บทความที่ 11

ทำไมเกลือถึงทำให้เหล็กเสริมในคอนกรีตเป็นสนิม

สวัสดีช่วงบ่ายวันศุกร์ครับทุกท่าน จากบทความที่ 9 และ 10 ทาง TMP ได้เกริ่นให้ทราบแล้วว่า คลอไรด์เป็นสาเหตุสำคัญของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กแตกร้าวและเสียหายจากปัญหาเหล็กเสริมเป็นสนิม และปัญหาดังกล่าวสามารถป้องกันได้ด้วยระบบป้องกันสนิมแบบแคโทดิก วันนี้ทาง TMP จะมาขยายความว่าคลอไรด์ทำให้เหล็กเสริมในคอนกรีตเป็นสนิมได้อย่างไร

บ้านพักริมทะเลในจังหวัดตราดที่เหล็กเสริมปนเปื้อนคลอไรด์

การปนเปื้อนของคลอไรด์ในคอนกรีตมีแหล่งที่มาค่อนข้างหลากหลาย โดยมีสาเหตุหลักมาจาก “เกลือ (NaCl)” ในน้ำทะเล น้ำกร่อย ไอน้ำเค็มของบรรยากาศบริเวณชายฝั่งทะเล หรือพื้นที่ดินเค็ม บางท่านอาจจะสงสัยว่าดินเค็มจะสร้างปัญหาได้ขนาดนั้นเชียวหรือ ผมจึงแนบ link บทความที่เกี่ยวข้องกับดินเค็มมาให้อ่านเพิ่มเติม ซึ่งจะเห็นได้ว่าพื้นที่กรุงเทพและปริมณฑล รวมถึงจังหวัดใกล้เคียงในอดีตเคยเป็นทะเลมาก่อน และบางจังหวัดในพื้นที่ภาคอีสานก็เป็นแหล่งผลิตเกลือสินเธาว์สำหรับการบริโภคที่สำคัญของประเทศไทย จึงสามารถสรุปได้ว่าปัญหาดินเค็มไม่ใช่เรื่องเล็กๆ เลยทีเดียวครับ

ปกติแล้วเหล็กเสริมในคอนกรีตจะมีค่าศักย์ไฟฟ้าประมาณเท่ากับหรือมากกว่า -200 mV เมื่อเปรียบเทียบกับ Copper-Copper Sulfate Reference Electrode (CSE) แต่หากคอนกรีตมีการปนเปื้อนคลอไรด์แล้วจะทำให้ค่าศักย์ไฟฟ้าลดต่ำลงไปที่ประมาณเท่ากับหรือต่ำกว่า -350 mV เมื่อเปรียบเทียบกับ CSE ดังนั้นเมื่อเราพิจารณาถึงลักษณะการใช้งาน คลอไรด์จะแพร่จากผิวด้านนอกของคอนกรีตที่สัมผัสกับน้ำเค็มเข้าสู่ภายใน ดังนั้นเหล็กเสริมที่อยู่ใกล้ผิวด้านนอกของคอนกรีตจะมีค่าศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่าเหล็กเสริมที่อยู่ด้านในของคอนกรีตดังแสดงให้เห็นในรูป

เมื่อเหล็กเสริมมีค่าศักย์ไฟฟ้าที่แตกต่างกัน จึงมีองค์ประกอบการเกิดสนิมครบถ้วน 4 อย่าง (บทความที่ 2) คือ

1.เหล็กเสริมในคอนกรีตที่ปนเปื้อนคลอไรด์ (Anode)

2.เหล็กเสริมในคอนกรีตที่ไม่ปนเปื้อนคลอไรด์ (Cathode)

3.คอนกรีตที่มีความชื้น (Electrolyte) และ

4.ลวดเหล็กที่ผูกระหว่างเหล็กเสริม (Electrical Connection)

ดังนั้นเหล็กเสริมในคอนกรีตที่ปนเปื้อนคลอไรด์ (Anode) จึงสูญเสียอิเล็กตรอนให้กับเหล็กเสริมในคอนกรีตที่ไม่ปนเปื้อนคลอไรด์ (Cathode) และเกิดสนิม ทำให้ในที่สุดแล้วปริมาตรของเหล้กที่เป็นสนิมจะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ จนดันคอนกรีตให้แตกร้าวและเสียหายในที่สุด

สำหรับครั้งหน้า ทาง TMP จะมานำเสนอสาเหตุที่เรามักพบบ่อยๆ เมื่อทำการซ่อมแซมรอยแตกร้าวของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก คือ “ยิ่งซ่อม ก็ยิ่งแตกเสียหาย” ให้ทุกท่านได้ทราบต้นเหตุของปัญหากัน ขอให้ทุกท่านมีความสุขสำหรับวันหยุดสุดสัปดาห์นะครับ