صدأ حديد التسليح وتساقط الخرسانة: لماذا يحدث في مبانينا وكيف نمنعه من البداية

مشهد مألوف في كثير من البيوت: بقعة بنية في سقف الحمام، ثم تشقق، ثم تسقط قطعة ويظهر الحديد متآكلاً. هذه ليست مشكلة «لياسة»، بل مشكلة في حماية الحديد داخل الخرسانة.

1) كيف يصدأ الحديد داخل الخرسانة؟

الحديد داخل الخرسانة يكون في حالة «خاملة» محمية بسبب القلوية العالية للخرسانة (pH أعلى من 13). وتتعطل هذه الحماية بطريقتين1:

• الكلوريدات: عند وجود كلوريدات ذائبة في الماء تنكسر الطبقة الواقية ويبدأ الصدأ. مصدرها خارجي (مياه البحر، الأملاح) أو داخلي من مواد الخلطة نفسها.
• الكربنة: ثاني أكسيد الكربون في الهواء يتفاعل مع الجير في الخرسانة ويخفض قلويتها؛ وعندما تنخفض pH عند مستوى الحديد عن 9 يبدأ الصدأ.

وتذكر الجمعية أن الصدأ بسبب الكلوريدات أكثر شيوعاً من الناتج عن الكربنة، وأن الصدأ يتفاقم مع الرطوبة والحرارة العالية والشقوق1.

2) لماذا يسبب تساقط الخرسانة؟

الصدأ الناتج حجمه ضعفان إلى أربعة أضعاف حجم الحديد، وليس له أي من خواصه الميكانيكية؛ فيولد ضغطاً داخلياً يؤدي لانفصال وتساقط الغطاء الخرساني، كما ينقص مقطع الحديد فتقل قدرة العنصر على التحمل، وإذا تُرك دون علاج قد تتأثر سلامة المنشأ1.

3) لماذا تنتشر المشكلة عندنا؟

• المناطق الساحلية والسبخات: تنتشر السبخات على سواحل البحر الأحمر والخليج، وهي تربة ذات تأثير أكّال2، كما أن مياه البحر مصدر خارجي للكلوريدات1. انظر التربة والأساسات.
• التربة الغنية بالكبريتات والكلوريدات في بعض المدن؛ وجدت دراسة عن مكة المكرمة أن محتوى الكبريتات والكلوريدات أعلى في التربة ضمن أول 5 أمتار، وأوصت بمراعاته عند اختيار نوع الإسمنت لخرسانة الأساسات وحديدها3.
• الحرارة والرطوبة التي تسرّع التفاعلات1.
• تسربات الحمامات والأسطح والخزانات التي تبقي الخرسانة رطبة لسنوات.

4) الوقاية من البداية

من توصيات الجمعية الأمريكية للخرسانة الجاهزة1:

1. قيّم ظروف التعرض لكل عنصر وحدد المتطلبات (جاف، رطب، رطب مع كلوريدات).
2. خرسانة منخفضة النفاذية: نسبة ماء إلى مواد إسمنتية في حدود 0.40–0.50، ونحو 0.40 مع مواد إسمنتية مكملة عند التعرض للكلوريدات. انظر الإضافات.
3. غطاء خرساني كافٍ فوق الحديد: زيادة الغطاء تبطئ دخول الكلوريدات والكربنة بشكل كبير.
4. معالجة جيدة: يُفضل 7 أيام على الأقل؛ فالمعالجة الأطول تقلل المسامية وتحسن مقاومة الصدأ.
5. حماية إضافية للعناصر الحرجة: أغشية وطلاءات، مثبطات تآكل، أو حديد مقاوم (مجلفن، مغلف بالإيبوكسي، ستانلس).
6. تصريف الماء بعيداً عن العناصر الخرسانية.

5) علامات مبكرة راقبها

• بقع بنية أو صدأ على السقف أو الأعمدة.
• شقوق طولية على امتداد مكان الحديد.
• صوت أجوف عند الطرق الخفيف على الخرسانة (انفصال).
• انتفاخ في اللياسة أو الدهان تحت السقف.