1. مهمان گرامی، جهت ارسال پست، دانلود و سایر امکانات ویژه کاربران عضو، ثبت نام کنید.
    بستن اطلاعیه

سازه های بتنی در محیط دریایی

شروع موضوع توسط Am!R~Mr ‏26/2/12 در انجمن رشته پزشکی

  1. سازه های بتنی در محیط دریایی

    تعداد وسیعی از باراندازها، حوضچه های تعمیراتی، تیرها و پایه های پل، موج شكن ها و تونل های زیردریایی از بتن مسلح ساخته شده اند. بتن به عنوان مصالح ساخت مناسب برای سازه هایی كه در معرض محیط دریایی قرار دارند، مورد پذیرش كلی قرار گرفته است و در صورتیكه طبق اصول صحیح ساخته و نگهداری شود، می تواند بر مشكلات فائق آید. ولی در صورت انتخاب مصالح نامناسب، كیفیت ضعیف اجرا و عدم نگهداری كافی، دچار فساد و خرابی خواهد شد. مكانیزم های اصلی تخریب سازه های بتنی در محیط دریایی خوردگی میلگردهای كار گذاشته شده در بتن، تجزیه و تخریب بتن، سیكل های یخ زدن و آب شدن و تشكیل تركیب اترینگایت و واكنش قلیایی – سیلیسی را شامل می شود.

    غالباً خوردگی در سرتاسر طول یك عضو یكنواخت نیست و معمولاً به وسط یا دو انتهای عضو محدود می شود. در رابطه با شمع ها امكان دارد خوردگی در بالای سطح آب، شدید و در زیر آن ضعیف باشد و یا اصلا اتفاق نیافتد. این ناحیه كه در معرض حداكثر خوردگی است، غالباً دورتر از مقاطع مربوط به حداكثر لنگرها و نیروهای برشی است ولی میلگردها ممكن است در سرتاسر عضو یكنواخت باشند.

    با پیشرفت خوردگی، نهایتاً فرو ریختگی ناشی از آن اتفاق می افتد. نتایج نهایی سازه ای مادامی كه میلگردها در بتن به صورت گیردار باقی باشند، بستگی به میزان افت فولاد دارد. به هر حال خوردگی به ویژه خوردگی حفره ای باعث تمركز تنش افزایش یافته می شود كه منجر به افت شكل پذیری و كاهش تغییر طول نهایی گسیختگی می گردد. همچنین تحت بارهای ضربه ای و دینامیكی شكست نهایی ممكن است به صورت تردد و شكننده باشد. در سازه های پیش تنیده نیز علیرغم اجرای بسیار عالی در محیط دریایی به علت آنكه بتن آن ها نفوذپذیری كم تری داشته و عاری از ترك های میكروسكوپی (ریزترك ها) است، ولی وقتی كابل های پیش تنیدگی خورده می شوند، نتایج و آثار سازه ای به دلیل قطر كم كابل ها و تنش زیاد موجود در آنها شدیدتر بروز می نماید. البته چنین وضیعتی از لحاظ خوردگی كابل های پیش تنیدگی در محیط دریایی زمانی روی می دهد كه سازه در معرض ناحیه پاشش بوده و بتن دارای نفوذپذیری بالایی (مثلاً ناشی از نسبت آب به سیمان كنترل نشده) باشد.

    محل و نوع سازه نیز میزان خوردگی را تحت تاثیر قرار می دهد. اعضای سازه ای بتنی واقع در ناحیه جزر و مدی و ناحیه پاشش عموماً دچار بیشترین میزان خوردگی هستند. در این نواحی، اعضاء به طور ثابت تحت اثر سه عامل اولیه هدایت كننده خوردگی شامل اكسیژن، كلریدها و رطوبت قرار دارند. شمع ها بیشتر از سایر اعضای سازه ای در معرض خوردگی هستند، زیرا در نواحی فوق با پتانسیل بالای خوردگی قرار دارند، اما بخش هایی از شمع ها كه زیر آب واقع شده اند، به دلیل كمبود اكسیژن در زیر آب، دچار خوردگی كمتری می شوند.

    اعضایی مانند سرشمع ها، تیرها و عرشه ها در محیط دریایی فعال و در جایی كه امواج و پاشش اتفاق می افتد، نسبت به محیط های با آسیب كم تر، نوعا تخریب های جدی تری را متحمل می شوند. به همین دلیل در سازه باراندازهای ساحلی، اعضای نزدیك به خشكی دچار تخریب های بیشتری نسبت به اعضای دورتر از ساحل هستند. در واقع وقتی ضربه امواج به شیب ساحل و دیوار ساحلی برخورد می كند، اسپری های مملو از یون های كلرید مستقیماً پرتاب شده و به این اعضاء برخورد می نمایند. نوع اسكلت سازه نیز نقش مهمی را در روند پیشرفت خوردگی بازی می كند. مثلاً باراندازهای با عرشه تخت كه سطح زیرین آن ها فاقد سر شمع یا تیرهایی است كه به وضوح دیده شوند، نسبت به باراندازهای رایج دارای عرشه های با سر شمع و تیر، خوردگی كمتری را دارند. علت این امر در كاهش گوشه های در معرض محیط است. گوشه های سازه ای به دلیل امكان نفوذ بیشتر كلر از دو وجه آنها و همچنین نیاز به فشار كمتر جهت تخریب سازه ای ناشی از احاطه نبودن كامل، با سرعت بیشتری دچار خوردگی، آسیب و تخریب می گردند.

    خرابی بتن

    تخریب سازه های دریایی بتنی ممكن است ناشی از اثرات فیزیكی یا شیمیایی آب دریا بر روی آنها باشد. خوشبختانه تجزیه بتن توسط خودش منجر به آسیب وسیع به سازه های مدرن نشده است ولی به هر حال از بین رفتن و آسیب پوشش بتنی روی میلگردها، عامل اصلی تشدید خوردگی فولاد روی بتن است. خرابی بتن امر بسیار پیچیده ای است، به دلیل آن كه به پارامترهای متعددی بستگی دارد كه به آسانی قابل تفكیك از یكدیگر نیستند و بسته به تركیب مواد و محیط با درجات و شدت های متفاوتی عمل می نمایند.

    اگر سازه كاملاً غوطه ور باشد، آسیب مصالح در اثر آب دریا اساس مربوط به فرآیند شیمیایی است. در ناحیه پاشش، خرابی و آسیب دارای ماهیت شیمیایی و فیزیكی است. عمل مكانیكی موج ها، تورم و انقباض ناشی از تر و خشك شدن متناوب، شرایط جوی (باد، تابش مستقیم آفتاب، یخ زدگی) و خوردگی الكترو شیمیایی میلگردهای فولادی فرآیندهای فیزیكی هستند كه با فرآیندهای مخرب شیمیایی جمع شده اند. تخریب بتن غوطه ور در آب به عواملی چون تشكیل تركیب اترینگایت، واكنش قلیایی- سیلیسی و خوردگی محدود می گردد و بتن در ناحیه پاشش و ناحیه جوی در معرض پدیده یخ زدن و آب شدن نیز هست.