اثر حالت‌هاي مختلف نفوذ يون كلر بر مدل عمر تير بتني ناشي از شكست خمشي

Effect of different states of chloride ion penetration in concrete on the life model due to flexural failure

ارزيابي مدل عمر سازه هاي بتني نقش موثري در تعيين برنامه هاي تعمير و نگهداري و همچنين برآورد احتمال خرابي اين سازه‌ها دارد. به منظور محاسبه مدل عمر، ابتدا بايد عوامل مخرب محيطي و اثرات آنها بر سازه شناسايي شوند. يكي از مهمترين عواملي كه بر دوام ومقاومت سازه‌هاي بتني اثرگذار است خوردگي ميلگردها است كه عموماً بر اثر نفوذ يون كلر در بتن ايجاد مي شود. بر اثر خوردگي ميلگرد، از سطح موثر ميلگردها كاسته شده و به مرور زمان با ايجاد تركهايي در مقطع بتني از سطح مقطع موثر بتن نيز كاسته مي شود. در اين تحقيق با در نظر گرفتن عدم قطعيت هاي ذاتي و آماري پارامترهاي موثر بر خوردگي، براي حالتهاي مختلف نفوذ يون كلر، مدل عمر تير بتني مورد ارزيابي قرار گرفته است. بدين منظور با در نظر گرفتن موقعيت يك تير به عنوان شاه تير پل، سناريوهاي مختلف نفوذ يون كلر از جهت هاي مختلف مقطع تير در نظر گرفته مي شود و بر اساس هر سناريو زمانهاي احتمالاتي آغاز خوردگي ميلگردها، ايجاد تركها و پوسته شدن بتن محاسبه شده و اثر رخداد هر رويداد بر مقاومت خمشي تير در نظر گرفته مي شود. نتايج نشان مي‌دهد كه در نظر گرفتن اثر پوسته شدن بتن موجب تفاوت تا 20 درصد در مقادير پيش‌بيني شده براي مقاومت خمشي تير بتني مي‌شود و ارزيابي واقع بينانه‌تري از عمر باقيمانده سازه بدست خواهد آمد. همچنين حالتهايي كه موجب پوسته شدن مقطع فشاري بتن مي گردد به دليل كاهش عمق موثر مقطع حالت بحراني تري در مدل عمر تير بتني دارند.

Evaluation of the life model of concrete structures has an effective role in determining maintenance programs as well as estimating the probability of failure of these structures. One of the most important factors that affect the durability and strength of concrete structures is the corrosion of rebars, which is generally caused by the penetration of chloride ions in concrete. Due to the corrosion of the rebar, the effective surface of the rebars is reduced and over time, by creating cracks in the concrete section, the effective concrete cross-section is also reduced. In this study, considering the inherent and statistical uncertainties of the parameters affecting corrosion, for different states of chloride ion penetration, the concrete beam life model has been evaluated. For this purpose, considering a concrete beam, different scenarios of chloride ion penetration from different directions of the beam cross-section is considered, and based on each scenario, the corrosion initiation time of rebars, cracks, and scaling of concrete are calculated and the effect of each event on The flexural strength of the beam is evaluated. The results show that considering the effect of concrete scaling causes a difference of up to 20% in the predicted values for the flexural strength of concrete beams and a more realistic assessment of the remaining life of the structure will be obtained. Also, the states that cause the compressive cross-section of the concrete to peel are more critical in the concrete beam life model due to the reduction of the effective depth.