7 روش برای محافظت از سازه فولادی در برابر عوامل مخرب

7 روش برای محافظت از سازه فولادی در برابر عوامل مخرب (فولاد آلیاژی) : خوردگی غالباً به زنگ‌زدگی یا کدر شدن فلزات اطلاق می‌شود. ایجاد سوراخ، نوع موضعی حمله خورندگی است که در آن میزان خوردگی از سایر نقاط بیشتر است. عمق حفره‌های ایجاد شده، تابع شدت حمله خوردگی موضعی است. حمله شدید باعث ایجاد حفره عمیق می‌شود. شدت حمله بستگی به این دارد که آیا فلز حفاظت شده باشد یا نه.

اگر قطعه فلزی کاملاً حفاظت شده باشد، خوردگی ایجاد نخواهد شد یا خیلی کم خواهد بود، اما اگر هیچ نوع حفاظتی صورت نگرفته باشد یا خوب حفاظت نشده باشد، تمامی قطعات فلزی دچار حمله خورندگی خواهد شد و رفته رفته باعث خوردگی‌های شدیدتر خواهد شد که در شدیدترین حالت، منجر به تشکیل ترک‌های ریز نفوذی می‌شود که در نتیجه قسمت سالم سطح مقطع قطعه فلزی را کاهش می‌دهد و سرانجام هنگامی که نیرو به حد کافی باشد، فلز تحت تاثیر نیرو، گسیخته و منهدم خواهد شد. در نتیجه، می‌توان گفت، خوردگی باعث ایجاد دو مشکل اساسی میشود.

‌نخست افزایش حجم که هنگام اکسیده شدن فلز بروز می‌کند و این پدیده در بتن مسلح به صورت ترک برداشتن و خردشدن تحت تاثیر فشارهای داخلی ظاهر می‌شود. مشکل دوم این است که در اثر تبدیل شدن فلز به اکسید در اثر خوردگی، سطح مقطع موثر و اولیه آن کاهش می‌یابد و قطعه فولادی ضعیف می‌شود.

محافظت از سازه فولادی در برابر آتش سوزی

تعداد ساعاتی را که سازه باید در برابر دمای مشخص مقاومت کند در ایمنی افراد و سازه و مهار آتش بسیار مهم است. با توجه به این امر، در طرح حفاظت سازه از آتش سه ملاحظه وجود دارد؛ حفاظت از زندگی، حفاظت از سازه و مهار آتش. ما در اینجا به روش‌های معمول محافظت از سازه فولادی خواهیم پرداخت.

فولاد نمی‌سوزد اما از جمله مصالحی است که به راحتی تحت تاثیر دمای بالا قرار می‌گیرد. به طور کلی، فولاد سازه 60 درصد مقاومت دمای محیط خود را در 1000 درجه فارنهایت حفظ می‌کند. برای جلوگیری از آتش سوزی فولاد، عناصر سازه‌ای فولادی باید با مواد محافظ عایق بندی شوند.

رفتار سازه فولادی در مقابله با آتش سوزی

فولاد ماده‌ای با دوام، غیر قابل احتراق، مقاوم در برابر آتش است. در صورت طراحی و ساخت مناسب، قاب‌های فولادی می‌توانند یکپارچگی ساختاری خود را در هنگام آتش سوزی و قرار گرفتن در معرض دمای طولانی مدت حفظ کنند.

بر اثر دمای زیاد خواص مکانیکی و مقاومت مصالح ساختمان تغییر می‌کند. بر این اساس در درجه حرارت بالاتر از 600 درجه سلسیوس ستون‌های فولادی خم می‌شوند، میزان خیز تیر فولادی افزایش یافته و در نهایت فرو می‌ریزند.

حفاظت سازه در برابر آتش از طریق پوشش ضد حریق فعال و غیر فعال انجام می‌شود. سازه‌هایی نظیر استادیوم‌های ورزشی، پارکینگ فضای باز و برخی ساختمان‌های کم ارتفاع نیازی به حفاظت از آتش ندارند و یا فقط به سیستم حفاظت فعال (سیستم پخش آب و حفاظت از طریق آتش نشانی) نیاز دارند.

حفاظت غیر فعال شامل موارد زیر می‌شود:

نصب دستگاه‌های اعلام حریق حساس به گرما، شعله و دود که هنگام خطر، اعلام کرده و دستگاه‌های هوارسانی را به صورت خودکار قطع می‌کنند.
استفاده از دستگاه‌های آبفشان که در محل سازه نصب شده‌اند و در هنگام آتش سوزی از میزان حریق می‌کاهند.
استفاده از دستگاه‌های اطفا حریق دستی و یا دیواری.

به عنوان حفاظت‌ ثانویه از سازه راهکارهایی مانند پیش بینی راه‌های خروج از ساختمان و فرار از حریق مثل راهرو، پله، بالکن و پله اضطراری به تعداد لازم بر اساس آیین نامه و مقررات ملی ساختمان و یا نصب شیرهای آتش نشانی در ساختمان، نصب نقشه ساختمان در هر طبقه و همچنین مشخص کردن علائم راه فرار در ساختمان، استفاده از وسایل برقی سالم و ایمن بدون جرقه استفاده کرد.

از جمله روش‌های حفاظت سازه در برابر آتش سوزی استفاده از مصالح پوششی فولاد است. اعضای فولادی همراه با پوشش ضد حریق تا 180 دقیقه و یا بیشتر در برابر آتش مقاومت کنند در حالی که فولاد بدون پوشش 10 الی 20 دقیقه مقاومت خواهد داشت.

همچنین می‌توان از رنگ مقاوم در برابر حریق استفاده کرد و قطعات را توسط رنگ آمیزی ضد حریق کرد. این روش عایق حرارتی بوده و از سرعت تاثیر دما بر فولاد می‌کاهد.

قطعات فولادی را می‌توان به وسیله ملات سیمان مقاوم به حریق با ضخامت 2/5 سانتی متر و یا ملات موسلیت، پرلیت و پوکه معدنی در برابر آتش سوزی مقاوم کرد.

محافظت از سازه فولادی در برابر خوردگی

در بین فلزات ساختمانی، فولاد جزو پرطرفدارترین و پرمصرف ترین مصالح می‌باشد. حفاظت در برابر خوردگی برای قطعات بیرونی و المان‌هایی که در معرض رطوبت هوا قرار دارند از اهمیت بسیاری برخوردار است. محافظت قطعات داخلی ساختمان به دلیل رطوبت ناچیز در محیط اطراف و بتن ریزی المان به راحتی انجام می‌پذیرد.

فولادی که در معرض آب مانند نفوذ باران، رطوبت و یا بخار آب قرار می‌گیرد، دچار خوردگی می‌شود و این موضوع باعث خرابی کل سازه و موجب آسیب‌های خطرناک می‌شود.

با طراحی مناسب و استفاده صحیح از مصالح و انجام پیشگیری‌های لازم می توان به نحو موثری از خوردگی جلوگیری کرد. میزان خوردگی فلزات با توجه به جنس خاک متفاوت است و همچنین خورنده‌های شیمیایی ممکن است این میزان را افزایش دهد. با استفاده از رنگ آمیزی، پوشش ضد حریق اسکلت فلزی، پوشش قیری، پوشش‌های پلاستیک و پوشش بتنی می‌توان از خوردگی جلوگیری کرد.

پوشش فلزی

به عنوان راهکاری موثر جهت محافظت از سازه فولادی استفاده از پوشش‌هایی مانند فلز روی است که بر آن فرآیند گالوانیزه کردن نیز می‌گویند. به این صورت که قبل از اجرا، قطعات گالوانیزه شده و یا پس از نصب با پاشیدن فلز در سازه فولادی استفاده می‌شود.

آلومینیوم نیز از جمله فلزاتی است که برای حفاظت فولاد می‌شود از آن استفاده کرد و عملکردی مشابه عملکرد روی دارد. آلومینیوم گزینه مناسبی برای استفاده در محیط های صنعتی که آلودگی زیادی دارند، است.

رنگ آمیزی

رنگ کردن از ساده‌ترین و متداول‌ترین روش‌ها برای جلوگیری از خوردگی قطعات فولادی می‌باشد. به این صورت که قبل از هرگونه روغن کاری یا رنگ کاری سطح فلز، باید روی آن را به طور کامل خشک کرد و توسط سیم پاکسازی کرد تا رنگ ضد زنگ به خوبی در سطح کشیده شود.

در هنگام رنگ کاری حتما باید توجه کرد قسمت‌های جوشکاری شده و قسمت‌های مدفون در بتن نباید رنگ آمیزی شوند. رنگ آمیزی نباید در یخبندان و هوای مه آلود انجام شود.

پوشش قیری

از محلول غلیظ شده قیر و یا قیر زغالی که به نام رنگ قیری نیز شناخته می‌شود می‌توان برای حفاظت فولاد استفاده کرد و حداقل در سه لایه روی قطعه مورد نظر به عنوان پوشش زد. این پوشش رنگی در مقابل تابش مستقیم نور خورشید ترک می‌خورد و برای قطعاتی که در معرض نور خورشید هستند مناسب نیست.

پوشش بتنی

سازه‌های بتن آرمه به سادگی فولاد درون خود را محافظت می‌کنند. فولادی که در درون بتن با ملات سیمان قرار می‌گیرد اصطلاحا با محیط قلیایی احاطه می‌شود. محیط قلیایی محافظ فلز در برابر خوردگی می‌باشد.

اگر میلگرد یا قطعه فولادی به طرز مناسبی در داخل بتن قرار گیرد در طولانی مدت در برابر خوردگی محافظت می‌شود. زنگ زدگی و خوردگی از جمله عواملی است که هنگام اشتراک بتن و فولاد امکان دارد رخ بدهد و در قسمت‌هایی که در معرض عوامل جوی قرار می‌گیرند به وجود بیاید.

پوشش پلاستیک

پوشش‌های پلاستیک از جمله مواد حفاظتی خمیری شکل هستند که رقیق بوده و به وسیله غلتک پخش می‌شوند و توسط حرارت و چسب به فلز وصل می‌گردند. این پوشش‌ها مقاومت شیمیایی بالایی به وجود می‌آورند و به لایه‌های ضخیم این مواد پوشش پلاستیک گفته می‌شود. گاها این مواد به صورت پودر بوده و با استفاده از حرارت سخت می‌شوند.

عایق بندی صوتی در سازه فولادی نورد گرم

اسکلت سازه بتنی یا فولادی که در فضا سازی داخلی استفاده می‌شود در انتقال صدا موثر است. اجزایی مانند سقف، دیوارهای جداکننده، تیغه‌ها مرتبط با مشخصات صوتی ساختمان هستند. بنابراین در سازه‌ها عایق بندی صوتی نیز باید انجام شود و اجرای تمهیدات لازم براساس مقررات ملی ساختمان ضروری است.

انتقال صوت به سه روش انجام می‌گیرد. انتقال هوایی صوت که از میان فضاها و جاهای خالی در سازه صورت می‌گیرد، انتقال صوت پیکری که با ایجاد منبع صدا لرزاننده، سازه به لرزش درمی‌آید و در نهایت انتقال کوبه‌ای صوت که از کف‌ها از جانب منابع مشخصی مانند حرکت افراد در سازه یا بستن درب و پنجره و .. را شامل می‌شود.