Στοχαστική Προσομοίωση Διάβρωσης Οπλισμού σε Κατασκευές Ωπλισμένου Σκυροδέματος   

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Παπακωνσταντίνου Κωνσταντίνος                                                                             
Επιβλέπων Καθηγητής: Κουμούσης B., Καθηγητής               
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2009  

Η ανθεκτικότητα και η αντοχή κατασκευών ωπλισμένου σκυροδέματος, ειδικότερα των πιο παλιών εξ αυτών, είναι ένα κρίσιμο ζήτημα σήμερα στις αναπτυγμένες χώρες, όπου τα δίκτυα υποδομών φθίνουν με τα χρόνια. Ακριβής καταγραφή της έκτασης της φθοράς, σε φθίνουσες κατασκευές ωπλισμένου σκυροδέματος, είναι σημαντικής σημασίας στα πλαίσια της διατήρησης των κατασκευών, του κόστους ζωής τους και της αξιόπιστης συμπεριφοράς τους. Λόγω των πολλών αβεβαιοτήτων που εμπεριέχει η προσπάθεια αυτή, πιθανοτικά προσομοιώματα πρέπει να χρησιμοποιηθούν.

Σε αυτή τη διπλωματική εργασία θα αναλυθεί το πρόβλημα της διάβρωσης του οπλισμού σε κατασκευές ωπλισμένου σκυροδέματος. Πολλά διαβρωτικά αίτια μπορεί να είναι υπεύθυνα για την διάβρωση του οπλισμού, παρόλα αυτά μόνο η διάβρωση λόγω των χλωριόντων, που συχνά αλλά όχι αποκλειστικά συναντάται σε παράκτιες κατασκευές, θα αναλυθεί σε αυτή την εργασία. Ένα πλήρως πιθανοτικό μοντέλο, χρονικά εξαρτώμενο, αναπτύχθηκε, το οποίο μπορεί να προσομοιώσει και τα τρία στάδια της διάβρωσης του ωπλισμένου σκυροδέματος, δηλαδή την έναρξη της διάβρωσης, την έναρξη και την διάδοση της ρωγμάτωσης. Η δυναμική επίδραση της διάδοσης των ρωγμών στον διαβρωτικό μηχανισμό μοντελοποιήθηκε επίσης. Για την εύρεση της έκτασης της φθοράς χρησιμοποιήθηκαν διδιάστατα Gaussian και non-Gaussian στοχαστικά πεδία τα οποία μπορούν να περιγράψουν την χωρική κατανομή των διαφόρων τυχαίων μεταβλητών. Κατόπιν εκτεταμένης έρευνας, πειραματικών δεδομένων στη βιβλιογραφία, προτείνονται συγκεκριμένες πιθανοτικές κατανομές για κάποιες εκ των παραμέτρων του προβλήματος. Αυτό, ίσως αποδειχθεί πολύ χρήσιμο και σε άλλους ερευνητές που μελετούν τη διάβρωση του οπλισμού και τη φθορά των κατασκευών.

Τέλος, το προτεινόμενο μοντέλο χρησιμοποιείται σε μια εφαρμογή που αφορά μια υπαρκτή κατασκευή, στη Νότια Κορέα, μιας και για αυτή την κατασκευή υπήρχαν διαθέσιμα δεδομένα. Τα αποτελέσματα που εξήχθησαν μέσω της μεθόδου Monte Carlo ήταν λογικά και ενθαρρυντικά και σε κάποιο βαθμό επιβεβαίωσαν την αξιοπιστία και την εφαρμοσιμότητα της μεθόδου, κάτω από ορισμένες συνθήκες.