ضعف سازه های سنتی (دریایی و ساحلی)

هنگامی که یک سازه فلزی در مجاورت آب های شور قرار گیرد، سطح فلز طی یک واکنش الکتروشیمیایی شروع به زنگ زدن و خورده شدن می نماید و به سرعت، ظرف کمتر از چند سال از بین می رود.

سازه های بتن آرمه نیز در مجاورت محیط خورنده دریایی دچار پوسیدگی زودرس می شوند. از یک سو خوردگی موجب از بین رفتن مقاومت و ازدیاد حجم اسکلت فلزی داخل سازه می شود که نهایتا به ترک خوردن داخلی و شکست آن منجر می گردد. از سوی دیگر بافت بتنی نیز در اثر تماس با رطوبت محیط، انسجام خود را از دست می دهد و شروع به ترک برداشتن خارجی و گسیختن می نماید. تغییرات دمای محیط های دریایی نیز به نوبه خود با انقباض و انبساط موجب خستگی و از کار افتادن سازه می شود.

مصالحی که به صورت سنتی در ساخت انواع سازه های موجود در شرایط اقلیمی جنوب ایران و به خصوص شرایط اقلیمی ساحلی و دریایی خلیج فارس به کار می رفته، عمدتا فولاد و بتن بوده است. از طرفی شرایط آب و هوایی خلیج فارس، شرایطی بسیار خشن و متغیر بوده، بتن و به خصوص فولاد را به شدت تحت تهاجم قرار می داده است. در این راستا ضرورت مقابله با این تهاجم و حفاظت مصالح به کار رفته در منطقه در مقابل عوامل مخرب از دیرباز مورد نظر بوده و کشورهای پیشرفته دنیا تحقیقات گسترده ای را در این ارتباط انجام داده و تکنولوژی های مناسبی را توسعه داده اند . با این وجود در ایران متاسفانه کمتر به صورت علمی به این مسئله پرداخته شده است.

استفاده از کامپوزیت ها در سازه های ساحلی و دریایی

همانطور که می دانید خوردگی میلگرد در بتن مسلح به فولاد در این گونه محیط ها به عنوان یک مسئله بسیار جدی تلقی می گردد. تاکنون بسیاری از سازه های بتن آرمه در اثر تماس و مجاورت با سولفاتها، کلرورها و سایر عوامل خورنده دچار آسیب جدی گردیده اند، چنانچه فولاد به کار رفته در بتن تحت تنش های بالاتر قرار گیرند، این مسئله به مراتب بحرانی تر خواهد بود. یک سازه بتن آرمه معمولی که به میلگردهای فولادی مسلح است، چنانچه در زمان طولانی در مجاورت عوامل خورنده نظیر نمک ها، اسیدها و کلرورها قرار می گیرد، قسمتی از مقاومت خود را از دست خواهد داد. به علاوه فولادی که در داخل بتن زنگ می زند، بر بتن اطراف خود فشار آورده و باعث خرد شدن آن و ریختن پوسته بتن می گردد .

تاکنون تکنیک هایی جهت جلوگیری از خوردگی فولاد در بتن آرمه توسعه داده شده و به کار رفته است که در این ارتباط می توان به پوشش میل گردها توسط اپوکسی، تزریق پلیمر به سطح بتن و یا حفاظت کاتدیک اشاره نمود. با این وجود هر یک از این روش ها تا حدودی و فقط در بعضی از زمینه ها موفق بوده اند. به همین جهت به منظور حذف کامل خوردگی میل گردها، توجه محققین و متخصصین بتن آرمه به حذف کامل فولاد و جایگزینی آن با مواد مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است. در همین راستا کامپوزیت های FRP (پلاستیک های مسلح به الیاف) از آنجا که به شدت در محیط های نمکی و قلیایی در مقابل خوردگی مقاوم هستند، موضوع تحقیقات گسترده ای به عنوان یک جانشین مناسب برای فولاد در بتن آرمه، به خصوص در سازه های ساحلی و دریایی گردیده اند .

برخلاف مصالح سنتی، مواد مرکب در برابر محیط های خورنده شدید همچون آب های شور دریایی، سیالات شیمیایی، نفت و گاز مقاومت فوق العاده ای از خود نشان می دهند. این مواد به عنوان یک راه کار جدید در ساخت سازه های ساحلی و دریایی که تاکنون به وسیله بتن، فولاد و چوب ساخته می شدند مطرح شده اند .

برخلاف بتن و فولاد یک سازه دریایی ساخته شده از کامپوزیت ها (FRP)، هم در برابر خوردگی شیمیایی و بیولوژیک ناشی از میکرو ارگانیسم های دریایی مقاومت بالایی دارد و هم در اثر تغییرات دمایی آب دچار تغییر طول و انقباض و انبساط سازه ای نمی شود. این سازه ها نیاز چندانی به تعمیر و بازرسی ندارند و تا چندین برابر سازه های متداول عمر می کنند .