תשתיות התעופה פועלות תחת כמה מהתנאים התובעניים ביותר בהנדסה אזרחית. Runways, מוניות, מזהמים, מסופי תמיכה ומבנים לשאת עומסים כבדים חוזרים ממטוסים, תעבורת רכב קבועה, קרינת אופניים תרמית, אולטרה סגולה וחשיפה כימית אגרסיבית מפני נוזל דה-האש, דליפות דלק ומים מלוחים באזורי החוף.

האיומים הכפולים: קריקר וקורוזיון בסביבת שדות התעופה

הבנת המנגנונים הספציפיים של התדרדרות חיונית לבחירת חומרים מתאימים.קפיצול וקורוזיה קשורים לעתים קרובות: סדקים חושפים חיזוק לחות וכלורידים, מאיץ קורוזיה, אשר בתורו גורם לכוחות מרחיבים שמפיץים עוד סדקים בנמל התעופה מול תנאים ייחודיים אשר מגבירים תהליכים אלה.

מכניזם של קריקט

(הופנה מהדף ⁇ ) עולה ממספר מקורות.FLT:0Load-oriented סדקing:0Load-oriented Cracking: 1Ral Reverse: 1R) מתרחש כאשר עומסי מטוסים עולים על יכולת ה-Rile של המדרכה, במיוחד במפרקים ובפרקים.

תהליכי קורוזיה

(התחילה של חיזוק פלדה היא הגורם המוביל להידרדרות במבנים קונקרטיים.בסביבות שדה התעופה, סוכני האגרסיביים העיקריים הם FLT:0chloride ionsFLT:1 ממלחים מדהים, תרסיס ים וכמה כימיקלים ניקוי. Chlorides חודרים את הכיסוי הבטון והחריד את הפחמן הפחמי שבדרך כלל מגן על פלדה, תוך שהוא ממריץ את הפחתת החמצן הפנימי של פחמן- 3 פעמים:

חומרים מתקדמים לCrack Resistance

חומרים מודרניים עמידים בסדקים מתייחסים לסיבות השורש של סדקים על ידי שיפור כוח רבילי, צמצום הצטמקות, ומאפשרים תיקון אוטונומי.הלהלן הן הטכנולוגיות המבטיחות ביותר כיום בתשתיות שדה התעופה.

המונחים: Fis-Reinforced Concrete (FRC)

בטון רב עוצמה בסיבים משלב סיבי קצר, דיסקרטי מחולק באופן אחיד ברחבי התערובת. סיבים אלה פועלים כמעצרי סדק על ידי שפיכת מיקרו-קracks והובלת מתחים סביבם, מניעת התגרות לתוך מקרו-קracks. כמה סיבים משמשים: כמה סיבים משמשים:

  • (FLT:0) סיביל (FLT:1) - לספק כוח רב-קרקעי גבוה ודוכסיות.הם יעילים במיוחד בריצוף שדה התעופה שבו עומסי מטוסים כבדים גורמים ללחץ גבוה. פלדה-FRC שימשה בעיכובים במספר שדות תעופה בינלאומיים כדי להפחית את עובי תוך שמירה על יכולת העומס.
  • (FLT:0) סיבי פרילפן 1 (FLT:1) - שליטה בפלסטיק מכווץ סדק במהלך השעות הראשונות לאחר מיקום.הם יעילים ומשפרים את התנגדות האש, אך תורמים פחות לעוצמה מבנית מאשר סיבי פלדה לעתים קרובות בשימוש בקומות מסוף ומבנים חניה.
  • (FLT:0Glass סיבים סיביים FLT:1) להציע כוח רב-קרקעי גבוה והתנגדות קורוזיה. Glass-FRC משמש לוחות אדריכליים ומבנים משניים, אך חייב להיות אלטלי-resistant כדי למנוע השפלה בסביבה של פס גבוה של הבטון.

מחקר של FLT:0FAA התעופה מחקר & פיתוח הזרועות של פיתוח: FRC סולמות יכולות להפחית את רוחב החיתוך וההפצה המשותף, הרחבת מרווחי תחזוקה.הועד האמריקאי ל-ACI) 544 מספק הנחיות לתכנון FRC ומפרט (FLT:2ACI 54-16RLT3).

הרתעה עצמית

בטון עצמי מייצג שינוי פרדיגמטי בתשתיות עמידות, במקום להתנגד רק לסדקים, הוא מתקן באופן אוטונומי סדקים המתרחשים.שני מנגנונים עיקריים נמצאים בשימוש מסחרי:

  • (FLT:0)Bacterial self-healingFcioLT:1 ; ספקific spore-forming חיידקים (למשל, FLT:2Bacillus PasteuriiFLT 3:) משולבים לתוך תערובת קונקרטית יחד עם חומרים מזינים מבוססי סידן.
  • (FLT:0Microcapsule מבוסס ריפוי LT:1) - מיקרוcapsules המכיל סוכן ריפוי פולימרי (למשל, נתרן silicate או epoxy) מוטבעים בטון. כאשר סדק קרע את הקפסולות, הסוכן שוחרר ומגיב לאטום את הפער.

(הופנה מהדף עצמו הוא בעל ערך רב בתחומים שקשה לבדוק או לתקן, כגון מבנים מתחת לדרגה: מחקר מקרה ב-FLT:0Amsterdam Schiphol AirportFLT:1), השתמש בטון חיידקי במנהרת שירות כדי להפחית את עלויות התחזוקה על ידי 40% על פני חיי העיצוב שלה.

High-Performance Concrete (HPC) ו- Ultra-High-Performance Concrete (UHPC)

(הביצועים הגבוהים משיגים כוח עליון ועמידות באמצעות דירוג מצטבר, יחסי מים נמוכים לכיסוי (.30–0.40), והשימוש בפרסומות כימיות כגון superplasticizers ו- silica fume.HPC בדרך כלל מוגדר עבור ריצות שדה תעופה דק ו-Hpreic apives (מפרק 50-H) יעיל יותר עבור CV2 CR) יעיל יותר עבור CR2 (Ric Reten) של C-HpHpH) עם כוח עליון (מחדש) ו-R2 (R) יעיל יותר מ-R.

פתרונות חדשניים ל-Corrosion Resistance

הפחתה קורוזית דורשת אסטרטגיה רב שכבתית: הגנה על חיזוק, שינוי ממטריקס הבטון, ויישום מחסומים על פני השטח.חומרים מתקדמים מספקים כעת פתרונות חזקים לכל שכבה.

קורוזיה-Resistant Reinforcements

ברים מסורתיים של פלדה שחורה פגיעים לקורוזיה המושרה כלוריד. חלופות מסוימות מציעות הגנה מוגברת:

  • (FLT:0)Epoxy-coated SteelFLT:1 ; ציפוי epoxy מובון epoxy מספק מחסום פיזי נגד כלורידים. ביצועים לטווח ארוך תלוי בציפוי; נזק במהלך טיפול או התקנה יכול ליצור אתרי קורוזיה מקומיים.עדיין בשימוש נרחב במבנים חניה ומבנים מסוף שדה התעופה.
  • (FLT:0)Galvanized SteelFLT:1 - גליון חם-דיפ יוצר ציפוי אבץ שפועל כמו aCRERificial aode.It הוא סובלני יותר של שריטות קטנות מאשר epoxy. Galvanized חיזוק נפוץ בשדות תעופה החוף ובאזורים עם לחות גבוהה.
  • (FLT:0) פלדהStainless SteelFLT:1 - מציע את ההתנגדות ההקורוזית הגבוהה ביותר בשל תוכן כרום (בדרך כלל 304L או 316L ציונים) הוא יותר ויותר מוגדר עבור אלמנטים מבניים קריטיים במתקני שדה התעופה שבו כישלון אינו מתקבל על הדעת, כגון עמודות תמיכה עבור גשרים סילון ומבנים גג ראשוניים.
  • (FLT:0)Fiber-Reinforced Polymer (FRP) ברים 1 (FRP) – עשויים מזכוכית, פחמן או סיבים ארמונים המוטבעים בשרף פולימריאלי.FRP חיזוק הוא לחלוטין לא קורוזיבי, לא מגנטי וקל משקל.זה אידיאלי לסביבות עם כלור חמור וחשיפה למבנים הדורשים שקיפות אלקטרומגנטית (למשל, קרוב ל-44, ציוד מכ"מ"ם).

פולימרים (FRP) לתיקון מבני ולחיזוק

מעבר לחיזוק, מורכבי FRP משמשים לתיקון ולחזק מבנים קונקרטיים קיימים.פחמן FRP (CFRP) או laminates מחוברים למתח הפנים של דבורים או סלאבים כדי להגדיל את יכולת הגמישות.זה שימושי במיוחד עבור שדרוג מסוף שדה התעופה ההזדקנות כדי לעמוד בסטנדרטים הנוכחיים של עומסים ללא הריסות.FRP יכול גם להגביל עמודות קונקרטיות, שיפור יעילות וביצועים סכימיים של שדה התעופה הבינלאומי (FS) לצמצום ריצוף חשמלי כבד של 15.

מתקפלים ומחסירים

טיפולים Surface מהווים את קו ההגנה הראשון נגד לחות וכימיקלים ingress. Penetrating חותמים, כגון silanes ו siloxanes, קו הנקבוביות של בטון כדי להדוף מים תוך מתן שידור vapor. Acrylic ופוליאורטן ציפויים מספקים גם חסמים עמידים עבור משטחים אופקיים כפופים ציפויים של אפיקס משמשים על רצפות פנים כדי התנגדות דלק וכימיקלים, ציפויים אלקטרוניים, אסורים.

מערכות הגנה קטוודית

עבור מבנים קיימים עם קורוזיה פעילה, הגנה קטוודית (CP) היא הטכנולוגיה היחידה שיכולה לעצור את קורוזיה ללא קשר לתוכן הכלוריד:0Impressed הנוכחית CPFLT:1 משתמשת ב-Retifier כדי ליישם זרם ישיר קטן של חיזוק לתקן את מערכות החסות (Clockion) ולהגביל את מערכות החסות של שדה התעופה (Credion) או את ה-Clockion (N) התקני הפיקוח על גבי סודיות, אשר כוללים יותר ויותר על גבי מערכות אחסון של ציוד אחסון.

אינטגרציה ו Case Studies

רוץ ומונית Applications

סלולים Runway הם פני השטח הקריטיים והעצומים ביותר.שדה התעופה הבינלאומי של דנבר (DIA) משתמש ב-Sim-reinforceed ביצועים גבוהים בטון עבור המסלולים שלה, השגת חיי עיצוב 40 שנה.התערובת הבטונית כוללת סיבים פוליפרופילנים לשלוט בסדקים מוקדמים ו-Sealica fume כדי להפחית את יכולת ההפחתת הגמישות של צ'אנג'אנג'אנג'אנג'י, תוך שימוש ב-עצמי המכילה-לקטרטי כדי להפחית את הפחתת תקופות בדיקה אוטונומיות במהירות, ללא לחץ בנייה איטיות איטיות, כלומר, לחץ דם איטי של לונדון, באופן איטי, ללא לחץ דם איטי, כמו כן, כמו כן, כמו גם כן, לחץ על פני הפחתת לחץ על פני תקופות בדיקה איטי יותר, על פני מחזורי, על פני תקופות בדיקה גמישהמיית, כמו כן, כמו כן, כמו כן, על פני השטח של שדה התעופה החדש של שדה התעופה החדש של צ'אנג'אנג'אנג'אנג'אנג'אנג'אנג'אנג'רי, ללא לחץ דם איטי יותר, ללא לחץ דם איטי, ללא לחץ דם נמוך יותר מאשר לחץ על פני מחזורי, על פני השטח של מחזורי, על פני תקופות בדיקה אוטונומית'רי, על פני תקופות

טרמינל ומבנה חנייה

מסופי נמל התעופה עומדים בפני אתגרים של קירור מכימיקלים דה-קלינג שעקבו על ידי כלי רכב ומלחות פנימית גבוהה.מבנה החניה בנמל התעופה הבינלאומי לוס אנג'לס (LAX) השתמש בחיזוק פלדה של אל-חלד בסיפון העליון כדי לעמוד בפני עשרות שנים של חשיפה.בנמל התעופה הבינלאומי טורונטו פירסון, חיזוק epoxy-coated בשילוב עם חותם חודר מבוסס-על מבוסס-מסוני מוגדר להתרחבות של 50 שנים.

תחזוקה ורווחי מחזור חיים

המקרה הכלכלי של חומרים מתקדמים הוא משכנע.מחקר של תוכנית המחקר של שדה התעופה Cooperative (ACRP) מצא כי באמצעות חיזוק עמיד בפני קורוזיה בבנייה חדשה יכול להפחית את עלויות הערך הנוכחי על ידי 20-40% בהשוואה לפלדה שחורה מסורתית כאשר עלויות תחזוקה ועיכוב המשתמש כלולים.לספקי בקרה מדויקים יכולים לקצץ את תדירות תחזוקה על ידי מחצית.המפתח הוא להתאים לחומרה: אזורי בקרה בסיכון גבוה (אזורים סטנדרטיים), תוך בקרה סטנדרטיים סטנדרטיים, אזורי בקרה, תוך שימוש בשרירים).

מגמות עתידיות ומחקר

(ה) טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות אפילו עמידות גדולה יותר.FLT:0NanomaterialssFLT:1 כגון ננו-סיליקה ו-Granene oxide יכול לחדד את המבנה הנקבובי קונקרטי, צמצום יכולת על ידי פקודות של גודל:2Shape-mory לנטרל את רמות התחזוקה של פולימרים-FLT 3, אשר יכולות להיות מפותחות כדי לקשור קרוב כאשר הן מחוממות או מחוממות לכימיקלים או חשופים לכימיקלים מסוימים, כגון:

מסקנה

אימוץ חומרים מתקדמים לדיכוי ולהתנגדות קורוזיה הופך את תשתיות שדה התעופה ממודל מבוסס תיקון לגישה פרואקטיבית, מבוססת ביצועים. מערכות בטון, כוח עצמי, ביצועים גבוהים וביצועים גבוהים ביצועים גבוהים ביצועים ביצועים גבוהים, ביצועים גבוהים ביצועים גבוהים ביצועים גבוהים ביצועים גבוהים ביצועים גבוהים ביצועים בטון, קריוזיציה-עמידים מבוססי מתקן מבטיחים אחרים, FRP מורכב, וציפוי הגנה תורמים לכל שירות ארוך יותר, עלויות תחזוקה מופחתות יותר, כמו פיתוח אווירי, כמו ארגונים מתקדמים יותר, כמו פרויקטים חדשים, כמו פיתוח אוויריים, ועוד.