مروری بر خوردگی میلگرد و مدل های هندسی مربوط به آن در سازه های بتن مسلح

شکست ناگهانی سازه ها مانند ساختمان ها، پل ها و تاسیسات مهندسی همواره یکی از نگرانی های مهندسین عمران به دلیل از دست رفتن جان جوامع انسانی، هزینه های اقتصادی و از بین رفتن منابع بوده است. ایفای نقش مناسب سازه های بتن مسلح با گذشت عمر، منوط به عملکرد مناسب آنها تا پایان عمر سازه می باشد و اهمیت این موضوع، دلیل کافی برای توسعه تحقیقات در زمینه آسیب سازه ها، به خصوص فراگیرترین نوع آسیب یعنی خوردگی میلگرد در بتن می باشد. کیفیت فولاد، بتن و هم چنین چسبندگی موجود بین میلگرد و بتن، اساس عملکرد مناسب سازه های بتن مسلح می باشد. با این وجود در بعضی موارد شرایط محیطی و عواملی که بتن مسلح در معرض آن ها قرار می گیرد، با تاثیر بر رفتار هر یک از اجزا بتن مسلح، دوام، پایداری و مقاومت این سازه ی مهندسی را تهدید می کند. یکی از متداول ترین آسیب های وارد بر بتن مسلح، خوردگی است که بر هندسه و رفتار میلگرد تاثیر می گذارد. فولادهای مدفون در بتن مسلح در طول عمر مفید سازه توسط پوشش بتن روی میلگرد محافظت می شوند، در صورتی که عوامل مهاجم مانند یون های کلر و یا کربناسیون به درون بتن انتشار یابند، پس از مدتی عملکرد محافظتی این لایه کاهش یافته و شرایط خوردگی میلگرد فراهم می شود. سوالی که در اینجا مطرح است، نوع خوردگی، چگونگی شکلگیری آن، محل و میزان آسیب می باشد. خوردگی فلز به دو صورت در فولاد شکل می گیرد، خوردگی یکنواخت که در کل سطح فلز با ضخامت تقریبا یکسان پخش می شود و یا خوردگی حفره ای که در نواحی جداگانه در سطح فلز شکل می گیرد. فرآیند خوردگی در بتن بوسیله روابط الکتروشیمی مدل می شود و میزان خوردگی به صورت درصد کاهش جرم فولاد نسبت به جرم اولیه و یا کاهش سطح مقطع میلگرد به سطح مقطع اولیه آن و یا به صورت عمق نفوذ خوردگی بیان می شود. در این مقاله به ارائه راهکار ساده جهت ارزیابی میزان آسیب وارد بر سازه بوسیله اندازه گیری میزان خوردگی میلگرد و به خصوص شکل هندسی میلگرد آسیب دیده، توسط محققین مختلف پرداخته می شود. مدل نمودن هندسه میلگرد خورده شده، امکان مطالعه رفتار آرماتورهای فولادی و ویژگی های رفتاری بتن مسلح شده با فولاد را فراهم می آورد.