منصة الرسائل والاطاريح: التحري النظري لاختراق الكلورايد في الهياكل الخرسانية المسلحة و المعرضة للكلورايد و التغيرات المناخية.

الخلاصة

يعتبر التنبأ بعمر الخدمة أحد أهم القضايا في تصميم الهيكل الخرساني حاليًا. يجب أن يعتمد تصميم المتانة على نماذج موثوقة يمكنها أن تميز بشكل أكثر دقة آليات التدهور. أصبحت الخرسانة واحدة من أكثر مفاهيم البناء شيوعًا في العالم بسبب مزيجها الفريد من الفولاذ والخرسانة. ومع ذلك ، أدى نقص المعلومات حول أداء الخرسانة على المدى الطويل وشدة الآثار البيئية الى خلق مشاكل كبيرة. حيث تغلغل المواد الضارة أمر مزعج بشكل كبير.وان هجوم الكلوريد هو عامل رئيسي يؤثر على متانة الهياكل الخرسانية خلال فترة خدمتها. وهذا سبب محتمل في تآكل الفولاذ بالإضافة إلى تدهور وتشظي الغطاء الخرساني. يمكن لأيونات الكلوريد اختراق الخرسانة عن طريق مجموعة متنوعة من المصادر الخارجية ، بما في ذلك ملح إزالة الجليد ومياه البحر وتركيز الاملاح في المياه الجوفية. بينما تلوث المواد الداخلة بانتاج الخرسانة مثل الركام الناعم والخشن وغيرها. إن الهدف من هذا البحث هو تطوير نموذج متكامل يراعي العديد من العوامل التي تؤثر على تغلغل الكلوريد في الهياكل الخرسانية المسلحة ، بما في ذلك العوامل الخارجية ومنها درجة الحرارة والرطوبة والعوامل الداخلية والتي تتمثل بخصائص الخرسانة مثل نسبة الماء إلى السمنت والاستبدال جزء من السمنت بمواد سمنتية بوزولانية وعرض التشققات. تم استخدام نهج العناصر المحدودة لحل الموديل العددي وتقدير تركيز الكلوريد مع العمق والوقت (C(x,t في هياكل الخرسانية المسلحة في هذا العمل بواسطة برنامج يطلق علية تجاريًا ،) COMSOL Multiphysics الإصدار الخامس). تم استخدام العديد من البحوث السابقة للتحقق من واقعية الموديل المتكامل المقترح وتقييمه ، وعند مقارنة النتائج وجد تقارب وانحدار ارتباط لا يقل عن 83٪ وهو ضمن الحدود المقبولة و الجيدة. تم استخدام النموذج في مجموعة متنوعة من الدراسات ، بما في ذلك التغييرات في نسبة الماء إلى الأسمنت ، والرطوبة ، وعرض الشقوق ، واستخدام المواد اللاسمنتية البوزولانية ، وسيناريوهات IPCC ، 2014 التي تأخذ في الاعتبار آثار تغير المناخ. كما تم استخدام الانشاءات الخرسانية التي تم تقديرها مع النموذج المقترح ، وبحسب التعرض البيئي ، فقد تم التطبيق على هيكلين انشائين من الخرسانة المسلحة احداهما مفترض في مدينة البصرة ومشيد عام 2020: رصيف في شط العرب بنسبة ماء - اسمنت 0.5 تعرض لمياه البحر ، وحالة أخرى. ، قنطرة صندوقية مفترض تشيدها في مدينة النجف بنسبة ماء-أسمنت 0.4 على أساس 1.5 متر من التعرض السطحي للمياه الجوفية. وفقًا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغيرات المناخ ، IPCC ، 2014 ، تجاوزت درجة الحرارة 4 درجات مئوية في عام 2100 في سيناريوهين حيث تم استخدام النموذج مع تعرضات زمنية لمدة 25 و 50 عامًا. تظهر النتيجة أنه في وقت التعرض 50 عامًا ، حيث ينتشر تركيز محتوى الكلوريد مع زيادة درجة الحرارة ، وتكون فترة التعرض أطول من تركيزات محتوى الكلوريد في وقت التعرض 25 عامًا. تم دعم نتائج هذا البحث بأبحاث سابقة ، والتي وجدت أنه مع ارتفاع درجة الحرارة ، وعرض الشقوق ، ونسبة الماء إلى الأسمنت ، والرطوبة النسبية ، يزيد تغلغل الكلوريد في الخرسانة ، مما قد يتسبب في حدوث تآكل في قضبان حديد التسليح من ناحية أخرى. و باستخدام المواد البوزلانية يمكن أن تبطئ من تدهور الهياكل الخرسانية عن طريق زيادة مقاومة تغلغل الكلوريد. بالنهاية يتوافق النموذج المتكامل المقترح مع نتائج ونظريات البحث الحالية ، وبالتالي يمكن استخدامه للتنبؤ باختراق الكلوريد وعمر الخدمة لهياكل الخرسانة المسلحة الاخرى .