ارزيابي احتمالاتي تاثير پارامترهاي خوردگي از نوع يكنواخت بر پيوستگي بين بتن و ميلگرد

Probabilistic evaluation of the effect of uniform corrosion parameters on the bond strength between concrete and reinforcement

خوردگي ميلگردها در سازه هاي بتن آرمه داراي اثرات مخربي است كه مجموع اين اثرات موجب تقليل مقاومت و كاهش دوام اين نوع سازه ها مي شود. يكي از مهمترين اثرات خوردگي ميلگرد، كاهش پيوستگي بين بتن و ميلگرد است كه در شرايط بحراني موجب كاهش شديد مقاومت بتن و همچنين تغيير مود شكست سازه بتن مسلح مي شود. به دليل غيرهمگن بودن و همچنين متفاوت بودن خواص بتن هاي مختلف، مدل هاي آزمايشگاهي و تحليلي ارايه شده براي تخمين ميزان چسبندگي بتن و ميلگرد براي مقادير مختلف خوردگي داراي تفاوت هاي زيادي مي باشند. در اين مقاله با گردآوري تعداد زيادي از نتايج آزمايشگاهي موجود، چند مدل جديد با در نظر گرفتن عدم قطعيت پارامترهاي موثر ارايه شده است. براي بدست آوردن اين مدل ها نتايج آزمايشگات بر اساس قطر ميلگرد دسته بندي شده اند و براي هر قطر ميلگرد يك رابطه ارايه شده است. با توجه به اينكه مدل هاي ارايه شده بر مبناي درصد كاهش سطح ميلگرد در طي فرآيند خوردگي مي باشند، در اين پژوهش اثر عدم قطعيت در شدت جريان خوردگي و قطر ميلگرد به صورت كمي مورد بررسي قرار گرفته است. بر اساس نتايج حاصله، كاهش پيوستگي در طي دوره گسترش خوردگي به صورت تابع نمايي است و اثر عدم قطعيت چگالي جريان خوردگي بيشتر از عدم قطعيت قطر ميلگرد است. اثر عدم قطعيت ها در ضريب تغييرات نتايج بيشتر از اثر آن بر مقدار ميانگين نتايج مي باشد. مقدار كاهش براي ميلگردهاي به قطر كوچكتر، كمتر از ميلگردهاي بزرگتر بدست آمده است به طوريكه براي ميلگردهاي به قطر 10 و 16 ميليمتر در خوردگي 15 درصد، نسبت پيوستگي به پيوستگي اوليه به ترتيب برابر با 0/46 و 0/28 بوده است.

Reinforcement corrosion in concrete structures is considered as one of the main important issues that degrade the durability of RC structures. One of the most important effects of reinforcement corrosion is to reduce the bond between concrete and rebar. Bond strength enables the force transfer from reinforcing steel bar into concrete and guarantees the composite manner of reinforced concrete structures. Many empirical models have been developed to estimate bond strength during the corrosion propagation period. The experimental results are different depending on the test conditions and how to prepare the samples. Models presented by different researchers, even for the same basic assumptions, have fundamental differences in the predicted bond strength, which causes uncertainty in the choice of model and results. In this paper by regression of existing empirical results, some different models are presented for each bar diameter. The reinforcement diameter and corrosion current density are two basic variables in bond degradation models that have been considered for investigation of uncertainty in proposed models. Based on the results, the bond reduction during the corrosion propagation is exponential and the effect of the uncertainty of the corrosion current density is greater than the bar diameter. The effect of uncertainties on the coefficient of variation of the results is more than the effect on the mean. The bond reduction for the smaller diameter bars was lower than the larger bars such that for 10 and 16 mm diameters at 15% corrosion, the bond to primary bond ratio was 0.46 and 0.28, respectively.