پوشش های محافظ خوردگی بتن

پوشش های محافظ خوردگی بتن

پوشش های محافظ خوردگی بتن – بازدارنده‌های خوردگی سطحی (SACIs)  مواد مایعی هستند که حاوی یک یا چند ترکیب بازدارنده خوردگی هستند که برای نفوذ به بتن یا ملات تا عمق فولاد تقویت‌کننده تعبیه‌شده در نظر گرفته شده‌اند و با اثر مستقیم بر روی سطح فولاد از واکنش خوردگی در صورت وجود غلظت و شکل مناسب جلوگیری یا آن را کاهش می دهد.

SACI ها در اوایل دهه 1990 در تعمیرات بتن معرفی شدند. محصولات اولیه معمولاً به عنوان بازدارنده های migrating خوردگی نامیده می شدند. با گذشت زمان و با معرفی انواع مختلف محصول، اکنون تولید کنندگان محصولات SACI را با کلماتی مانند migrating ، نفوذ و اشباع توصیف می کنند. SACI ها می توانند به عنوان یک استراتژی کاهش خوردگی برای افزایش عمر مفید یک سازه استفاده شوند. با نفوذ از بتن و رسیدن به فولاد تقویت کننده، از طریق یک یا چند مکانیسم الکتروشیمیایی، واکنش خوردگی در سطح فولاد تقویت کننده را کاهش می دهند.

هدف اولیه برای استفاده از SACI افزایش طول عمر یک سازه با یکی از روش های زیر است:

• کاهش میزان خوردگی آتی در مناطقی که در اثر خوردگی آرماتورهای فولادی در معرض آسیب هستند به عنوان بخشی از یک برنامه تعمیر.
• به تأخیر انداختن پیشگیرانه شروع خوردگی با پردازش آرماتورهای فولادی که هنوز در شرایط خوبی هستند اما به طور فزاینده ای در معرض شرایط مساعد برای تشکیل سلول خوردگی هستند.
• کاهش نرخ خوردگی فعال با درمان خوردگی که هنوز به پوشش بتنی آسیب نرسانده است. یا
• تاخیر در شروع خوردگی حلقه/آند اولیه در نزدیکی مناطق تعمیر.

همانطور که در این سند توضیح داده شد، بسته به نوع ماده و فرمولاسیون، روش های مختلفی برای عمل این مواد وجود دارد. در تمام موارد، مواد باید از طریق بتن نفوذ کنند تا به فولاد تقویت کننده برسند و سپس روی سطح فولاد تقویت کننده عمل کنند تا میزان خوردگی ایجاد شده در آنجا کاهش یابد. همانطور که در فصل 6 این سند توضیح داده شد، وجود و عملکرد مواد را می توان از طریق آزمایش در زمان کاربرد و به صورت دوره ای پس از آن ارزیابی کرد.

1.1. هدف و دامنه

هدف اصلی این راهنما ارائه اطلاعات در مورد روش های SACI برای کاهش خوردگی سازه های بتن مسلح است. این اطلاعات برای ارائه راهنمایی و تکمیل قضاوت صحیح توسط مهندسان، مشاوران یا سایر متخصصان در تعمیر و ترمیم سازه‌های بتن مسلح که از آسیب ناشی از خوردگی رنج می‌برند، در نظر گرفته شده است.

مهم این است که تعیین کننده و سایر طرف های درگیر به اندازه کافی شرایط بتن موجود و سطوح خوردگی در سازه، هدف کلی استراتژی کاهش خوردگی، نحوه عملکرد مواد SACI و محدودیت های آنها، عملکرد گذشته آنها در پروژه های مشابه را درک کنند. الزامات برای کاربرد مناسب، تضمین کیفیت/کنترل کیفیت لازم در طول کاربرد، و نحوه ارزیابی و نظارت بر عملکرد (ریچاردسون و همکاران 2006).

اطلاعات مفیدی که می تواند به انتخاب، ارزیابی و استفاده از SACI ها برای یک پروژه خاص کمک کند، در سراسر این راهنما، از منابع (بخش 8.0)، و تولید کنندگان محصولات، گنجانده شده است. آزمایشات گسترده ای از SACI ها انجام و گزارش شده است. به کاربر هشدار داده می شود که مانند سایر مواد، درک آزمایش و تعیین اینکه به درستی انجام شده و به طور مناسب گزارش شده است مهم است.

توجه به این نکته مهم است که SACI ها تنها یکی از گزینه های موجود برای کاهش خوردگی سازه های بتن مسلح هستند. انواع دیگری از عملیات سطحی مانند درزگیرهای نفوذی، آب بندی های سطحی و پوشش های عایق رطوبتی نیز موجود است، مانند پوشش های تقویت کننده میله ها و افزودنی های بازدارنده خوردگی که بر خوردگی فولاد تقویت کننده در بتن تأثیر می گذارد.

این مطالب خارج از محدوده این سند است. اطلاعات مربوط به حفاظت کاتدی و سایر سیستم های کاهش خوردگی الکتروشیمیایی در ICRI 510.1 و ACI 546R توضیح داده شده است. مواد SACI پوشش داده شده در این راهنما، فناوری های شناخته شده فعلی هستند که در زمان انتشار در بازار وجود دارند. صرف نظر از استراتژی کاهش خوردگی که در نظر گرفته شده است، به کاربر توصیه می شود شرایط غالب سازه مورد نظر، ماهیت مشکل خوردگی، قرار گرفتن در معرض محیطی، هدف(های) پروژه و عملکرد مناسب و اعتبارسنجی قبل از انتخاب روش کاهش خوردگی و مواد خاص را مورد توجه قرار دهد.

1.2. پیشینه مشکل خوردگی

خوردگی یک مشکل چند میلیارد دلاری در ایالات متحده و سایر کشورها است (کخ و همکاران 2002). مطالعات هزینه خوردگی انجام شده در ایالات متحده نشان داده است که هزینه 3-4 درصد از تولید ناخالص ملی (GNP)  را می توان به نتایج مستقیم و غیرمستقیم خوردگی در تمام بخش ها در سراسر ایالات متحده نسبت داد (www.corrosioncost.com ) در سال 1982، گزارش های وزیر حمل و نقل ایالات متحده به کنگره تخمین زد که نزدیک به 213000 سازه پل در حال تخریب با هزینه تعمیر 41.1 میلیارد دلار آمریکا وجود دارد (ASM International 2003).

تا سال 1986، تعداد سازه‌های پل در حال فرسودگی به 244000 دستگاه افزایش یافته بود که مجموع هزینه تعمیر/بازسازی/تعویض 51.4 میلیارد دلار آمریکا بود (باواریان و راینر 2002). در مقاله‌ای اخیر، هزینه تخمینی 1 تا 3 تریلیون دلار آمریکا برای بازسازی تمام سازه‌های بتن مسلح که از مشکل رنج می‌برند، پیشنهاد شده است (ASCE 2009).  مطالعات در اروپا و ژاپن نتایج مشابهی را به همراه داشته است.

به دلیل بزرگی این مشکل، هر دو بخش دولتی و خصوصی در حال تلاش برای کاهش یا حذف آسیب خوردگی سازه های بتن مسلح هستند و بسیاری از فناوری ها و مواد برای جلوگیری، کاهش و ترمیم آسیب های ناشی از خوردگی توسعه یافته اند. چالش پیش روی کاربران این است که چگونه فناوری ها و مواد موثر، بادوام و مقرون به صرفه را از میان گزینه های متعدد موجود انتخاب کنند.

متاسفانه، فقدان روش‌شناسی مستند برای ارزیابی عملکرد بلندمدت و کمیت ناکافی داده‌های عملکرد میدانی منتشر شده برای بسیاری از تکنیک‌ها و مواد، ارزیابی دقیق یا پیش‌بینی اثربخشی گزینه‌های مختلف کاهش خوردگی را دشوار کرده است. با این حال، با تکمیل پروژه های بیشتر و با در دسترس قرار گرفتن اطلاعات بیشتر، این وضعیت در حال بهبود است.

2.0. تعاریف

ICRI فهرست جامعی از تعاریف را از طریق یک منبع آنلاین، “اصطلاحات تعمیر بتن ICRU” به آدرس  (https://www.icri.org/page/ terminology_A) ارائه می دهد.

 

3.0. خوردگی فولاد در محیط های اکسپوز

3.1 اثر بتن بر خوردگی

پوشش بتنی با ایجاد یک محیط قلیایی و با کند کردن جریان عوامل تهاجمی به داخل بتن، اولین خط دفاعی در برابر خوردگی را فراهم می کند. همانطور که در ACI 201.2R توضیح داده شد، این معمولاً با استفاده از ترکیبی از نسبت آب به مواد سیمانی کم   ( w/cm) ، مواد سیمانی مکمل، پوشش کافی و مواد بادوام انجام می‌شود. این اقدامات مهم هستند و باید در تمام پروژه های بتن ریزی جدید گنجانده شوند.

3.2. ماهیت فولاد در بتن

خوردگی فولاد تقویت کننده در بتن در درجه اول تابعی از نوع فولاد و ترکیب محلول منافذ بتن (عمدتاً آبی است که مواد زیادی در آن حل می شود). یکی از کنترل کننده های اصلی این واکنش الکتروشیمیایی، pH موضعی در سطح فولاد است (Pourbaix 1974).

در یک محیط قلیایی، یک لایه اکسید غیرفعال روی سطح فلز به طور معمول از انحلال آهن جلوگیری می کند (شکل 3.1). تصور می شود که این لایه اکسید غیرفعال از اکسیداسیون کنترل شده در آند و کاهش تقاضا برای الکترون از کاتد ناشی می شود، اگرچه کاملاً درک نشده است.

این لایه اکسیدی یک سلول خوردگی پویا است و حفاظت به طور طبیعی توسط مکانیزم ترک خوردگی و التیام مداوم حفظ می‌شود، احتمالاً به دلیل در دسترس بودن یون‌های هیدروکسیل. از آنجایی که بتن به طور طبیعی قلیایی است، با pH 12 یا بیشتر، به طور معمول از فولاد تقویت کننده تعبیه شده محافظت می کند. این ویژگی همان چیزی است که به بتن مسلح به عنوان مصالح ساختمانی استفاده می شود.

شکل 3.1. لایه غیرفعال بر روی فولاد تقویت کننده (مالکیت معنوی تصویر متعلق به گروه صنعتی کلینیک بتن ایران)

اگرچه این لایه اکسید غیرفعال معمولاً از فولاد تقویت‌کننده تعبیه‌شده در بتن محافظت می‌کند، حفاظت ممکن است از بین برود، معمولاً از طریق کاهشpH ( معمولاً توسط کربناته کردن) یا با بی‌ثباتی لایه (معمولاً با ورود یک هالید یا با تغییر در پلاریزاسیون فولاد تقویت کننده) همانطور که در ادامه توضیح داده شده است.

 

3.2.1. کربناسیون بتن

اگر PH داخل محلول منافذ بتن تقریباً کمتر از 11 شود، ترک‌های لایه غیرفعال بهبود نمی‌یابند و متعاقباً شکسته شدن لایه محافظ (ACI 222R)  منتشر می‌شود. این معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که شتاب‌دهنده‌هایی مانند اسید کربنیک ناشی از ورود گازهای CO2  ( کربناسیون) در پوشش بتن رخ می‌دهد.

کربناته شدن به برهمکنش بین محصولات هیدراتاسیون سیمان در بتن و دی اکسید کربن اشاره دارد. دی اکسید کربن (CO2)  به صورت گاز از جو یا محلول در آب وارد بتن می شود. با نفوذ CO2، یک واکنش شیمیایی باعث کاهش قلیایی بتن توسط واکنش زیر می شود:

عمق کربناته شدن متناسب با جذر زمان نوردهی است (نویل 1996)، و اغلب به طور متوسط تقریباً 0.04 در (1 میلی متر) در سال گزارش می شود، اما به محیط اطراف بتن و داخل بتن بستگی دارد. واکنش بین دی اکسید کربن و خمیر سیمان در محلول منفذی صورت می گیرد. بنابراین، تهاجمی ترین محیط برای کربناسیون بتن، چرخه های مرطوب و خشک متناوب، دماهای بالا و غلظت دی اکسید کربن بالا خواهد بود.

در شرایط ثابت، رطوبت نسبی محیط 60% برای کربناته شدن مطلوب ترین است (Neville 1996).  نرخ کربناته شدن در شرایط اشباع یا کاملا خشک به صفر می رسد. عوامل عمده دیگری که بر زمان شتاب برای خوردگی ناشی از کربناتاسیون تأثیر می گذارد عبارتند از: پوشش نازک بتن، غلظت دی اکسید کربن اتمسفر، وجود ترک در بتن، و تخلخل بالا مرتبط با ضریب سیمان کم و وزن بر سانتی متر بالا. وقتی جبهه کربناته به فولاد تعبیه شده می رسد، pH کاهش یافته، لایه غیرفعال فولاد را بی ثبات می کند و زمینه را برای تسریع خوردگی فراهم می کند.

3.2.2. نفوذ کلرید

در صورت وجود یون های بی ثبات کننده مانند کلریدها یا سایر هالیدها در سطح فولاد تقویت کننده در بتن، فیلم غیرفعال نیز می تواند شکسته شود. معمولی ترین منابع خارجی کلریدها آب دریا، هوای مملو از نمک و نمک های یخ زدا هستند. کلریدها همچنین می توانند در حین جاگذاری به دلیل مواد افزودنی (مانند تسریع کننده های مبتنی بر کلرید کلسیم)، آب اختلاط لب شور، یا سنگدانه های آلوده (مانند سنگدانه های لایروبی شده در دریا) به بتن وارد شوند.

هنگامی که مقدار کل کلرید از یک آستانه در سطح مشترک فولاد و بتن فراتر رود، خوردگی فولاد تعبیه شده تسریع می شود. مقدار کلریدهای مورد نیاز برای شروع خوردگی به متغیرهای زیادی (از جمله pH در سطح مشترک فولاد/بتن) بستگی دارد، اما 0.2٪ کلرید محلول در اسید بر حسب وزن سیمان (تقریباً 1 پوند [0.45 کیلوگرم] کلرید در یارد مکعب [0.76]) بستگی دارد. متر مکعب] بتن) اغلب به عنوان حد آستانه عمومی (ACI 222R, ACI 201.2R)  برای شتاب خوردگی ذکر می شود.

توجه داشته باشید که دما بر مقدار نمک های محلول تأثیر می گذارد، به طوری که برخی از کلریدها (نمک های فریدل) در دماهای بالا تجزیه می شوند یا pH کاهش می یابد تا نمک های محلول در آب اضافی در بتن آزاد شوند. کلریدها در بتن به صورت یون در محلول منفذی یا به صورت ترکیبات شیمیایی متصل شده با اجزای بتن وجود دارند. بخشی از آنها محلول در آب هستند. کلریدهای محلول در آب شکلی هستند که مسئول تسریع خوردگی هستند، اما به دلیل تجزیه و تحلیل ساده تر و ایجاد بدترین سناریو، معمولاً کلریدهای محلول در اسید گزارش می شوند.

وجود کلرید معمولاً باعث ایجاد اثرات موضعی مانند ایجاد حفره‌ها و شکاف‌های میکروسکوپی حاوی محلول‌های pH بسیار پایین (0-2) می‌شود که در نتیجه تشکیل HCl و FeCl3 در بین عوامل اکسیدکننده‌ای که فرآیندهای خوردگی را تسریع می‌کنند، می‌شود. این اشکال خوردگی می توانند بسیار فراگیر باشند و می توانند باعث شکست فاجعه بار عناصر فولادی شوند زیرا تشکیل گودال می تواند با سرعت بیشتری نسبت به خوردگی عمومی کاهش سطح مقطع را داشته باشد.

3.2.3. خوردگی در بتن

هنگامی که حفاظت ارائه شده توسط لایه غیرفعال از بین می رود، خوردگی شروع می شود. همانطور که در شکل 3.2 نشان داده شده است، فرآیند خوردگی با یک جفت واکنش شیمیایی مشخص می شود که یکی از آنها در ناحیه ای به نام کاتد و دیگری در ناحیه ای به نام آند رخ می دهد. این وضعیت مشابه چیزی است که در صفحات مثبت و منفی یک باتری رخ می دهد.

شکل 3.2. نمای اجمالی سلول خوردگی ( مالکیت معنوی تصاویر متعلق به گروه صنعتی کلینیک بتن ایران و C-probe system Ltd.)

خوردگی مشاهده شده در آند رخ می دهد. در واکنش آندی، آهن موجود در فولاد دیگر به عنوان یک لایه اکسید نازک قوی تشکیل نمی شود، بلکه در عوض از سطح فولاد به عنوان یون آهن خارج می شود و الکترون های آزاد تولید می کند.

یون‌های آهنی که سطح را ترک می‌کنند واکنش نشان می‌دهند و محصولات خوردگی (مگنتیت) هیدروکسیدهای Fe²⁺  را تشکیل می‌دهند که در نهایت اکسیدهای Fe³⁺  مانند هماتیت را تشکیل می‌دهند که به رنگ نارنجی مایل به قهوه‌ای هستند (توجه داشته باشید که سایر اکسیدهای آهن و هیدروکسی کلریدها بسته به در دسترس بودن اکسیژن ممکن است تشکیل شوند). توجه به این نکته مهم است که اکسیژن در آند مورد نیاز نیست، مگر برای ایجاد خوردگی در مراحل بعدی توسط محصولات.

واکنش مهم دیگری در کاتد رخ می دهد. در واکنش کاتدی، الکترون های تولید شده در واکنش آندی در یک واکنش کاهش اکسیژن مصرف می شوند. این واکنش کاتدی مورد نیاز است زیرا بار الکتریکی در سیستم خوردگی باید در تعادل نگه داشته شود. کاتد و آند می توانند در مکان های مجزا (خوردگی ماکروسل) یا در مجاورت (خوردگی میکروسل) وجود داشته باشند.

3.3. پیامدها و الگوهای آسیب

اکسیدهای آهن حاصل از خوردگی فولاد، حجمی تا 6.5 برابر بزرگتر از فولاد اصلی (ACI 222R)  را اشغال می کنند. این افزایش حجم باعث ایجاد تنش های کششی داخلی در پوشش بتنی می شود. این انبساط زمانی که تنش حاصل از ظرفیت کششی بتن بیشتر شود، ترک ایجاد می کند. ترک خوردگی فولاد را در معرض کلریدها، اکسیژن، دی اکسید کربن و رطوبت بیشتری قرار می دهد و به طور مداوم فرآیند خوردگی را تغذیه می کند. با ادامه خوردگی، لایه برداری رخ می دهد.

لایه لایه ها معمولا در نزدیکی یا نزدیک فولاد تقویت کننده قرار می گیرند. با ادامه فرآیند و تشکیل زنگ گسترده، بتن در نهایت ترک می‌خورد یا می‌پاشد (شکل 3.3). اگر خوردگی ادامه یابد، یکپارچگی سازه می تواند به دلیل از بین رفتن مقطع فولاد تقویت کننده و/یا از بین رفتن پیوند بین فولاد و بتن به خطر بیفتد. در موارد شدید غفلت، ممکن است تعویض سازه ضروری باشد.

شکل 3.3. آسیب ناشی از خوردگی (مالکیت معنوی تصویر متعلق به گروه صنعتی کلینیک بتن ایران)

3.4. تأثیر تعمیرات بر بتن مسلح اطراف

علاوه بر شیمی اولیه خوردگی بتن که در بالا مورد بحث قرار گرفت، مهم است که تغییرات سیستم خوردگی را که در هنگام انجام تعمیرات رخ می دهد در نظر بگیرید زیرا ممکن است اثر ساده ای از قرار دادن مواد تعمیری بر سازه وارد شود.

ترمیم بتن آسیب‌دیده با بتن‌ها و ملات‌های مبتنی بر سیمان پرتلند یا مواد ویژه (مانند بتن و ملات سیمان پلیمری، بتن دودی سیلیس و غیره) معمول است. معرفی چنین مواد تعمیری می تواند شرایط شیمیایی منطقه تعمیر را تغییر دهد زیرا تفاوت های فیزیکی و شیمیایی بین مواد تعمیر تازه و بتن اصلی ایجاد می کند. از آنجایی که تفاوت‌ها شیب‌های شیمیایی یا انرژی ایجاد می‌کنند، سیستم شیمیایی برای کاهش یا حذف آنها واکنش نشان می‌دهد تا یک سیستم پایدار تولید کند. این تفاوت ها ممکن است بر عملکرد طولانی مدت یک سازه بتن مسلح تعمیر شده تأثیر منفی بگذارد. برخی از نمونه‌های این تفاوت‌ها عبارتند از محتوای کلرید، غلظت اکسیژن، pH، مقاومت الکتریکی و نفوذپذیری.

هنگام تعمیر بتن آلوده به کلرید، معمولاً از مواد تعمیری بدون کلرید استفاده می شود. وجود یک ماده تعمیری بدون کلرید به طور مستقیم در مجاورت بتن آلوده با کلرید باقی مانده می تواند یک سلول خوردگی فعال ایجاد کند. این سلول باعث می شود که فولاد در مناطقی که کلریدها هنوز وجود دارد (یعنی بتن باقیمانده) آندی شود و مناطقی که کلرید وجود ندارد (یعنی بخش های تعمیر شده) در حضور رطوبت و اکسیژن کاتدی شود. این می تواند نیروی محرکه ای برای خوردگی ایجاد کند تا در بتن اصلی در محیط تعمیر با سرعتی تسریع شده ادامه یابد.

هنگامی که خرابی ها به دلیل این نوع تفاوت ها بین مواد تعمیر و بتن رخ می دهد، آسیب در محیط تعمیرات ظاهر می شود (یعنی به عنوان حلقه ای در اطراف تعمیر) که در آن فولاد تقویت کننده هم در مواد تعمیر و هم در بتن موجود وجود دارد.

همانطور که در شکل 3.4 نشان داده شده است. به همین دلیل، این پدیده اغلب به عنوان اثر “حلقه آندی”، “تشکیل آند اولیه” یا “اثر هاله” شناخته می شود. علاوه بر این، این خرابی ها می توانند بسیار سریع رخ دهند و در برخی موارد باعث پوسته پوسته شدن و ترک خوردن در کمتر از یک سال می شوند. با کمال تعجب، تحقیقات کمی در مورد این پدیده وجود دارد که بر نیاز حیاتی برای درک بهتر مشکل تاکید می کند.

شکل 3.4. تشکیل حلقه آندی در هنگام تعمیر (تصویر توسط Simpson Gumpertz & Heger Inc.)

بتن گازدار می تواند یک اثر حلقه آندی دیگر ایجاد کند زیرا تعمیر نواحی کربناته با مواد تعمیر معمولی نیز می تواند نیروی محرکه ایجاد کند. بتنی که در معرض دی اکسید کربن، از جو یا محلول در آب قرار گرفته است، ممکن است دارای pH کمتر از 9.0 باشد. در مقابل، مواد ترمیم تازه معمولاً بسیار قلیایی با pH حدود 12-13 است.

مناطقی که فولاد تقویت کننده در معرض رطوبت و pH پایین تر است (یعنی بتن موجود) تمایل به آندی شدن دارد زیرا لایه غیرفعال روی فولاد در این مناطق پایداری کمتری دارد. مناطقی که PH بالاتر است (یعنی تعمیرات) تمایل دارند در حضور آب و اکسیژن به عنوان کاتد عمل کنند. کربناته شدن همچنین می تواند بر ظرفیت اتصال کلرید بتن تأثیر بگذارد و احتمالاً منجر به تغییرات دیگری در خوردگی شود. برای اطلاعات بیشتر به ACI 222.3R مراجعه کنید.

4.0. ارزیابی شرایط

4.1 روش های عمومی

به منظور ارائه نگهداری کم در آینده و حفاظت طولانی مدت، در صورت انجام تعمیرات، به اطلاعات خاصی در مورد وضعیت سازه نیاز است. منابع منتشر شده زیادی برای ارزیابی شرایط مانند ACI 364.1R، NACE SP0308، Concrete Society TR60، و BRE Digest 444 وجود دارد. فن آوری و روش های علمی برای ارزیابی خوردگی فولاد تقویت کننده (و سایر فلزات تعبیه شده) و آسیب های مرتبط در دسترس هستند. این تکنیک ها برای تعیین میزان آسیب، تعریف وضعیت خوردگی فولاد در مناطق آسیب دیده، ارزیابی علت (یا علل) خوردگی و تعیین احتمال خوردگی فولاد در آینده طراحی شده اند. ارزیابی شرایط برای تعیین مناسب ترین نوع پاسخ به یک مشکل خوردگی مورد نیاز است.

اصطلاح “ارزیابی وضعیت” شامل یک ارزیابی کامل از مکانیسم های زوال و آسیب های مرتبط است. علاوه بر ارائه اطلاعات در مورد خوردگی در حال انجام، ارزیابی شرایط همچنین اطلاعاتی در مورد مکانیسم های زوال دیگر مانند آسیب انجماد و ذوب، حمله سولفات، و واکنش های قلیایی-دانه ارائه می دهد. اگرچه این مکانیسم‌های آسیب ناشی از خوردگی نیستند و خارج از محدوده این سند هستند، اما می‌توانند با به خطر انداختن حفاظت ارائه شده توسط بتن، معمولاً از طریق ترک‌خوردگی که اجازه ورود کلریدها و کربناته شدن را می‌دهد

همانطور که در ACI 364.1R توضیح داده شده است، تکنیک های معمولی ارزیابی شرایط عبارتند از:

• بررسی بصری.
• بررسی لایه لایه شدن (کشیدن زنجیره یا چکش زنی).
• اندازه گیری محتوای کلرید در اعماق مختلف (کل یا محلول در آب).
• تعیین عمق کربناتاسیون (سطح pH).
• بررسی های بالقوه نیمه سلولی.
• ارزیابی موضعی نرخ خوردگی سطح. و
• آنالیز پتروگرافی هسته ها.

همه این تکنیک‌ها همیشه استفاده نمی‌شوند، اما مقایسه متقابل روش‌های متعدد به منظور ارزیابی وضعیت فعلی توصیه می‌شود.

در یک ارزیابی خاص خوردگی، مالک ممکن است بخواهد ارزیابی یک‌باره را با استفاده از ارزیابی شرایط برای قرار دادن پروب‌ها و حسگرهای قابل جاسازی برای ارزیابی وضعیت در مدت زمان طولانی‌تری قبل از تصمیم‌گیری کاهش، ادامه دهد. پس از به دست آمدن این اطلاعات، می توان یک استراتژی مناسب تعمیر و کاهش خوردگی ایجاد کرد. نمودار جریان در شکل 4.1 یک استراتژی را برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز برای تعیین اهداف پروژه ترسیم می کند. توصیه می شود برای انجام بررسی وضعیت و توسعه یک استراتژی مدیریت خوردگی مناسب از یک مهندس حرفه ای یا متخصص خوردگی با تجربه در این زمینه کمک بگیرید.

شکل 4.1. رویه انتخاب استراتژی کاهش خوردگی

4.2. ملاحظات خاص

محتوای کلرید بتن در سطح آرماتور همانطور که در شکل 4.2 نشان داده شده است از اهمیت ویژه ای برخوردار است. باید به محتوای کلرید فعلی و همچنین محتوای کلرید پیش‌بینی‌شده در آینده توجه شود (ریچاردسون و همکاران 2006).

حالت کلرید	نشان دهنده یون کلرید آزاد در سطح  تقویت	نتایج ممکن
پائین	≤ 0.5% یون کلرید بر حسب جرم سیمان	بازدارنده خوردگی به طور بالقوه به عنوان یک استراتژی نگهداری پیشگیرانه قبل از وقوع هر گونه خوردگی فعال قابل توجهی قابل اجرا است
متوسط	≤ 1% یون کلرید بر حسب جرم سیمان	اگر در شرایط خاص پروژه نسبت بازدارنده به غلظت یون کلرید رضایت بخش به دست آید، بازدارنده خوردگی ممکن است موثر باشد. اقدامات حفاظتی برای جلوگیری از تجمع بیشتر کلرید در محیط های غنی از کلرید توصیه می شود.
بالا	1-2٪ یون کلرید بر حسب جرم سیمان	سطح دوز بازدارنده خوردگی ممکن است فراتر از توصیه های معمول سازنده و اقدامات حفاظتی اضافی مورد نیاز افزایش یابد. ممکن است تکنیک را فراتر از پنجره اثربخشی توصیه شده خود بردارد و ریسک بالاتری را معرفی کند
خیلی بالا	> 2% یون کلرید بر حسب جرم سیمان	بعید است که بازدارنده خوردگی جزء موفق استراتژی تعمیر باشد.

شکل 4.2. اثر سطح کلرید در فولاد تقویت کننده (ریچاردسون و همکاران 2006)

عمق و کیفیت پوشش بتنی یکی دیگر از ملاحظات مهم است زیرا لازم است بازدارنده خوردگی سطح اعمال شده به مقدار کافی به فولاد تقویت کننده برسد تا موثر باشد.

درجه خوردگی آرماتور در زمان تعمیر نیز مهم است و می تواند تاثیر قابل توجهی بر احتمال موثر بودن بازدارنده خوردگی داشته باشد همانطور که در شکل 4.3 نشان داده شده است زیرا تشکیل یک لایه محافظ برای بازدارنده زمانی که فولاد به طور فعال در حال خوردگی است.

نرخ حالت کلرید	نرخ خوردگی شاخص* در یک دوره پایدار	نتایج ممکن
کم تا متوسط	< 5 μ/ سال	بهترین سناریو ممکن با استفاده از بازدارنده به عنوان بخشی از استراتژی نگهداری پیشگیرانه پیشگیرانه.
متوسط تا بالا	5-10μ/ سال	حالت تقویت به طور بالقوه برای در نظر گرفتن درمان بازدارنده خوردگی مناسب است.
بالا	10-100μ/ سال	وضعیت تقویت بستگی به این دارد که نرخ خوردگی در کجای این محدوده قرار دارد. با افزایش نرخ خوردگی در محدوده، اثر بازدارنده به طور متناظر با ریسک بالاتری تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. در صورت وجود نرخ خوردگی بالاتر، نظارت بر خوردگی توصیه می شود.
خیلی بالا	> 100μ/ سال	آرماتور ممکن است به شدت خورده شده باشد. اگر چنین باشد، بعید است که بازدارنده خوردگی جزء موفق استراتژی تعمیر باشد.
نکات*: مقادیر موجود در جدول ممکن است در محدوده مناسب < 0.5 µA/cm2 تا > 10 µA/cm2 بیان شوند. مقادیر اندازه گیری شده در عمل می تواند بسیار متغیر بوده و تحت تاثیر خوردگی موضعی باشد.

شکل4.3. اثر خوردگی موجود (ریچاردسون و همکاران 2006)

همانطور که در شکل 4.4 نشان داده شده است نفوذپذیری بتن نیز مهم است.

حالت کربناته شدن	نفوذ پذیری بتن	نتایج ممکن
کاملا گازدار	متوسط	مهار کننده بالقوه موثر
	بالا	بازدارنده در ابتدا به طور بالقوه مؤثر است، اما ممکن است مخزن در بتن حفظ نشود و اثربخشی آن در طول زمان کاهش یابد. اقدامات اضافی مانند پوشش مناسب را در نظر بگیرید.

شکل 4.4. اثر تخلخل (ریچاردسون و همکاران 2006)

5.0. بازدارنده های خوردگی کاربردی سطح نفوذ – مکانیسم های حفاظتی

بر اساس نتایج ارزیابی شرایط، محققان و مالکان ممکن است تشخیص دهند که استفاده از SACI نافذ برای کاهش خوردگی مناسب است. برای پیاده سازی مناسب، ویژگی های این مواد باید درک شود، همانطور که در ادامه توضیح داده شده است.

5.1. انواع

SACI های نفوذی را می توان به سه تقسیم کرد

انواع بر اساس مکانیسمی که با آن کار می کنند:

1. بازدارنده های آندی به طور مستقیم بر روی آندهای سطح فولاد عمل می کنند.
2. بازدارنده های کاتدی به طور مستقیم بر روی کاتدها در سطح فولاد عمل می کنند. و
3. بازدارنده های آمبیودیک (مخلوط) هم در آندها و هم در کاتدهای سطح فولاد عمل می کنند.

این مکانیسم ها در بخش های زیر توضیح داده شده اند.

 

 

5.2. بازدارنده های آندی

بازدارنده های آندی معمولاً با محصولات خوردگی معمولی در آند واکنش می دهند تا یک اکسید محافظ پایدار بر روی سطح فلز تشکیل دهند. از آنجا که اکثر بازدارنده های آندی وابسته به غلظت هستند، به ویژه مهم است که مکان ها و مقادیر کاربرد نسبت به شرایط نوردهی ساختار در نظر گرفته شوند.

به عنوان مثال، نرخ خوردگی در مناطقی از بتن که مواد اعمال نمی‌شوند یا به فولاد تقویت‌کننده نمی‌رسند، می‌تواند به روشی مشابه اثر “هاله” یا “آند حلقه” که قبلا توضیح داده شد افزایش یابد (Gu, et al. 1997؛ القدی و همکاران 1993). بازدارنده های آندی این مزیت را دارند که در نقاط داغ خوردگی فولاد تقویت کننده کار می کنند، جایی که بیشتر فولاد در اثر خوردگی از بین می رود.

عملکرد عمومی بازدارنده های آندی را می توان با استفاده از نمودار ایوانز همانطور که در شکل 5.1 نشان داده شده است نشان داد. دو خط روی نمودار رابطه بین پتانسیل خوردگی (محور y)  و نرخ خوردگی (محور x)  را برای واکنش های کاتدی و آندی روی فولاد تقویت کننده نشان می دهد.

از آنجا که واکنش های آندی و کاتدی باید متعادل شوند، نرخ خوردگی سیستم در تقاطع دو خط، در نقطه Icorr، Ecorr رخ می دهد. بازدارنده های آندی واکنش را در آند تغییر می دهند، خط رابطه آندی را همانطور که نشان داده شده تغییر می دهند و نقطه تقاطع را به I’corr، E’corr تغییر می دهند. همانطور که نشان داده شد، بازدارنده های آندی سرعت خوردگی را کاهش داده و پتانسیل خوردگی را به مقدار منفی کمتری منتقل می کنند.

شکل 5.1. نمودار شماتیک ایوانز برای بازداری آندی – توجه داشته باشید که شکل شماتیک است و فقط برای نشان دادن روابط عمومی در نظر گرفته شده است (تصویر توسط Simpson Gumpertz & Heger Inc.)

 

5.2.1. نمک های نیتریت

نیتریت موجود در نیتریت کلسیم یک نمک معدنی محلول در آب است و نمونه ای از یک بازدارنده آندی است (اگرچه نیتریت کلسیم رایج ترین شکل این بازدارنده است، پتاسیم، سدیم و کاتیون های دیگر ممکن است استفاده شود). تا زمانی که یون های نیتریت بتوانند به سطح فولاد برسند، نمک های نیتریت ممکن است به مواد ترمیم اضافه شوند یا به صورت موضعی استفاده شوند. تصور می‌شود که مکانیسم بازدارندگی نیتریت از خوردگی ناشی از رقابت یون‌های نیتریت با یون‌های کلرید برای یون‌های آهن در آند سلول خوردگی است. یون‌های نیتریت و آهن واکنش می‌دهند تا یک لایه غیرفعال پایدار در آند روی فولاد تقویت‌کننده به صورت زیر تشکیل دهند:

توجه داشته باشید که در حالی که یون نیتریت مسئول مهار خوردگی است، در واکنش رقابتی با کلرید برای یون های آهن مصرف می شود. به همین دلیل، خوردگی تنها زمانی مهار می شود که نسبت کلرید به نیتریت کمتر از 2 وجود داشته باشد (برک 1985 و 1987) و اثربخشی نیتریت در نسبت های کلرید به نیتریت کمتر از 1 موثرتر باشد (بنتور و برک 1998).

نمک های نیتریت علاوه بر استفاده به عنوان یک ماده افزودنی بازدارنده خوردگی در بتن، به عنوان بازدارنده های سطحی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. در این کاربرد، مواد از طریق بتن حمل می شود تا به فولاد برسد. تصور می‌شود که مکانیسم انتقال یک فرآیند دو مرحله‌ای است، ابتدا با اثر مویرگی و سپس با انتشار بعدی در بتن در طول زمان.

5.2.2. سیلیکات های واکنش پذیر

مکانیسمی که توسط آن یون‌های سیلیکات محلول در آب مهاجرت می‌کنند و واکنش نشان می‌دهند تا از خوردگی میله‌های تقویت‌کننده و اصلاح خواص سیمان بتن جلوگیری کنند، پیچیده است، اما می‌توان آنها را با معادلات شیمیایی متعادل ساده نشان داد. یون های سیلیکات محلول در آب بسته به شرایط شیمیایی موجود در محلول می توانند ساختارهای مختلفی را به خود بگیرند.

ساده ترین شکل یون مونومر است که به صورت (SiO₄)^-4 نشان داده می شود. یون سیلیکات می تواند با خود ترکیب شود تا ساختارهای الیگومری خطی و حلقوی ایجاد کند و می تواند به صورت (Si3O₁₀)^-8 نمایش داده شود. یون سیلیکات با آهن اکسید شده ⁺⁺( Fe)  واکنش میدهد و  محصول واکنش سیلیکات آهنی را تشکیل می دهد و می تواند با معادله متعادل ساده زیر نشان داده شود ( Vassely و Klinda 2009؛ Joistera و Gunneruisson 2010؛ Hirao و همکاران 2005).

همانطور که قبلاً توضیح داده شد، یک فیلم غیرفعال کننده به شکل هیدروکسید آهن Fe(OH)2 به دلیل pH بالا (12-13) خمیر سیمان اطراف میلگردهای تقویت کننده فولاد تشکیل می شود. تشکیل ساختارهای سیلیکات آهنی بر روی سطح میله تقویت کننده در محل های اکسیداسیون آندی منجر به تشکیل یک لایه غیرفعال جدید می شود که کمتر به pH بالا وابسته است و کمتر مستعد تجزیه توسط حمله یون کلرید است، در نتیجه لایه را حتی تحت این شرایط تثبیت می کند. ( Lehrman و Shuldener 1952؛ Stephenson و همکاران 2009؛ ناسا 2007؛ موسسه تحقیقات فناوری ساخت و ساز کره 1999؛ ناسا 1996).

یون های سیلیکات با فرآیند انتشار یونی در لایه آبی که در سطح دیواره‌های منافذ ژل سیمانی وجود دارد به سطح میله تقویت‌کننده مهاجرت می‌کنند. این همان مسیری است که یون های کلرید نیز به سطح میله تقویت کننده می رسند. یون‌های سیلیکات نیز با محل‌های هیدروکسید کلسیم روی خمیر سیمان واکنش می‌دهند و محصولات سیلیکات کلسیم جامد را تشکیل می‌دهند که تخلخل سیمان را کاهش داده و استحکام را افزایش می‌دهد.

این واکنش همچنین باعث می‌شود که برخی از یون‌های کلرید محلول در آب در منافذ ژل به حالت نامحلول تبدیل شوند، بنابراین آنها را از دسترس خارج می‌کند تا به فیلم غیرفعال حمله کنند. واکنش سیلیکات با خمیر سیمان یک واکنش رقابتی را نشان می‌دهد که می‌تواند مقدار یون‌های سیلیکات را که می‌توانند تا اولین سطح میله تقویت‌کننده (1 تا 3 اینچ [25 تا 75 میلی‌متر]  زیر سطح پخش شوند، جایی که بیشتر خوردگی معمولا در آن انجام می شود کاهش دهد.

برای اینکه یک محلول سیلیکات به عنوان یک بازدارنده خوردگی میله تقویت کننده موثر باشد، باید دارای ترکیب سیلیکات به شکلی باشد که مهاجرت به سطح میله تقویت کننده را به حداکثر برساند و برای تشکیل فیلم غیرفعال سیلیکات آهنی واکنش نشان دهد. محصولات سیلیکات دارای این ویژگی را می توان با روش های ارزیابی عملکرد همانطور که در بخش 6 این سند توضیح داده شده است شناسایی کرد.

5.3. بازداری کاتدی

مهارکننده های کاتدی برای جلوگیری یا کند کردن واکنش کاتد عمل می کنند. این به نوبه خود، با محدود کردن مقدار الکترون‌هایی که می‌توانند در کاتد مصرف شوند، واکنش آندی را کاهش می‌دهد. شکل 5.2 اثر یک بازدارنده کاتدی را نشان می دهد. برخلاف بازدارنده‌های آندی، بازدارنده‌های کاتدی واکنش کاتدی را تغییر می‌دهند و شیب رو به پایین خط واکنش را افزایش می‌دهند و نرخ خوردگی را کاهش می‌دهند و پتانسیل خوردگی را منفی‌تر می‌کنند. از سال 2012، هیچ بازدارنده کاتدی سطحی برای کاربردهای بتن مسلح شناخته نشده است.

شکل 5.2. نمودار شماتیک ایوانز برای بازداری کاتدی – توجه داشته باشید که شکل شماتیک است و فقط برای نشان دادن روابط عمومی در نظر گرفته شده است (مالکیت معنوی تصویر متعلق به Simpson Gumpertz & Heger Inc)

5.4. بازداری آمبیودیک (مخلوط)

بازدارنده های آمبیودیک ترکیبات آلی (آمین ها و سایر مواد شیمیایی آلی) هستند که می توانند تا عمق آرماتورهای تعبیه شده در بتن نفوذ کنند و یک لایه مولکولی روی سطوح فلزی تشکیل دهند. این فیلم در هر دو محل آندی و کاتدی تشکیل می شود.

در آند، انحلال آهن کاهش می یابد. در کاتد فیلم به عنوان مانعی برای کاهش اکسیژن عمل می کند. کاهش هر دو واکنش آندی و کاتدی در نتیجه نرخ خوردگی را کاهش می دهد. این اثر دوگانه دلیلی است که این مهارکننده ها به عنوان مهارکننده های “مخلوط” توصیف می شوند. در تئوری، این امر به ویژه در بتن مسلح به دلیل برجسته بودن خوردگی میکروسل بین نواحی خوردگی و کاتدهای مجاور سودمند است ( Al-Qudi و شرکا 1993).

اثرات آندی یا کاتدی به تنهایی گاهی در حضور بازدارنده‌های آمبیودیک مشاهده می‌شود، اما، به عنوان یک قاعده کلی، این بازدارنده‌ها زمانی که در غلظت‌های کافی وجود داشته باشند، بر کل سطح فلز خورنده تأثیر می‌گذارند. هر دو مکان آندی و کاتدی مهار می شوند، اما به درجات مختلف بسته به پتانسیل فلز، ساختار شیمیایی مولکول بازدارنده و اندازه مولکول (Roberge 1984).

بازدارنده های آمبیودیک نسبت های متفاوتی از پتانسیل کنترل خوردگی آندی و کاتدی دارند. انتخاب آنهایی که دارای سطح بالایی از قابلیت آندی هستند مفید است زیرا پلاریزاسیون ناشی از گروه نیترو پتانسیل حالت پایدار فلز را در جهت مثبت (پتانسیل نجیب تر) تغییر می دهد و واکنش آندی را مهار می کند (ASM 2003، Miksic 1975 و 1983).

برخی از بازدارنده‌های آمبیودیک علاوه بر واکنش در مکان‌های آندی و کاتدی روی فولاد در حال خوردگی، می‌توانند نفوذ رطوبت مایع را به حداقل برسانند (همراه با کاهش ورود کلرید)، همچنین از طریق خشک کردن آب جذب شده توسط انتشار بخار از بتن، مقاومت الکتریکی بیشتری ایجاد می کند.

شکل 5.3 اثر بازدارنده آمبیودیک را نشان می دهد. اثر بازدارنده هر دو خط واکنش را تغییر می‌دهد و تقاطع را به نقطه‌ای با نرخ خوردگی کمتر اما پتانسیل خوردگی مشابه منتقل می‌کند.

شکل 5.3. نمودار شماتیک ایوانز برای بازداری آمبیودیک – شکل یادداشت شماتیک است و فقط برای نشان دادن روابط کلی در نظر گرفته شده است – E’corr می تواند بالاتر یا پایین تر از Ecorr باشد (مالکیت معنوی تصاویر متعلق به Simpson Gumpertz & Heger Inc)

5.4.1. مواد مبتنی بر آمینو

5.4.1.1 الکل های آمینه

بازدارنده‌های خوردگی آمینوالکلی متعلق به خانواده بزرگی از ترکیبات شیمیایی آلی هستند که برای حفاظت از خوردگی در بسیاری از کاربردها و صنایع استفاده می‌شوند. مواردی که برای استفاده در بتن مسلح در نظر گرفته می شوند باید 1) محلول در آب باشند و 2) ثابت شده باشد که از خوردگی جلوگیری می کنند.

این ترکیبات را می توان بر اساس توانایی آنها در جذب روی سطح فولاد و نفوذ به بتن سخت شده ارزیابی کرد (لامبرت 1996). نمونه هایی از آمینو الکل های متداول تر عبارتند از DMEA( دی متیل اتانول آمین)، MEA ( مونو اتانول آمین) یا MDEA ( متیل دی اتانول آمین). این ترکیبات ممکن است به عنوان مواد افزودنی در بتن تازه یا به عنوان مواد سطحی برای بتن سخت شده استفاده شوند.

بازدارنده های خوردگی مبتنی بر آمینو الکل برای نفوذ در بتن سخت شده تا عمق فولاد تقویت کننده فرموله شده اند. در ابتدا نفوذ این بازدارنده ها از طریق عملکرد مویرگی مشابه روش نفوذ آب در بتن است.

در مرحله بعد، بازدارنده به صورت محلولی مشابه روشی که یون های کلرید در بتن پخش می شوند، پخش می شود. در نهایت، بازدارنده در فاز بخار منتشر می شود (Goschnick 1995).  این بدان معناست که هر جا که مواد مضر مانند کلریدها یا دی اکسید کربن محلول می توانند باعث آسیب خوردگی شوند، بازدارنده آمینو الکل می تواند به سطح فولاد برسد و سریع ترین نفوذ را به مناطقی که بیشترین خطر را دارند (یعنی مناطق با پوشش نامناسب و نفوذپذیری بالا) نفوذ می کند.

هنگامی که آمینو الکل کافی به سطح آرماتور تعبیه شده می رسد، یک لایه محافظ و تک مولکولی تشکیل می شود (Morlidge و همکاران 2000)  آزمایشات انجام شده با ترکیب آمینو الکل N، N-دی متیل اتانول آمین (DMEA)  نشان می دهد که DMEA می تواند کلریدها را از سطح فولاد جابجا کند.

آزمایش‌های دیگر نشان می‌دهد که DMEA بر روی سطح فولاد جذب می‌شود و حتی در حضور کلریدها به طور محکم چسبیده باقی می‌ماند (Morlidge و همکاران 2000)  این مشاهدات می‌توانند اثر بازدارنده خوردگی ترکیب آمینو الکل DMEA و آمینو الکل‌ها را با یک مکانیسم ساده توضیح دهند: به دلیل پیوند قوی، گونه‌های یونی، آمینو الکل‌ها مانند DMEA کلریدها را از سطح فولاد اکسید شده جابجا می‌کنند و یک غیرفعال‌کننده بادوام تشکیل می‌دهند.

لایه ای که محکم به فولاد چسبیده است (وله و همکاران 1997).

5.4.1.2. آمینو کربوکسیلات ها

آمینو کربوکسیلات ها مانند آمینو الکل ها عمل می کنند. در برخی از اشکال، آنها جامدات نامحلول در آب هستند که به گونه‌ای فرموله می‌شوند که قابلیت گسترش در آب را داشته باشند در حالی که با ترکیبات فرمولاسیون مرتبط هستند. پس از اعمال بر روی بتن، آنها در فاز بخار به سطح میله تقویت کننده مهاجرت می کنند و در آنجا یک پوشش پیچیده بادوام بر روی میله تقویت کننده تشکیل می دهند که در هر دو مکان آندی و کاتدی عمل می کند. حلالیت کم آنها در آب و شکل جامد باعث افزایش دوام آنها می شود (Sastri 1998).

بازدارنده‌های مبتنی بر آمین کربوکسیلات از نمک‌های آمینی اسیدهای کربوکسیلیک و اسیدهای اکسی کربنیک مانند بنزوات، گلوکونیک و غیره تشکیل شده‌اند و با توجه به نفوذ آن‌ها در بتن سخت شده و توانایی تشکیل لایه روی آرماتورهای تعبیه‌شده، عملکرد مشابهی با آمینو الکل‌ها دارند. آمین کربوکسیلات ها از نظر شیمیایی با آمینو الکل ها متفاوت هستند زیرا آمینو الکل ها دارای یک گروه عملکردی الکل (OH)  هستند در حالی که مهار کننده های مبتنی بر آمین کربوکسیلات دارای یک گروه عملکردی کربوکسیلات (COOH)  هستند.

آمین کربوکسیلات ها از نظر عملکرد کربن/اکسیژن و گروه انتهایی با آمینو الکل ها متفاوت هستند. همانطور که در نمودارهای زیر مشاهده می شود، الکل های آمین حاوی یک گروه پایانی OH آبدوست هستند که در خارج از لایه بازدارنده قرار دارند، در حالی که آمین کربوکسیلات فاقد چنین گروه پایانی آبدوست هستند. هنگامی که این گروه ها به فلزات تعبیه شده می رسند، جذب می شوند و یک فیلم مولکولی تشکیل می دهند. جذب بازدارنده روی فلز از طریق گروه عملکردی قطبی آن با زنجیره غیرقطبی یا آبگریز مولکول بازدارنده که عمود بر سطح فلز در شکل 5.4 نشان داده شده است صورت می گیرد.

شکل 5.4. عملکرد سطحی مهارکننده آمین کربوکسیلات (Sastri 1998)

زنجیرهای آبگریز با یکدیگر تعامل می کنند تا یک لایه محکم بر روی سطح فلز تشکیل دهند که سیالات مهاجم آبی، کلریدها و سایر آلاینده ها را دفع می کند و دوام آنها را افزایش می دهد (Sastri 1998).  نشان داده شده است که مهارکننده‌های مبتنی بر آمین کربوکسیلات به تقویت‌کننده مهاجرت کرده و روی فلزات جذب می‌شوند (باواریان و راینر 2004، لامبرت 2002) تا عمق عمیق‌تری نسبت به کلریدها، به طور موثر آنها را جابه‌جا می‌کنند و محافظت در برابر خوردگی ایجاد می‌کنند (ناگایاما و شیموزاوا 1999، کراوس و شرمن 1994).

5.4.2. نوع سیلان

5.4.2.1 سیلان ارگانو-عملکردی

سیلان‌های ارگانو-عملکردی که به عنوان بازدارنده‌های آمبیودیک استفاده می‌شوند، از نظر شیمیایی با سایر تیمارهای سیلان متفاوت هستند، زیرا گروه عاملی (R)  معمولاً آمینو عملکردی است. اندازه مولکولی کوچک این نوع بازدارنده اجازه نفوذ به بتن و جذب/پیوند عملکرد آمینو بر روی سطح فولاد را می دهد و به طور موثر واکنش خوردگی را کاهش می دهد. لایه جذب شده همچنین فیلم غیرفعال را تقویت می کند ( Buchler و همکاران 2006)  این بازدارنده‌ها می‌توانند با سطح فولاد واکنش دهند تا پیوندهای متالوسیلوکسان کووالانسی (MeOSi)n را تشکیل دهند که منجر به ساختار لایه سیلانی متقاطع می‌شود که در شکل 5.5 نشان داده شده است (Quinton and Dastoor 1999, Plueddemann 1991).

علاوه بر این، این سیلان‌های آلی-عملکردی با ماتریس بتن واکنش داده و یک اثر آبگریز در ساختار منافذ ایجاد می‌کنند. کاهش جذب آب بتن تصفیه شده باعث کاهش نفوذ کلریدهای محلول در آب می شود( Buchler و همکاران 2006؛ McDonald 1998).

شکل 5.5. نمایش شماتیک رسوب سیلان بر روی سطح فلز. (الف) قبل از تراکم: تشکیل پیوندهای هیدروژنی، و (ب) پس از تراکم: تشکیل پیوندهای کووالانسی Si-O-Si و Si-O-Me ( Zhu و همکاران 2002).

انتقال این بازدارنده از طریق بتن عمدتاً تحت تأثیر عمل مویرگی و انتشار است. ویسکوزیته پایین این ماده (کمتر از 5 cp)  و کشش سطحی کم (کمتر از 20 داین در سانتی متر مربع) نفوذ آن را به داخل بتن تسهیل می کند. نفوذ به داخل بتن در طول فاز مویرگی، فاز انتشار را تنظیم می کند.

با توجه به توانایی بازدارنده در نفوذ و واکنش با بتن، مولکول ارگانوعملکردی فرآیند خوردگی الکتروشیمیایی بین نوار تقویت کننده و یون های کلرید، اکسیژن و رطوبت بتن را مهار می کند. از این رو، کارایی بازدارنده خوردگی بر اساس چندین اثر است. تداخل سیستم بازدارنده با واکنش خوردگی روی سطح فولاد می تواند نرخ خوردگی را کاهش دهد (Standke 2002). علاوه بر این، عملکرد سیلان جذب آب را کاهش می دهد و مقاومت الکتریکی بتن را افزایش می دهد (Buchler et al. 2006).

5.4.2.2. مخلوط سیلان/سیلوکسان با بازدارنده آمین

مواد سیلان/سیلوکسان مخلوط شده با آمین ها به اندازه مولکولی کوچک بازدارنده برای نفوذ به داخل بتن و جذب روی سطح فولاد متکی هستند که در نهایت منجر به افزایش مقاومت پلاریزاسیون و کاهش نرخ خوردگی می شود (باواریان و همکاران 2003). نفوذ بازدارنده‌های آمین به داخل بتن را می‌توان به عملکرد مویرگی مایع، انتشار فاز بخار و جذب یونی به فولاد نسبت داد. نمونه‌های بتن با چگالی کم نفوذ بهتر بازدارنده‌ها و محافظت از آرماتور را نسبت به نمونه‌های بتن با چگالی بالا نشان داده‌اند (Bavarian and Reiner 2002). مخلوط‌های سیلان/سیلوکسان نیز با ماتریس بتن واکنش داده و یک اثر آبگریز در ساختار منافذ ایجاد می‌کنند.

توجه: ترکیب سیلان ها یا مخلوط های سیلان با برخی از بازدارنده های آمین الکل می تواند منجر به واکنش بین مواد شود که می تواند باعث غلظت کمتر آمین الکل شود. این واکنش در زمان ذخیره سازی مواد رخ می دهد و پس از استفاده رخ نمی دهد. بنابراین، بررسی اطلاعات سازنده در رابطه با ذخیره سازی مناسب و ماندگاری بسیار مهم است.

5.5. تصفیه بتن سخت شده موجود

مواد SACI موجود در این راهنما ممکن است با مکانیسم‌هایی که در بالا توضیح داده شد، هنگامی که مواد کافی اعمال می‌شود و جزء(های) بازدارنده خوردگی ماده به فولاد تقویت‌کننده نفوذ می‌کند، از فولاد تقویت‌کننده در بتن سخت‌شده محافظت کند. هنگامی که همانطور که در کاربرد موضعی توضیح داده شده است، SACI ها ممکن است در هر زمانی در طول عمر سازه بر روی بتن کاملا پخته شده اعمال شوند (جونز، و همکاران 1999، ریچاردسون 2006). کاربردهای معمولی می تواند شامل موارد زیر باشد:

• به تعویق انداختن شروع خوردگی در سازه های موجود در جایی که آسیب آشکار نیست، اما بررسی وضعیت خطر خوردگی در آینده یا قسمت هایی از بتن اصلی باقی مانده پس از تعمیر را نشان می دهد. در این مورد، SACI ها می توانند به ویژه در قسمت های باقی مانده، تعمیر نشده، بیشتر سازه که در آن خوردگی فولاد تقویت کننده هنوز تا حدی که باعث ایجاد ریزش شود پیشرفت نکرده باشد، مفید باشد. این را می توان “تاخیر در شروع خوردگی” نامید.
• کاهش خوردگی موجود در جاهایی که خوردگی پیشرفته رخ می دهد و در جاهایی که تعمیر ضروری شده است. این را می توان “کاهش خوردگی موجود” نامید.
• به تعویق انداختن شروع “آند اولیه”/ اثر حلقه-هاله پس از تعمیر بتن برای ایجاد حفاظت در برابر آسیب مداوم خوردگی نهفته در مناطق محلی اطراف منطقه تعمیر. یا
• به عنوان بخشی از یک برنامه تعمیر برای کاهش میزان خوردگی آینده در مناطقی که در اثر خوردگی آرماتورهای فولادی در معرض آسیب هستند.

لازم به ذکر است که نواحی مختلف سازه ها می توانند ترکیبی از شرایط خوردگی را در هر زمان از خود نشان دهند.

مشاوره در مورد انتخاب محصول را می توان از مهندسان حرفه ای، مشاوران خوردگی مستقل و از تولید کنندگان محصولات دریافت کرد. انتخاب و تست عملکرد در این زمینه برای هر محصول سازنده متفاوت است. ضروری است که مشخص کننده بفهمد مواد مورد نظر چگونه کار می کنند و از این طریق مناسب بودن آنها را برای آن پروژه تأیید کند. مشخص کننده همچنین باید بفهمد که مواد چگونه آزمایش شده اند.

مراجع و توصیه هایی برای ارزیابی عملکرد مواد در این دستورالعمل موجود است. در حال حاضر، اگرچه آزمایش‌های زیادی برای ارزیابی اثر SACIها بر فعالیت خوردگی در مزرعه و آزمایشگاه مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما هیچ آزمایش استاندارد آزمایشگاهی واحدی برای ارزیابی و مقایسه آنها پذیرفته نشده است.

ملاحظات اولیه برای انتخاب SACI را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:

• عمق آرماتور فولادی: بسیاری از مواد بسته به گرادیان غلظت در پوشش بتنی، عمق نفوذ محدودی خواهند داشت.
• نفوذ پذیری پوشش: قابلیت نفوذ مواد و تعداد لایه های مورد نیاز و حداقل زمان خشک شدن تحت تأثیر این امر قرار دارد.
• غلظت کلریدها در فولاد: اکثر مواد دارای محدودیت در سطح کلریدهایی هستند که می توانند در برابر آن محافظت کنند.
• درجه خوردگی از قبل موجود و نرخ فعلی خوردگی.
• دمای بستر قبل از اجرا: برای مثال، شرایط انجماد می تواند بر استفاده از آنها تأثیر بگذارد.
• وضعیت کلی سازه: خوردگی ممکن است بسیار پیشرفته باشد تا بتوان از چنین درمان هایی استفاده کرد.
• وجود سایر پوشش ها یا موانع: ممکن است لازم باشد قبل از اعمال، این پوشش ها برداشته شوند.
• سهولت استفاده مجدد: ممکن است مالک تمایلی به استفاده مجدد از مواد در آینده نداشته باشد یا مانع فیزیکی وجود داشته باشد که برداشتن آن برای استفاده مجدد دشوار است.
• pH سیمان در عمق تقویت فولاد. و
• شرایط رطوبتی بتن: رطوبت بیش از حد ممکن است بر قابلیت نفوذ مصالح تأثیر بگذارد.

همه این پارامترها بر اثربخشی و بنابراین انتخاب مواد SACI برای استفاده یا در واقع اینکه آیا استفاده از SACI اصلاً مرتبط است یا خیر، تأثیر می‌گذارد.

5.6. روش شناسی کاربردی

به طور کلی، روش های کاربردی برای SACI های مختلف مشابه است، همانطور که در زیر توضیح داده شده است. با این حال، ممکن است تغییراتی وجود داشته باشد و دستورالعمل های سازنده خاص همیشه باید دنبال شود. قبل از اقدام با برنامه SACI، یک جلسه قبل از ساخت توصیه می شود. جلسه باید شامل نمایندگانی از همه طرف های شرکت کننده (مالک، مهندس، پیمانکار، سازنده مواد و غیره) باشد و باید به طور خاص به پارامترها، ابزارها، روش ها و مواد لازم برای دستیابی به اهداف تعمیر بپردازد.

5.6.1. آماده سازی سطح

اگرچه ممکن است حذف بتن سالم توصیه یا مورد نیاز نباشد، اما آماده سازی سطح مناسب هنوز مهم است. سطح باید تمیز و سالم باشد، بتن لایه لایه شده باید حذف شود و خاک، گرد و غبار، روغن، گریس، گلدهی و هرگونه پوشش موجود باید از سطح پاک شود. برای روش های خاص به ICRI 310.2R مراجعه کنید. همچنین، استفاده قبلی از سیلر نافذ ممکن است در نفوذ SACI اختلال ایجاد کند. در این مورد، تظاهرات یا ماکت ها محتاطانه است.

واتر بلاست با فشار متوسط (5000 psi [34.5 مگاپاسکال])، شات بلاست یا سایش تهاجمی (هم مرطوب و هم خشک) عموماً برای ایجاد ساختار منافذ باز و بدون انسداد و آماده سازی مناسب بستر کافی است (شکل 5.6). اگرچه آب بلاست می تواند به عنوان یک روش موثر برای آماده سازی سطح استفاده شود، برخی از مواد نیاز دارند که قبل از اعمال عملیات SACI، سطح بتن کاملا خشک شود. اثر رطوبت بستر در مواد مختلف متفاوت است و توصیه های محصول خاص همیشه باید رعایت شود.

شکل 5.6. بستر منافذ باز آماده برای اعمال درمان (مالکیت معنوی تصاویر متعلق به Simpson Gumpertz & Heger Inc).

5.6.2. کاربرد بازدارنده خوردگی سطحی

پس از آماده سازی مناسب بستر، SACI را طبق دستورالعمل سازنده، به ویژه با توجه به تعداد لایه ها، میزان کاربرد یا مصرف و زمان بین لایه ها اعمال کنید. دوزهای کاربرد معمولی باید برای تلفات (از جمله انتقال بخار بازدارنده به هوای محیط) در طول کاربرد در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که غلظت کافی مواد به فولاد تقویت کننده می رسد. این را می توان پس از استفاده یا در هر زمان در زندگی آینده سازه از طریق آزمایش همانطور که در ادامه این سند توضیح داده شده است تأیید کرد.

به طور کلی، این مواد تمایل به ویسکوزیته بسیار پایین (کمتر از 100 cp)  دارند و می‌توانند با استفاده از غلتک، سیستم اسپری بدون هوا معمولی، اشباع خلاء، تزریق ترکیبی خلاء و فشار یا تجهیزات اسپری فشار دستی مشابه سمپاش‌های باغبانی استفاده شوند. ( شکل 5.7.)

شکل 5.7. استفاده از اسپری SACI بر روی سطح افقی (مالکیت معنوی تصویر متعلق به گروه صنعتی  کلینیک بتن ایران )

تزریق ترکیبی خلاء و فشار تکنیکی است که در آن SACI با فشار بالا به داخل بتن تزریق می شود و از خلاء برای نگه داشتن سر اپلیکاتور و هدایت جریان مواد از طریق بتن استفاده می شود. این می تواند میزان SACI را که وارد بتن می شود افزایش دهد و به ویژه در مناطق سخت کاربردی مفید باشد.

روش های کاربرد بر اساس مواد متفاوت است. تکنیک های کاربرد برای یک نوع ماده ممکن است برای انواع دیگر مناسب نباشد. به عنوان مثال، مواد مختلف نیازهای متفاوتی دارند:

• آماده سازی سطح؛
• شرایط محیطی (دما، سرعت باد، رطوبت، قرار گرفتن در معرض خورشید).
• نرخ پوشش.
• روش كاربرد (آغشته كردن با خلاء، پوشش سيلاب، پاشش و غيره).
• کاربرد آب پس از تصفیه.
• زمان قبل از قرار گرفتن در معرض باران.
• محتوای رطوبت بستر.
• زمان بین درمان های کاربردی.
• زمان قبل از قرار گرفتن در معرض ترافیک. و
• حذف مواد اضافی از سطح.

توصیه های کاربردی سازنده باید برای هر انتخاب خاصی از مواد در نظر گرفته شود.

5.6.3. استفاده از پوشش های تکمیلی

استفاده از پوشش‌ها یا مواد دیگر، مانند سیلرهای نفوذی، غشاهای ضد آب، مواد تعمیر بتن، روکش‌ها یا بسترهای کاشی‌سازی روی سطح بتنی که تحت اعمال SACI قرار گرفته است ممکن است نیاز به آماده‌سازی سطح اضافی داشته باشد یا توصیه نشود. سورفکتانت ها، سایر مواد باقیمانده، یا اثر خود ماده SACI ممکن است مانع نفوذ یا اتصال مواد بعدی شود. در این شرایط باید با سازندگان SACI خاص و مواد مورد استفاده مشورت شود.

5.6.4. ملاحظات کاربرد مجدد

با گذشت زمان، درمان SACI ممکن است به دلیل عوامل مختلفی مانند ادامه نفوذ کلرید، مصرف بازدارنده، یا کاهش غلظت بازدارنده، اثربخشی خود را کاهش دهد. این ممکن است با نظارت مداوم بر عملکرد یا با تغییر بصری ساختار در طول زمان نشان داده شود. با فرض اینکه مدت زمان اجرا قابل قبول بوده است، مالک ممکن است برنامه ریزی کند که سازه را با همان متریال عقب نشینی کند.

چنین تصمیمی برای درخواست مجدد باید از همان رویه ای پیروی کند که برای تصمیم گیری در مورد درخواست اولیه استفاده می شود. راهنمایی برای چنین فرآیند تصفیه مجدد معمولاً تکرار رویه استفاده از دستورالعمل های سازنده است. انتخاب روش استفاده مجدد باید بر اساس سهولت کاربرد مجدد و در نظر گرفتن مسائلی مانند دسترسی، وضعیت خرابی، پوشش های موجود و هزینه انجام شود.

تداوم زوال آرماتورها تجمعی است. جایگزینی آرماتورهای خورده یا کل سازه نیز باید در ارزیابی کلی خوردگی در نظر گرفته شود. هنگامی که از بین رفتن بخش روی اعضای سازه رخ داده است، باید با یک مهندس واجد شرایط مشورت شود.

5.6.5. ملاحظات ایمنی

این سند قصد ندارد به تمام مشکلات بالقوه سلامت و ایمنی یا خطرات زیست محیطی مرتبط با استفاده از مواد، تجهیزات و/یا عملیات SACI که در این سند به تفصیل یا اشاره شده است، در صورت وجود، رسیدگی کند. مسئولیت بررسی اسناد بهداشتی، ایمنی، زیست‌محیطی و نظارتی مناسب و تعیین کاربرد آنها در رابطه با پروژه خاص قبل از استفاده به‌منظور ایجاد اقدامات ایمنی و بهداشتی مناسب و تعیین قابلیت اجرا بر عهده کاربر این سند است. محدودیت های نظارتی برای راهنمایی در مورد شیوه های کار ایمن در صنعت تعمیر بتن به ICRI 120.1 مراجعه کنید. همه کاربران باید دستورالعمل‌های سازنده مواد، برگه اطلاعات ایمنی (SDS) و مقررات محلی ایمنی و محیطی را دنبال کنند.

6.0. روش های ارزیابی عملکرد

همانطور که قبلاً بحث شد، استفاده از روش‌های SACI باید در کنار محدودیت‌های آن‌ها در نظر گرفته شود (به بخش 6.6 مراجعه کنید) و با هدف اصلی افزایش طول عمر یک سازه با کاهش نیاز به تعمیرات آتی آسیب‌های ناشی از خوردگی. استفاده از SACI ممکن است با استفاده ترکیبی از درمان با سایر اجزای بسته تعمیر، مانند غشاهای ضد آب، دفع کننده های رطوبت، مواد تعمیر بتن با کیفیت خوب و پوشش های تقویت کننده، به دستیابی به آن هدف گسترش یابد.

شناسایی عملکرد فردی هر جزء و سهم آنها در کاهش خوردگی ممکن است جداسازی آن دشوار باشد و بر این اساس ساختار ممکن است از رویکرد سیستم ترکیبی بهره مند شود. مهم است که انتظارات عملکرد معقول، به خوبی تعریف شده و توسط طرف‌های درگیر درک شده باشد، و نوعی نظارت یا آزمایش عملکرد قبل از کاربرد SACI و پس از آن به‌طور دوره‌ای برای اندازه‌گیری اثربخشی درمان وجود داشته باشد.

ارزیابی عملکرد باید توسط یک شرکت یا فردی واجد شرایط در روش ها و تجزیه و تحلیل نظارت انجام شود. توصیه می شود قبل از قرارداد با متخصص، به دنبال مراجع و تجربیات موفق گذشته با این نوع نظارت باشید. به طور مشابه، روش شناسی نظارت باید در پرتو توصیه های سازندگان تجهیزات بازنگری شود.

اندازه‌گیری عملکرد کاهش خوردگی را می‌توان به سه روش ارزیابی کرد، اگرچه همه تکنیک‌ها برای همه درمان‌های SACI قابل اجرا نیستند. این روش ها عبارتند از عمق نفوذ از پوشش بتن، پتانسیل خوردگی و نرخ خوردگی.

اندازه گیری پتانسیل خوردگی و نرخ خوردگی را می توان با استفاده از تجهیزات نصب شده روی سطح یا با نظارت استراتژیک موضعی با پروب های تعبیه شده انجام داد. انتخاب برای اندازه‌گیری سطح و محل کاوشگر تعبیه‌شده می‌تواند بر اساس ارزیابی داده‌های بررسی وضعیت برای ساختار کاندید باشد. در هر دو مورد، لازم است اندازه گیری ها قبل از اعمال درمان SACI انجام شود تا اثرات پس از درمان SACI مقایسه شود.

6.1. ارزیابی عمق نفوذ SACI

ارزیابی عمق نفوذ SACI تأیید می کند که جزء بازدارنده خوردگی به سطح فولاد تقویت کننده در پوشش بتنی رسیده است و سپس می توان انتظار داشت که خوردگی را کنترل کند. توجه داشته باشید که نمونه های کنترلی بتن تصفیه نشده همیشه باید به عنوان مرجع در هر ارزیابی از نفوذ SACI گنجانده شوند.

جدول 6.1 روش های مختلف اندازه گیری شناخته شده برای آزمایش حضور SACI را خلاصه می کند و کاربرد آنها را در آزمایشگاه یا به عنوان یک روش کنترل کیفیت در محل برای تعیین عمق نفوذ SACI خلاصه می کند.

جدول 6.1: تکنیک های تست قابل اجرا برای انواع مختلف SACI

نوع مهار کننده		تست آزمایشگاهی	تست میدانی
آندی (نوع نیتریت)		SIE, DS, IC, UV, RS	نوار تست نشانگر
آندی (سیلیکات واکنشی)		EDS	موجود نیست
آمبیودیک (آمینو الکل)		EDS, LEIS, XPS, I	کروماتوگرافی یونی
آمبیودیک (آمینو کربوکسیلات)		EDS, XPS, UV, IC, DART	نوار تست نشانگر
آمبیودیک (سیلان آلی-عملکردی)		XPS, PyGC, DART	موجود نیست
	نکته: تکنیک های ذکر شده در جدول فوق عبارتند از: SIE – الکترود یونی خاص IC – کروماتوگرافی یونی DART – تحلیل مستقیم بلادرنگ (طیف‌سنجی جرمی) DS – نوارهای شیب EDS – طیف سنجی اشعه ایکس پراکنده انرژی LEIS – طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی موضعی RS – طیف سنجی رامان اشعه ماوراء بنفش – طیف سنجی فرابنفش PyGC – کروماتوگرافی گازی پیرولیز XPS – طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس

تمام این تکنیک های آزمایشگاهی ذکر شده در جدول 6.1 به تفصیل در کتاب های درسی شیمی تجزیه و سایر متون استاندارد توضیح داده شده اند و به همین دلیل نحوه و روش کار آنها در اینجا تکرار نشده است.

آزمایش کروماتوگرافی یونی در محل به طور خاص گروه آمینو را روی مولکول جدا می کند و بستگی به وجود غلظت کافی از نمونه هسته استخراج شده در عمق مشخص برای واکنش با معرف کروماتوگرافی برای صورتی شدن کاغذ آزمایش دارد (شکل 6.1).

شکل 6.1. نتیجه معمولی آزمایش بازدارنده آمینو الکل، از سمت چپ: الف) شاهد عدم وجود آمین، ب) و ج) بازدارنده موجود در دو عمق و د) آزمایش نقطه کنترل نمونه از غلظت آمین شناخته شده در کیت تست ( مالکیت معنوی تصاویر متعلق به گروه صنعتی  کلینیک بتن ایران)

با این حال، اثربخشی SACI با توانایی آن در اثر مستقیم روی سطح فولاد و در نتیجه تغییر شرایط الکتروشیمیایی سلول خوردگی اندازه‌گیری می‌شود. این معمولاً با یک یا هر دو اندازه گیری پتانسیل خوردگی و نرخ خوردگی انجام می شود.

6.2. اندازه گیری خوردگی بالقوه

پتانسیل خوردگی یک اندازه گیری مفید برای ارزیابی وضعیت خوردگی در بتن مسلح است که در ASTM C876 و ACI 222R ذکر شده است.

توجه به این نکته مهم است که استفاده از پتانسیل نیمه سلولی ممکن است برای بازدارنده‌های آمبیودیک قابل استفاده نباشد (شکل 5.3) که در آن واکنش در مکان‌های آندی و کاتدی روی سطح فولاد تا حد زیادی برابر است و می‌تواند تأثیر کمی داشته باشد.

بدون تغییر در مقدار پتانسیل خوردگی اندازه گیری شده در این مورد، اندازه‌گیری عملکرد به تغییرات احتمالی مشاهده‌شده در توزیع و تفاوت‌های محلی در نقشه‌های پتانسیل ساخته شده قبل و بعد از تصفیه و استفاده از روش‌های نرخ خوردگی که در بخش 6.3 توضیح داده شده است، متکی است. از سوی دیگر، بازدارنده‌های آندی باید یک تغییر مقدار را در جهت مثبت برای پتانسیل خوردگی اندازه‌گیری شده هنگام مقایسه شرایط تیمار نشده و تیمار شده نشان دهند.

 

6.3. اندازه گیری نرخ خوردگی

میزان خوردگی را می توان به صورت زیر اندازه گیری کرد:

• روش مقاومت پلاریزاسیون پتانسیواستاتیک یا خطی (LPRM)، که در آن از یک جریان برای تغییر پتانسیل خوردگی موجود با مقدار ثابتی (معمولاً ± 20 میلی ولت) استفاده می شود و مقاومت در برابر آن اثر قطبش اندازه گیری می شود (متداول ترین). یا
• روش گالوانوستاتیک که در آن جریان ثابت اعمال می شود و تغییر پتانسیل اندازه گیری می شود.

خروجی‌های هر دوی این تکنیک‌ها از رابطه Stern-Geary برای تولید جریان خوردگی استفاده می‌کنند و از معادلات کاهش جرم برای ارائه نشانه‌ای از نرخ خوردگی که اغلب بر حسب میلی‌متر در سال (mpy)  یا نرخ نفوذ خوردگی میکرومتر در سال بیان می‌شود، استفاده می‌کنند.

6.4. عوامل مؤثر بر سنجش عملکرد

تکنیک‌های اندازه‌گیری باید به‌دقت طراحی شوند تا فیلم بازدارنده‌ای که روی سطح فولاد تشکیل می‌شود، در حین و پس از انجام کار، ثابت بماند. به عنوان مثال، برنامه ریزی اندازه گیری نرخ خوردگی بیش از حد منظم می تواند باعث آسیب به فیلم بازدارنده متصل به سطح فولاد شود. بنابراین توصیه می‌شود که این نوع اندازه‌گیری‌ها بیش از یک بار در هفته انجام نشوند تا سیستم بین تاریخ‌های آزمایش بازیابی شود. پارامترهای اندازه گیری مانند میزان پلاریزاسیون (معمولاً ± 20 میلی ولت Ecorr) ، ثابت تافل فرضی یا محاسبه شده، سطح فولاد تحت تأثیر آزمون و مقدار مقاومت باید درک و نقل قول شوند (ASTM G3)  زیرا می توانند منجر به نقل قول اشتباه مقادیر شوند.

بسته به دستگاه های تعبیه شده مورد استفاده، ملات اطراف باید به دقت مشخص شود تا از ایجاد مقاومتی در سیستم جلوگیری شود که بر یکپارچگی مقدار اندازه گیری ناشی از ناتوانی در عبور جریان آزمایش به سطح فولاد تأثیر می گذارد. اگر تجهیزات نصب شده روی سطح ترجیح داده می شود، مهم است که اندازه گیری ها را روی سطوح بدون پوشش که عاری از خاک هستند انجام دهید تا از ایجاد مقاومت سطحی بزرگ که ممکن است بر اندازه گیری ها تأثیر بگذارد جلوگیری شود.

علاوه بر این، اثر مقاومت داخلی بتن با پوشش اضافی که هنگام انجام اندازه‌گیری‌های سطحی به جای استفاده از پروب‌های تعبیه‌شده با آن مواجه می‌شود، تقویت می‌شود و این مقاومت اضافی باید با تکنیک اندازه‌گیری در نظر گرفته شود.

غالباً مرطوب کردن سطح بتن (همانطور که در ASTM C876 توضیح داده شده است) مفید است به طوری که رسانایی در طول اندازه گیری افزایش یافته و اندازه گیری واقعی تری از سطح فولاد حاصل شود.

محیط همچنین می تواند بر تفسیر داده ها تأثیر بگذارد. بنابراین، شرایط آب و هوایی، دما و رطوبت باید در زمان تمام آزمایش‌ها ثبت شود.

سیستم‌های اندازه‌گیری خودکار در دسترس هستند که می‌توانند داده‌ها را ضبط کنند و همچنین گزارش‌های گرافیکی داده‌ها را به صورت منظم‌تری برای دانلود دوره‌ای یا ارتباط از راه دور ارائه دهند. پروب های دما و رطوبت را می توان به سیستم های خودکار اضافه کرد.

6.5. معیارهای عملکرد

مقدمه بخش 6 چهار حوزه اصلی را مورد بحث قرار می دهد که در آن درمان SACI می تواند بر عملکرد یک سازه تأثیر بگذارد. با در نظر گرفتن هر یک از این موارد به نوبه خود، در صورتی که بخواهیم طول عمر سرویس را با توجه به پتانسیل خوردگی و اندازه گیری نرخ خوردگی به دست آوریم، می توان انتظارات عملکرد خاصی را اعمال کرد، که هر دو باید برای ارزیابی کامل عملکرد انجام شوند. این موارد در جدول 6.2 نشان داده شده است.

جدول 6.2: دستورالعمل های تفسیر تست خوردگی برای نشان دادن موفقیت درمان (ریچاردسون و همکاران 2006)

انتظار	پتانسیل خوردگی پس از  (mV CSE)تعمیر1	نرخ خوردگی پس از تعمیر 2(μm در سال)	نرخ خوردگی نسبت به قبل از تعمیر 3
تاخیر در شروع خوردگی	مثبت تر از -200	<5	قابل اجرا نیست
کاهش خوردگی موجود	مثبت تر از -200	<5	کاهش بیش از 65 درصد
کنترل آند حلقه	مثبت تر از -200	<5	بدون افزایش
کاهش خوردگی آینده در مناطق دیگر در حین تعمیر	مثبت تر از -200	<5	بدون افزایش

¹ پتانسیل خوردگی نباید برای ارزیابی بازدارنده های آمبیودیک (مخلوط) استفاده شود (به بخش 5.4 مراجعه کنید).

² اندازه‌گیری‌ها نباید زودتر از شش ماه پس از کاربرد یا در بازه زمانی توصیه‌شده سازنده انجام شود تا زمان لازم برای نفوذ مواد در بتن و عمل بر روی سطح فولاد وجود داشته باشد

همچنین در نظر گرفتن روند داده ها برای درک زمان کاهش خوردگی و اینکه آیا تغییر الکتروشیمیایی در طول زمان حفظ شده است، مهم است.

6.6. نمونه های نظارت بر عملکرد

شکل‌های 6.2 و 6.3 داده‌های نمونه‌ای را نشان می‌دهند که در آن SACI روی عرشه‌های پارکینگ اعمال شده و نرخ خوردگی در طول زمان اندازه‌گیری شده است. در مورد اول (شکل 6.2)، اندازه گیری ها به صورت متناوب و دستی به صورت سالانه انجام شد. در نمونه دوم (شکل 6.3)، داده های خودکار در فواصل زمانی کوتاه تر به دست آمد.

شکل 6.2. نتایج جمع‌آوری دستی داده‌ها در عرشه پارکینگ (DeNicola، 2014)

شکل 6.3. نتایج جمع‌آوری خودکار داده‌ها در مقایسه تعمیر عرشه پارکینگ با کاربرد SACI و به دنبال آن یک غشای ضد آب (بالا) با یک غشای ضد آب فقط (پایین) (جونز، 2011)

در هر دو مورد مثال، داده ها کاهش نرخ خوردگی را نشان می دهد و این کاهش در طول زمان حفظ شد. مانیتورینگ توانایی استفاده از چنین داده هایی را برای مدیریت مستمر ساختار فراهم می کند.

داده‌های نظارت نشان‌داده‌شده در شکل 6.3 نشان می‌دهد که ممکن است مزایای افزوده‌ای برای شامل برنامه‌های SACI با اقدامات دیگر مانند غشاهای ضد آب وجود داشته باشد که در آن ترکیب تکنیک‌ها منجر به حفظ نرخ خوردگی پایین در طول زمان می‌شود (جونز 2011). در حالی که دو مثال ذکر شده کاهش نرخ خوردگی را نشان می دهند، نتایج مشابهی ممکن است در همه تاسیسات رخ ندهد. عملکرد واقعی به عوامل زیادی بستگی دارد (مثلاً محتوای کلرید، عمق نفوذ، نفوذپذیری، پوشش و رطوبت)، همانطور که در جای دیگر در این سند نشان داده شده است.

علاوه بر پتانسیل خوردگی موضعی و اندازه‌گیری‌های نرخ خوردگی، سایر وظایف مانند بازرسی بصری، بررسی لایه‌برداری، و آزمایش مواد مانند نفوذ کلرید برای استفاده در برنامه‌های ارزیابی عملکرد و نظارت در حال انجام عاقلانه است.

 

6.7. محدودیت های عملکرد

هنگام استفاده از SACI، محدودیت های هر نوع ماده باید شناخته شود. به طور خاص، این مواد:

• برای موثر بودن باید به فولاد تقویت کننده برسد، بنابراین SACI ها روی بتن با پوشش کم و نفوذپذیری بالا بهترین کار را دارند.
• برای همه ترکیبات کیفیت بتن، پوشش روی فولاد تقویت‌کننده، توزیع خوردگی و قرار گرفتن در معرض کاربرد ندارند، اما انتظار نمی‌رود که روی بتن با پوشش عمیق و نفوذپذیری کم عملکرد خوبی داشته باشند زیرا نمی‌توانند به فولاد نفوذ کنند.
• محدودیت هایی در مورد حداکثر سطح کلریدی که می توان در آن حفاظت کرد، بسته به ماده مورد استفاده، و بنابراین بهتر است قبل از تجمع قابل توجه کلرید استفاده شود – برای راهنمایی بیشتر به توصیه های سازنده مراجعه کنید( Richardson و همکاران، 2006).
• معمولاً از طریق درزگیرها، پوشش ها، رنگ ها، غشاها و سایر مواد مانع نفوذ نمی کند. در همه موارد، توصیه‌های خاص سازنده SACI باید رعایت شود.
• در سازه های فولادی در معرض دید که در داخل بتن تعبیه نشده اند، محافظت در برابر خوردگی ایجاد نمی کند.
• بعید است که حفاظت رضایت بخشی در برابر خوردگی در مناطق جزر و مدی به دلیل دشواری در آماده سازی مناسب برای کاربرد ایجاد کنند.
• تلفات مقطعی فولاد را بازیابی نمی کند.
• به طور کامل خوردگی مداوم را متوقف نمی کند. و
• باید روی بتنی اعمال شود که الزامات دوام در محیط یخ زدگی/ذوب را مطابق با ACI 201.2R برآورده می کند. کاربردها بر روی بتن با خواص دوام ضعیف مانند محتوای هوای کم، نسبت فضای خالی هوا و فاکتورهای فاصله زیاد، فرسودگی ناشی از انجماد و ذوب چرخه ای را متوقف نمی کنند.

D25a و D21 قابل تحویل در پروژه SAMARIS (مواد پایدار و پیشرفته برای زیرساخت جاده) (ریچاردسون و همکاران 2006؛ ریچاردسون و همکاران 2006) ارزیابی فنی و معیارهای عملکرد اضافی را برای کمک به ارزیابی، انتخاب و استفاده از SACI ارائه می دهد.

همه محصولات به احتمال زیاد دارای محدودیت های خاصی مانند اشتعال پذیری، واکنش پذیری با شیشه (اچ کردن)، شستشوی طولانی مدت، نرخ تبخیر مجاز، نیاز به کاربرد مجدد یا کاهش غلظت به دلیل انتشار مداوم هستند. در همه موارد، توصیه‌ها، ادبیات و مستندات سازنده محصول باید رعایت شود.

7.0. نتیجه گیری

این راهنما اطلاعاتی در مورد SACI های نفوذی برای کاهش خوردگی سازه های بتن مسلح ارائه می دهد. این اطلاعات برای ارائه راهنمایی و تکمیل قضاوت صحیح توسط مهندسان، مشاوران یا سایر متخصصان در تعمیر و ترمیم سازه های بتن مسلح که از آسیب ناشی از خوردگی رنج می برند، در نظر گرفته شده است.

توجه به این نکته مهم است که عملیات SACI تنها یکی از گزینه های موجود برای کاهش خوردگی سازه های بتن مسلح است. مواد SACI که در این راهنما پوشش داده شده اند، فناوری های شناخته شده ای هستند که از تاریخ انتشار در بازار وجود دارند. به کاربر توصیه می شود اطمینان حاصل کند که از اطلاعات فعلی که در زمان پروژه خاصی در دسترس است استفاده می شود.

تعمیرات نافذ SACI برای کاهش خوردگی را می توان به عنوان بخشی از یک استراتژی برای افزایش طول عمر یک سازه استفاده کرد. برای دستیابی به این هدف، کاربر باید انتظارات عمر مفید ساختار و توانایی محصول انتخاب شده برای برآورده کردن آن انتظار را تعریف کند. بسته به شرایط خاص، تصفیه SACI ممکن است به تنهایی کافی باشد یا ممکن است بخشی از یک استراتژی کاهش خوردگی بزرگتر باشد که شامل روش‌های دیگری مانند درمان‌های ضد آب، روکش‌ها یا روش‌های الکتروشیمیایی است. به منظور تعیین نقش مناسب درمان SACI، کاربر باید موارد زیر را لحاظ کند:

• درک شرایط موجود و علل خوردگی.
• تعریف انتظارات عملکرد کاربر : تاخیر در شروع خوردگی، کاهش خوردگی موجود، یا کاهش اثرات حلقه آندی در تعمیرات.
• درک نحوه عملکرد درمان‌های SACI، محدودیت‌های آنچه که درمان‌ها می‌توانند انجام دهند، و پتانسیل تعمیرات برای برآورده کردن انتظارات عملکرد کاربر.
• انتخاب مواد SACI مناسب بر اساس نحوه کار و کاربرد آن در موقعیت معین.
• تعیین انتظارات از فرآیند کاهش خوردگی و اندازه گیری های نظارت بر عملکرد کوتاه مدت و بلند مدت.
• تعیین چگونگی اعمال مواد SACI و چگونگی اندازه گیری اثربخشی نفوذ در کوتاه مدت و
• تعیین چگونگی قضاوت و پایش اثربخشی بلندمدت برنامه SACI و اینکه آیا استفاده مجدد از SACI باید پیش بینی شود یا خیر.

هنگامی که این اطلاعات جمع آوری شده، به درستی در نظر گرفته شود، و با دقت و توجه مناسب اجرا شود، SACI ها می توانند جزء ارزشمندی از استراتژی کاهش خوردگی باشند.

8.0. منابع

8.1 استانداردها و گزارش های مرجع

استانداردها و گزارش های ذکر شده در زیر عبارتند از:

آخرین ویرایش ها در زمان تهیه این سند. از آنجایی که این اسناد مرتباً تجدید نظر می شوند، به خواننده توصیه می شود در صورت تمایل به مراجعه به آخرین نسخه با گروه حامی مناسب تماس بگیرند.

موسسه بتن آمریکا

راهنمای 201.2R برای بتن بادوام

222R حفاظت از فلزات در بتن در برابر خوردگی

راهنمای 222.3R برای روش‌های طراحی و ساخت برای کاهش خوردگی آرماتورها در سازه‌های بتنی

راهنمای 364.1R برای ارزیابی سازه های بتنی قبل از بازسازی

راهنمای 546R برای تعمیر بتن

انجمن آمریکایی آزمایش و مواد

روش تست استاندارد C876 برای پتانسیل‌های خوردگی فولاد تقویت‌کننده بدون پوشش در بتن

رویه استاندارد G3 برای کنوانسیون های قابل اجرا در اندازه گیری های الکتروشیمیایی در تست خوردگی

مؤسسه تحقیقاتی ساختمان

ژورنال 444 خوردگی فولاد در بتن

موسسه بین المللی تعمیر بتن

120.1 دستورالعمل ها و توصیه هایی برای ایمنی در صنعت تعمیر بتن

310.2R انتخاب و تعیین آماده سازی سطح بتنی برای آب بندی ها، پوشش ها، پوشش های پلیمری و تعمیر بتن

510.1 راهنمای تکنیک های الکتروشیمیایی برای کاهش خوردگی فولاد برای سازه های بتنی مسلح

NACE International

روش‌های بازرسی SP0308 برای ارزیابی خوردگی سازه‌های بتنی مسلح متعارف

انجمن بتن

تست های الکتروشیمیایی TR60 برای خوردگی آرماتورها

استانداردها و گزارش های مرجع را می توان از این سازمان ها دریافت کرد:

American Concrete Institute (ACI)

38800 Country Club Drive Farmington Hills,

MI 48331

www.concrete.org

 

ASTM International (ASTM)

100 Barr Harbor Drive

West Conshohocken, PA 19428 www.astm.org

British Research Establishment (BRE)

Bucknalls Lane Watford WD25 9XX www.bre.co.uk

 

International Concrete Repair Institute (ICRI)

1000 Westgate Drive

Suite 252

St. Paul, MN 55114

www.icri.org

 

NACE International (NACE) 15835 Park Ten Place Houston, Texas 77084 www.nace.org

 

The Concrete Society

Riverside House

4 Meadows Business Park Station Approach Blackwater, Camberley Surrey, GU17 9AB www.concrete.org.uk

8.2. منابع ذکر شده

القدی، آی. ال.، پروول، بی. دی.، وایرز، ر. ای.،

Dutta, T., Gouru, H., and Berke, N. S., 1993, “حفاظت و بازسازی پل بتنی: تکنیک های شیمیایی و فیزیکی” برنامه تحقیقات استراتژیک بزرگراه، SHRP-S-666، شورای تحقیقات ملی، صفحات 33-52 .

ASCE، 2009، “کارت گزارش زیرساخت”، انجمن مهندسین عمران آمریکا.

ASM International، 2003، کتاب راهنمای ASM جلد 13A: خوردگی: اصول، آزمایش و حفاظت، مواد پارک، اوه، صص 872-877.

باواریا، بی، و رینر، ال.، 2002، “محافظت از خوردگی میلگرد فولادی در بتن با استفاده از بازدارنده های خوردگی مهاجرت، MCI 2021 و MCI 2022،” گزارش 1136، گروه مهندسی و مدیریت سیستم های تولید، دانشکده مهندسی و علوم کامپیوتر دانشگاه ایالتی کالیفرنیا، نورتریج، کالیفرنیا.

باواریا، بی.، راینر، ال.، و کیم، سی، 2003، “محافظت در برابر خوردگی میلگرد فولادی در بتن با مهاجرت بازدارنده های خوردگی”، خوردگی NACE 2003، مقاله 03364، هیوستون، تگزاس.

باواریا، بی، و رینر، ال.، 2004، “اثربخشی استفاده از بازدارنده های خوردگی مهاجرتی (MCI 2020 و MCI 2020 M) برای بتن مسلح، گزارش 1137، گروه مهندسی و مدیریت سیستم های تولید، دانشکده مهندسی و کامپیوتر علوم، دانشگاه ایالتی کالیفرنیا، نورتریج، کالیفرنیا.

Bentur، A. و Berke، N.، 1998، “خوردگی فولاد در بتن: اصول و تمرین مهندسی عمران”، ویرایش سوم، تیلور و فرانسیس.

Berke، N. S.، 1985، “اثرات نیتریت کلسیم و طراحی مخلوط بر مقاومت در برابر خوردگی فولاد در بتن،” قسمت اول: مقاله شماره 273 در خوردگی ’85، بوستون، MA.

Berke، N. S.، 1987، “اثرات نیتریت کلسیم و طراحی مخلوط بر مقاومت در برابر خوردگی فولاد در بتن،” بخش دوم: مقاله شماره 132 در خوردگی ’87، سانفرانسیسکو، کالیفرنیا.

Buchler، M.، Scheigg، Y.، و Giessler، S.، 2006 (اکتبر)، “اندازه گیری یک بازدارنده خوردگی از طریق نظارت آنلاین،” عملکرد مواد.

DeNicola، P.، 2014 (بهار)، “تعمیرات پایدار بتن: استفاده از بازدارنده های خوردگی کاربردی سطحی”، The Applicator، SWRI.

Goschnick، J.، 1995 (اکتبر)، “تحقیقات در مورد انتقال بازدارنده های خوردگی مبتنی بر آمینو الکل از طریق بتن،” موسسه رادیوشیمی، کارلسروهه.

Gu, P., Beaudoin, J.J., Tumidajski, P.J., and Mailvaganam, N.P., 1997 ( اوت)

“ناسازگاری الکتروشیمیایی لکه ها در بتن مسلح”  بتن بین المللی، موسسه آمریکایی بتن، فارمینگتون هیلز، MI، صفحات 68-72.

Hirao و همکاران، 2005، “کلرید اتصال سیمان تخمین زده شده توسط ایزوترم های اتصال هیدرات ها”، مجله فناوری بتن پیشرفته، جلد. 3، شماره 1، صص 77-84.

جونز، جی.، 2011 (سپتامبر/اکتبر)، “برداشتن کنترل تصمیمات مدیریت خوردگی”، بولتن تعمیر بتن، موسسه بین المللی تعمیر بتن، شیکاگو، IL، صفحات 24-31.

جونز، جی.، لمبرت، پی، و وود، آی، 1999 (اکتبر)، “جلوگیری از پاشنه آشیل”، مهندسی بتن بین المللی، فارمینگتون هیلز، MI.

Joistera، R. و Gunneruisson، L.، 2010 (فوریه)، “مدلسازی پیچیده سطحی و جذب سیلیکات بر روی ماگمیت در سوسپانسیون آبی،” مجله علوم کلوئید و رابط، V. 342، شماره 2.

Koch، G. H.، Brongers، M.P.H.، Thompson، N.G.، Virmani، V.P.، و Payer، J.H.، 2002، “هزینه های خوردگی و استراتژی های پیشگیری در ایالات متحده”، مطالعه بین المللی NACE، CC Technologies Laboratories, Inc.-0, FH 156، اسپرینگفیلد، ویرجینیا.

مؤسسه تحقیقات فناوری ساخت و ساز کره، 1999، “مطالعه برای تایید عملکرد Surtreat TPS II و TPS XII (VCI) به عنوان محصولات بازسازی و حفاظت سازه بتنی، بخش مواد ساختمانی (سئول، کره).

Krauss, P., Sherman, M., 1994, “تست خوردگی پرتوهای ترک خورده MCI 2000 و MCI 2020

بازدارنده های خوردگی برای Cortec Corporation، Wiss، Janney، ElstnerAssociates، Inc.، Northbrook، Illinois.

لامبرت، پی، 1996، “بازدارنده های خوردگی سیکا فروگارد 901 و 903: ارزیابی برنامه آزمایشی”، موت مک دونالد، کرایدون، انگلستان.

لامبرت، پی.، 2002، “Flexcrete Limited MONOLEVEL FC* MCI ارزیابی سایت کت فیرینگ اصلاح شده،” دانشکده محیط زیست و توسعه، دانشگاه شفیلد هالام، پردیس شهری، شفیلد، انگلستان.

Lehrman, L. and Shuldener, H., 1952, “عمل سیلیکات ها به عنوان بازدارنده های خوردگی در لوله های آب” شیمی مهندسی صنایع، سال 44، شماره 8، صص 1765-1769.

مک دونالد، دی بی، 1998، «خوردگی فولاد تقویت‌کننده سیاه در بتن پوشش داده شده با سطوح سطحی»، ویس جانی الستنر اسوشیتس، شرکت، نورثبروک، ایلینوی، 28 ص.

Miksic، B.A.، 1975، “برخی از جنبه های محافظت از فلز توسط بازدارنده های فاز بخار”، مواد روش های ضد خوردگی، جلد 22 (شماره 3)، صفحات 5-8.

Miksic، B.A.، 1983، “استفاده از بازدارنده های فاز بخار برای محافظت در برابر خوردگی محصولات فلزی،” خوردگی NACE

83 مقاله شماره 308، آناهیم، کالیفرنیا.

مورلیج، جی.آر.، بجر، اس.، بیگلند، دی.جی. و Sergi، G.، 2000، “یک بررسی محلی الکتروشیمیایی در عملکرد بازدارنده های خوردگی بتن تحت شرایط حل منفذ شبیه سازی شده،” کنفرانس Eurocorr.

ناگایاما، ام، و شیموزاوا، ک.، 1999، “آزمایش خوردگی طولانی مدت MCI 2020 (نوامبر 1994 – آوریل 1999)،” شرکت تحقیقاتی ساختمان عمومی ژاپن، اوزاکا، ژاپن.

ناسا، 1996 (مه)، “آزمایش پیشگیری از خوردگی در بتن مسلح”، خلاصه های فنی ناسا، مرکز فضایی کندی – 11932.

ناسا، 2007، “درمان از خوردگی در فولاد و بتن جلوگیری می کند

Structures، “Spinoff 2007، بخش انتشارات و گرافیک، مرکز اطلاعات هوافضای ناسا (CASI)، اداره ملی هوانوردی و فضایی، http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa. gov/20080003941_2008001478.pdf ( دسترسی در 31 اوت 2016)

نویل، ا.، 1996، “خواص بتن”، ویرایش چهارم، ویلی.

Plueddemann، E. P.، 1991، “Silane Coupling Agents”، Plenum، نیویورک، نیویورک.

Pourbaix, M, 1974, “اطلس تعادل الکتروشیمیایی در محلول های آبی” NACE International Cebelcor, pp 307-321.

Quinton، J.S. و Dastoor، P. C.، 1999 (نوامبر)، “مشخصات مکانیزم های پیوند در رابط های سیلان-فلز.” مجله نامه های علم مواد، ص 1833-1835.

ریچاردسون و همکاران، 2006a، “آزمون اثربخشی بازدارنده های خوردگی در آزمایشات میدانی”، مواد پایدار و پیشرفته برای زیرساخت جاده (ساماریس)، سند D21.

ریچاردسون و. al.، 2006b، “مشخصات استفاده از بازدارنده های خوردگی برای بازسازی سازه های بتنی بزرگراه ها”، SAMARIS مواد پایدار و پیشرفته برای زیرساخت جاده)، قابل تحویل D25a، برنامه EC Framework 6،

http://samaris.zag.si/docsys/documents/SAM_GE_DE36v05_01.pdf

Roberge، P.R.، 1984، “مبانی خوردگی، مقدمه”، انجمن ملی مهندسین خوردگی.

Sastri، V.S.، 1998، “بازدارنده های خوردگی: اصول و کاربردها”، جان ویلی و پسران، انگلستان، 700 ص.

Standke، B.، 2002، “Neues Verfahren zur Drastischen Senkung Aktiver Korrosion in Stahlbeton”، Bautenschutz 21 (به آلمانی).

استفنسون L.D.، Kumar، K.، Walde، R.، و Merzlikin، M.، 2009، “جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن در تاسیسات بحرانی در محیط های ساحلی،” ERDC/CERLTR-09-27، آزمایشگاه تحقیقاتی مهندسی ساخت و ساز، ارتش ایالات متحده مرکز تحقیق و توسعه مهندس، Champaign, IL, 238 pp.

http://www.dtic. mil/dtic/tr/fulltext/u2/a515491.pdf ( دسترسی در 31 اوت 2016)

Vassely، D. and Kalinda، 2009، “نانوذرات سیلیکات های قلیایی محلول به عنوان بازدارنده های خوردگی در پلیمرهای مبتنی بر آب”، ارزیابی تحقیقات مواد، جلد. 13، شماره 3.

Welle, A., Liao, J.D., Kaiser, K., Grunze, M., Maeder, U., and Blank, N., 1997, “برهمکنش N,N-دی متیل اتانول آمین با سطوح فولادی در محلول های حاوی قلیایی و کلرید، علوم سطح کاربردی، جلد. 119، ص 185-190.

زو، دی.، ون اویج، و ویم جی.، 2002، “نمای کلی: کنترل خوردگی فلزات توسط یک درمان جدید سیلان دوستدار محیط زیست”، گروه علوم و مهندسی مواد، دانشگاه سینسیناتی، اوهایو.

8.3. منابع اینترنتی

انجمن مهندسین عمران آمریکا،

زیرساخت گزارش کارت 2009، http://www. инфраструктураreportcard.org/2009/sites/default/ files/RC2009_full_report.pdf، (دسترسی در 31 اوت 2016)

موسسه بین المللی تعمیر بتن، اصطلاحات تعمیر بتن، https://www.icri.org/page/ terminology_A

http://www.corrosioncost.com ( دسترسی در 29 اکتبر 2016)