خوردگی پل های بتنی

پل های بتنی به دلیل اینکه در معرض عوامل مخرب متعدد قرار دارند، سازه ای آسیب پذیر محسوب می شوند. عواملی که سبب تخریب پل های بتنی می شود در چهار دسته: عوامل داخلی، بازگذاری ترافیکی، عوامل محیطی و آب و هوایی و عوامل نگهداری قرار می گیرند. یکی از متداول ترین عوامل تخریب پل های بتنی، خوردگی میلگرد در بتن است که فرسودگی پل ها را به دنبال خواهد داشت. خوردگی بتن پل ها سبب کاهش ظرفیت باربری و سطح مقاطع این اجزا می شود که می تواند به دلیل روبرو شدن با سیکل های تر و خشک باشد. همین مسئله نگهداری از پل های بتنی را در سرتاسر جهان مورد توجه قرارداده است.

اصلاح خوردگی پل

یکی از روش هایی که اخیرا برای اصلاح خوردگی بتن مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از الیاف FRP است. این مصالح با توجه به مقاومت مناسبی که در برابر خوردگی از خود نشان می دهند مصالح مناسبی برای پیشگیری از خوردگی اجزایی هستند که در معرض عوامل مخرب محیطی قرار می گیرند. میلگردهای FRP یکی از انواع این مصالح هستند که به دلیل مقاومت کششی بالا جایگزین مناسبی برای میلگردهای فولادی در سازه محسوب می شوند.

علت خوردگی پل های بتنی

خوردگی اجزای فلزی در بتن به دو شکل پروسه اکسیداسیون شیمیایی یا الکتروشیمیایی رخ می دهد. خوردگی در فلزات شکلی از اکسیداسیون است که توسط جریان الکتریسیته از یک قسمت از سطح فلز به قسمت دیگری از همان فلز شکل می گیرد و در نتیجه ی این رویداد آهن به اکسید آهن تبدیل می شود. خوردگی فلز در پل های بتنی بدلیل کاهش سطح مقطع اجزای بتنی سبب کاهش ظرفیت باربری سازه و مقاومت آن می شود. وجود کسیژن، الکترولیتی برای انتقال جریان و ناحیه ای روی سطح فلزی با بار الکتریکی مثبت همگی از عواملی هستند که می توانند با همکاری یکدیگر سبب خوردگی پل های بتنی شوند و حذف یکی از آنها منجر به پیشگیری از این رویداد خواهد شد. خوردگی فلز در بتن به دلیل کاهش سطح مقطع سبب افزایش تنش در اجزای سازه شده و از طرفی دیگر کاهش سختی اجزای آن، افزایش تغییر شکل را در سازه به دنبال خواهد داشت.

ترمیم خوردگی پل با الیاف FRP

یکی از روش های ترمیم بتن در سازه های شهری و صنعتی استفاده از الیاف FRP است. به دلیل اینکه فولادهای به کار رفته در پل های بتنی در معرض خوردگی قرار دارند، احتمال کاهش مقاومت بتن و زوال سازه به دلیل کاهش چسبندگی بین فولاد و بتن همواره وجود دارد. استفاده از سیستم مقاوم سازی با FRP می تواند جایگزین مورد قبولی برای اجزای فلزی پل ها محسوب شود. علاوه بر استفاده از این مصالح برای ترمیم خوردگی پل علی رغم افزایش مقاومت آنها و پیشگیری از خوردگی، سبب افزایش وزن در سازه نخواهد شد. مصالح FRP پایداری پل ها را در طول زمان تضمین کرده و از احتمال زوال سازه در اثر خوردگی و زنگ زدگی را کاهش می دهد. مقاوم سازی پل ها با FRP یکی از بهترین روش های افزایش ظرفیت باربری سازه و طول عمر مفید سازه های شهری می شود.

ترمیم خوردگی بتن با میلگرد FRP

میلگردهای کامپوزیتی یکی از انواع FRP هستند که شکل و کاربردی مشابه با میلگردهای فولادی اما به جای فولاد از الیاف FRP ساخته شده اند که همین مسئله سبب افزایش چشمگیر مقاومت در آن ها نسبت به میلگردهای فولادی می شود و می توانند به عنوان جایگزینی برای میلگردهای FRP در پل های بتنی مورد استفاده قرار گیرند. میلگردهای FRP همانند سایر مصالح کامپوزیتی موجود می توانند از الیاف مختلفی ساخته شوند. می توان در روند تولید این مصالح از الیاف کربن، آرامید، بازالت و شیشه استفاده کرد. میلگردهای GFRP شیشه نسبت به سایرین از قیمت پایین تر برخوردارند. میلگردهای FRP از ویژگی های به خصوصی برخوردارند که آنها را نسبت به سایر مصالح متمایز می کند. مقاومت شیمیایی بالای، یکی از خصوصیات شاخص این محصول است که استفاده از آنها در پیشگیری از خوردگی پل های بتنی تاثیر زیادی خواهد داشت. علاوه بر این وزن سبک میلگردهای FRP می تواند با کاهش چگالی سازه و وزن مرده پل های بتنی بکاهد. در نهایت استفاده از آنها در ترمیم خوردگی پل های بتنی در کنار تمام مزایای ذکر سبب کاهش هزینه های پروژه نیز خواهد شد. البته استفاده از این مصالح خالی از ضعف نیست. چراکه میلگردهای FRP فاقد قابلیت شکل پذیری و استهلاک انرژی هستند بنابراین در کاربردهای لرزه ای با محدودیت هایی روبرو هستند. یکی از کاربردهای میلگردهای FRP در ترمیم خوردگی و مقاوم سازی عرشه پل‌ها است. عرشه ها بدلیل مجاورت با بیشتر با محیط معمولا بیشتر دچار خرابی های ناشی از خوردگی می شوند که با استفاده از میلگردهای FRP می توان تا حد زیادی از وقوع چنین آسیب هایی پیشگیری کرد.