Статистические различия в хлорид Диффузия в железобетонных мостов

Проектирование структуры для увеличения срока службы требует, чтобы быть надежным средством разработанная для прогнозирования механизмы, связанные с долговечностью. В работе вводится моделирования основе оценки надежности (SBRA) метод вероятностного прогнозирования хлорида диффузии. Данные приведены с места измерения проникновения хлоридов и бетона от более чем 200 образцов, взятых у 40 мост палубы на северо-востоке США мост палубы были построены при одинаковых строительства и проектирования спецификаций на 13-летний период и подверженными воздействию обледенения соли, а также нормальных климатических циклов. В статье показано влияние изменения коэффициентов диффузии и охватывают глубины использованием гистограммы. Исследования использовали Монте-Карло для оценки второго закона Фика с использованием расширения решение функция ошибок в Кранка. Результат показывает, что начало коррозии диффузии хлоридов может быть отложено на десятилетия с помощью высокоэффективных бетона с нижней коэффициентов диффузии ..

Ключевые слова: мост палубы; коррозии, долговечность.

(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Основные направления в развитии performancebased конструкции методы прогнозирования долговечности, сравнить стоимости жизненного цикла, смягчение их последствий ухудшения, а также оптимизировать выбор материалов. Для гражданской инфраструктуры общества, долгосрочные структуры имеют важное значение для оптимизации государственных расходов, требования к техническому обслуживанию, функциональные перерывы, природных ресурсов, обеспечение экологической устойчивости. Хотя очевидно, что длительный срок структура должна быть построена, инженерных необходимые для выполнения задач, являются существенными. Проектирование прочность в гражданской инфраструктуры и промышленных структур требует передовых знаний износа механизмов, материаловедение, свойств и методов производства строительных материалов, конструкций, контроля качества и методов строительства. Именно благодаря успешной интеграции этих дисциплин, что прочность производительности могут быть включены в дизайн.

Развивающейся инструментом интеграции этих дисциплин компьютер и моделирования проектирования на основе методики. Это не возможно для инженера рассмотреть вопрос о вероятности более чем несколько переменных, в то время, без какого-либо компьютера для оказания помощи в расчетах. Еще более усложняют расчеты, является вопрос, что свойства железобетона используются для строительства зданий, мостов, путепроводов, плотин и не одного значения. Хотя свойства имеют средний или как минимум, они также имеют варианты, которые влияют на производительность структурного элемента или системы, построенной с ними. Изменения в силе, модуль, растворимость, диффузии, проницаемости, плотности и других свойств играют важную роль в прогнозировании своей деятельности и в конечном итоге оптимизации их работы. Проблемы, которые должны быть оценены не детерминированной в природе, а вероятностный. Выполнение структурных элемента или системы, включает целый ряд случайных величин переменной в зависимости от изменения материалов свойства, воздействия и взаимодействия этих переменных.

Признание значения производительности могут зависеть от множества критериев и различных критериев в течение всего срока структуры. Моделирование методы позволяют проектировщикам рассмотреть миллионы сочетаний и перестановок возможных ответов на несколько секунд, и выбрать уровень или уровни производительности, которые наилучшим образом соответствуют техническим требованиям и экономических ограничений для клиента. Этот метод решения проблемы вероятностных называется моделирования основе оценки надежности (SBRA) ..

Метод SBRA документально Marek, Гастар и Anagnos (1995) первоначально упомянутых основных структурных безопасности и работоспособности оценки. Расширение этого метода к оценке работоспособности проблемы (Марек и др.. 2004) продлил ее использования в интересах отдельных проблем, таких, как усталость металлоконструкций. Анализ зависящих от времени функций надежности также разрешить использование метода SBRA на прочность проблем. В SBRA, все входные переменные выражаются непараметрических распределений вероятности превышения выбранного значения ссылкой рассчитывается с использованием имитационного моделирования, а также надежность выражается путем сравнения вероятность отказа P ^ югу ^ и целевой вероятность P ^ Sub-D ^. Многочисленные примеры доступных пилот оценки надежности из стали, бетона, дерева и других структур, иллюстрируют применение вероятностного метода SBRA.

Tikalsky (2002) применил моделирования SBRA инструментов и подходов в области дизайна производительность и надежность оценки бетонных конструкций. При таком подходе, есть аналогия между погрузки и воздействия химических веществ и условий окружающей среды и отдельные аналогии между структурными прочность и долговечность, например, защиты от коррозии арматуры или бетона сульфата сопротивления. Качественно различные ссылки значения, которые применяются при расчете вероятности превышения безопасности и работоспособности ограничения должны быть рассмотрены в надежности оценки. Исследования, описанные в настоящем документе, первые результаты применения SBRA производительности разработки и дальнейшего развития этой отрасли вероятностные оценки структурной надежности.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Стремительный прогресс в доступной вычислительной мощности и недавно разработанные инструменты для SBRA добиться возможности провести расширенный моделирования надежности на прочность конкретных систем. Исследования, представленные в настоящем обеспечивает очень SBRA первого применения объединить в месте статистических данных из железобетонных конструкций для оценки хлорида проникновения конкретные палубы моста. Будущие области исследований можно построить с этой модели для разработки более полной коррозии модели, основанной на надежности, а не детерминированных уравнений.

ИСТОРИЯ

Диффузия в железобетонных элементов

Коррозия арматуры в бетоне является oxidationreduction реакции, которая происходит при определенных воздействием окружающей среды. Окисления из конструкционной стали как правило, требует кислорода, влаги и электрическое соединение между анодом и катодом. В случае, железобетонных конструкций, коррозии является инициатором и ускоряется, среди прочего, присутствие хлоридов на глубине арматурной стали. Хлориды проникнуть через конкретные три основных механизмов: 1) поглощение, 2) распространение и 3) гидравлические проникновения в резюме Хутон, Фома и Стандиш (2001). Каждый из этих механизмов может быть доказано, что ущерб бетона.

Поглощения хлоридов из многократного применения противообледенительной солей или приливные применения морской воды или рассола решения индуцируется циклический характер этих смачивания и сушки. Эффект поглощения хлоридов для создания насыщенных и пересыщенных концентрация хлоридов в растворе на поверхности бетона. Глубина поглощенных ионов хлора относительно невелика. Как поглощения капиллярного всасывания жидкости, содержащей хлориды, глубина поглощения находится под контролем пористой структуры бетона и градиент влажности внутри бетона. Поскольку градиент влажности в большинстве конкретных инженерных присутствует только вблизи открытой поверхности, поглощение хлоридов не приносит хлоридов за малого поверхностного слоя (Хутон, Фома и Стандиш 2001). Концентрированной хлоридов в поверхностном слое, однако, предоставить две потенциально пагубные последствия для железобетонных конструкций. Первый эффект, что концентрированный слой подвержен масштабирования (ACI Комитет 201 2001).

Второй том, что концентрированный слой хлористого о конкретных является формирование градиента ионной концентрации. Хотя масштабирование приводит к потере тонких слоев покрытия и выявление новых поверхностных слоев для дополнительного накопления хлорида ионных диски концентрации диффузионного процесса ..

Ионных концентраций по всему пористых твердых создания движущей силой для распространения механизма. Диффузия это процесс, при котором ионы проходят через водную фазу заполнения пористого материала, движимый энергией, необходимой для создания равновесия в ионной системе. Диффузия является механизмом, посредством которого хлоридов наиболее часто доводится до глубины арматуры в бетоне. С внутренней вновь бетон содержит очень низкий уровень хлорид-ионов, хлорид разница в концентрации между внутренней и наружной поверхности насыщенного достаточно, чтобы диск диффузионного процесса.