تحري تأثير تآكل حديد التسليح الطولي والعرضي على سلوك الأعمدة الخرسانية المسلحة: دراسة مختبرية

المؤلفون

  • شاهو محمود حمه قسم الهندسة المدنية , كلية الهندسة , جامعة الانبار, الرمادي ,العراق https://orcid.org/0000-0002-8070-2648
  • د. علي حميد عزيز قسم الهندسة المدنية، كلية الهندسة، الجامعة المستنصرية، بغداد، العراق https://orcid.org/0000-0002-2982-5685

DOI:

https://doi.org/10.31272/jeasd.2564

الكلمات المفتاحية:

عمود، تآكل، فقدان الكتلة، الازاحة الطولي

الملخص

الخلاصة:

تعتبر الأعمدة الخرسانية المسلحة جزء انشاءي مهم في عملية التشييد ولكن ، يمكن أن تتأثر متانتها بسبب تآكل القضبان الحديدية مما يؤدي إلى إضعافها وعدم قدرتها على مقاومة الأحمال التصميمية. أن تآكل حديد التسليح يمكن ان يسبب أضرار كبيرة تؤدي إلى فقدان فعال في مقاومة المقطع الانشائي.  ركزت الدراسات السابقة اما على تأثير تآكل التسليح الطولي أو تأثير تآكل التسليح العرضي كل على حدا [1]. يتناول البحث الحالي التأثير المشترك لكل من تآكل حديد التسليح الطولي و العرضي على تحمل القوى المحورية للأعمدة الخرسانية المسلحة. تم فحص تسعة اعمدة بأبعاد (110×110×1160 ملم) بعد إخضاعها لعملية تآكل اصطناعي، باستخدام تيار كهربائي مستمر، وتم قياس مقدار التآكل وفق مبدأ فقدان الكتلة في كل من حديد التسليح الطولي و العرضي.

اظهرت النتائج انخفاضًا كبيرًا في المقاومة القصوى للأعمدة المفحوصة نتيجة ضعف الترابط بين الخرسانة و حديد التسليح بسبب التأكل و نتيجة تكوين طبقة رقيقة من أكسيد الحديد التي اثرت سلباً على مقاومة التحمل القصوى للأعمدة. وفقا لنتائج الفحوصات التي تم الحصول عليها، كان متوسط عرض​​الشقوق الظاهرة بمقدار (0.38 ملم) عندما كان الفقدان في كتلة  الحديد بنسبة (10٪) وبمقدار (0.49 ملم)  عندما كان الفقدان في كتلة  الحديد بنسبة (20٪)، وتراوح الحد الأقصى لعرض الشقوق المقاسة من (0.37 ملم) الى (0.64 ملم) عندما كان الفقدان في كتلة  الحديد بنسبة (10٪) (20%) على التوالي.  من جهة اخرى، انخفضت مقاومة الحمل الاقصى بمقدار (18.5% إلى 51%) عندما كان الفقدان في كتلة  الحديد بنسبة (10٪)  و(25% إلى 65%) عندما كان الفقدان في كتلة  الحديد بنسبة (20٪) عند مقارنتها بالمقاومة القصوى للعمود المرجعي غيرالمتآكل.

 

السير الشخصية للمؤلفين

شاهو محمود حمه، قسم الهندسة المدنية , كلية الهندسة , جامعة الانبار, الرمادي ,العراق

مدرس دكتور بقسم الهندسة المدنية , كلية الهندسة , جامعة الانبار

د. علي حميد عزيز، قسم الهندسة المدنية، كلية الهندسة، الجامعة المستنصرية، بغداد، العراق

استاذ دكتور بقسم الهندسة المدنية , كلية الهندسة, الجامعة المستنصرية

المراجع

J. Y. Hu, S. S. Zhang, E. Chen, and W. G. Li, “A Review on Corrosion Detection and Protection of Existing Reinforced Concrete (RC) Structures,” Construction and Building Materials, vol. 325, p. 126718, Mar. 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126718.

Q. Li, Z. Dong, Q. He, C. Fu, and X. Jin, “Effects of Reinforcement Corrosion and Sustained Load on Mechanical Behavior of Reinforced Concrete Columns,” Materials, vol. 15, no. 10, p. 3590, May 2022, doi: https://doi.org/10.3390/ma15103590.

J. W. Wright and C. P. Pantelides, “Axial Compression Capacity of Concrete Columns Reinforced with corrosion-resistant Hybrid Reinforcement,” Construction and Building Materials, vol. 302, p. 124209, Oct. 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124209

V. H. Dang and R. François, “Influence of long-term Corrosion in Chloride Environment on Mechanical Behaviour of RC Beam,” Engineering Structures, vol. 48, pp. 558–568, Mar. 2013, doi: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.09.021.

W. Zhu, C. Yang, Z. Yu, J. Xiao, and Y. Xu, “Impact of Defects in Steel-Concrete Interface on the Corrosion-Induced Cracking Propagation of the Reinforced Concrete,” KSCE Journal of Civil Engineering, vol. 27, no. 6, pp. 2621–2628, Apr. 2023, doi: https://doi.org/10.1007/s12205-023-0458-5.

R. Qian, Q. Li, C. Fu, Y. Zhang, Y. Wang, and X. Jin, “Atmospheric chloride-induced Corrosion of steel-reinforced Concrete Beam Exposed to Real marine environment for 7 Years,” Ocean Engineering, vol. 286, Part 2, p. 115675, Oct. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.115675.

V. Q. Dang, Y. Ogawa, P. T. Bui, and K. Kawai, “Effects of Chloride Ions on the Durability and Mechanical Properties of Sea Sand Concrete Incorporating Supplementary Cementitious Materials under an Accelerated Carbonation Condition,” Construction and Building Materials, vol. 274, p. 122016, Mar. 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.122016.

H. S. Abdo, A. H. Seikh, J. A. Mohammed, M. Luqman, S. A. Ragab, and S. M. Almotairy, “Influence of Chloride Ions on Electrochemical Corrosion Behavior of Dual-Phase Steel over Conventional Rebar in Pore Solution,” Applied Sciences, vol. 10, no. 13, p. 4568, Jun. 2020, doi: https://doi.org/10.3390/app10134568.

H. F. Zahid, P. Jiradilok, V. Singh Kuntal, and K. Nagai, “Investigation of the Effects of Multiple and multi-directional Reinforcement on corrosion-induced Concrete Cracking Pattern,” Construction and Building Materials, vol. 283, p. 122594, May 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122594.

Y.-S. Kim, B.-G. Lee, J.-S. Jung, and K.-S. Lee, “Seismic Performance Evaluation of Corrosion-Damaged Reinforced Concrete Columns Controlled by Shear Based on Experiment and FEA,” Materials, vol. 15, no. 18, p. 6361, Sep. 2022, doi: https://doi.org/10.3390/ma15186361

Y. Ma, Y. Che, and J. Gong, “Behavior of Corrosion-Damaged Circular Reinforced Concrete Columns under Cyclic Loading,” Construction and Building Materials, vol. 29, pp. 548–556, Apr. 2012, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.11.002

Q. Li, L. Huang, H. Ye, C. Fu, and X. Jin, “Mechanical Degradation of Reinforced Concrete Columns Corroded under Sustained Loads,” International Journal of Civil Engineering, vol. 18, no. 8, pp. 883–901, Apr. 2020, doi: https://doi.org/10.1007/s40999-020-00511-w

H. Zhou, Y. Xu, Y. Peng, X. Liang, D. Li, and F. Xing, “Partially Corroded Reinforced Concrete Piers under Axial Compression and Cyclic Loading: an Experimental Study,” Engineering Structures, vol. 203, pp. 109880–109880, Nov. 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109880

A. Celik, H. Yalciner, A. Kumbasaroglu, and A. İ. Turan, “An Experimental Study on Seismic Performance Levels of Highly Corroded Reinforced Concrete Columns,” Structural Concrete, vol. 23, no. 1, Jul. 2021, doi: https://doi.org/10.1002/suco.202100065

N. El-Joukhadar, F. Dameh, and Stavroula Pantazopoulou, “Seismic Modelling of Corroded Reinforced Concrete Columns,” Engineering Structures, vol. 275, no. Part A, pp. 115251–115251, Nov. 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.115251

Y. Song, J. Wang, and J. Du, “Experimental Study on Seismic Performance of Partially Corroded Squat RC Shear Walls in Coastal Environment,” Buildings, vol. 14, no. 2, p. 404, Feb. 2024, doi: https://doi.org/10.3390/buildings14020404

A Bentur, Ns Berke, and S. Diamond, Steel Corrosion in Concrete: Fundamentals and Civil Engineering Practice. CRC Press; 1st Edition, 1997.

American Concrete Institute, “ACI CODE-318-19: Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary,” www.concrete.org, 2019. https://www.concrete.org/store/productdetail.aspx?ItemID=318U19&Language=English&Units=US_Units

ASTM A615/ A615M-20, “Specification for Deformed and Plain Carbon-Steel Bars for Concrete Reinforcement,” West Conshohocken, PA, USA., 2020, doi: https://doi.org/10.1520/a0615_a0615m-20

Central Organization for Standardization and Quality Control, “Portland Cement,” Iraqi Standard specification, No. 5, 2019.

Central Organization for Standardization and Quality Control, Planning Council, Baghdad, IRAQ, “The Used Aggregate from Natural Sources in Concrete and Building,” Iraqi Specifications, No.45, 1984.

British, S.116, “Testing concrete-Part 116: Method for Determination of Compressive Strength of Concrete cubes,” British Standards Institution, London, UK, 1983.

A. Kramida, K. Olsen, and Y. Ralchenko, “Periodic Table of the Elements,” NIST, Aug. 05, 2019. https://www.nist.gov/pml/periodic-table-elements

İ. Hocaoğlu, “The Effect of Reinforcement Diameter on Accelerated Corrosion Level in Concretes,” Civil Engineering and Architecture, vol. 11, no. 2, pp. 1048–1058, Mar. 2023, doi: https://doi.org/10.13189/cea.2023.110237

Z. Ye, W. Zhang, X. Gu, and X. Liu, “Experimental Investigation on Shear Fatigue Behavior of Reinforced Concrete Beams with Corroded Stirrups,” Journal of Bridge Engineering, vol. 24, no. 2, p. 04018117, Feb. 2019, doi: https://doi.org/10.1061/(asce)be.1943-5592.0001350.

J. Y. Hu, Y. J. Liu, Z. Dong, and S. S. Zhang, “A Novel Method to Measure the Actual Corrosion resistance/rate of Steel Reinforcement during impressed-current Accelerated Corrosion Test,” Construction and Building Materials, vol. 426, pp. 136060–136060, Apr. 2024, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136060.

S. Hong et al., “Determination of Impressed Current Efficiency during Accelerated Corrosion of Reinforcement,” Cement and Concrete Composites, vol. 108, p. 103536, Apr. 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103536

A. Z. Morshed, S. Shakib, and T. Jahin, “Characterization of Impressed Current Technique to Model Corrosion of Reinforcement in Concrete,” Journal of Engineering Science, vol. 11, no. 1, pp. 93–99, Oct. 2020, doi: https://doi.org/10.3329/jes.v11i1.49551

S. Hong, G. Shi, F. Zheng, M. Liu, D. Hou, and B. Dong, “Characterization of the Corrosion Profiles of Reinforcement with Different Impressed Current Densities by X-ray micro-computed Tomography,” Cement and Concrete Composites, vol. 109, p. 103583, May 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103583

التنزيلات

Key Dates

الإستلام

2024-04-09

النسخة النهائية

2025-12-05

الموافقة

2025-12-11

النشر الالكتروني

2025-12-28

منشور

2026-01-01

كيفية الاقتباس

شاهو محمود حمه ش. ., & عزيز ع. (2026). تحري تأثير تآكل حديد التسليح الطولي والعرضي على سلوك الأعمدة الخرسانية المسلحة: دراسة مختبرية. مجلة الهندسة والتنمية المستدامة, 30(1), 127-133. https://doi.org/10.31272/jeasd.2564

المؤلفات المشابهة

1-10 من 212

يمكنك أيضاً إبدأ بحثاً متقدماً عن المشابهات لهذا المؤلَّف.