فالجلفنة هي طريقة اقتصادية وفعالة تستخدم بشكل متكرر لمنع الصدأ، ويستخدم حوالي نصف إنتاج العالم من الزنك في هذه العملية.
الجلفنة هي طريقة شائعة تستخدم لحماية الفولاذ في ظروف التآكل وقضبان التسليح المجلفنة متوفرة منذ سنوات عديدة.
يمكن طلب قضبان التسليح المجلفنة إما على شكل قضبان مستقيمة مجلفنة قبل التصنيع أو كقضبان مجلفنة بعد تصنيع القضبان.
حديد التسليح المجلفن
من حديد التسليح المجلفن نجد مجموعة من الصفائح الفولاذية المجلفنة بالغمس الساخن، حيث تُغمر صفائح الفولاذ في حمام من الزنك المصهور، ويلتصق سطحها بورقة من الزنك.
في الوقت الحاضر، يتم إنتاجها بشكل رئيسي عن طريق عملية الجلفنة المتواصلة، أي أن الصفيحة الفولاذية المجلفنة مصنوعة عبر طريقة الغمر المستمر للصفائح الفولاذية المجلفنة في خزان الطلاء حيث يتم صهر الزنك.
توفر مواصفات A767 / A767M وزنين للطلاء، فئة 1 (3.50 أونصة / قدم 2) أو فئة 2 (2.00 أونصة / قدم 2).
ومع ذلك، لا توجد إرشادات تتعلق باستخدام الفئة 1 أو الفئة 2، على الرغم من أن معظم وكالات النقل تحدد الفئة 1.
اعتبارات استخدام حديد التسليح المجلفن
تشمل الاعتبارات الخاصة لاستخدام قضبان التسليح المجلفنة “الكروم” الذي تمت مراجعته في القسم 4.3 من المواصفة ASTM 767، والمسح بالهواء أو البخار الذي يسهل القدرة على ثني القضبان المجلفنة مع الحد الأدنى من تكسير الطلاء.
يتم التعرف على الطلاء المجلفن على أنه قوي بما يكفي للتعامل مع سوء الاستخدام، ومع ذلك، فإن قبول قضبان التسليح المجلفن يعتمد على؛ بقع عارية مهملة في الطلاء، والطلاء خالي بشكل أساسي من البثور، ووجود بقع متدفقة، وشوائب، وخبث، وبقع حمضية أو سوداء. بالإضافة إلى ذلك، يجب ألا يكون هناك أي مسامير كما يجب ألا تلتصق القضبان ببعضها البعض.
لاحظ أن تفاوتات التصنيع لنصف قطر الانحناء أكبر من تلك المحددة في ACI 318، وأن تخفيف الضغط قد يكون مطلوبًا لانحناءات نصف القطر الضيقة.
أهمية استخدام حديد التسليح المجلفن
تنبع الحماية الممتازة من التآكل التي توفرها طلاءات الزنك أو الجلفنة من معدل التآكل الطبيعي المنخفض للزنك إلى جانب قدرته على توسيع الحماية إلى مناطق الصلب المكشوفة المجاورة، وهو تأثير يُعرف باسم الحماية الكاثودية.
يُظهر الطلاء أيضاً التصاقاً قوياً بسطح الفولاذ الأساسي نظراً لرابطه المعدني الفريد الذي يوفر، جنباً إلى جنب مع المتانة الكامنة في الطلاء المعدني، مقاومة فائقة للضرر الميكانيكي.
ينتج عن الجمع بين هذه الميزات طلاء متين للغاية، مما يتيح للهياكل الخرسانية أن تكون أكثر تحملاً للتنوع في جودة الخرسانة ووضع التعزيز.
يعد استخدام الحديد المجلفن مفيدًا بشكل فريد:
إنه يوفر مقاومة ممتازة لهجوم ملح الكلوريد ولا يتأثر بكربنة الخرسانة.
تمنع الحماية الكاثودية للزنك التآكل عند أي انقطاع طفيف للطلاء وتمنع أيضًا “تقويض” الطلاء، مما يحصر أي مخاطر تآكل في المنطقة المحلية من الفولاذ المكشوف.
ينتج عن تآكل الزنك تغير طفيف في الحجم المصاحب، على عكس تآكل الفولاذ، لا يوجد تأثير سلبي على الخرسانة المحيطة.
تظهر الأبحاث أن أي منتجات تآكل تنتشر ببساطة في الخرسانة المجاورة، مما يساعد على ملء المسامية الدقيقة التي تمنع التآكل بشكل أكبر.
مقاومة الكلوريد
سيبدأ تآكل حديد التسليح عند الوصول إلى عتبة الكلوريد الحرجة. اقترحت الصناعة أن عتبة الكلوريد الحرجة في تقوية الفولاذ الأسود هي 0.06٪ من وزن الخرسانة، بناءً على فرصة بنسبة 20٪ لبدء التآكل.
يمكن أن يتحمل التعزيز المجلفن تركيزات الكلوريد أعلى بكثير من هذا المستوى بسبب استقرار فيلم هيدروكسي زنك الكالسيوم السلبي الذي يتشكل على سطح القضبان المجلفنة، وعلى الرغم من عدم وجود اتفاق عالمي، تظهر مراجعة الأدبيات حول هذا الموضوع عتبة الكلوريد في الصلب المجلفن إلى تكون 2-6 مرات أعلى من الفولاذ الأسود.
بشكل عام، تعتبر القيمة المتحفظة للغاية لعتبة الكلوريد الحرجة للتعزيز المجلفن مرتين إلى 2.5 مرة مقارنة بالصلب الخلفي.
أسباب تآكل الحديد
تعتمد قضبان التسليح الفولاذية العارية (أو السوداء) كليًا على الحماية التي توفرها الخرسانة المحيطة.
ومع ذلك، تسمح الخرسانة بمرور الكلوريدات من أملاح البحر أو غيرها من المواد المسببة للتآكل إلى حديد التسليح بسبب نفاذه الطبيعي وأيضًا من خلال الشقوق وفواصل التمدد.
حتى ثاني أكسيد الكربون من الهواء سيؤدي في النهاية إلى تآكل حديد التسليح.
يمكن إدارة التآكل عن طريق تقليل نفاذية الخرسانة من خلال نسب الماء/ الأسمنت المثلى؛ ظروف الضغط والمعالجة المناسبة؛ استخدام طرق تشريب الخرسانة أو الطلاءات الخرسانية من النوع الغشائي؛ وبتوفير عمق جيد للغطاء الخرساني فوق حديد التسليح.
كل هذه الإجراءات يمكن أن تؤخر تآكل حديد التسليح، لكن لا تمنعه، حيث إن استخدام حديد التسليح المجلفن له فوائد حقيقية في تحسين سلامة وموثوقية الخرسانة المسلحة، حتى عند استخدام التدابير المذكورة أعلاه.
هناك نوعان أساسيان من الطلاءات للحديد حيث يمكن تصنيف معظم الطلاءات على أنها حاجز لأنها توفر الحماية الأساسية من اختراق الهواء والماء للفولاذ الذي تغطيه.
توفر الطلاءات القربانية أو الزنك حماية الحاجز، ولكنها توفر أيضًا خط دفاع ثانويًا في حالة تلف طلاء الحاجز حيث يضحي الزنك بنفسه أو يتآكل بشكل تفضيلي قبل الفولاذ.
