پوشش حفاظتی سکوهای دریایی بتنی

 

سازه های بتنی دریایی را نیز باید در مقابل اثرات منفی آب و جو ناپایدار محیط دریا محافظت نمود. این کار می‌تواند توسط پوشش FRP همراه با رزین‌های مخصوص آن، صورت گیرد. جهت افزایش مقاومت بتن نیز می‌توان از بتن‌های الیافی استفاده نمود. رزین مورد استفاده در سازه‌های دریایی بتنی باید به صورت تیکسوتروپ یا ژل باشد تا در آب عملیات گیرش دچار مشکل نشود. از روش های ذکر شده به عنوان پوشش حفاظتی سکوهای دریایی بتنی استفاده می شود.

خوردگی، رسوب کردن و سوراخ شدن سطح بتن و سازه‌های دریایی، یکی از بزرگ‌ترین مشکلات پروژه‌های عظیم مالی سازه‌های دریایی هستند. رسوب کردن سطح به وسیله میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها شروع می‌شود و می‌تواند آثار خرابی زیان باری داشته باشد. خوردگی اصطلاحی است که برای تبادل فلزات و تبدیل آن‌ها به ماده‌ای غیر فلزی به کار برده می‌شود. به همین دلیل می‌توان خوردگی را تخریب فلزات به وسیله واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی با محیط اطراف دانست.

انرژی آزاد +اکسید یا هیدروکسید یا سولفید فلزات → محیط +فلز

فلز موجود در این معادله می‌تواند Fe (آهن یا فولاد) یا Zn (روی زینک) باشد. منظور از محیط، وجود آب یا رطوبت، اسیدها و نمک‌ها است؛ بنابراین در صورتی که Fe در مجاورت یکی از عوامل تخریب‌گر محیط مانند آب یا اسیدها باشند، فولاد دچار خوردگی و زنگ زدگی می‌شود و عملکرد آن در سازه زیر سؤال می‌رود. وجود بتن در محیط خورنده می‌تواند سطح آن را خراب نماید و در نتیجه عوامل خورنده می‌توانند به سطح فولاد رسیده و آن را تخریب نمایند. برای جلوگیری از این اتفاق پیشنهاد می‌شود از روکش‌های FRP به همراه رزین مخصوص و یا پوشش‌های حفاظتی شرکت افزیر استفاده شود.

یکی دیگر از راه حل‌های موجود برای سازه‌های آبی، روش حفاظت کاتدیک می‌باشد. جزء اصلی سیستم حفاظت کاتدیک یک مش اکسید تیتانیوم یا روی به عنوان آند فدا شونده است. این  مش  مانع از خوردگی‌های احتمالی آتی در فولاد می‌شود. هدف از استفاده از آند آن است که به جای فولاد مسلح کننده، خورده شود. لذا با این مکانیسم، فولاد مسلح کننده به عنوان کاتد در سلول الکتروشیمیایی از خوردگی محافظت می‌شود. این روش می‌تواند برای نگهداری و محافظت المان‌های سازه‌های دریایی، سازه‌های فولادی و بتن مسلح که تجربه خورده شدن دارند و همچنین برای اهداف پیشگیرانه در ساخت و ساز جدید مورد استفاده قرار گیرند.

تاریخچه سکوهای دریایی

سکوهای دریایی دور از ساحل یا Offshore برای استخراج نفت یا گاز از زیر بستر دریا به کار می‌روند. این سازه‌های پیچیدگی‌های خاص خود را دارند. عملیات طراحی، ساخت و نصب آن‌ها هر یک دارای پیچیدگی‌های مهندسی فراوانی است و بنابراین باید کلیه مراحل ساخت سکوهای دریایی دور از ساحل توسط مهندسین مجرب صورت گیرد. اولین سکوی دریایی ساخته شده در سال 1947 میلادی در لوئیزیانا آمریکا ساخته و به بهره‌برداری رسید. امروزه بیش از 7000 سکوی دریایی در نقاط مختلف دنیا وجود دارد.

علل خرابی سکوهای دریایی بتنی

وجود نمک در آب دریا یکی از اصلی‌ترین علل خردگی در سازه‌های بتنی و فولادی موجود در دریا است. در صورتی که سازه دریایی به منظور استخراج نفت و گاز مورد استفاده قرار گیرد، وجود آلاینده‌هایی مانند سولفات‌ها نیز می‌تواند فرایند خوردگی و خرابی سازه دریایی را سرعت بخشد. این عوامل می‌توانند با فولاد موجود در بتن یا سازه فولادی واکنش داده و آن را تخریب نمایند.

دمای پایین آب دریا در اعماق آن نیز می‌تواند فرایند خوردگی را به شدت تسریع بخشد. در دمای پایین فولاد ترد شده و می‌تواند سریع‌تر دچار گسیختگی و شکست شود. به همین دلیل باید برای سازه‌های دریایی که در معرض دمای پایین قرار می‌گیرند تمهیدات بیشتری را برای حفاظت از آن‌ها به کار برد.

بیشترین نوع خوردگی در سازه‌های دریایی در نقاط حداکثر و حداقل ارتفاع موج اتفاق می‌افتد. این دو نقطه علاوه بر اینکه تواما در مجاورت آب و هوا قرار دارند، بیشترین نیروی وارده از طرف موج را نیز تحمل می‌کنند. همین مسئله می‌تواند موجب ایجاد بیشترین آثار خرابی و خوردگی در این نقاط شود. در صورتی که سکوی دریایی برای استخراج نفت یا گاز مورد استفاده قرار گیرد وجود گازهای آلاینده در فرایند استخراج و نمونه‌گیری نفت و گاز نیز موجب تشدید و تسریع فرایند خرابی می‌گردد. بطور کلی مواردی که پل های بتنی را بحرانی یا آسیب پذیر می کنند و سازه ها و پل های بتنی باید در برابر آن ها محافظت شوند؛ شامل :

1 – محافظت در برابر نفوذ
2 – کنترل رطوبت
3 – مرمت و نگهداری بتن
4- تقویت سازه ای
5 – افزایش مقاومت بدنه بتن
6 – مقاومت در برابر مواد شیمیایی
7 – حفظ یا ترمیم انفعال بتن
8 – افزایش مقاومت
9 – کنترل کاتدی
10- حفاظت کاتدی
11 – کنترل نواحی آندی

پوشش حفاظتی سکوهای دریایی بتنی

برای تعیین بهینه نوع پوشش حفاظتی سازه‌های دریایی، سه پارامتر دخیل است. مکانیسم خرابی، نوع سازه دریایی، مشخصات پوشش حفاظتی. مکانیسم خرابی سازه‌های دریایی مفصلاً در قسمت قبل توضیح داده شد. برای مشاهده مشخصات پوشش حفاظتی باید به قسمت محصولات شرکت افزیر مراجعه نمود. سازه‌های دریایی را می‌توان برحسب نوع به انواع زیر تقسیم نمود:

سازه‌های دریایی ساحلی

سازه‌های دریایی ساحلی (Onshore Structures)، سازه‌هایی هستند که در ساحل قرار دارند. این سازه‌ها را می‌توان به سه دسته دیگر تقسیم نمود:

• سازه‌های حفاظت از ساحل: سازه‌های بر اساس دو مکانیسم جلوگیری از ورود موج و یا تثبیت ساحل ساخته می‌شوند. سازه‌های جلوگیری از ورود موج خود شامل موج شکن‌ها (break waters)، آب شکن‌ها (groins)، تپه‌های ماسه‌ای (dikes)، اسکله‌های عمودی (jetties) و موج شکن‌های دور از ساحل (detached break water) تقسیم بندی می‌شوند. انواع موج شکن‌ها شامل موارد زیر است:
  1. موج شکن شیب دار
  2. موج شکن سنگی
  3. موج شکن با آرماتور بتنی
  4. موج شکن کیسونی
  5. موج شکن بلوکی
  6. موج شکن بلوکی با سلول‌های تو خالی
  7. موج شکن مجوف
  8. موج شکن سپر فولادی
  9. موج شکن‌های مرکب
  10. موج شکن‌های انعطاف پذیر
  11. موج شکن پایه دار
  12. موج شکن شناور
  13. موج شکن هیدرولیکی
  14. موج شکن هوایی

آب شکن‌ها نیز به موارد زیر تقسیم می‌شوند:

1. سنگی
2. سپری
3. سپری و شمع

تپه‌های ماسه‌ای نیز دارای دو نوع روکش بتنی و روکش قیری هستند. اسکله‌های عمودی نیز دارای انواع زیر هستند:

1. سنگریزه‌ای
2. سپر فولادی
3. صندوقه‌ای
4. شمع و عرشه

سازه‌های تثبیت کننده نوار ساحلی یا کنترل نوار ساحلی خود شامل موارد زیر می‌شوند:

1. سازه‌های تثبیت شیب: روش‌های تثبیت شیب شامل روش استفاده از بتن درج یا صلب، پوشش سنگی یا Rip Rap، بلوک‌های بتنی و پوشش سفالت است.
2. دیوارهای دریایی: اجرای این روش با کمک دیوارهای دریایی بتنی وزنی، سپر فولادی با مهار عرضی، کیسون‌ها، صندوقه‌ای فلزی، شمع قائم و دیواره و همچنین گابیون‌ها صورت می‌پذیرد.
3. دیوارهای ساحلی: اجرای این روش با کمک دیوارهای دریایی بتنی وزنی، سپر فولادی با مهار عرضی، کیسون‌ها، صندوقه‌ای فلزی، شمع قائم و دیواره و همچنین گابیون‌ها صورت می‌پذیرد.

• سازه‌های پهلوگیری کشتی با اسکله: این سازه‌ها که در اصطلاح لاتین به آن‌ها Pier گفته می‌شود، با کمک اسکله بلوک بتنی، دیوار با مقطع L، صندوقه بتنی، سپر فولادی، شمع و عرشه بتنی، کشتی بند (Dolphin) و پانتون شناور (Floating Docks) اجرا می‌گردند.
• سازه صنایع دریایی: این سازه‌ها برای صنعت تجارت با کشتی‌ها ساخته می‌شوند. اصلی‌ترین انواع این سازه‌ها عبارت‌اند از:
  1. کارگاه صنایع دریایی (Ship Yards)
  2. حوض خشک (Dry Docks)
  3. حوضچه تر (Wet Docks)
  4. حوضچه شناور (Floating Dry Docks)
  5. سرسره‌ها (Slip Ways)
  6. بالابرها (Ship lifts)

سازه‌های دور از ساحل یا فراساحل

سازه‌های دریایی دور از ساحل یا فراساحل (Offshore Structures)، سازه‌هایی هستند که غالباً، برای توربین‌های بادی و استخراج نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سازه‌ها نیز خود به دو دسته کلی تقسیم می‌گردند.

• سکو ثابت واقع در آب‌های متوسط: این سکوها به گونه‌ای است در سر جای خود ثابت هستند. مهم‌ترین پی سازه‌های فراساحل ثابت عبارت است از:
  1. ژاکت‌ها
  2. سکوهای خود بالابر یا جک آپ
  3. پی‌های وزنی (GBF)
  4. پی منوپاد و تری پاد
• سازه واقع در آب‌های عمیق: این نوع سازه‌ها که جدیدتر از انواع دیگر سازه‌های دریایی هستند، دارای پی‌های معلق هستند. مهم‌ترین انواع پی سازه‌های دریایی فراساحل عمیق عبارت است از:
  1. سکوهای شناور
  2. سکوهای تطبیقی
  3. سازه‌های مبدل حرارتی در اقیانوس‌ها
  4. سازه‌های ردیابی امواج فضایی

سازه‌های نزدیک ساحل

سازه‌های نزدیک ساحل (Near Shore Structures)، سازه‌های دریایی هستند که در اعماق بسیار کم آب و در نزدیکی سواحل ساخته می‌شوند. مهم‌ترین این سازه‌ها عبارت‌اند از:

• آبگیرها (Intakes)
• آبریزها (Outfalls)
• پایانه‌های دریایی (Offshore Terminals) مانند پایانه‌های شمع و عرشه، پایانه با سازه ژاکت، پایانه شناور، سازه ارتباطی پایانه شناور و سازه ارتباطی پایانه به ساحل است.
• توربین‌های بادی (Offshore Turbines)
• پل‌های دریایی مانند پایه کیسون، پایه شمعی با قطر بالا، پایه فولادی حفاری یا کوبیده شده و پایه‌های بتنی با قطر بالا است.
• سدهای صندوقه‌ای (Coffer Dams)
• تونل‌های دریایی که از دو نوع مقطع مرکب پیش ساخته و مقطع بتنی پیش تنیده پیش ساخته، ساخته می‌شوند.
• طوفان بندها (Storm Suge Barriers)
• لوله گذاری در دریا

 

عمر مفید

به طور معمول عمر مفید پوشش‌های حفاظتی کمتر از عمر مفید سازه دریایی است؛ بنابراین باید در دوره بهره‌برداری سازه دریایی حداقل یک بار پوشش حفاظتی آن را بازسازی نمود.

قیمت اجرا

برای اطلاع از قیمت محصولات و قیمت اجرای پوشش حفاظتی سازه دریایی با متخصصین شرکت مقاوم‌سازی افزیر تماس بگیرید.