گفت‌وگو کنید
چون استحکام فولاد زیاد است، اغلب پل‌ها و اسکله‌های فلزی را از فولاد می‌سازند.
چرا استحکام این سازه‌ها با گذشت زمان کاهش می‌یابد؟
پاسخ و توضیح گفت‌وگو کنید صفحه 31 علوم هفتم
سؤال بسیار مهمی است که به طول عمر سازه‌های مهندسی و اهمیت انتخاب ماده مربوط می‌شود. سازه‌های فولادی در ابتدا بسیار محکم هستند، اما عوامل محیطی به‌مرور زمان استحکام آن‌ها را کاهش می‌دهند. 🏗️
### دلایل کاهش استحکام سازه‌های فولادی
دو عامل اصلی باعث می‌شوند استحکام فولاد در پل‌ها و اسکله‌ها با گذشت زمان کم شود:
#### ۱. زنگ زدن (خوردگی)
* **شرح پدیده:** فولاد یک آلیاژ است که بخش اعظم آن آهن ($ ext{Fe}$) است. وقتی آهن در مجاورت **اکسیژن** ($ ext{O}_2$) و **آب** ($ ext{H}_2 ext{O}$) قرار می‌گیرد، واکنش شیمیایی انجام داده و به **اکسید آهن** ($ ext{Fe}_2 ext{O}_3$) یا همان **زنگ آهن** تبدیل می‌شود.
* **تأثیر بر استحکام:** زنگ آهن از خود فولاد اصلی **بسیار شکننده‌تر** و **پوسته پوسته** است. با زنگ زدن فولاد، ماده اصلی (آهن محکم) خورده شده و به ماده‌ای سست (زنگ) تبدیل می‌شود. این کاهش در ماده محکم، استحکام کلی سازه را کاهش می‌دهد.
* **تأثیر در اسکله‌ها:** اسکله‌ها به‌طور دائم با آب شور (نمک‌دار) در تماس هستند. نمک این فرایند زنگ زدن را **تسریع** می‌کند.
#### ۲. خستگی سازه و ترک‌ها
* **شرح پدیده:** پل‌ها و اسکله‌ها دائماً تحت **نیروهای متناوب و تکراری** (مانند عبور ماشین‌ها، لرزش باد یا موج) قرار دارند. این تنش‌های تکراری باعث ایجاد **ترک‌های میکروسکوپی** در ساختار فولاد می‌شوند.
* **تأثیر بر استحکام:** به‌مرورزمان، این ترک‌های کوچک بزرگ‌تر شده و مقاومت ماده را در برابر نیروی کششی و خمشی کم می‌کنند. این پدیده به **خستگی فلز** معروف است و می‌تواند بدون هیچ علامت قبلی منجر به شکست سازه شود.
**نتیجه:** برای حفظ استحکام این سازه‌ها، باید به‌طور مداوم با **رنگ‌آمیزی** (عایق‌کاری در برابر آب و هوا) و **بازرسی** از آن‌ها نگهداری کرد.
