استفاده از مصالح جدید به جای فولاد
استفاده از مصالح جدید و به خصوص كامپوزیتها به جای فولاد در دهه اخیر در دنیا به شدت مورد علاقه بوده است. كامپوزیتها از یك ماده چسباننده (اكثراً اپوكسی) و مقدار مناسبی الیاف تشكیل یافته است. این الیاف ممكن است از نوع كربن، شیشه، آرامید و ... باشند، كه كامپوزیت حاصله به ترتیب، به نامAFRP, GFRP, CFRP خوانده میشود. مهمترین حسن كامپوزیتها، مقاومت بسیار عالی آنها در مقابل خوردگی است. به همین دلیل كاربرد كامپوزیتهای FRP در بتن آرمه به جای میلگردهای فولادی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
لازم به ذكر است كه خوردگی میلگرد در بتن مسلح به فولاد به عنوان یك مسئله بسیار جدی تلقی میگردد. تاكنون بسیاری از سازههای بتنآرمه در اثر تماس و مجاورت با سولفاتها، كلرورها و سایر عوامل خورنده دچار آسیب جدی گردیدهاند، چنانچه فولاد به كار رفته در بتن تحت تنشهای بالاتر در شرایط بارهای سرویس قرار گیرند، این مسئله به مراتب بحرانیتر خواهد بود. یك سازه بتنآرمه معمولی كه به میلگردهای فولادی مسلح است، چنانچه در زمان طولانی در مجاورت عوامل خورنده نظیر نمكها، اسیدها و كلرورها قرار میگیرد، قسمتی از مقاومت خود را از دست خواهد داد. به علاوه فولادی كه در داخل بتن زنگ میزند، بر بتن اطراف خود فشار آورده و باعث خرد شدن آن و ریختن پوسته بتن میگردد.
تاكنون تكنیكهایی جهت جلوگیری از خوردگی فولاد در بتنآرمه توسعه داده شده و به كار رفته است كه در این ارتباط میتوان به پوشش میلگردها توسط اپوكسی، تزریق پلیمر به سطح بتن و یا حفاظت كاتدیك اشاره نمود. با این وجود هر یك از این روشها تا حدودی و فقط در بعضی از زمینهها موفق بودهاند. به همین جهت به منظور حذف كامل خوردگی میلگردها، توجه محققین و متخصصین بتنآرمه به حذف كامل فولاد و جایگزینی آن با مواد مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است. در همین راستا كامپوزیتهای FRP (پلاستیكهای مسلح به الیاف) از آنجا كه به شدت در محیطهای نمكی و قلیایی در مقابل خوردگی مقاوم هستند، موضوع تحقیقات گستردهای به عنوان یك جانشین مناسب برای فولاد در بتنآرمه، به خصوص در سازههای ساحلی و دریایی گردیدهاند.
لازم به ذكر است كه اگر چه مزیت اصلی میلگردهای از جنس FRP مقاومت آنها در مقابل خوردگی است، با این وجود خواص دیگر كامپوزیتهای FRP نظیر مقاومت كششی بسیار زیاد (تا 7 برابر فولاد)، مدول الاستیسیته قابل قبول، وزن كم ، مقاومت خوب در مقابل خستگی و خزش، عایق بودن در مقابل امواج مغناطیسی و چسبندگی خوب با بتن، مجموعهای از خواص مطلوب را تشكیل میدهد كه به جذابیت كاربرد FRP در بتنآرمه افزودهاند. اگر چه بعضی از مشكلات نظیر مشكلات مربوط به خم كردن آنها و نیز رفتار كاملاً خطی آنها تا نقطه شكست، مشكلاتی از نظر كاربرد آنها فراهم نمودهاند كه امروزه موضوع تحقیقات گستردهای به عنوان یك جانشین مناسب برای فولاد در بتنآرمه، به خصوص در سازههای ساحلی و دریایی گردیدهاند.
با توجه به آنچه كه ذكر شد ، بسیار به جاست كه در ارتباط با كاربرد كامپوزیتهای FRP در بتن سازههای ساحلی و دریایی مناطق جنوبی ایران و به خصوص منطقه خلیجفارس، تحقیقات گستردهای صورت پذیرد. در همین راستا مناسب است كه تحقیقات مناسبی بر انواع كامپوزیتهای FRP (AFRP, CFRP, GFRP) و میزان مناسب بودن آنها برای سازههای دریایی كه در منطقه خلیجفارس احداث شده است، صورت پذیرد. این تحقیقات شامل پژوهشهای گسترده تئوریك بر رفتار سازههای بتنآرمه متداول در مناطق دریایی (به شرط آنكه با كامپوزیتهای FRP مسلح شده باشند) خواهد بود. در همین ارتباط لازم است كارهای تجربی مناسبی نیز بر رفتار خمشی، كششی و فشاری قطعات بتنآرمه مسلح به كامپوزیتهای FRP صورت پذیرد.