מבוא

מבנים חיצוניים – החל מגשרים ומחניה ועד גגות האצטדיון ומאנדרטאות היסטוריות – חשופים באופן שגרתי לתנאים סביבתיים המזרזים את ההשפלה החומרית, ובמקרים הגרועים ביותר, מובילים לכישלון קטסטרופלי: הקורוזיציה לבדה עולה לארה"ב יותר מ-275 מיליארד דולר בשנה, על פי עלויות ההחלפה הישירות של NACE, תקלות תחבורה, בטיחות הציבור, וקיצור של פעולות חיוניות של אנרגיה, אשר מהוות מנגנונים סביבתיים, אשר עומדים על ידי מנגנונים קריטיים, אשר עומדים על ידי מנגנונים קריטיים, אשר עומדים על ידי מנגנוני בקרה, אשר עומדים על ידי מנגנוני בקרה, אשר עומדים על ידי מנגנוני בטיחותיים, אשר עומדים על ידי מנגנוני בטיחותיים, אשר עומדים על ידי מנגנוני בטיחותיים, על ידי מנגנוני בטיחותיים, על ידי NACE, על ידי מנגנוני בטיחותיים, על ידי מנגנוני בטיחותיים, על ידי מנגנוני בטיחותיים, על ידי מנגנוני בטיחותיים, על ידי מנגנוני בטיחותיים, על ידי מנגנוני בטיחותיים, אשר עומדים על ידי NACE בינלאומיים, על ידי מנגנוני בטיחותיים, על ידי NACE, על ידי NACE בינלאומיים.

מתחים סביבתיים מרכזיים המשפיעים על תוחלת חיים חומרית

ההתדרדרות אינה מתרחשת בין לילה; היא תוצאה מצטברת של חשיפה חוזרת למדגישים סביבתיים.כל אחד מהתקפות חומרים באמצעות מנגנונים פיזיים וכימיקליים שונים, ולעתים קרובות מתחים מרובים פועלים במקביל, תוך הטמעת נזק.

מים ומים

מים הם אולי הנהג האוניברסלי ביותר של השפלה חומרית.גשם, שלג, הדבקה, ואפילו לחות יחסית גבוהה ליצור תנאים עבור קורוזיה של מתכות, נפיחות וריקבון של עץ, ונזק קפוא בחומרים כמו בטון ואבן. כאשר מים חודרים מיקרו-קסרח או משטחים ⁇ , זה יכול לפזר תרכובות כל כך מחוסמות, להטריד אגרסיבי של מלחים ריקים, כמו כיסוי אלקטרו-פולני, או מתכתיקטמי, כמו מתכתיקטמי, כמו מתכתי מתכתי מתכת יחיד.

טמפרטורה ומקפיאים - מחזורי

שינויים בטמפרטורה Cyclic גורמים לחומרים להתרחב ולחוזה.כאשר חומרים שונים (למשל, פלדה ו בטון) מצטרפים, תנועה תרמית שונה מייצרת לחצים פנימיים שיכולים להוביל לפצח או לדהור.יותר מזיקים הם מחזורי קפואים: מים לכודים בפצעים או סדקים קפואים, מתרחבים על ידי כ-9% בנפח, ומפעילים עשרות כוחות שמפיצים סדקים מקיפים את השכבות האוויר המתקדמים ביותר.

אולטרה סגול (UV) קרינה

(אור השמש, במיוחד החלק ה-UV של הספקטרום, מקלקל פולימרים אורגניים באמצעות תגובות פוטו-כימיקליות.קרינת UV משתנה, משחתות, משחתות, מחסינות מים, ופולימרים-קו-פוביים מבנים אלמנטים מבניים.התוצאה היא chalking, צבע fading, אובדן כוח מכני, ו embrittlement. for Structures, UV הוא דאגה עבור סיבים-Fretinals (F) הנמצאים בכיסוי גיאוגרפי ו-F-F-Cretows: ייצוב של הגנה על ידי ריצוף מגנטיים (CV) הם בעיקרומים קטנים ו-V.

זיהום והתקפות כימיות

פליטות תעשייתיות, תת-קרקעיות רכב, ופלט חקלאי מציגים כימיקלים המזרזים את קורוזיה ואת ההתמוטטות הכימית.הידועים ביותר הוא גשם חומצי (חומצות אימפולסיביות וחנקיות שנוצרו מ-SO4 ו- NOx), הממיסים חומרים מבוססי סידן כגון אבן גיר, שיש, וקונקרטיות בסביבות עירוניות סובלות מפחמות-תגובה בין פחמן דו-חמצני ו-חמצני, לבין פחמן חד-חמצני, לבין נוגדנים-חמצני, אשר חודרים, לבין מבנים של חומרים קלים-חמצניים-חמצניים-חמצניים-חמצניים-חמצניים-חמצניים-חמצניים-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצניים-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-מפרקים-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-חמצני-מפרקים-מפרקים, אשר חודרים, אשר חודרים, אשר חודרים, אשר חודרים, כמו למשל, וספקפטידים-חמצני-חמצני-חמצני

רוח ומוח מכני

עומסי הרוח ליישם לחצים מחזוריים שיכולים להוביל לכישלון עייפות בחיבורי מתכת, במיוחד בנקודות ריכוז. Wind-oriented debris -sand, קרח, גרף - גורם שחיקה כי שוחק מערכות צבע משטחים, חשיפת חומר חשוף לקורטוזינציה.בסביבות החוף או במדבר, חולות יכולות להסיר ציפויים מגן בחומר של חודשים, נוסף, רוח מושרה עדיין הוכחו על ידי גירוי טרגי, אך ורקמות של סרטן פצעים טראומטיים, אך ורקמות, אך עלולים, אך ורק על ידי קרינה טראומטיים, אך ורקמות, אך ורקמות, אך ורק על ידי קירות טרמפולינה, אך ורק על ידי קרינה טראומטיים, אך ורק על ידי קירות טרמפולינה, עלולים, אך ורק על ידי קירות טרמפולינה, עלולים, אך עלולים, אך ורק על ידי קרינה טראומטיים, אך ורק על ידי קירות טרמפולינה לטווח קצריים, אך ורקמות, אך עלולים, עלולים, עלולים, אך עלולים, אך פצעים טראומטיים, אך ורק על ידי קרינה טראומטיים, אך ורק על ידי קרינה טראומטיים, אך ורק על ידי קרינה טראומטיים, אך פצעים טראומטיים, אך ורק על ידי קרינה טראומטיים, אך ורק על ידי קרינה טראומטיים, אך ורקמות, אך ורק

המונחים: material-Specific Degradation Pathways

לכל חומר הנדסי יש מערכת ייחודית של פרצות.למטה אנו מפרטים את מנגנוני ההשפלה הסביבתיים של מתכות, בטון, עץ ותרכובות פולימר מודרניות, ואנו בודקים מדוע בחירה נכונה היא הבסיס של עמידות.

מתכת: קורוזיה ושומן

פלדה וברזל הם סוסי העבודה של מבנים בחוץ, אבל הם רגישים מאוד לערעור בנוכחות לחות וחמצן.התהליך האלקטרוכימי יוצר חלודה (מדמוצת ברזל) כי הוא ⁇ , לא מוגן, ורחבה - אפילו גורם באופן קבוע הפסד חלקי, מתפתל, ולחצים לנטרל.

קורוזיה Galvanic Corrosion

כאשר מתכות דיסימיות הן בקשר בנוכחות אלקטרוליט (מים), יותר corrodes מתכת פעיל יותר מעדיפים באופן מועדף.זה נפוץ במבנים עם ממריצים פלדה במגיפה אלומיניום או התאמות ברונזה על שערי פלדה.

הדבקה: התקפה כימית והידרדרות גופנית

(ה) , ⁇ (ה) הוא חומר עמיד, אך לא ידוע (בקיצור: ⁇ ) ⁇ (ה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עץ: רוט, חרקים ונזקי UV

עץ מתחדש אך פגיע לריקבון ביולוגי:0FungaluraFLT ( 1:1) דורש לחות מעל 20% וחמצן; הוא שובר קירות תאים, גורם אובדן של כוח.FLT:2 טרמיטים ועץ-conboring beetles aphtph 3 יכול להפחית חבר לשחיטה בתוך שנים.

חומרים פולימר Composites ו-Elastomeric Materials

פולימרים עמידים בסיבים (FRP) משמשים יותר ויותר עבור חיזוק מבני, סיפון גשר, ו רטרוfits סיסמית 'הפגיעות העיקרית שלהם היא השפלה UV של ממטריקס פולימר, אשר מוביל לפצח על פני השטח ואובדן של אג"ח סיבים. קליטת מים יכול גם לגרום נפיחות, אובדן של קשיחות, וקפאה נזק בממטריקס.

אסטרטגיות מתקדמות ועקרונות עיצוב

הפחתת החיים של מבנים חיצוניים דורש גישה רב שכבתית המתייחסת לחשיפה הסביבתית הספציפית של האתר.אסטרטגיות הבאות מוכחות בשימוש על ידי מהנדסים ברחבי העולם כדי להפחית את ההשפלה ולהבטיח ביצועים ארוכי טווח.

קידודים מוגנים וטיפולים על פני השטח

מערכות מקוטבות מהוות מחסום בין החומר והסביבה.עבור פלדה, מערכות תלת-קוט מודרניות - פריים עשירים ב-zinc, epoxy ביניים, פוליאוריט ימני טופקואט - לספק הגנה מעולה קורוזיה והתנגדות UV.אי אבץ אורגני מציעים עמידות לב גבוה והגנה קטוודית.

הגנה קטוודית על פלדה ב Concrete

הגנה קטודית נוכחית (ICCP) היא שיטה יעילה מאוד למניעת או עצירת קורוזיה של פלדה מחודשת. זרם ישיר נמוך מוחל על הפלדה באמצעות aaode inert (למשל, תחמוצת מתכת מעורבת טיטניום טיטניום) מוטבעת במעלה קונקרטית.כוחות אלה להישאר במצב פסיבי, לא מרוסן IP הוא בשימוש נרחב על גבי מגרשי מתכת קלים יותר, עלות שדה מגנטיות ושדה מגנטיות.

בחירה חומרית ועיצוב מפורט

  • (FLT:0) חומרי בחירה לסביבה:FLT:1 באזורי החוף, להשתמש חיזוק פלדה אל-חלד או ריבאונד epoxy-coated rebar. for acidic Grounds, ציין מלט sulfate-resistantant. באזורי High-UV, השתמש ציפויים ⁇ או חומרים עמידים UV באופן טבעי כמו אבן או קרמיקה.
  • (FLT:0)Provide יעיל ניקוז:FLT:1 ⁇ משטחים אופקיים כדי לשפוך מים. השתמש טפטוף ופלאשינג על גגות ופפטים. להימנע שטוח, מפרקים ⁇ כי לחות מלכודות.
  • (FLT:0)הכולו לתנועה: 1FLT:1 הרחבת המפרקים, מסמנים, וחותמים גמישים מתאימים לתנועה תרמית ולהפחית את בניית הלחץ.
  • (ב) ,0) ,החלפות והמלכודות מים: ⁇ FLT ( 1:1) חיבורים מפורטים למניעת מים בציפוי גב-ואנס, השתמש בשבחות מלא במקום במפרקים מתפתלים, וחורי חותם.
  • (FLT:0) חומרים מקודשים שבהם מתאים: OVAFLT:1) זינוק galvanizing או ציפוי אלומיניום יכול להגן על תת-קרקעית פלדה; כאשר ציפוי השחקים, הוא מאט את הנזק למתכת הבסיס.

תחזוקה רגילה ו ניטור

אין מבנה ללא תחזוקה תכנית בדיקה שיטתית שיכולה לזהות סימנים מוקדמים של השפלה - כתמים סטרקטיים, סדק, ספאלים, דלמנטום - לפני שהם הופכים לסיכוני בטיחות.לא הרסניים שיטות בדיקה (גמות טופוריות גלקסיות, פוטנציאל חצי תאי עבור בטון, טיהור קרקע) לספק נתונים כמותיים.

מחקרים על צמיחה סביבתית במבנה חיצוני

דוגמאות בעולם האמיתי ממחישות כיצד כוחות סביבתיים יכולים להוביל לכשלים דרמטיים ומדוע עיצוב ותחזוקת קול הם חיוניים.

גשר טאקומה נארו (1940)

למרות שבעיקר כשלון מעצם הרוח, קריסת גשר טאקומה נותר הדוגמה האיקונית ביותר של כוחות סביבתיים להביס מבנה.הסיפון הצר של הגשר חסר נוקשות עדרסציונאלית ורוח מתונה של 40 קילומטרים לשעה גרמה לשטף אוויריסטי לכאורה שסובב את המשטח עד שלא הצליחו להשעיה.

קורוזיה של גג האופרה סידני

הקליפות האייקוניות של בית האופרה סידני, שהושלמו ב-1973, חוו הדבקה מוקדמת של פלדה בגלל כיסוי לא מספיק קונקרטי ואווירה ימית.בשנות ה-90, התכוננות וסדקים דרשו שיקום של 152 מיליון דולר שכלל הסרת והחלפת האריח החיצוני כולו ושכבה קונקרטית, הוספת מערכת הגנה קורוזיון חזקה, ושיפור ניקוז.

פריז-Thaw נזק בפונטה של קוויבק דה קוואבק

הגשר של פלדה קאנטריוור (נבנה 1917) חווה מחזורי קפסולה חוזרים ומשפיעים על טווחי הגישה הבטונית שלה.בנוסף, מבנה העל פלדה עובר קורוזיה ממלחים דה-השינג הנמשים על ידי תנועה.ספקות בשנות ה-80 חשפו אובדן חמור של חלקים אצל חברים מסוימים, מה שמוביל לתחזוקה מתמשכת הכוללת הגנה קטוודית וציור קבוע.

גשר FRP של Pedestrian בבריטניה

בשנות ה-90, גשר רגלי שנבנה על ידי פולימר מכוס זכוכית-מחדש (GFRP) הותקן בפארק בריטניה בתוך עשור, חשיפה לקרינת UV גרמה לשחיקה משמעותית משטח וסדקים ממטריקס, המוביל לאובדן של קשר בין סיבים ושרף.הגשר היה צריך להיות נסוג עם ציפוי מגן ומעקב מתמשך.

מסקנה

(התנאים הסביבתיים) – מים, קיצוניות טמפרטורה, קרינה UV, מזהמים ורוח – מניחים לחץ בלתי פוסק על מבנים חיצוניים.השפל החומרי וכישלון אינם בלתי נמנעים, אלא תוצאה של נזק מצטבר שניתן לשלוט באמצעות תכנון מושכל, בחירת חומרים מתאימה, ותחזוקה יעילה יותר של מבנים עמידים על פני השטח, אשר עומדים על פני השטח של הגשרים, משלבים אמצעי הגנה מוכחים, ונבנה כדי להתאים את העומס הסביבתי, ככל שגילי אקלים ושינויים מהירים יותר, ומשתנים, ומשתנים, כך שמשתנים יותר, יהיו זקוקים לערים בטוחים יותר, ומשתנים, ומשתנים, ומשתנים בטוחים יותר, ומשתנים, ומשתנים, ומשתנים יותר, כך שמשתנים בטוחים יותר, יהיו זקוקים לערים בטוחים יותר, ומשתנים, ומשתנים, כדי להבטיח יותר, ולהגדיל את רמתיים ולהגדיל את רמתיים של משאבים סביבתיים, ולהגדיל את רמתיים ולהגדיל את רמתיים, כך שימשיכו לספק יותר, ולהגדיל את רמתיים ולהגדיל את רמתיים ולהגדיל את רמתיים ולהגדיל את רמתיים ולהגדיל את רמתיים ולהגדיל את רמתיים ולהגדיל את איכות בטוחה יותר, כך שגורמים סביבתיים, כך שגורמים בטוחים יותר, כך שימשיכו לספק יותר, כך שגורמים בעלי איכות גבוהה יותר, כך שגורמים