استفاده از الکتروشیمی برای کنترل خوردگی در ساختمان های تاریخی و قدیمی اسکلت فلزی
در ساختمان های تاریخی و قدیمی اسکلت فلزی ، برای افزایش عمر بنا در مقابل آسیب های ناشی از خوردگی از واکنش های الکتروشیمیایی استفاده می شود . خوردگی در ساختمان های تاریخی که در ساخت آنها از آهن و یا فولاد استفاده شده است باعث ایجاد خرابی هایی جزئی و در نهایت کلی می شود . روش های سنتی موجود تنها باعث کند شدن این روند می شود و راه حل مناسبی برای طولانی مدت نیست .
با استفاده از تکنیک های مهندسی خوردگی از جمله واکنش های الکتروشیمیایی می توان عمر بنا را پیش از وقوع آسیب های جبران ناپذیر به بیش از 25 سال افزایش داد.
این روش بدون نیاز به تغییر در نمای خارجی بنا قابل انجام است و قابل تشخیص نیست . در سال 1990 گروهی از طرف سازمان های میراث و محیط زیست بریتانیا به منظور تحقیق در مورد آثار خوردگی و یافتن راه کاری نو برای جلوگیری از آن انتخاب شدند . اهداف این تحقیق مطالعه نحوه شروع خوردگی ، راه های تشخیص آسیب های آن و روشی مناسب برای جلوگیری و کاهش خوردگی بدون نیاز به تغییر در پوشش بنا (روش سنتی) بوده است که تحقیق خود را بر روی بنای St. Andrew واقع در Edinburgh اسکاتلند انجام دادند .
محققان با استفاده از ابزار و تست های مختلف ، سرعت و میزان خوردگی ، قطبش و مقدارپوشش را مورد ارزیابی قرار داده و قسمت های حفره دار و با درصد رطوبت بالا را نیز مشخص کردند .
پس از جمع آوری این اطلاعات ، شرایط را برای خوردگی بنا فراهم کردند تا میزان دقت پیش بینی های صورت گرفته بر اساس تحلیل داده ها ی بدست آمده در عمل سنجیده شود . نتیجه حاصل با پیش بینی های صورت گرفته در مورد زمان دقیق رخ دادن خرابی ، مناطق آسیب پذیرتر و مکان شروع خرابی یک جزء از بنا کاملا مطابقت داشت. سپس تعمیرات لازم در نقاط حساس و ضروری انجام و نتایج این تحقیق در اسکاتلند منتشر شد .
تعمیر به روش های سنتی ضمن داشتن هزینه های بسیار ، بدلیل برداشتن پوشش بنا باعث آسیب های اضافی نیز می شود . حامیان اصلی این تحقیقات به دنبال راه کاری بودند که از لحاظ اقتصادی به صرفه باشد ، باعث تغییر زیادی در بنا نشود و مواد جدیدی را جایگزین مواد آسیب دیده و قدیمی نکند .
به این منظور Impressed Current Cathodic Protection استفاده شده در لوله ها و بتن ، برای استفاده در بناهای قدیمی و تاریخی مورد مطالعه قرار گرفت و زمینه های استفاده آن در بناها فراهم شد .
پس از رضایت بخش بودن نتایج حاصل از آزمایش در آزمایشگاه و پروژه های کم حجم مانند دروازه Inigo Jones و معبر کالج Dublin ، سر انجام در سال 1996 ، این سیستم در بنای Joshua Hoyle واقع در شهر منچستر مورد استفاده قرار گرفت . این بنا دارای پوششی از سفال و آجر بود که هم اکنون به هتل Malmaison تبدیل شده است .
از آن زمان به بعد ، ضمن تائید و تمجید این سیستم و انتخاب آن بعنوان روش معمول برای کاهش خوردگی در بناهای قدیمی و تاریخی ، بطور گسترده از آن در بریتانیا و آمریکا استفاده شده است .
برای استفاده موفقیت آمیز از این سیستم می بایست ضمن شناخت کافی بنا و آشنایی لازم به الکتروشیمی برای طراحی سیستم ، از محدودیت های بنا نیز آگاه بود چرا که این سیستم در تمامی بناها قابل اجرا نیست .
برای کنترل خوردگی بوسیله واکنش های الکتروشیمیایی از یک آند در اتصالات بنا استفاده می شود که دارای عمری بیش از 100 سال می باشد . این آند ها بوسیله سیم به یکدیگر و سپس به منبع تغذیه DC متصل می شوند . اسکلت فلزی بنا نیز بعنوان قطب منفی ( کاتد) به سیستم متصل می شود . بنابراین با اجرای چنین سیستمی و جبران کمبود الکترون ، از اسکلت فلزی به خوبی محافظت می شود .
نکته مهم ، تشخیص خوردگی و استفاده به موقع از این سیستم می باشد . بنابراین می توان ضمن صرفه جویی اقتصادی و حفظ بنا از آسیب های جبران ناپذیر ، واکنش خوردگی را برای مدتی نامحدود کنترل کرد .
مترجم : محمدرضا خ.
منبع : Electrochemical Treatments on Historic Steel Frame
Buildings , The American Institute of Architects , March 2008 , Paul Noyce & Gina Crevello
