การกัดกร่อนของเหล็กเสริมโดยสารคลอไรด์ ในโครงสร้างคอนกรีตผสม

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการแพร่กระจายของสารคลอไรด์ผ่านเนื้อโครงสร้างระบบผสมสองชั้น ที่ประกอบด้วยชั้นทับหน้าชั้นแรกและชั้นโครงสร้างหลักที่เป็นคอนกรีตเป็นชั้นที่สองโดยอาศัยสมการการแพร่กระจายของสารและกฎของ Fick เพื่อหาการเปลี่ยนแปลงของระยะเวลาที่เริ่มเกิดการกัดกร่อนของเหล็กเสริม รวมทั้งอิทธิพลของความหนาของชั้นทับหน้าและระยะหุ้มคอนกรีตของเหล็กเสริม ต่อการเปลี่ยนแปลงของระยะเวลาดังกล่าว ในการแก้ปัญหาเพื่อหาผลเฉลย ได้ประยุกต์ใช้เทคนิคการแปลงลาปลาซ โดยกำหนดให้การยึดเกาะกันระหว่างโครงสร้างชั้นแรกและชั้นที่สองมีสภาพสมบูรณ์ต่อเนื่องกันดี ชั้นโครงสร้างหลักมีความหนามากเมื่อเทียบกับชั้นทับหน้าและจำลองเป็นโครงสร้างผสมกึ่งอนันต์ สัมประสิทธิ์การแพร่ของวัสดุในแต่ละชั้นมีค่าคงที่ ไม่แปรเปลี่ยนตามเวลา ปริมาณความเข้มข้นสะสมของคลอไรด์ที่ผิวหน้าที่สัมผัสกับสภาวะแวดล้อมภายนอกมีปริมาณคงที่ไม่แปรเปลี่ยนตามเวลา ความถูกต้องแม่นยำของผลเฉลยในโครงสร้างผสมกระทำโดยเปรียบเทียบค่าที่ได้เมื่อความหนาของชั้นทับหนามีค่าเข้าใกล้ศูนย์กับผลเฉลยของงานวิจัยในอดีตในกรณีโครงสร้างชั้นเดียว This research studies the diffusion of chloride in a double layer composite structure having overlay as the first layer and main concrete structure as the second layer. The present study applies the equation of diffusion of particle in conjunction with Fick’s law to the determination of the time to initiate corrosion of reinforcement as well as the influence of the depths of overlay and concrete cover of reinforcement upon the initiation time of corrosion. The Laplace transform technique is utilized to solve the problem with the assumptions that perfect bonding exists at the interface between the two layers; the thickness of the main concrete layer is much thicker than the first layer so that the problem can be modeled as semi-infinite medium; diffusion coefficient in each layer is constant and does not change over time; the chloride concentration at the outer surface is constant and does not change over time. The validity and accuracy of the present solution are verified analytically and numerically with the existing solution of the single layer by assigning a small thickness value in the first layer