امروزه سازه‌های بتنی به دلیل صرفه اقتصادی بالاتری که دارند بیشتر مورد توجه قرار گرفته و استفاده می‌شوند. اما بتن به تنهایی استحکام لازم را نداشته و به همین دلیل است که در آن‌ها از میلگرد استفاده می‌شود. این میلگردها به طور معمول آجدار و فولادی بوده و استحکام کششی بتن را تا حد زیادی افزایش می‌دهند. اما استفاده از این بتن‌ها بی نقص نبوده وممکن است مشکلاتی را نیز ایجاد نماید. به طور مثال در صورت رسیدن رطوبت به این مقطع فولادی احتمال زنگ‌زدن و خوردگی آن زیاد است.
در صورت بروز این اتفاق مقاومت میلگرد کاهش یافته و کاهش مقاومت بتن را نیز منجر می‌شود. از این رو برای پیشگیری از بروز چنین حوادثی از میلگرد اپوکسی استفاده می‌شود. میلگردی که مقاومت بسیار خوبی را در برابر خوردگی ارائه داده و از استحکام بالایی برخوردار است. در ادامه به بررسی این نوع از میلگرد و خواص آن خواهیم پرداخت. پس در این مقاله با ما همراه باشید.
میلگرد اپوکسی چیست؟
همانطور که گفتیم میلگرد اپوکسی نوعی میلگرد فولادی آجدار است که در برابر خوردگی مقاومت خوبی را از خود نشان می‌دهد. از این رو می‌تواند جایگزین خوبی برای میلگردهای تقویت‌کننده ساده باشد. این میلگردها که با رنگ سبز خود شناخته می‌شوند میلگرد سبز نیز نامیده می‌شوند. اپوکسی در میلگرد محافظی برای این مقطع فولادی در برابر رطوب و خوردگی ناشی از آن می‌باشد. از این رو از این محصول در ساخت سازه‌های دریایی نیز استفاده می‌شود.
این پوشش سبز که پلی‌پوکساید می‌باشد، پلیمری گرما‌زا است که از دو جز اصلی به نام‌های رزین اپوکسی و هاردنر (عامل سخت‌کننده) تشکیل شده است. این ماده به دلیل خاصیت چسبندگی بالایی که دارد در صنایع مختلفی مثل تولید چسب و رنگ نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع همین چسبندگی مناسب آن است که باعث می‌شود تا رطوبت به سطح میلگرد نفوذ نکرده و در برابر زنگ‌زدگی محافظت شود.
تاریخچه میلگرد روکش اپوکسی
با توجه به گزارشات CRSI یا موسسه‌ی فولاد تقویت‌کننده بتن که در ایالات متحده آمریکا واقع شده است میلگرد با پوشش اپوکسی برای اولین بار در سال 1973 میلادی مورد استفاده قرار گرفته است. در واقع بروز این مقطع بی‌نظیر از جایی شروع شد که به منظور سر نخوردن خودروها در جاده‌های برفی از نمک و مواد شیمیایی استفاده شد. این مواد باعث می‌شدند تا پل‌ها و سازه‌های فلزی دچار خوردگی شده و عمرشان کم شود. از این رو برای بالا بردن عمر و مقاومت این سازه‌ها در برابر خوردگی از پوششی به نام اپوکسی استفاده شد. میلگرد اپوکسی توانست در تقویت این موارد به شدت تاثیرگذار باشد. به همین جهت از آن سال به بعد استفاده از این مقطع به طرز چشم‌گیری افزایش یافت.
روش ساخت میلگرد اپوکسی
ساخت میلگرد با روکش اپوکسی شامل مراحلی می‌شود که در ابتدا با آن‌ها آشنا می‌شویم:
- پاک کردن سطح میلگرد: برای تولید میلگرد اپوکسی نیاز است تا در ابتدا سطح میلگرد را از هرگونه آلودگی و آلاینده‌ای مثل روغن‌ها و اکسیدها تمیز کنیم. اهمیت این کار به این دلیل است که وجود هر گونه آلاینده‌ای می‌تواند باعث شود تا پوشش اپوکسی به خوبی به میلگرد نچسبیده و به راحتی جدا شود.
- حرارت دادن میلگرد: پس از تمیزکاری نوبت به حرارت دادن میلگرد می‌رسد. در این مرحله میلگرد را تا دمایی در حدود 230 درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهیم تا چسبندگی و خواص سطحی لازم را پیدا کند.
- اسپری کردن اپوکسی: پس از اینکه میلگرد به دمای لازم رسید ذرات پودری اپوکسی را بر سطح میلگرد اسپری می‌کنیم. این اتفاق باعث می‌شود تا میلگرد حرارت داده شده این ذرات به خود جذب کرده و با ایجاد پیوندی عرضی به پلیمر ترموست تبدیل شود.
- کنترل کیفیت و بسته بندی: پس از اینکه میلگرد با پوشش اپوکسی پوشانده شد و خنک شد، کیفیت فرایند را کنترل می‌کنیم تا ایرادی در سطح آن وجود نداشته باشد. اگر در سطح میلگرد ایرادی وجود داشت باید آن را دوباره به مرحله تولید برگرداند تا ایرادها برطرف شوند. اگر مشکلی وجود نداشت آن را به بخش بسته‌بندی می‌فرستیم تا آماده استفاده شوند.
مراحل گفته شده مراحل کلی این فرایند بوده و ممکن است به روش‌های مختلفی انجام شود. به طور مثال اسپری کردن پوشش اپوکسی به طور معمول از طریق دستگاه‌های خودکار و در خط تولید مکانیزه انجام می‌شود. اما ممکن است کارخانه‌ای این مرحله را با روش یا سیستمی متفاوت انجام دهد.
چگونگی تعمیر پوشش اپوکسی میلگرد
همانطور که گفتیم در بخش کنترل کیفیت، پوشش میلگرد به طور کامل بررسی می‌شود تا ایرادی نداشته باشد. در صورتیکه ایرادی دیده شد باید آن قطعه را جدا کرده و برای تعمیر به بخش اپوکسی ارسال کرد. برای تعمیر کردن این میلگردها نیاز است تا قسمت آسیب‌دیده آن‌ها را به طور کامل تمیز کرده و دوباره اپوکسی کرد. در صورت تعمیر نشدن این بخش‌ها ممکن است کل میلگرد دچار زنگ‌زدگی شده و عملا پوششی بیهوده را روی سطح آن ایجاد کرده باشم.
استانداردهای میلگرد پوشش اپوکسی
هر محصولی استاندارد مخصوص به خود را دارد که نیاز است تا از آن تبعیت کند. به عنوان مثال در مقاله “استاندارد ASTM و کاربرد آن در صنعت فولاد” به استانداردی بین‌المللی در حوزه فولاد پرداخته و آن را به طور کامل شرح دادیم. برای تولید و استفاده از میلگردهای پوشش اپوکسی نیز از همین استانداردها استفاده می‌شود. در واقع استانداردی که برای این میلگردها استفاده می‌شود استاندارد ASTM A775 می‌باشد که با نام استاندارد میلگرد با اندود اپوکسی نیز شناخته می‌شود. در ایران نیز از استاندارد ملی استفاده می‌شود که در بخش 18358 آن الزامات میلگرد اپوکسی به طور کامل شرح داده شده است. این استانداردها بسیار مهم بوده و مسیری سالم را برای تولید و نگهداری میلگردهای اپوکسی ارائه می‌دهند.
مشخصات میلگرد پوشش اپوکسی
همانطور که گفتیم میلگردهای اپوکسی با ایجاد روکش اپوکسی بر روی میلگردهای معمولی ساخته می‌شوند. از آن جایی که این روکش‌ها به طور معمول سبز هستند به این میلگردها میلگرد سبز نیز گفته می‌شود. این پوشش سبزرنگ که ظاهری پلاستیکی را به میلگرد می‌دهد در واقع تاثیر خاصی را در افزایش استحکام و سختی میلگرد نداشته و بیشتر بر مقاومت آن در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی تاثیرگذار می‌باشد. به عبارت دیگر می‌توان گفت که میلگرد اپوکسی در مقایسه با میلگرد معمولی برتری قابل توجهی را دربرابر خوردگی و زنگ‌زدگی دارد اما از نظر استحکام و سختی تفاوت خاصی را شامل نمی‌شود.
نحوه نگهداری از میلگرد اپوکسی چگونه است؟
مهمترین بخش میلگرد اپوکسی لایه پوشاننده‌ی آن است که از میلگرد در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی محافظت می‌کند. در صورتی که این لایه آسیب دیده و از یکپارچگی خارج شود فولاد پوشانده شده در معرض زنگ زدن و خوردگی قرار گرفته و به مرور، کل میلگرد را تحت تاثیر قرار می‌دهد. از این رو نیاز است تا در حمل و نگهداری میلگرد اپوکسی دقت زیادی انجام شود.
نگهداری این نوع از میلگرد به عوامل خاصی بستگی دارد که باید مورد توجه قرار بگیرند. از جمله این عوامل می‌توان به آسیب‌پذیری پوشش اپوکسی در برابر نور خورشید اشاره کرد. این به این معناست که برای ساخت و ساز نباید این مقاطع را زیر نور خورشید رها کرده و نیاز است تا پوششی روی آن‌ها کشیده شود. علاوه بر این دمای پایین هم می‌توان باعث ترک خوردن و آسیب‌پذیر شدن اپوکسی شده و باعث شود تا به مرور زمان از بین برود. از این رو نباید اجازه داد تا دمای این مقاطع به کمتر از 10 درجه سانتی‌گراد برسد. در صورتیکه تمام این موارد به طور کامل رعایت شوند شما به بهترین کیفیت از میلگرد اپوکسی دسترسی خواهید داشت.
نحوه خمکاری میلگردهای اپوکسی
خم کردن میلگردهای اپوکسی باید با توجه به این موضوع انجام شود که به پوشش اپوکسی روی میلگرد آسیبی وارد نشود. اگر حین خم کردن ساییدگی یا هر آسیب دیگری به قطعه وارد شد باید نقطه آسیب دیده را علامت بزنیم تا پس از خمکاری آن را تعمیر کنیم. چرا که در صورت تعمیر نشدن، امکان زنگ زدن کل قطعه وجود خواهد داشت.
مزایای میلگردهای اپوکسی
استفاده از میلگرد اپوکسی مزایایی دارد که به آن‌ها شناخته می‌شود. در ادامه با برخی از آن‌ها آشنا می‌شویم:
- مقاومت در برابر زنگ زدن و خوردگی: مهمترین مزیت میلگرد اپوکسی همین مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی می‌باشد. چرا که از این میلگرد برای همین منظور استفاده شده و به همین قابلیت شناخته می‌شود.
- دوستدار محیط زیست بودن: اپوکسی که ماده‌ای سبک و فوقد مواد مضر است هیچ ضرری برای محیط زیست نداشته و اصطلاحا با آن دوست می‌باشد.
- قابلیت خمکاری و جوشکاری: هرچند که خمکاری و جوشکاری این نوع از میلگرد باید با دقت و محافظت کامل انجام شود اما به هرحال این قابلیت را داشته و نیازهای خم و جوش شما را رفع می‌کند.
معایب و محدودیت‌های میلگرد اپوکسی
میلگرد اپوکسی معایب و محدودیت‌های متعددی را نیز شامل می‌شود که با برخی از آن‌ها آشنا می‌شویم:
- امکان آسیب دیدن پوشش اپوکسی در شرایط ضربه و سایش
- احتمال زنگ زدن کل مقطع در هنگام تخریب قسمت کوچیکی از پوشش
- آسیب‌پذیر بودن پوشش اپوکسی در برابر اشعه فرابنفش و نور خورشید
- احتمال ترک خوردن پوشش در صورت قرار گرفتن در دمای کمتر از 10 درجه سانتی‌گراد
کاربردهای میلگرد اپوکسی
همانطور که گفتیم مهمترین قابلیت میلگردهای اپوکسی مقاومت بالای آن‌ها در مقابل خوردگی و زنگ زدن می‌باشد. از این رو از این مقاطع بیشتر در مناطقی استفاده می‌شود که شرایط جوی ناپایداری دارند. شاید به این فکر کنید که به دلیل پوششی که روی میلگرد ایجاد می‌شود وزن آن بالاتر رفته و برای استفاده در بسیاری از موارد نامناسب هستند. اما در اشتباه هستید. چرا که وزن این پوشش به قدری ناچیز است که می‌توانید وزن میلگرد اپوکسی شده را میلگرد معمولی برابر در نظر گرفت. از این رو کاربرد آن محدود نشده و همچنان کاربردهای گسترده‌ای را شامل می‌شود. از جمله کاربردهای میلگرد اپوکسی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساخت پل‌ها
- پوشش کف بزرگراه‌ها
- ساخت سازه‌های دریایی
- ساخت پارکینگ‌ها
- ساخت بنادر
- ساخت طبقات زیرزمینی ساختمان‌ها
- استفاده در مناطق ساحلی
قیمت میلگرد اپوکسی
مشخصا استفاده از پوششی جداگانه برای میلگرد باعث می‌شود تا قیمت آن نسبت به میلگرد معمولی بالاتر باشد. اما با توجه به این که این کار عمر قطعه را بالا می‌برد هزینه‌های تعمیر و نگهداری کاهش پیدا می‌کند. در نتیجه در طولانی مدت استفاده از این مقاطع مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.
جمع‌بندی
میلگردها کاربردهای فراوانی را در موارد مختلفی ارائه می‌دهند که از جمله مهمترین آن‌ها استفاده در ساختمان‌سازی برای افزایش مقاومت کششی آن می‌باشد. اما محدودیت‌هایی را هم شامل می‌شوند که از جمله مهمترین آن‌ها می‌توان به ضعف در برابر خوردگی و زنگ زدن آن اشاره کرد. به همین دلیل است که در بسیاری از موارد از میلگرد اپوکسی به جای میلگرد معمولی استفاده می‌شود. میلگرد اپوکسی همان میلگرد معمولی است که با پوششی سبزرنگ به نام اپوکسی پوشانده شده است. این پوشش از میلگرد در برابر زنگ زدن و خوردگی محافظت می‌کند. از این رو از این میلگرد اغلب در شرایط جوی نامساعد نظیر سواحل و جنگل‌ها استفاده می‌شود.
مقالات در گروه صبا | نویسنده : امین شاکری | بروزرسانی : 12 شهریور 1402
