عوارض معدنية مسمارية بديلة للاستخدام في الأرصفة

الحاجة:
في فترة ما قبل ثلاثين إلى أربعين سنة تمّ استخدام المسامير في الأرصفة المفصلية القاسية، وبما أنّ المسامير المفصلية تتمركز في القسم الأخير من هذه الأرصفة فهي معرّضة للمشاكل التي يحدثها الصرف الصحي والرطوبة والأملاح المزيلة للثلوج عن الطرق، الأمر الذي سيؤدي إلى تآكل المسمار الحديدي وتفتّته.
وبما أنّه من الضروري أن تتمتّع مسامير الطرق بمرونة المكان الذي تقع فيه كي تتحمّل ضغط أوزان السيارات والشاحنات التي تسير على الطرق ولتوزّع الثقل على المناطق المختلفة من الأرصفة، فإنّ هذا التآكل سيؤدي إلى تثبيت المسامير في موقعها، الأمر الذي سيؤدي إلى انتقال الوزن من على المسامير إلى البيتون المرصوف نفسه، ما سيؤدي إلى تصدع الحواف المترابطة وإفسادها.
وبتحطّم وانكسار الرصيف البيتوني، فإنّنا سنجد أنفسنا مضطرين إلى تبديله بآخر، لذلك فإنّنا إذا أوجدنا وسيلة تمنع المسامير من التآكل سنتمكن من إطالة عمر الرصيف بالإضافة إلى ادخار المصاريف الكبيرة التي يتم صرفها على عمليات إعادة تأهيله.
التقنيّة:
نتيجة لمشاكل تلف مفاصل الأرصفة البيتونية فقد ظهرت حلول لهذه المشاكل، سيما أنّ ألياف مادة البوليمر المدعمة (FRP) والستانلس ستيل تعتبر مواد بديلة مضادّة لتآكل الفولاذ، فالستانلس ستيل، على سبيل المثال، لديه قدرة مقاومة كبيرة للكلوريدات.
هذه المواد أصبحت مواد ضروريّة في الأرصفة لأنّ استخدام أملاح الطرق في كندا والمناطق الشمالية من الولايات المتحدة الأمريكية أدّى إلى تلف الأرصفة والمفاصل.
ففي أوهايو ونيوجيرسي وبنسلفانيا خلال ثمانينيات و مطلع تسعينات القرن العشرين تمّ حصر إنشاء الأرصفة على الستانلس ستيل والعوارض المسمارية المطلية بالستانلس.
وضمن دراسة مؤخّرة قامت بها جمعية الـ (FHWA) على المواد البديلة التي يمكن استخدامها في إنشاء الطرق السريعة، فقد أظهرت هذه الدراسة أن الستانلس ستيل يتمتع بمقاومة كبيرة وقدرة أكبر على منع الاحتكاك مقارنة مع المواد الإنشائية البديلة الاخرى كالنحاس والمواد المغلفة، والنيكل المطلي بالإضافة إلى مواد الايبوكسي المطلية.
كما أظهرت الدراسة أنّ الستانلس ستيل لديه قدرة مقاومة أكبر بمئات المرات من المواد التقليدية في الدوائر (الجافّة-الرطبة) المعرضة للسوائل الكلوريدية عالية التركيز، وفي بعض الأحيان أكثر بآلاف المرات.
إنّ مشكلة تآكل مفاصل الطرق السريعة والعوارض المسمارية المستمرة، والنتائج الحديثة لهذه الدراسة أظهرت أهميّة إعادة الاهتمام لاستخدام الستانلس ستيل في هذا المجال.
الفوائد:
– مقاومة عامّة كبيرة للكلوريدات. – مقاومة في الأجواء الباردة. – مقاومة الحرارة والنار. – مقاومة الهزات الأرضية العنيفة. – تتطلّب صيانة بسيطة. – مقاومة للتآكل. – مستويات قوة فريدة. – سهولة في التخزين. – ليس بحاجة إلى تغليف خاص. – خدمة على مدى الحياة. – مقاومة الاحتكاك. الوضعيّة:
العديد من الولايات الأمريكية مثل وسكنسون، آيوا، إيلينويس، كنساس، وأوهايو، تطوعت لاستخدام العوارض المصنوعة من الستانلس ستيل في الأرصفة أو في تكوين المسامير ضمن أنابيب ملحومة (عرض 0.165)، وتمّ تخزين هذه المواد في مراكز إسمنتية.
كما إنّ هذا البرنامج سيطبق بالاشتراك مع برنامج الأداء الرفيع للبيتون في الطرق الفدرالية السريعة في أمريكا، وفي العامين الأخيرين من القرن الماضي تمّت عملية تركيب العوارض المسمارية في مختلف الولايات الأمريكية.
المحاذير:
– الثمن المرتفع الظاهر للستانلس ستيل عندما يتم استخدامه في العوارض الصلبة والمواد المركبة والإسمنت والفولاذ الكربوني. – صعوبة تقييم التكلفة في التطبيقات الحديثة على الرغم من أنّ تآكل المسامير وتجمدها في المفاصل معروف كسبب رئيسي في تلف المفاصل ولكن توجد عوامل أُخرى تساهم أيضاً في هذا الإخفاق. ومن الصعب أن نقوم بتقديم شكل مدّخر لتعديل الأثمان الأولية الضخمة للستانلس بسبب قلّة البيانات لإجراء تقييم هندسي حول التكلفة الناجمة عن مخاطر تآكل هذه العوارض، كما يزيد من صعوبة استخدام هذه المواد قلّة انتشارها.