ปัญหาคอนกรีตเสริมเหล็กแตกร้าวจากสนิมเกิดขึ้นได้อย่างไร และจะส่งผลต่อโครงสร้างอาคารอย่างไรบ้าง

หลายท่านอาจจะสงสัยว่าเหล็กเสริมในคอนกรีตนั้นเป็นสนิมได้อย่างไรในเมื่อเหล็กถูกคอนกรีตปิดทับไว้หมดแล้วไม่โดนทั้งน้ำและอากาศ วันนี้เราจะมาเล่าถึงสาเหตุการเกิดสนิมบนเหล็กเสริมในคอนกรีต และผลเสียที่จะเกิดขึ้นตามมาครับ แต่ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจกันก่อนครับว่าเพราะอะไรเหล็กจึงเป็นสนิม ?

เนื่องจากเหล็กต่างๆ ที่เรามาใช้ทำโครงสร้างหรือทำเหล็กเส้นนั้นเกิดจากการที่เราขุดสินแร่ที่อยู่ในรูปสารประกอบออกไซด์ขึ้นมาแล้วนำไปถลุงแยกแร่ด้วยไฟฟ้า จากนั้นนำไปแปรรูปเพื่อใช้งาน ซึ่งเหล็กที่ได้นี้อยู่ในรูปแบบของโลหะบริสุทธิ์หรือโลหะผสม ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปเหล็กก็จะพยายามกลับไปอยู่ในสภาพธรรมชาติดั้งเดิมของมันนั่นเอง

โดยปกติแล้วในคอนกรีตมีความเป็นด่างสูง ทำให้เหล็กเสริมที่อยู่ในคอนกรีตนั้นจะย้ายจากย่านการเกิดสนิม (Corrosion) ไปยังย่านการเกิดฟิล์ม (Passivity) ซึ่งเป็นย่านที่ผิวเหล็กจะเกิดออกไซด์ฟิล์มขึ้นป้องกันสนิม แล้วเพราะอะไรเหล็กเสริมในคอนกรีตยังเกิดสนิมได้ ?

การเกิดสนิมของเหล็กเสริมในคอนกรีตจริงๆ แล้วมีหลายสาเหตุด้วยกันแต่มี 2 กรณีที่พบเจอได้บ่อยนั่นคือ 

สาเหตุแรก “คลอไรด์ คอนทามิเนชั่น (Chloride contamination)” คือการที่คลอไรด์ (Chloride) แพร่ผ่านคอนกรีตเข้าไปทำลายออกไซด์ฟิล์มของเหล็ก และเมื่อน้ำหรือความชื้นในอากาศแทรกซึมผ่านเข้าไปจนถึงเหล็กก็จะเกิดปฏิกิริยาทำให้เกิดสนิมเช่นเดียวกับข้อแรก สาเหตุนี้มักเกิดกับอาคารหรือโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่อยู่ในพื้นที่ริมทะเล พื้นที่น้ำกร่อย หรือพื้นที่ดินเค็ม ซึ่งอาคารในกรุงเทพมหานครและปริมลฑลก็เกิดปัญหานี้ได้เช่นกันเนื่องจากพื้นที่บริเวณนี้เคยเป็นทะเลมาก่อน ดังนั้นน้ำที่อยู่ใต้ดินจึงเป็นน้ำที่มีคลอไรด์สูงนั่นเอง 

อีกสาเหตุคือ “คาร์บอเนชั่น (Carbonation)” คือการที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Dioxide) แทรกผ่านตามรอยแตกหรือซึมผ่านคอนกรีตจนถึงเหล็กเสริมและจะทำปฏิกิริยากับเนื้อคอนกรีตทำให้ความเป็นด่างของคอนกรีตลดลง ส่งผลให้ออกไซด์ฟิล์มของเหล็กถูกทำลายและไม่สามารถป้องกันการเกิดสนิมได้ เมื่อความชื้นในอากาศผ่านเข้าไปถึงเหล็กก็จะเกิดปฏิกิริยาทำให้เกิดสนิม มักจะพบได้กับโครงสร้างที่ใช้งานมานานเกิน 10 ปีขึ้นไป หรือโครงสร้างคอนกรีตที่ตั้งอยู่ในบริเวณเขตอุตสาหกรรมที่มีปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูง หรืออีกรณีคือโครงสร้างมีระยะหุ้มคอนกรีตไม่เพียงพอ 

และหากท่านเคยเจอกับปัญหาคอนกรีตเสริมเหล็กแตกร้าวจากสนิม เมื่อเรียกช่างมาซ่อมแล้วคอนกรีตระเบิดเสียหายหนักกว่าเดิม สาเหตุมาจากการที่ช่างส่วนใหญ่ซ่อมแซมผิดวิธีโดยการตัดเหล็กเสริมหรือทาบเหล็กใหม่แล้วฉาบทับด้วยคอนกรีตใหม่ คอนกรีตใหม่นี้จะไม่มีการปนเปื้อนของคลอไรด์ส่งผลให้เหล็กเสริมเก่าบริเวณที่มีคลอไรด์ปนเปื้อนอยู่แล้วนั้นเป็นสนิมมากขึ้นหรือเป็นการถ่ายเทอิเลคตรอนให้อยู่ในสภาวะสมดุลนั่นเอง 

ดังนั้นการซ่อมแซมในลักษณะนี้จึงเป็นการเพิ่มพื้นที่เร่งปฏิกิริยาการเกิดสนิมให้มากขึ้น ปรากฏการณ์นี้ว่า Ring หรือ Halo Effect เมื่อสนิมก่อตัวเยอะขึ้นมวลของเหล็กก็มากขึ้นส่งผลให้เกิดแรงดันทำให้คอนกรีตระเบิด หรือปูนระเบิดนั่นเอง 

ปัญหาการเกิดสนิมบนเหล็กเส้นในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กนั้นเป็นปัญหาที่พบเจอได้บ่อย ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อโครงสร้าง และส่งผลให้เกิดอันตรายทั้งกับชีวิตและทรัพย์สิน ทั้งยังสิ้นเปลืองงบประมาณในการซ่อมแซม  ไม่ว่าจะเป็นโครงสร้างขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่ ยิ่งหากเกิดกับอาคารสาธารณะก็ภาพลักษณ์องค์กรเสียหายรวมไปถึงการสูญเสียรายได้มหาศาล 

ผมจะขอยกกรณีตัวอย่างการพังถล่มของสะพาน Genoa Bridge ในประเทศอิตาลี เนื่องจากการเกิดสนิมบนเหล็กเสริมคอนกรีต ซึ่งส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต 43 คน และสูญเสียงบประมาณในการซ่อมแซมสะพาน และการชดเชยต่างๆ ประมาณ 500 ล้านยูโร โดยแบ่งเป็นเงินก่อสร้างสะพานประมาณ 202 ล้านยูโร เงินชดเชยและฟื้นฟูเมืองประมาณ 292 ล้านยูโร ในกรณีนี้นอกเหนือจากความเสียหายข้างต้นแล้ว ยังส่งผลเสียในระดับมหภาคอีกด้วยนั่นคือเมื่อสะพานใช้งานไม่ได้ก็จะเกิดความติดขัดในการสัญจรทำให้ชุมชนสูญเสียรายได้และการหมุนเวียนทางเศรษฐกิจ ในขณะเดียวกันก็ทำให้ผู้ใช้รถใช้ถนนต้องสูญเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นในการเดินทางเพื่อที่จะอ้อมเส้นทางที่มีปัญหานั้น 

หากโครงการนี้มีการติดตั้งคอนกรีต แอโนดเพื่อช่วยป้องกันการเกิดสนิมในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กก็จะสามารถช่วยป้องกันเหตุสลดที่เกิดกับผู้เสียชีวิตและครอบครัว ซึ่งเป็นความสูญเสียที่ไม่สามารถประเมิณค่าได้ และเมื่อลองคำนวณราคาของคอนกรีต แอโนดและการติดตั้ง เทียบกับมูลค่าของการซ่อมแซมสะพานและค่าชดเชยต่างๆ แล้วจะพบว่าการเลือกใช้คอนกรีต แอโนดนั้นจะช่วยประหยัดงบประมาณลงได้ถึง 30% เลยทีเดียว

สามารถอ่านบทความเกี่ยวกับการป้องกันสนิมด้วยคอนกรีต แอโนดได้ที่ https://www.wazzadu.com/article/5603

สามารถกรอกข้อมูลความต้องการ Spec สินค้าได้ที่ลิงค์นี้

>> TMP-ไทยมารีนโพรเทคชั่น

สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่
โทร. 0909406691

อีเมล์ sales@thaimp.co.th

#TMP #ThaiMarineProtection #SacrificialAnode #CathodicCorrosionProtection #ConcreteAnode #RienforcedConcreteStructure #SpecialCoating #Biotough+ #กันสนิม #ป้องกันสนิม #เหล็กเสริมคอนกรีต #เหล็กเสริม #สีป้องกันสนิม #วิธีแคโทดิก #คอนกรีตแตกร้าว #คอนกรีตระเบิด #คอนกรีตแอโนด #สังกะสีกันกร่อนสำหรับป้องกันสนิมของเหล็กเสริมในคอนกรีต #มอร์ตาร์ควมคุมการกัดกร่อนของเหล็กโครงสร้างในคอนกรีต #ไทยมารีนโพรเทคชั่น