ارزیابی احتمالاتی تاثیر پارامترهای خوردگی از نوع یکنواخت بر پیوستگی بین بتن و میلگرد

خوردگی میلگردها در سازه‌های بتن آرمه دارای اثرات مخربی است که مجموع این اثرات موجب تقلیل مقاومت و کاهش دوام این نوع سازه‌ها می‌شود. یکی از مهمترین اثرات خوردگی میلگرد، کاهش پیوستگی بین بتن و میلگرد است که در شرایط بحرانی موجب کاهش شدید مقاومت بتن و همچنین تغییر مود شکست سازه بتن مسلح می‌شود. به دلیل غیرهمگن بودن و همچنین متفاوت بودن خواص بتن‌های مختلف، مدل‌های آزمایشگاهی و تحلیلی ارائه شده برای تخمین میزان چسبندگی بتن و میلگرد برای مقادیر مختلف خوردگی دارای تفاوت‌های زیادی می‌باشند. در این مقاله با گردآوری تعداد زیادی از نتایج آزمایشگاهی موجود، چند مدل جدید با در نظر گرفتن عدم قطعیت پارامترهای موثر ارائه شده است. برای بدست آوردن این مدل‌ها نتایج آزمایشگات بر اساس قطر میلگرد دسته بندی شده اند و برای هر قطر میلگرد یک رابطه ارائه شده است. با توجه به اینکه مدل‌های ارائه شده بر مبنای درصد کاهش سطح میلگرد در طی فرآیند خوردگی می‌باشند، در این پژوهش اثر عدم قطعیت در شدت جریان خوردگی و قطر میلگرد به صورت کمی مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصله، کاهش پیوستگی در طی دوره گسترش خوردگی به صورت تابع نمایی است و اثر عدم قطعیت چگالی جریان خوردگی بیشتر از عدم قطعیت قطر میلگرد است. اثر عدم قطعیت‌ها در ضریب تغییرات نتایج بیشتر از اثر آن بر مقدار میانگین نتایج می‌باشد. مقدار کاهش برای میلگردهای به قطر کوچکتر، کمتر از میلگردهای بزرگتر بدست آمده است به طوریکه برای میلگردهای به قطر 10 و 16 میلیمتر در خوردگی 15 درصد، نسبت پیوستگی به پیوستگی اولیه به ترتیب برابر با 0.46 و 0.28 بوده است.

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

reinforcement corrosion in concrete structures is considered as one of the main important issues that degrade the durability of rc structures. the concrete environment has a high alkali content (ph = 13) which protects the steel reinforcement against corrosion. corrosion of steel rebar begins in case of reduced alkalinity of the concrete environment in the presence of moisture and oxygen. one of the most important effects of reinforcement corrosion is to reduce the bond between concrete and rebar. chloride and carbonation induced corrosion caused a reduction in reinforcement cross-sectional area, reduction in bond strength, cracking and lamination of concrete cover. corrosion produces materials that contain more volumes than the materials used in the corrosion process, and this increase in volume causes changes in the bond strength as well as the appearance of cracks. bond strength enables the force transfer from reinforcing steel bar into concrete and guarantees the composite manner of reinforced concrete structures. the main mechanisms affecting the transfer of forces between rebar and concrete include adhesion, friction, and anchorage bonding. in ribbed bars, the anchorage bond caused by mechanical locking between the concrete and the rebar ribs plays the most important role in bond strength. 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. this study uses laboratory results that have the same initial assumptions; for example, concrete samples having the same dimensions and compressive strength. 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. the regression of existing experimental results shows that the uncertainty of the residual bond prediction model is lower for smaller bars. this is due to the effect of the ratio of concrete cover to rebar diameter as the rebar diameter increases. when the same corrosion current is induced inside the bars, because the same mass of the bars is corroded, the corrosion rate of the smaller bars is greater than the larger bars. the standard deviation of the residual bond strength during the corrosion expansion period is almost constant. the coefficient of variation of the bond strength depends on the average bond strength, so this parameter increases over time.