خوردگی میلگرد یکی از پدیده های متداول در سازه های بتنی بویژه در مناطق ساحلی و سازه های مجاور آب است که عمدتا بدلیل یون ها آزاد کلرید اتفاق میفتد . خوردگی میلگرد در بتن یک پدیده ی نامطلوب است که منجر به ترک خوردن پوشش های بتنی سازه و ضرورت اجرای عملیات ترمیم بتن میگردد . علاوه بر یون های آزاد کلرید ، پدیده ی کربناتاسیون نیز از عوامل آغاز خوردگی میلگردها یا زنگ زدگی میلگرد در بتن می باشد که گذر زمان گسترش می یابد و در نهایت پس از ترک خوردگی سازه های بتنی احتمال فرو ریزش سازه بدلیل کمبود مقاومت بتن را افزایش می دهد . لازم بذکر است تمام یون کلرید موجود بصورت آزاد نیستند و برخی از آنها دارای پیوند فیزیکی و شیمیایی هستند .
بطور کلی یون های کلرید یکی از عوامل خوردگی بتن و میلگرد در بتن هستند که به ۳ شکل در ترکیب بتن وجود دارند و در ادامه به آنها می پردازیم:
۱- پیوند شیمیایی : در صورتیکه یون های کلرید با ترکیبات خاصی از محصولات هیدراتاسیون مثل C3Aپیوند شیمیایی برقرار کنند تبدیل به یون های غیر فعال می شوند و تاثیر منفی خود را در خوردگی میلگرد از دست می دهند . لذا توصیه می گردد از سیمان پرتلند نوع ۵ یا سیمان های ضد سولفات حاوی مقدار کمی از ماده C3A هستند استفاده نگردد تا از رسیدن یون های کلرید آزاد به سطح میلگرد و احتمال افزایش خوردگی میلگرد پیشگیری شود .
۲- پیوند فیزیکی : حالت دیگری از یون های کلرید در ترکیبات بتنی وجود دارد که با محصولات هیدراتاسیون پیوند فیزیکی برقرار می کنند و بدین طریق یون کلرید غیر فعال می شود .
۳- یون های کلرید آزاد : یون های کلریدی که فاقد هر گونه پیوند شیمیایی و فیزیکی باشند به شکل آزاد در ترکیب بتن باقی می مانند و نقش اصلی را در خوردگی میلگردهای بتن ایجاد می کنند.

میلگردهای فولادی یکی از مصالح پر مصرف در ساختمان ها هستند. ماهیت میلگردهای فولادی به شکلی است که آنها را مستعد زنگ زدگی می کنند. با این وجود استفاده از میلگردهای فولادی در بتن تا حد زیادی از آنها محافظت می کند. چرا که عموما بتن یک لایه محافظتی در برابر ورودی آب، مایعات و آلاینده ها تصور می شود. علاوه بر این PH بالای بتن سبب تشکیل یک لایه نازک اکسید به روی سطوح فولادی می شود و به این ترتیب تا مقدار زیادی از زنگ زدگی میلگردهای فولادی پیشگیری می کند. با این وجود، میلگردهای فولادی همچنان مستعد زنگ زدگی هستند و لازم است اقدامات جانبی برای جلوگیری از زنگ زدگی میلگردهای فولادی صورت گیرد.

میلگردهایی که در بتن تعبیه شده اند عموما در حالت محافظت شده ای قرار دارند ، این محافظت یا به شکل فیزیکی یا به شکل شیمیایی است .

عامل شیمیایی محافظت میلگرد‌ : در بتن تازه میلگردها توسط خود بتن از عوامل شیمیایی محافظت می شود و در واقع بدلیل ترکیبات قلیایی سدیم ، پتاسیم و هیدروکسید کلسیم در هیدراتاسیون سیمان یک لایه ی نازک محافظتی روی میلگردها ایجاد می شود . در چنین شرایطی بدلیل PH بالای اطراف میلگرد احتمال زنگ زدگی ، خوردگی و آسیب میلگردها به شدت پایین می آید و می توان گفت امکان پذیر نیست حتی اگر سایر عوامل تسریع کننده ی خوردگی در محیط موجود می باشند.

عامل فیزیکی محافظت میلگرد‌ : از سایر علل های محافظت بتن پوشش بتنی روی میلگردها است که به شکل فیزیکی نقش محافظتی ایفا می کند و مانع از نفوذ عناصر مخرب محیطی مانند دی اکسید کربن ، کلرید و.... به سطح میلگردها می شود یا حداقل روند تاثیر آنها را به تاخیر می اندازد . میزان تاثیرگذاری لایه محافظتی فیزیکی بتن بستگی به مقدار ضخامت و کیفیت پوشش آن دارد.

نمک و محلول های نمکی یکی از عوامل اصلی زنگ زدگی میلگرد در بتن است. قرارگیری میلگردهای فولادی در سازه های ساحلی و مجاورت آب های حاوی نمک سبب افزایش سرعت زنگ زدگی میلگرد در بتن می شود. نمک های مورد استفاده جهت ایمن سازی جاده ها و راه ها در هوای سرد یکی دیگر از عواملی است که منجر به زنگ زدگی میلگرد در بتن می شود. یون های کلرید می توانند از طریق ذرات بتن وارد شوند و سبب زنگ زدگی میلگرد در بتن شوند. بتن ضعیف و دارای خلل و فرج زیاد بستر مناسبی برای ورود یون های کلر به سازه است. تشکیل اکسید آهن به روی میلگردهای فولادی سبب منبسط شدن آن ها می شود. انبساط میلگردهای فولادی سبب ایجاد تنش در بتن می شود و در نهایت مقاومت بتن را کاهش می دهد. بنابراین می توان گفت زنگ زدگی میلگردهای فولادی یکی از دلایل آسیب دیدگی سازه های بتنی است. بنابراین ترک در بتن، ترک ستون، ترک سقف و غیره از عوامل اصلی افزایش احتمال زنگ زدگی میلگرد در بتن هستند. از سایر علت های زنگ زدگی میلگرد در بتن می توان به عوامل زیر اشاره کرد:
۱-عواملی که سبب ایجاد انبساط و انقباض مداوم در بتن شده و ترک خوردگی بتن را به دنبال دارد.
۲-وارد شدن ضربه به بتن
۳- کشش میلگردهای فولادی در بتن
۴-افزایش تنش در مقاطع بتنی
برای پیشگیری از زنگ زدگی میلگرد در بتن می توان بتن الیاف دار استفاده کرد. بتن الیاف دار با افزایش مقاومت بتن،‌آسیب پذیری آن را کاهش داده و ترک خوردگی آن را به تعویق می اندازد. بتن مسلح به الیاف فولادی یکی از انواع این مصالح است که بسیاری ضعف های بتن را کاهش می دهد. علاوه بر این جهت پیشگیری از زنگ زدگی میلگردهای فولادی، می توان از یک روکش بین سطح خارجی بتن و فولاد استفاده کرد. یکی دیگر از اقدامات لازم برای کاهش احتمال زنگ زدگی میلگرد در بتن، ترمیم بتن‌های آسیب دیده است. به این منظور لازم است ابتدا بخش هایی که در اثر عوامل مختلف دچار سستی، آسیب‌دیدگی یا کرموشدگی بتن شده‌اند تخریب شوند. سپس با استفاده ملات ترمیمی بتن بخش های آسیب دیده ی بتن ترمیم شوند. در این بین لازم است میلگردهای فولادی نیز با مواد ضد زنگ، رنگ شوند. علاوه بر تمام موارد ذکر استفاده میلگرد FRP های جایگزین مناسبی برای میلگردهای فولادی محسوب می شوند.

همانطور که پیش تر به آن اشاره کردیم میلگردها در بتن تازه در برابر عوامل شیمیایی محافظت می شوند اما در صورتیکه پوشش بتنی روی سطح میلگرد کافی نباشد و به اصطلاح کاور بتنی روی میلگرد از ضخامت کمی برخوردار باشد ، این ماده در معرض تهدید بیشتری قرار می گیرد و احتمال خوردگی آنها افزایش می یابد . بطور کلی خوردگی میلگردهای فولادی در بتن می تواند تحت تاثیر عوامل شیمیایی ، فیزیکی ، حرارتی و میکروبیولوژي باشد. می توان گفت متداول ترین عامل آسیب میلگردها منشا شیمیایی دارد. عوامل خوردگی و زنگ زدگی میلگرد در بتن را می توان عوامل زیر عنوان کرد:
۱-قرارگیری طولانی مدت میلگردهای فولادی در معرض رطوبت هوا
۲-خشک شدن بتن به دلیل عدم محافظت کافی
۳-ساخت سازه در محیط های ساحلی یا در مجاورت آب

اسیدها : حمله ی اسیدی عموما به شکل نمایان شدن ذرات شن و ماسه و قابلیت رویت میلگردهای درون بتن قابل شناسایی است . اسیدها ممکن است به شکل طبیعی از تخریب یا آسیب گیاهان یا از فاضلاب شهری و صنعتی بوجود بیایند و سبب تخریب میلگردها گردند .
هنگام مجاورت عوامل اسیدی با میلگردها در ابتدا عامل اسیدی با ترکیبات هیدراته موجود در خمیر سیمان واکنش میدهد و سبب ایجاد بتن ضعیف می گردد و در نهایت کلیسیم هدروکسید بتن را از بین می برد .

سولفات : ترکیبات سولفات در خاک ، آب های زیر زمینی ، آب های دریا و ... وجود دارد . این ترکیبات یکی دیگر از عوامل تاثیر گذار در آسیب میلگرد است که در صنایع چوب و کاغذ ، پتروشیمی و پالایش نفت ، استخراج فلزات و ... نیز تولید می شود .
تاثیر سولفات در خوردگی میلگردهای بتن های مسلح از طریق واکنش این ماده با خمیر سیمان است که علاوه بر تخریب بتن باعث حجم ۵/۲ برابر آن می گردد .
نتیجه آسیب ناشی از ترکیبات شیمیایی به شکل ترک در بتن و پوسته پوسته شدن سطح بتن قابل شناسایی است که در آخر خوردگی میلگردها را بدنبال دارد .

کلرید ها : همانطور که گفتیم یون های کلر آزاد از مهم ترین عوامل آسیب بتن و خوردگی میلگرد است . این ماده در مواد شیمیایی یخ زای آب شور ، آب دریا ، افزودنی های دارای کلسیم کلرید و ... وجود دارد . کلرید ها از طریق آسیب به پوشش بتنی میلگردها سبب خوردگی آنها می شوند.

۱-ایجاد پوشش: پوشش هایی که برای محافظت از میلگردهای فولادی استفاده می شوند. انواع مختلفی دارند. در ادامه به ۳ پوشش اصلی در محافظت از بتن اشاره خواهیم کرد.
پودر: استفاده از پودر باعث تشکیل لایه ای نازک به روی سطح خارجی میلگردهای فولادی می شود. به این منظور از پودرهای خشک مانند پودر اورتان، پودر اکریلیک، پلی استر و ... استفاده می شود.
روغن یا گریس: روغن یا گریس با تشکیل لایه ای نازک به روی سطح میلگرد مانع از زدگی آنها می شوند.
رنگ: رنگ کردن میلگرد باعث تشکیل یک لایه بین اکسیژن و آهن می شود و به این ترتیب از زنگ زدگی میلگرد جلوگیری می کند.
۲-محافظت کاتدی: محافظت کاتدی جهت پیشگیری از زنگ زدگی آلومینیوم، منیزیم و روی انجام می گیرد.
۳-گالوانیزه کردن سطوح: در روش گالوانیزه کردن، لایه ی نازکی به روی سطوح فولادی میلگرد ایجاد می شود و مانع از زنگ زدگی آن می شود.
۴-آب بندی بتن: استفاده از بتن آب بند شده بوسیله ی افزودنی های بتن تا حد زیادی مانع از نفوذ آب شده و احتمال زنگ زدگی میلگردها را کاهش می دهد.

زنگ زدگی میلگرد در بتن سبب عدم برقراری اتصال مناسب بین بتن و میلگردهای فولادی می شود که کاهش سازه را بدنبال خواهد داشت. به منظور زنگ زدایی میلگرد در بتن می توان از روش های مختلفی استفاده کرد. طی این فرآیند در صورتیکه زنگ زدگی میلگردها محدود به برخی نواحی خاص باشد و تمام میلگرد را پوشش نداده باشد می توان به کمک برس زنگ زدگی ها را تمیز کرد. براساس موارد ذکر شده در آیین نامه در صورتی که زنگ زدگی میلگرد در بتن عمیق باشد باید پیش از استفاده آنها را آزمایش کرد. اما در صورتیکه زنگ زدگی میلگرد در بتن منجر به کاهش ضخامت آن ها نشده باشد می توان به روش های مختلف میلگردها را زنگ زدایی کرد و استفاده از آنها مانعی ندارد. به منظور کسب اطمینان بیشتر نیز می توان کیفیت محصول را تست کرد. از جمله روش‌های متداول برای زنگ زدایی میلگرد استفاده از سندبلاست، مواد شیمیایی یا برس کشیدن است که استفاده از برس معمولا روشی سریع برای حذف زنگ زدگی های سطحی محسوب می شود.

پوشش بتنی میلگرد در واقع نشان دهنده ی حداکثر فاصله بین بتن و میلگرد آرماتوربندی است و کاربرد آن بستگی به محیط قلیایی و کاربرد سازه دارد. ضخامت پوشش بتنی میلگرد معمولا بین ۲۵ تا ۷۵ میلی متر در نظر گرفته می شود. پیش از شروع بتن ریزی لازم است تا دقت کافی در آرماتوربندی صحیح میلگردها انجام شود و قالب ها به خوبی در جای خود مستحکم شوند تا در اثر عبور و مرور و بتن ریزی جا به جا نشوند. در اثر عدم رعایت موارد فوق شاهد فرو رفتن میلگردهای فولادی به پایین دال یا نزدیک تر شدن بیش از حد آن به سطح بیرونی خواهیم بود. در نتیجه پیش از عمل آوری بتن شاهد خوردگی آرماتورها می شویم. لازم است بدانید که علی رغم وجود پوشش بتنی کافی در سطح میلگردها در بسیاری از موارد ممکن است بدلایل مختلفی نظیر وجود ترک در بتن و سایر موارد، آب ها و سیالات مخرب دیگر در تماس مستقیم با میلگردها و آرماتورهای درون بتن قرار گیرند که البته احتمال ترک در بتن بسیار بالا می باشد. علاوه بر این موارد انقباض بتن بدلیل سفت شدن یا تغییرات آب و هوایی می تواند یکی دیگر از علل های موثر در ترک خوردگی آن زنگ زدگی آرماتورها باشد. قرارگیری بتن در معرض بارگذاری نیز می توان منجر به ترک خوردگی بتن گردد. به منظور افزایش مقاومت بتن می توان از مزایای بتن الیاف در ترکیبات آن بهره برد تا بدین ترتیب از خوردگی میلگردها در بتن پیشگیری شود. لازم بذکر است که استفاده از الیاف، استحکام قابل توجهی به المان ها وارد نمی کند اما تاثیر چشمگیری در جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی میلگرد در بتن خواهد داشت.

میلگردهای فولادی یکی از پر کاربردترین مصالح ساختمانی هستند که بطور گسترده ای سازه های مسکونی، ساحلی، دریایی و .... مورد استفاده قرار می گیرند. میلگردهای فولادی نسبت به عوامل مخرب محیطی و شرایط جوی رفتاری آسیب پذیر دارند و هرگونه آسیب دیدگی، زنگ زدگی، پوسته پوسته شدن و خوردگی در میلگرد ها منجر به تخریب بتن و کاهش عمر مفید سازه می گردد. بنابراین می توان گفت سلامت میلگردها نقش مهمی در مقاوم سازی ساختمان دارد. زنگ زدگی سطوح فلزی یکی از رویدادهای متدوالی است که در سازه های فلزی ، فولادی و بتنی به وفور رخ می دهد و عوامل متعددی در بروز زنگ زدگی میلگرد در بتن نقش دارند که هر کدام اثرات مخرب خود را به جای خواهند گذاشت. با این وجود روش های مختلفی جهت پیشگیری از زنگ زدگی میلگرد در بتن یا تاخیر در این فرآیند وجود دارد. با استفاده از پوشش های محافظ و رنگ های مخصوص می توان مانع از زنگ زدگی میلگرد در بتن یا تاخیر در رویداد شد.یکی از راه های متداول برای پیشگیری از زنگ زدگی میلگرد در بتن استفاده از پوشش های محافظ زینک ریچ اپوکسی یا رنگ ها محافظ سطح با ساختار اپوکسی است. به همین منظور میلگردها طی فرآیندی پیوسته، زنگ زدایی، پاکسازی، زبرکاری و در نهایت با استفاده از زینک ریچ پوشیده می شوند. پوشش های زینک ریچ در برابر اثرات مخرب محیطی مقاومت زیادی دارند و زنگ زدگی میلگردها را که در اثر واکنش های شیمیایی اکسیژن هوا پدیده می آیند را حذف می کنند. زینک ریچ اپوکسی ها بهترین نوع رنگ برای لایه اول رنگ آمیز سطوح فلزی از جمله میلگردها هستند. به این نوع رنگ ها، پرایمر زینک ریچ اپوکسی نیز گفته می‌شود.

براساس آیین نامه ی بتن ایران (آبا) حد مجاز خوردگی و زنگ زدگی میلگرد مشخص شده است . طبق این آیین نامه در صورتیکه زنگ زدگی میلگرد فولادی مورد نظر به حدی رسیده باشد که منجر به پوسته پوسته شدن و خوردگی عمیق آن شده باشد ، امکان استفاده از آن در بتن وجود ندارد و استفاده از میلگردهایی که فاقد زنگ زدگی عمیق و پوسته پوسته شدن است بلامانع است . براین اساس حکم ممنوعیت مصرف تنها برای میلگردهای پوسیده صادر می شود . آیین نامه ی بتن ایران (آبا) در خصوص خودگی میلگرد موارد زیر را ذکر کرده است :
۱- میلگردها و آرماتورهای فلزی باید در محلی انبار شوند که پاکیزه و فاقد رطوبت و سایر عواملی که منجر به زنگ زدگی می شوند ، باشد تا از خوردگی و آلودگی آنها جلوگیری شود .
۲- در صورتیکه زنگ زدگی میلگردها به حدی باشد که سطح آن پوسته پوسته شده باشد و خوردگی عمیق باشد بدون انجام آزمایش و بررسی انطباق ویژگی های میلگرد موجود با ویژگی های استاندارد و در نظر گرفتن کاهش احتمالی سطح مقطع ، میلگرد مورد نظر قابل استفاده در بتن نمی باشد.

۱- میلگردها نباید در محیطی قرار بگیرند که منجر به زنگ زدگی آنها به حدی شود که کاهش سطح مقطع را بدنبال داشته باشد .
۲- میلگردهای فولادی باید در محل های تمیز و عاری از آلودگی انبار شوند تا از زنگ زدگی و آلودگی آنها جلوگیری شود .
۳- میلگرد پوسته پوسته شده باید پس از ماسه پاشی و دست یابی به ضوابط مذکور در بندهای آیین نامه مصرف شوند ، از بین بردن پوسته ها با استفاده از برس سیمی و سایر روش های مشابه نمی باشد .
۴- در مورد میلگردهایی که تا حد پوسته پوسته شدن دچار زنگ زدگی شده باشند ، پس از ماسه پاشی باید آزمایش های الف و ب روی آنها انجام گیرد :
الف) آزمایش و کنترل مجدد موارد مذکور در بندهای ۱ تا ۵ که مربوط به مشخصات مکانیکی میلگرد می باشند .
ب) اندازه گیری مجدد قطر میلگردها و مطابقت آنها با استانداردهای ۳۱۳۲ ملی ایران
هنگامی که میلگردها به شدت زیادی زنگ زده باشند ، احتمال دارد سطح مقطع به میزان زیادی کاهش یافته باشد و استفاده از آنها را غیر ممکن کند . این مسئله را می توان با تمیز کردن و وزن کردن یک قطعه از آرماتور کنترل کرد.