مدلسازی عددی پیوستگی بتن و میلگرد تحت فرآیند خوردگی

خوردگی میلگرد مدفون در سازه های بتن مسلح همواره یکی از مهمترین عوامل آسیب رساندن به این نوع از سازه ها میباشد که بر دوام، عملکرد و خدمتپذیری سازه به شدت تاثیر میگذارد. مکانیزم خوردگی میلگرد درون بتن بدین صورت است که با گذشت زمان و پیشرفت خوردگی، محصولات خوردگی تجمع یافته بین میلگرد و بتن منجر به کاهش مقاومت پیوستگی بین این دو سطح میگردد و بدنبال آن از دوام و عمر سازه کاسته میگردد. از این رو، مدلسازی عددی لازم میباشد که در آن تمام اثرات اصلی خوردگی مانند کاهش قطر میلگرد، کاهش مقاومت پیوستگی، پارامترهای تماسی تاثیرگذار بر اندرکنش بین میلگرد و بتن مانند اصطکاک، فشار تماسی و غیره در نظر گرفته شود تا بتوان تغییرات مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن در طی فرایند خوردگی را به درستی و با دقت بررسی نمود. در این مقاله، از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس با در نظر گرفتن اثر پیوستگی-لغزش میلگرد درون بتن استفاده شده است. بدین منظور یک نمونه آزمایش بیرون کشیدگی میلگرد در محیط نرمافزار شبیه سازی شده است و بعد از انجام صحت سنجی و بدست آمدن همگرایی لازم بین نتایج عددی و آزمایشگاهی، به بررسی تاثیر خوردگی بر کاهش مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن با در نظر گرفتن تغییرات پارامترهای تماسی و مدل نمودن لایه زنگ در فضای بین بتن و میلگرد و تعیین مدول الاستیسته آن پرداخته شده است. نتایج بهدست آمده از این پژوهش نشان میدهد با پیشرفت فرایند خوردگی، پارامترهای تاثیرگذار براندرکنش بین میلگرد و بتن نیز تغییر مییابد به گونهای که فشار تماسی بین بتن و میلگرد، اصطکاک و مدول الاستیسیته زنگ کاهش یافته و رهایی میان بتن و میلگرد و شیب الاستیک نیز افزایش مییابد. همچنین مقاومت پیوستگی بشدت وابسته به فرآیند خوردگی است و با پیشرفت خوردگی، از یک درصد خوردگی مشخص به بعد، مقاومت پیوستگی بین بتن و میلگرد به دنبال تغییر این پارامترها شروع به کاهش مینماید.

کلیدواژه ها:

سازه بتن مسلح ، مقاومت پیوستگی ، خوردگی ، تماس بین بتن و میلگرد ، روش اجزاء محدود