بررسي اثر مقادير مختلف خوردگي ناشي از يون كلرايد بر ظرفيت باربري شمع اسكله در شرايط محيطي خليج فارس با مدلسازي نرم افزاري

كارشناسي ارشد

بتن مسلح يكي از پركاربرد ترين مصالح ساختماني در مهندسي عمران و صنعت ساخت و ساز مي باشد. بتن تحت بارگذاري هاي مختلف به دلايل گوناگوني، رفتاري غير ازآنچه انتظار مي رود، از خود نشان مي دهد. يكي از دلايل بروز اين رفتارها، ايجاد خوردگي در بتن وآرماتور است. خوردگي آرماتورها مهم ترين عامل شكست و از رده خارج شدن سازه هاي بتن مسلح محسوب مي شود. عمومًا تصور بر اين است كه بتن يكي از مصالح بسيار با دوام است ولي تاريخچه عملكرد بتن در محيط دريايي حاكي از آن است كه در مقابل آب دريا، بعنوان يكي از خورنده ترين محيط هاي طبيعي در جهان، بتن از نقطه نظر دوام در معرض مشكلات جدي قرار دارد. در سال هاي اخير، به علت خرابي شديد در سازه هاي بتني در حوزه خليج فارس، شاهد عمليات ترميم و بازسازي در بسياري از اين سازه ها هستيم. در اين تحقيق كاهش ظرفيت باربري ستون هاي اسكله در اثر خوردگي ميلگرد و بتن در شرايط مختلف محيطي مورد بررسي قرار گرفته است. در قسمت اول تحقيق مقايسه اي بين رويكرد ايين نامه هاي مختلف درنحوه نظرگيري شرايط مختلف محيطي براي تخمين زمان شروع خوردگي انجام شده است. سپس با استفاده از نتايج قسمت اول،كاهش ظرفيت باربري ستون هاي اسكله تحت خوردگي ناشي از كلر به كمك روش مدلسازي عددي بررسي شده است. خوردگي به صورت تابعي از زمان، براساس فاكتورهايي چون ميزان يون كلريد موجود در آب، غلظت كلرايد بحراني، ضريب انتشار يون كلر، شرايط قرارگيري عضو(شرايط مغروق، جزرومدي و پاششي)، موقعيت اسكله، زمان شروع خوردگي، سطح مقطع ميلگرد، تنش تسليم ميلگرد، مقاومت فشاري بتن، نسبت آب به سيمان بتن و مقدار پوشش بتني سنجيده شده است. در انتها با استفاده از كد نويسي در برنامه MATLAB ، نمودار هاي اندر كنش براي ستون هاي بتني يك اسكله رسم شده است وطي زمان هاي 40، 60 ، 80 و 100 سال بعد از احداث اسكله، ميزان كاهش ظرفيت باربري ستون هاي اسكله مورد بحث و بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان داد كه ميزان خوردگي وكاهش ظرفيت باربري در شرايط پاششي به ترتيب بيشتر از جزر ومدي و مغروق مي باشد. براي مثال در اسكله اي كه ميزان كلرايد سطحي 3 ، ميزان كلرايد بحراني 0.9،نسبت آب به سيمان 0.4 و پوششي بتني ميلگرد 60 ميليمتر است، در مدت 60 سال بعد از احداث اسكله ميزان درصد كاهش ظرفيت خمشي ستون به ترتيب در شرايط پاششي، جزرومدي و مغروق برابر با 13.26،11.56و7.14 است. در قسمت سوم اين تحقيق يك مدلسازي براي تخمين زمان شروع خوردگي با استفاده از منطق فازي، در برنامه MATLAB انجام شده است. نتايج مدلسازي فازي در مقايسه با نتايج محاسبات با اختلاف كمي قابل قبول مي باشد.

193175

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمد قانوني بقا

مهندسي آب و سازه هاي هيدروليكي

دكتر براهيم جباري - دكتر شيرزادي جاويد