สายลม คลอไรด์ และ คอนกรีต

หลายท่านคงจะจำกันได้เกี่ยวกับข่าวการถล่มของคอนโด 12 ชั้นที่ไมอามี่ สหรัฐอเมริกา ถล่มลงมามีผู้สูญหายนับร้อยคน
แม้ตัวอาคารที่ถล่มลงมา จะออกแบบไว้จะมีความแข็งแรงสูงเป็นอาคารที่สามารถต้านทานต่อลมพายุเฮอริเคนได้



1 ใน ข้อสัณนิษฐานเบื้องต้น

เป็นไปได้ว่าคอนโดอาจได้รับความเสียหายเนื่องจากการกัดกร่อน (Corrosion) ของโครงสร้างเหล็กที่อยู่ในคอนกรึต

ก่อนการถล่มของอาคาร พบการแตกร้าวของคอนกรีตและการเกิดสนิมในเหล็กของโครงสร้างอาคาร
แต่ไม่มีการซ่อมแซมและแก้ไข

นอกจากนี้ยังพบ การทรุดตัวของอาคารจนทำให้คอนกรีตบริเวณสระว่ายน้ำเกิดรอยแตกร้าวและน้ำเกิดการรั่ว

อีก 1 ปัจจัยที่เป็นไปได้ คือ การต่อเติมอาคารโดยไม่ได้รับอนุญาตและมีการนำโครงสร้างของอาคารบางส่วนออกไป

ซึ่งต้องทำการพิสูน์ต่อไป


เหล็กที่อยู่ในคอนกรีตเป็นตัวแปรสำคัญตัวหนึ่งที่กำหนดอายุของโครงสร้างอาคาร

และเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นเพราะ

คอนกรีตแม้จะสามารถรับแรงอัด (Compression) ได้ดี
แต่มีความสามารถรับแรงดึง (Tension) แรงดัด (Bending) และแรงเฉือน (Shear) ต่ำ
เราจึงจำเป็นต้องเสริมเหล็กลงในโครงสร้างคอนกรีตเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับดึง แรงดัด หรือ แรงเฉือนได้มากขึ้น

หากเราสามารถป้องกันไม่ให้เหล็กที่ถูกเสริมลงไปในโครงสร้างคอนกรีตนั้นไม่เกิดการกัดกร่อนได้อย่างรวดเร็ว 
เราก็สามารถยืดอายุบ้านของหรือโครงสร้างคอนกรีตได้

เพราะหากเหล็กถูกกัดกร่อน ความสามารถในการรับแรงดึง แรงดัด หรือแรงเฉือน จะลดลง
และการขยายตัวของสนิมเหล็กเนื่องจากปริมาตรที่เพิ่มขึ้น จากการลดลงของความหนาแน่น ก็จะทำให้โครงสร้างคอนกรีตเกิดการแตกหักได้ 

ปกติแล้ว
เหล็กที่อยู่ในคอนกรีตจะเกิดการกัดกร่อนที่ต่ำมาก เนื่องจากมีในคอนกรีตจะมีสภาวะเป็นด่างสูง (pH มากกว่า 12) ในสภาวะนั้นเหล็กจะเกิดฟิล์มพาสซีฟ (Passive Film) ชนิด Fe3O4 / Fe2Oที่ช่วยป้องกันการกัดกร่อน

************************************************************************************************************************************************
ฟิล์มพาสซีฟ เป็นฟิล์มออกไซด์บาง ๆ ที่เกิดขึ้นและยึดแน่นติดกับผิวหน้าโลหะ และปกป้องไม่ให้เนื้อโลหะข้างในสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมภายนอก
************************************************************************************************************************************************



ในเคสของอาคารที่ไมอามี  อาคารส่วนที่ถล่มลงมาจะพบว่าอยู่หน้าชายหายและปะทะกับลมทะเลโดยตรง

คลอไรด์อิออนที่อยู่ในอากาศ (Airborne Chloride) จะเข้าปะทะกับตัวอาคารโดยตรง
และซึมผ่านชั้นคอนกรีต

คลอไรด์อิออนที่ซึมผ่านเข่าชั้นคอนกรึตและสัมผัสกับเหล็ก จะทำลายชั้นฟิล์มพาสซีฟ และทำให้ pH ที่อยู่ในคอนกรีตลดต่ำลง
และทำให้การขยายตัวของสนิมเหล็กต่อไป

Fe     ---->   Fe2++2e-
Fe2+ +  4Cl ---->   (FeCl4)-2 +2e-
(FeCl4)-2  +2H2O     ---->    Fe(OH) +2H+ +4Cl-



เหตุการณ์นี้เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่ชี้ให้เห็นว่าในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก
การป้องกันการกัดกร่อนก็เป็นอีกเรื่องที่เราควรเห็นถึงความสำคัญและไม่ควรมองข้าม

#เหล็กไม่เอาถ่าน

Ref.

1. https://www.facebook.com/FA.FACT/posts/2650293481860228
2. Talakokula Visalakshi etc., Carbonation Corrosion Assessment in Reinforcement of Normal and Flyash Concrete Using Piezo Sensors, International Conference on Corrosion, CORCON 2013.
3. https://www.intechopen.com/.../corrosion-inhibitors-for...
4. https://www.galvanizing.ie/reinforced-concrete-1
5. Zaki Ahmad, in Principles of Corrosion Engineering and Corrosion Control, 2006.
6. "https://youtu.be/YznpsFUQVSU"
7. https://youtu.be/6OjgtL_0ZtE
แก้ไขข้อความเมื่อ

แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่