دو عامل تمایل بازار و محدودیت بودجه باعث شده اند که برای تعمیر و جایگزین نمودن زیرساخت هایی که روی زمین یا زیر آن دچار خوردگی شده اند، از کامپوزیت ها بیشتر استفاده شود. آمارها حاکی از آن است که در آمریکا خوردگی فلزات هر سال بر اقتصاد آمریکا 300 میلیارد دلار هزینه اضافی تحمیل میکند. این هزینه ها صرف نگهداری، تعمیر و جایگزین نمودن سازه هایی است که دچار خوردگی شده اند. تولیدکنندگانی که با فلز سر و کار دارند همواره از استحکام بالای کامپوزیت ها بهره میبرند زیرا مثل آشیل، قهرمان اسطوره ای یونان که بجز پاشنه پا در تمام نقاط بدنش رویین تن بود، فلزات نیز از خوردگی رنج میبرند. کامپوزیت ها در برابر خوردگی از فلزات محافظت میکنند و اگر بخشی از سازه فلزی با کامپوزیت تقویت نشده باشد، سریع تر دچار خوردگی میگردد. اولین بار پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه به منظور جلوگیری از خوردگی مورد استفاده قرار گرفتند. این محصول با رزین های ایزوپلی استر که در مقابل خوردگی از خود مقاومت بسیار بالایی نشان میدهند، رقابت میکند. اگر چه امروزه رزین های اپوکسی وینیل استر بهتر از دیگر پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه در مقابل خوردگی مقاومت میکنند اما تولید کنندگان کامپوزیت سعی میکنند در بازارهایی که از پتانسیل به کارگیری کامپوزیت ها برخوردارند، تا مدت های مدیدی همچنان فعال باقی بمانند.
ترمیم فولاد خورده شده
یکی از موفق ترین پروژه های مرمت زیر ساخت های فرسوده ترمیم لوله های آسیب دیده شهری و صنعتی میباشد. بحران اقتصادی به وجود آمده در دنیا باعث شد که دولت ها نتوانند برای تعمیر زیرساخت ها بودجه قابل توجهی را اختصاص دهند، این امر مسئولان حفاظت از زیرساخت ها را بر آن داشت تا برای نگهداری زیرساخت های شهری و صنعتی به جای جایگزین کردن کل مجموعه یک زیر ساخت، راه حل های موثرتری ارائه دهند. راه حل های مذکور باید طوری انتخاب میشدند که در تداوم فعالیت آن زیرساخت کمتر وقفه ایجاد میکردند و از لحاظ مالی هم بر دولت هزینه کمتری تحمیل میکردند. در این رابطه شرکت کامپوزیتس ادونتج، واقع در ایالت کالیفرنیا، راه حلی پیشنهاد کرد که تقویت لوله به کمک پیچیدن الیاف نام گرفته است. در این روش دور لوله هایی که روی زمین یا زیر آن در معرض عوامل ایجاد خوردگی قرار گرفته اند، پارچه کربن پیچیده میشود و به این ترتیب دیواره لوله هایی که در اثر خوردگی نازک شده اند، تقویت میگردد.
به عبارت دیگر با استفاده از یک غلتک روی تاقه پارچه الیاف کربن را به یک رزین اپوکسی مخصوص آغشته میکنند. رزین مذکور از دو بخش زمینه و تقویت کننده تشکیل شده است. سپس پارچه را به کمک یک غلتک، به صورت مارپیچ با نواری دور لوله می پیچند فقط دو ساعت وقت است تا رزین اپوکسی کاملا پخت شده و به فلز خورده شده بچسبد پارچه مذکور توسط شرکت اج استراکچرال کامپوزیتس، واقع در ایالت کالیفرنیا، تولید میگردد. آقای استیو بهرنز، معاون شرکت کامپوزیتس ادونتج، اظهار داست:"برای تقویت لوله های خورده شده، الیاف کربن با استحکام بالا بهتر از الیاف شیشه عمل میکنند زیرا اولاً استحکام الیاف شیشه کمتر از الیاف کربن است و ثانیاً الیاف شیشه به مرور زمان دچار خزش میشود. الیاف کربن شرکت اج، استاندارد بین المللی ICC (شورای بین المللی کد گذاری) را دریافت نموده است. در بیشتر زیرساختهای ایالت کالیفرنیا استاندارد مذکور رعایت میشود.
طبق یکی از بندهای این استاندارد، لوله های تقویت شده باید تحت آزمایش مقاومت قرار گیرند تا تأئید شود که میتوانند 20 هزار ساعت در مقابل عوامل ایجاد خوردگی مقاومت کنند. شرکت اج الیاف کربن را در اندازه های متنوع تولید میکند اما پر استفاده ترین آنها الیاف کربن تک جهته 510 گرمی است که عرض آن 635 میلیمتر میباشد. در حال حاضر شرکت کامپوزیتس ادونتج برای تعمیر لوله های تاسیسات ساختمانی (لوله های چیلر) به قطر 254 میلیمتر، پارچه الیاف کربن تولید میکند. الیاف مذکور در مرکزی واقع در شمال کالیفرنیا و طبق سفارش مشتریان تولید میشوند. لوله های چیلر به سیستم تهویه مطبوع ساختمان و سیستم آبیاری فضاهای سبز (آبیاری بارانی یا قطره ای) آب میرساند و در اثر خوردگی دیواره آنها نازک میشود و نشت میکند. برای تعمیر لوله های چیلر، ابتدا ورق های فولادی به ضخامت 1/02 میلیمتر را به وسیله چسب اپوکسی روی تمام منافذ می چسبانند و آنها را پر میکنند.
سپس پارچه الیاف شیشه را دور تا دور لوله می پیچند. با این کار الیاف کربنی که لوله را تقویت میکند و در مرحله بعد دور لوله پیچیده میشود، در تماس با فلز قرار نمیگیرد و در نتیجه پیل گالوانیکی تشکیل نمیشود و خوردگی رخ نمیدهد. در مرحله بعد روی الیاف شیشه چهار لایه پارچه الیاف کربن پیچیده میشود. هر لایه الیاف کربن مذکور به ضخامت 1 میلیمتر با رزین اپوکسی آغشته میشود. پیمانکار تعیین میکند که چند لایه پارچه الیاف کربن دور هر بخش از لوله پیچیده شود. هر لایه پارچه حداقل 152 میلیمتر از لایه زیرین خود را هم پوشانی می نماید. آقای بهرنز گفت: "خارج کردن تمام لوله خورد شده و جایگزین کردن آن با لوله سالم، تقریباً 1 میلیون دلار تمام می شد. در صورتیکه روش شرکت کامپوزیتس ادونتج در پیچیدن الیاف کربن به دور لوله، حداکثر سیصد هزار دلار هزینه دارد و 15 الی 20 سال دیگر هم لوله را در سرویس نگاه میدارد.
منبع: نشریه موسسه کامپوزیت ایران
ترمیم فولاد خورده شده
یکی از موفق ترین پروژه های مرمت زیر ساخت های فرسوده ترمیم لوله های آسیب دیده شهری و صنعتی میباشد. بحران اقتصادی به وجود آمده در دنیا باعث شد که دولت ها نتوانند برای تعمیر زیرساخت ها بودجه قابل توجهی را اختصاص دهند، این امر مسئولان حفاظت از زیرساخت ها را بر آن داشت تا برای نگهداری زیرساخت های شهری و صنعتی به جای جایگزین کردن کل مجموعه یک زیر ساخت، راه حل های موثرتری ارائه دهند. راه حل های مذکور باید طوری انتخاب میشدند که در تداوم فعالیت آن زیرساخت کمتر وقفه ایجاد میکردند و از لحاظ مالی هم بر دولت هزینه کمتری تحمیل میکردند. در این رابطه شرکت کامپوزیتس ادونتج، واقع در ایالت کالیفرنیا، راه حلی پیشنهاد کرد که تقویت لوله به کمک پیچیدن الیاف نام گرفته است. در این روش دور لوله هایی که روی زمین یا زیر آن در معرض عوامل ایجاد خوردگی قرار گرفته اند، پارچه کربن پیچیده میشود و به این ترتیب دیواره لوله هایی که در اثر خوردگی نازک شده اند، تقویت میگردد.
به عبارت دیگر با استفاده از یک غلتک روی تاقه پارچه الیاف کربن را به یک رزین اپوکسی مخصوص آغشته میکنند. رزین مذکور از دو بخش زمینه و تقویت کننده تشکیل شده است. سپس پارچه را به کمک یک غلتک، به صورت مارپیچ با نواری دور لوله می پیچند فقط دو ساعت وقت است تا رزین اپوکسی کاملا پخت شده و به فلز خورده شده بچسبد پارچه مذکور توسط شرکت اج استراکچرال کامپوزیتس، واقع در ایالت کالیفرنیا، تولید میگردد. آقای استیو بهرنز، معاون شرکت کامپوزیتس ادونتج، اظهار داست:"برای تقویت لوله های خورده شده، الیاف کربن با استحکام بالا بهتر از الیاف شیشه عمل میکنند زیرا اولاً استحکام الیاف شیشه کمتر از الیاف کربن است و ثانیاً الیاف شیشه به مرور زمان دچار خزش میشود. الیاف کربن شرکت اج، استاندارد بین المللی ICC (شورای بین المللی کد گذاری) را دریافت نموده است. در بیشتر زیرساختهای ایالت کالیفرنیا استاندارد مذکور رعایت میشود.
طبق یکی از بندهای این استاندارد، لوله های تقویت شده باید تحت آزمایش مقاومت قرار گیرند تا تأئید شود که میتوانند 20 هزار ساعت در مقابل عوامل ایجاد خوردگی مقاومت کنند. شرکت اج الیاف کربن را در اندازه های متنوع تولید میکند اما پر استفاده ترین آنها الیاف کربن تک جهته 510 گرمی است که عرض آن 635 میلیمتر میباشد. در حال حاضر شرکت کامپوزیتس ادونتج برای تعمیر لوله های تاسیسات ساختمانی (لوله های چیلر) به قطر 254 میلیمتر، پارچه الیاف کربن تولید میکند. الیاف مذکور در مرکزی واقع در شمال کالیفرنیا و طبق سفارش مشتریان تولید میشوند. لوله های چیلر به سیستم تهویه مطبوع ساختمان و سیستم آبیاری فضاهای سبز (آبیاری بارانی یا قطره ای) آب میرساند و در اثر خوردگی دیواره آنها نازک میشود و نشت میکند. برای تعمیر لوله های چیلر، ابتدا ورق های فولادی به ضخامت 1/02 میلیمتر را به وسیله چسب اپوکسی روی تمام منافذ می چسبانند و آنها را پر میکنند.
سپس پارچه الیاف شیشه را دور تا دور لوله می پیچند. با این کار الیاف کربنی که لوله را تقویت میکند و در مرحله بعد دور لوله پیچیده میشود، در تماس با فلز قرار نمیگیرد و در نتیجه پیل گالوانیکی تشکیل نمیشود و خوردگی رخ نمیدهد. در مرحله بعد روی الیاف شیشه چهار لایه پارچه الیاف کربن پیچیده میشود. هر لایه الیاف کربن مذکور به ضخامت 1 میلیمتر با رزین اپوکسی آغشته میشود. پیمانکار تعیین میکند که چند لایه پارچه الیاف کربن دور هر بخش از لوله پیچیده شود. هر لایه پارچه حداقل 152 میلیمتر از لایه زیرین خود را هم پوشانی می نماید. آقای بهرنز گفت: "خارج کردن تمام لوله خورد شده و جایگزین کردن آن با لوله سالم، تقریباً 1 میلیون دلار تمام می شد. در صورتیکه روش شرکت کامپوزیتس ادونتج در پیچیدن الیاف کربن به دور لوله، حداکثر سیصد هزار دلار هزینه دارد و 15 الی 20 سال دیگر هم لوله را در سرویس نگاه میدارد.
منبع: نشریه موسسه کامپوزیت ایران