سازه­ های دریایی موجود در منطقه خلیج فارس و دریای عمان

سازه­ های دریایی موجود در منطقه خلیج فارس و دریای عمان

مروری بر موضوع

تجربیات موجود نشان ­داده است که هرگونه ضعف یا خرابی در ساختار بتن، در محیط­ های دریایی با سرعت بیشتری منجر به آسیب کلی خواهد شد. لذا برای دستیابی به بتنی که عمر عملیاتی بالایی داشته باشد و بتواند در برابر ضربه ناشی از پهلوگیری شناورها و تهدیدات انفجاری مقاومت مناسبی از خود نشان دهد، بایست مجموعه­ ای از حلقه­ های به­ هم پیوسته­ از طرح اختلاط دقیق، مصالح و افزودنی­ های لازم و گام­ بندی اجرایی متناسب فراهم گردد.

دما و رطوبت بالای هوا در منطقه خلیج فارس و دریای عمان و همزمانی این شرایط با محیط بسیار خورنده آب دریا و بخارات آب ناشی از آن، شرایط ویژه­ ای را در این منطقه ایجاد نموده که توجه جدی به تمامی حلقه­ های این زنجیر را می­ طلبد. مطالعات انجام گرفته توسط محققین مختلف در استان­ های جنوبی کشور نظیر هرمزگان، بوشهر، سیستان­ و­بلوچستان و خوزستان حکایت از آن دارد که خرابی­ های به­ وجود آمده در بتن عمدتاً به­ دلیل ضعف در بتن ساخته شده و خورندگی بالای محیط اتفاق افتاده است. دراین بررسی­ ها تمرکز خرابی­ ها بر روی سازه­ های بتن مسلح بوده و علت اصلی آن نیز نفوذ یون کلرید، زنگ­ زدگی آرماتور، ترک خوردن بتن و از بین رفتن بتن پوشش تشخیص داده شده است.

توجه به نوع سنگدانه ­های انتخابی، نوع و حجم مصرفی افزودنی­ ها، مسائل حرارتی بتن، نفوذپذیری و پایایی و کاربرد الیاف­ ها به عنوان موئلفه­ های اساسی در این مقاله مورد ارزیابی قرار می­گیرند. تا با کسب آگاهی از اثرات این پارامترها بر عمر مفید عملیاتی بتن، بتوان یک گام­بندی اجرایی جهت کاربرد بتن­ های درجا ریز یا پیش­ ساخته در منطقه خلیج فارس و دریای عمان ارائه نمود

مودهای زوال بتن در سازه های مجاور دریا

براساس مطالعات لایتنبرگ و همکاران (1986) بر روی علل زوال سازه ­های پهلوگیری، شرایط محیطی دریا شامل خوردگی، نمک ­ها و چرخه­های تر و خشک شدن با 45% فراوانی وقوع، بیشترین علت زوال بتن در سازه­ های دریایی می­ باشد. در مقام بعدی برخورد شناورها و اعمال تنش­های زیاد با 20% فراوانی وقوع قرار دارد؛ و سایر علل به خطای طراحی و سایر عوامل مربوط می­شود. در ادامه علل مختلف زوال بتن به­صورت موردی بیان می­گردد:

1. حملات کلرایدی

براساس تحقیقات دقیق میدانی در سواحل نروژ، نفوذ کلراید و خوردگی در فولاد موجود در بتن یکی از تهدیدات اصلی برای بتن ­ها بوده است. این تحقیقات همچنین بیان داشتند که نفوذ دُز بالایی از کلراید ممکن است در همان سنین اولیه و در حین ساخت بتن به­ وقوع بپیوندد و ساختار بتن را برای تامین عمر مفید تضعیف نماید. لازم به ذکر است اگر محوریت تنظیم طرح اختلاط ممانعت از حملات کلرایدی قرار گیرد، شرایط برای سایر حملات نیز به نوعی بهبود خواهد یافت، این مفهوم در ادامه با جزئیات بیشتری بیان خواهد شد.

2. سایش مکانیکی تحت اثر امواج و جریانات

یکی از اصلی ­ترین انواع زوال در یک سازه بتنی مجاور دریا، پدیده سایش تحت اثر امواج و جریانات برخوردی می­باشد. بر اساس مطالعات، به­منظور مقابله با این اثر حداقل مقاومت فشاری بتن بایست 55 مگاپاسکال باشد. همچنین افزودن الیاف به بتن نیز راهبرد بسیار کارآمدی در جهت بهبود مشخصه­ های مکانیکی بتن می­باشد. افزودن الیاف از طریق فراهم ساختن مکانیزم مقاومت داخلی، که تنش­های داخلی را متعادل می­سازد، خصوصاً در هفته­ های اول که بتن نسبت به ترک ­خوردگی و جمع­ شدگی بسیار آسیب­ پذیر می­باشد، منجر به بهبود مشخصه­ های مکانیکی بتن می­گردد.

3. حملات سولفاتی

سیمان­ های پرتلند استاندارد قادر هستند که مقاومت مناسبی را دربرابر حملات سولفاتی از خود بروز دهند، به این شرط که به­ صورت کارآمدی نفوذناپذیر ساخته شوند. جنس ترک­ های نفوذ سولفات از نوع تنش­ های کششی است و در بتن­ های الیافی و یا بتن­های فوق­ توانمند تا حد بسیار زیادی مقاومت کششی بهبود یافته است. همچنین به دلیل مبنا قرار دادن حملات کلرایدی و تلاش برای بستن راه نفوذ کلراید­ها، عملاً نفوذ سولفات ­ها نیز تحت کنترل خواهد بود.

4. بارهای ضربه­ ای و انفجاری

تاسیسات دریایی به ­واسطه عملکردهای مختلفی چون تجاری، نظامی و نقل و انتقال انرژی همواره از شریان­های حیاتی هر کشوری به ­شمار می­روند. از این­ رو مباحث پدافند غیرعامل و بار­های انفجاری علاوه بر بار­های ضربه ­ای ناشی از پهلوگیری شناورها در آن­ها حائز اهمیت خواهد بود. شکل پذیری بتن و سطح زیر نمودار چقرمگی بیشترین اهمیت را در تامین مقاومت ضربه ­ای و انفجاری دارد. حال اینکه بتن ماده­ای ترد بوده و بکارگیری آرماتور برای بهبود شکل­ پذیری آن باتوجه به شرایط بسیار خورنده خلیج فارس با اشکال جدی همراه است. در چنین شرایط بکارگیری الیاف­ ها گزینه مناسبی خواهد بود که در مورد جزئیات آن در بخش­ های بعدی مطالبی به تفصیل ارائه می­گردد.

در یک مطالعه میدانی بر روی سازه­ های موجود در بندر شهیدرجایی بندرعباس، بر روی نمونه­ های مغزه آزمایش جذب آب و تخمین تخلخل نمونه انجام شده است. این آزمایش به­ منظور تخمین میزان جذب آب و تخلخل نمونه­ های مغزه و ارزیابی غیرمستقیم نفوذپذیری انجام می­شود. مطابق با استاندارد BS 1881 Part 122 در­صورتی که جذب آب تا 3درصد باشد نماینده بتن با جذب آب زیاد و درنتیجه تخلخل و نفوذپذیری زیاد ارزیابی می­شود. نکته حائز اهمیت در این مطالعه درصد جذب آب برای بخش­ های ضربه­ گیر اسکله می­باشد که تا بیش از 7 درصد نیز گزارش شده است. از این­ رو بخش­های ضربه ­گیر اسکله، چنانچه با ملاحظات ویژه­ تری طرح و اجرا نشوند، به­ واسطه تنش­ های حاصل از برخورد شناورها در گروه بتن­ های با نفوذپذیری بالا قرار خواهند گرفت و از­این ­رو عمر مفید عملیاتی آن­ها محدود می­شود.

ارائه راهبرد­های مناسب جهت بهبود عمر مفید عملیاتی بتن در محیط ­های دریایی

با توجه به مطالب بیان شده و شناخت تهدیدات محیطی مختلف که در سازه­ های بتنی مجاور دریا مطرح هستند به­ صورت کلی می­توان راهبردهای مناسب جهت بهبود عمر مفید عملیاتی برای بتن را در موارد زیر بیان نمود:

1. بستن راه­ های نفوذ بتن

2. تامین مقاومت فشاری و کششی بالا

3. کاهش حرارت زایی بتن

در شهرهای جنوبی کشور دمای بالای هوا در عمده روزهای سال و حرارات زایی ناشی از فرآیند هیدراتاسیون سیمان همواره کیفیت بتن­ ها را تهدید می­نماید. از این رو بکارگیری اقداماتی که فرآیند حررات زایی گیرش بتن را بتوان کنترل نمود بسیار حائز اهمیت خواهد بود. براین اساس بکارگیری سیمان­ های با حرارت زایی کم در ترکیب با مواد جایگزین سیمان گزینه مناسبی می­باشد. مواد جایگزین سیمان با به تاخیر انداختن گیرش بتن منجر به کاهش گرمازایی آن خواهند شد و از این­ رو شاهد کاهش ریز ترک­ها خواهیم بود.

از دیگر سو کاربرد الیاف­ های مختلف در بتن سبب بهبود مقاومت کششی و کاهش ترک در بتن خواهد شد. البته لازم به ذکر است که افزودن الیاف به خودی خود تا حدی منجر به بالارفتن نفوذپذیری خواهد شد که بایست آن­را به طرق مختلف مدیریت کرد که در این خصوص در بخش­ های آتی بحث خواهد شد.

2-2-1 مقدار بهینه مصرف مصالح و مواد افزودنی براساس مطالعات محققین

2-2-1-1. سیمان و مواد جایگزین سیمان

بتنی که در معرض غلظت­ های زیان ­آور سولفات­ های خاک و آب باشد باید با استفاده از یک سیمان مقاوم در برابر سولفات­ ها ساخته شود. در انتخاب سیمانی که بتواند در مقابل سولفات ­ها مقاومت نماید، نکته اصلی میزان سه­ کلسیم آلومینات است که با تعیین حداکثر مقدار مجاز در شرایط مختلف محدود می­شود. اما نکته بسیار مهم دیگر وجود یون کلرید در بتن­ های مجاور دریا می­باشد که در حضور هوای گرم و رطوبت می­تواند مسئله­ آفرین باشد.

سیمان ضدسولفات نوع 5 به دلیل همین خاصیت پایین بودن سه کلسیم آلومینات در آن احتمالاً موجب آزادی عمل یون کلرید گشته و منجر به خوردگی آرماتور یا الیاف­ های فولادی در بتن خواهد شد. بر همین اساس زمانی که مسئله پایایی بتن­ ها از نظر حملات سولفاتی و کلریدی به­ صورت توام مطرح باشد، بکارگیری یک سیمان متوسط از منظر مقاومت دربرابر سولفات­ ها مانند سیمان نوع 2 می­تواند یک راهبرد مناسب به ­شمار آید. همچنین کاربرد مواد جایگزین سیمان نیز از دیگر راهبردهای موثر برای برون­ رفت از مشکل حملات توامان سولفاتی و کلریدی می­ باشد.

مواد افزودنی مختلفی برای جایگزینی سیمان مطرح است که انتخاب میان آن­ها بایست براساس پارامترهای مختلف تاثیرگذاری، تاثیرات جانبی، اقتصاد پروژه و در دسترس بودن انجام گیرد. خاکستر بادی  به عنوان یکی از انواع مواد جایگزین سیمان مطرح است که با توجه به کروی بودن مولکول­های آن تنها پوزولانی است که نه تنها منجر به کاهش روانی نمی­شود که بلکه آن­را بهبود نیز می­دهد. اما به دلیل وارداتی بودن این ماده و نتیجتاً هزینه­ های بالای آن از دستور کار عمده پروژه­ ها خارج شده است.

میکروسیلیس نوعی دیگر از مواد جایگزین سیمان می­باشد. افزودن این ماده منجر به کاهش روانی می­گردد و درصورت کاربرد آن به فوق­ روان کننده­­ ها نیاز خواهد بود. لازم به ذکر است، دستیابی به بتن­ های با مقاومت بالا بدون کاربرد پوزولان ­ها عملاً مفهومی ندارد و باتوجه به اینکه در عمده موارد پوزولان اصلی، میکروسیلیس است، معمولاً مشکل عدم روانی بتن با لجن میکروسیلیس برطرف می­شود. لازم به ذکر است بنا به تجربیات موجود ژل میکروسیلیس چندان قابل اطمینان نمی­باشد و توصیه می­شود از لجن میکروسیلیس استفاده شود.

در تحقیقات مختلف مصرف میکروسیلس معمولاً به اندازه 7 تا 12 درصد در بتن انجام گرفته است. براساس مطالعات شکرچی ­زاده (2015)، که نمونه­ هایی به مدت 5 سال در نقاط مختلف خلیج فارس آزمایش شدند، میزان مصرف 10.7 درصد با نسبت آب به سیمان 0.35 به عنوان حالت بهینه مصرف سیلیکافوم مطرح شد. همچنین سایر تحقیقات انجام گرفته در خصوص کاربرد میکروسیلیس حاکی از آن است که عملکرد نمونه­های حاوی میکروسیلیس در برابر خوردگی ­های ناشی از دی اکسید کربن و نیز حملات سولفاتی ضعیف می­باشد و در این موارد توصیه می­شود از سرباره به عنوان ماده جایگزین استفاده شود. به­ گونه­ ای که در مواجهه با حملات سولفاتی می­توان از مقادیر سرباره بین 25 تا 45 درصد استفاده نمود. البته لازم به ذکر است که حملات سولفاتی در محیط دریا در قیاس با خاک­های حاوی سولفات چندان حائز اهمیت نبوده و نیز به دلیل مبنا قرار دادن حملات کلرایدی و تلاش برای بستن راه نفوذ کلراید­ها، عملاً نفوذ سولفات­ها نیز تحت کنترل خواهد بود.

سرباره به عنوان یک ماده ارزان تا حدود 70 درصد در بتن قابل جایگزینی با سیمان می­باشد. این افزودنی در قیاس با سایر افزودنی­ های مطرح هزینه تمام شده کمتری دارد، به­ گونه­ ای که از کاربرد سیمان تنها نیز هزینه کمتر خواهد شد. همچنین با حرارات زایی کمتر و کاهش ترک­های حرارتی، مشکل نفوذ پذیری را نیز بهبود می­بخشد. با این حال و علی­رغم پیامدهای مثبت اقتصادی، مقاومتی و نفوذپذیری، با افزایش درصد مصرف سرباره زمان رسیدن بتن به مقاومت مدنظر افزایش خواهد یافت. به ­طور عمده در زمانی که بحث دوام و خوردگی در بتن مطرح باشد کاربرد سرباره تا 35% جایگزین سیمان مقدار بهینه ­ای قلمداد می­شود.

در مجموع بررسی ­های بسیار و کنکاش در عملکرد واقعی سازه­ های بتنی با سیمان سرباره­ای در محیط­ های مختلف نشان داده است که سیمان­ های آمیخته با سرباره در محیط­ های با سولفات بالا همانند یک سیمان ضدسولفات عمل می­کنند. همچنین در محیط­ های کلریدی به­ علت نفوذپذیری کم، پایداری مناسبی در خوردگی میلگرد در بتن مسلح از خود نشان داده­ اند.

از نمونه ­های موفق کاربرد سرباره جایگزین سیمان، بزرگراه بین عربستان و بحرین که به­ صورت 25 کیلومتر پل در خلیج ­فارس اجرا شده می­باشد. در بتن بکاررفته در این پروژه، از سیمان سرباره­ای با جایگزینی 65 درصد سرباره استفاده شده است و عملکرد دراز مدت این بتن مناسب بوده و خرابی و زوال عمده­ای در آن گزارش نشده است.

2-2-1-2. فوق روان­ کننده ­ها

در بخش پیشین بیان شد که افزودن مواد جایگزین سیمان چون میکروسیلیس و سرباره منجر به کاهش روانی بتن خواهد شد. از دیگر سو راهبرد استفاده از الیاف­ ها در بتن نیز در تشدید کاهش روانی موثر خواهد بود و این امر تهدیدی برای پروسه اجرایی مناسب می­باشد.

برای ممانعت از کاهش اسلامپ بتن از مقدار موردنظر کاربرد فوق­ روان کننده­ های پایه پلی کربکسیلات توصیه می­شود. اما در خصوص نسبت مصرفی دقیق بایست بین درصدهای 0.5% تا 2% به ­صورت آزمون و خطا و براساس منطق حاکم بر گام­ های طرح اختلاط تصمیم ­گیری شود. در­این ­باره در بخش­ های بعدی مطالبی ارائه خواهد شد.

2-2-1-3. شناخت الیاف­ های قابل کاربرد

مطابق بر اصول حاکم بر طراحی اعضای بتنی، مقاومت کششی بتن خالص در عمل قابل چشم ­پوشی است. این درحالی است که وجود تنش­های کششی در بتن تازه و نیز در بتن سخت تحت بارهای ناشی از برخورد شناورها در هنگام پهلوگیری، ممکن است منجر به پدیدآمدن ترک­هایی شود که عمر مفید سازه را تحت تاثیر قرار دهد. از این رو بهره­ گیری از مصالح مختلف جهت تسلیح بتن خالص می­تواند به عنوان یک گزینه مناسب مطرح گردد.

در سازه­ های خشکی کاربرد میلگردها جهت تسلیح بتن و بستن ترک­های کششی امری متداول محسوب می­شود. اما در محیط خورنده دریا و محیط اجرایی پیچیده آن اساساً چنین تصمیمی غیرعاقلانه به­ نظر می­رسد. در این میان کاربرد الیاف ­ها در بتن یکی از گزینه­ های بسیار مناسب جهت بهبود مقاومت کششی اعضای بتنی به­ شمار می­رود.

الیاف­ ها در مخلوط بتن ریخته شده و به ­صورت همزمان با سایر اجزای بتن ترکیب و در قالب ریخته می­شوند و از این­ رو نیاز به آرماتورگذاری پیش از بتن­ ریزی وجود ندارد. از دیگرسو چنانچه انتخاب نوع الیاف و نسبت اختلاط آن به ­درستی انجام گیرد، توزیع یکنواخت الیاف­ ها در بستن ریزترک ­ها و ترک ­های بزرگ بسیار کارآمدتر از بکارگیری میلگرد­ها خواهد بود. شکل زیر، مکانیزم ­های عملکرد الیاف در ملات بتن را نمایش می­دهد. مکانیزم­ های عمل الیاف در داخل ملات در پنج حالت قابل ارزیابی است. مکانیزم 1، آسیب دیدگی ملات است. در حالت 2 جداشدگی ملات از الیاف رخ می­دهد. مکانیزم 3 بیانگر حالتی است که الیاف موجود بین دو سطح یک ترک عمل پل زدن را انجام می­دهد و ترک را می­دوزد. در حالت 4 و 5 نیز به­ ترتیب مکانیزم­ های پاره­ شدن الیاف و بیرون کشیده شدن الیاف اتفاق می­افتد.

 

 

 

 

 

تاکنون مطالعات بسیاری جهت ارزیابی عملکرد و خواص بتن الیافی با الیاف­ های مختلف صورت گرفته است. بر اساس این مطالعات الیاف­ ها با توجه به نوع مصالح، طول و بافت سطحی طبقه­ بندی می­ گردند. از انواع الیاف پرکاربرد می­توان به الیاف­های فولادی، پلی ­پروپیلن، شیشه، کربن، آرامید و پلی­اتیلن، الیاف­ های طبیعی و ... اشاره نمود.

در مجموع دو ویژگی مناسب الیاف جهت کاربرد در بتن، مدول الاستیسیته بالا و ضریب پواسون نزدیک به 0.2 می­باشد اختلاف ضریب پواسون بین الیاف و بتن، تنش‌های عمودی بر سطح پیوند بوجود می‌آورد؛ بگونه‌ای که اگر ضریب پواسون الیاف بیشتر از ضریب پواسون بتن باشد، تنش عمودی بوجود آمده کششی خواهد بود و باعث تسریع جداشدگی می‌گردد. بالعکس اگر ضریب پواسون الیاف کمتر از بتن باشد، تنش عمودی بوجود آمده فشاری شده و پیوستگی افزایش خواهد یافت. جدول 1 خصوصیات فیزیکی الیاف­ های مختلف را بیان می­دارد.

براساس مشخصات مکانیکی مناسب، تجربیات اجرایی، ملاحظات اقتصادی و میزان در دسترس بودن الیاف­ ها، کاربرد الیاف­ های فولادی در قیاس با سایر الیاف ­ها با اقبال بیشتری روبه ­رو بوده است. همچنین براساس آزمایشات انجام گرفته بر روی فرم­ های متفاوتی از الیاف­ های فولادی مشخص شده است که عملکرد کلی الیاف­ های فولادی قلاب­دار نسبت به سایر انواع الیاف فولادی بهتر بوده است. در شکل زیر نمونه ­ای از الیاف فولادی قلاب­دار نشان داده شده است.

دوام الیاف در داخل ماتریس­ های سیمانی از دیدگاه قابلیت عملکرد آن، در دراز مدت حائز اهمیت است. مطالعات بسیاری نشان داده است که عمدتاً خوردگی الیاف فولادی در بتن بسیار محدود است. به­ گونه ­ای که حتی بعد از ترک خوردن ماتریس در صورتی که ضخامت ترک کمتر از 0.15 میلی­متر باشد، الیاف فولادی دچار خوردگی نمی ­شود. نکته شایان توجه این است که نفوذ یون کلر تاثیر نسبتاً کمی بر خوردگی الیاف فولادی دارد. دلیل این موضوع جزئی بودن تغییرات غلظت یون کلر در بتن و در طول الیاف فولادی می­ باشد. 

اما علی­رغم تمامی مزایای مطرح برای کاربرد الیاف­ ها و نوعاً الیاف فولادی در بتن، رخداد پدیده توپی شدن می­تواند کلیه مزایای موجود را بی اثر نماید. مسئله توپی شدن یا جمع شدگی الیاف گاهی چنان جدی است که سبب می‌شود حتی بتن معمولی مقاومت فشاری بیشتری نسبت به نمونه مسلح به الیاف داشته باشد؛ علت این امر تمرکز تنش در آن بخش از بتن خواهد بود. در این میان بایست توجه داشت که یکی از مشکلات اجرایی الیاف فولادی در هنگام اختلاط ته نشین شدن الیاف در مخلوط و تشدید توپی شدن الیاف­ها می‌باشد.

مطالعات گوناگون جهت ممانعت از وقوع توپی شدن الیاف ­ها انجام گرفته و آیین ­نامه ­ها نیز ضوابط متعددی را در این خصوص ارائه نموده­اند. به­ طور کلی می­توان راهبردهای مطرح در مطالعات و ضوابط آیین­ نامه ­ای، جهت سهولت اجرای بتن­ های الیافی را به شرح زیر بیان داشت:

1. کاربرد سنگدانه ­های ریز­تر در طرح اختلاط و رعایت نسبت ریزدانه و درشت­ دانه.

2. محدود ساختن مصرف الیاف به کمتر از 2 درصد حجمی.

3. محدود ساختن نسبت طول به قطر الیاف به کمتر از 100.

4. رعایت ترتیب اختلاط مناسب.

بررسی ­ها در حوزه کاربرد الیاف فولادی در محیط­ های با تهاجم کلرایدی مانند سواحل و بنادر، نشان داده است که با نفوذ یون کلر به درون بتن، فولاد به­ تدریج خورده شده و با افت درصد فولاد موجود در بتن، مقاومت و دوام سازه کاهش خواهد یافت. در ضمن مواد حاصل از ترکیب شیمیایی یون کلر با فولاد با توجه به شرایط خوردگی، حجمی در حدود 4 تا 10 برابر فولاد خورده شده دارند و از این افزایش حجم باعث ایجاد تنش­های کششی بزرگی درون بتن شده و به سازه صدمات جبران ناپذیری را وارد می­کند. بر این اساس یک راه ­حل مناسب بکارگیری مواد و مصالحی است که نسبت به عوامل خورنده و فعال محیط حساسیت کمتری داشته باشند و الیاف­ های پلی­ پروپیلن با توجه به ماهیت پلیمری انتخاب مناسب و موجهی خواهند بود. البته لازم به ذکر است که کاربرد صرف الیاف پلی­پروپیلن در بتن به معنی از دست دادن مزایای متعددی است که الیاف­ های فولادی در رفتار بتن خواهند داشت. از این­ رو راهبرد جدیدی در بتن­ های الیافی مطرح می­گردد که ترکیب الیاف­ های مختلف در بتن می­باشد.

براساس تحقیقات اخیر، ترکیب الیاف­ ها با جنس متفاوت و یا با طول­ های متفاوت، گزینه مناسبی جهت بهبود ویژگی­ های بتن الیافی به­ شمار می­رود. کاربرد الیاف ­ها با طول متفاوت در مخلوط بتن که به آن هیبرید طول گفته می­شود. وجود الیاف­ های کوتاه ­تر، همگنی مخلوط را بالاتر برده و منجر به افزایش مقاومت خمشی و سطح زیر نمودار خواهد شد. اما اگر تماماً از الیاف ­های با طول کوتاه استفاده شود به دلیل عدم ایجاد پل میان ترک­ های بزرگ، مقاومت ضربه­ ای و انفجاری افت خواهد داشت. لذا در صورتی که بنا به شرایط قصد کاربرد الیاف فولادی به تنهایی مطرح است، بکارگیری هیبرید طول می­توان گزینه مناسبی باشد. به طور مثال در شرایط محیطی یخبندان، به علت مقاومت بالای نمونه­ های دارای الیاف فولادی تک در برابر سیکل­ های ذوب و یخبندان می­توان از هیبرید طول استفاده نمود و الیاف­های فولادی به طول­های 6 و 12 یا 18 میلی­متر را با یکدیگر ترکیب کرد.

همچنین اگر از هیبرید جنس نظیر ترکیب پلی­ پروپیلن و فولاد استفاده شود، الیاف­ های کوتاه­ تر پلی­پروپیلن، خود عملکرد مناسبی در بستن ترک­های ریز دارند و دیگر ترکیب طول، ضروری به نظر نمی­رسد.کاربرد هیبرید جنس تحت حملات کلرایدی و توامان یخبندان و کلراید مطرح است، زیرا نمونه­ هایی که تمام الیاف­ های آن از فولاد باشند در برابر خوردگی مقاومت کمتری از خود نشان داده­ اند. رمضانیان­پور و رشیدداداش (1391) در مطالعه ­ای، کاربرد الیاف فولادی در ترکیب با الیاف پلی­پروپیلن مورد بررسی قرار دادند. نتایج این مطالعه حکایت از آن دارد که به­واسطه سبکی الیاف p.p. علاوه بر کاهش وزن کلی سازه، پخش یکنواخت­تری را برای الیاف فراهم نموده و از رخداد گلوله ­شدگی ممانعت می­نماید.

تحقیقات مالج و همکاران، نیز تاییدی بر همین ادعاست که ترکیبی از الیاف فولادی و پلی­اتیلن را در ساختار بتنی یکسان مورد بررسی قرار دادند. آن­ها نتیجه گرفتند که استفاده از Hybrid FRC مقاومت در مقابل انفجار را افزایش داده، منجر به کاهش حفره­ شدگی، پوسته­ شدگی و قطعه ­قطعه شدن بتن می­شود و همچنین جذب انرژی بهتری را از خود نشان می­دهند.

جزییات تکمیلی این مقاله را می توانید به صورت فایل و کاملا رایگان دریافت نمایید. در صورت تمایل کافیست در بخش نظرات برای ما درخواست خود را مطرح نمایید.

چکیده

بتن به عنوان یکی از اصلی­ترین مصالح مصرفی در سازه­های دریایی شناخته می­شود که در قیاس با سایر مصالح ساختمانی بهترین مقاومت را در برابر آب شور از خود نشان داده است. شرایط محیطی در منطقه خلیج­فارس و دریای عمان به­واسطه خورندگی فوق­العاده شدید، عمدتاً عمر مفید بتن را کاهش می­دهد و از این­رو هزینه­های نگهداری و بعضاً تخریب و بازسازی قابل توجهی را به سیستم تحمیل می­نماید. اعضای سازه­ای در یک اسکله ممکن است تحت بارگذاری­های مختلفی چون بارگذاری­های چرخه­ای، ضربه­ای و حتی انفجار قرار گیرند، لذا پدید آمدن تنش­های کششی و فشاری با مقادیر قابل توجه در آن­ها متصور است. با این حال به علت محیط خورنده دریا، کاربرد میلگرد به­منظور بهبود مقاومت کششی بتن، با دشواری­های جدی روبه­رو است. در دهه­های اخیر اتخاذ راهبردهایی مبنی بر بهبود خواص انعطاف­پذیری و مقاومت کششی، عمدتاً به کاربرد الیاف­ها در بتن منجر شده است. اما شرایط مطرح در خلیج­فارس لزوم درنظر داشتن متغیر دیگری را نیز طلب می­کند، که آن توجه به مساله خوردگی است. افزودن الیاف به مخلوط بتن، علاوه بر تغییر در مشخصه­های مقاومتی، خواص بتن تازه را نیز دستخوش تغییر می­کند. از این­رو تعیین الگوی حاکم بر پارامترهای طرح اختلاط و همگام­سازی آن با حضور الیاف­ها امری اجتناب ناپذیر در دستیابی به یک طرح اختلاط کاربردی خواهد بود.

نظرات کاربران (2)

  • تصویر کاربر
    کامبیز ترابی موسوی پاسخ

    با سلام فایل کامل مقاله ی بتن د محیط دریا رو‌میخواستم ممنون

    06 اردیبهشت 1399 در 13:47
    • تصویر کاربر
      فرزام بداغی پاسخ

      فایل کامل مقاله به ایمیل شما ارسال گردید.

      11 اردیبهشت 1399 در 19:49

دیدگاه خود را ارسال کنید

ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
تلفن همراه شما منتشر نخواهد شد.