การทำนายอายุการใช้งานของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่เสื่อมสภาพจากคลอไรด์ ด้วยความน่าจะเป็น

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบระยะเวลาที่เหล็กเสริมเริ่มเกิดสนิม (TCo) ของโครงสร้าง ซึ่งคอนกรีตจะเริ่มแตกร้าว (TCr) ภายหลังจากที่เหล็กเสริมเกิดสนิม โดยการใช้แบบจำลองเพื่อจำลองสภาพแวดล้อมที่เสี่ยงต่อการเกิดสนิมสองแบบจำลองคือ (1) แบบจำลองที่ใช้สัมประสิทธิ์การแพร่กระจายของคลอไรด์คงที่ (DCC) และ (2) แบบจำลองที่ใช้สัมประสิทธิ์การแพร่กระจายของคลอไรด์ที่ลดลงตามระยะเวลา (DCV) ซึ่งจะทำการสุ่มตัวแปรต้นในการนำเข้าแบบจำลองด้วยการสุ่มเลือกค่าตามลักษณะการกระจายตัวของตัวแปรนั้นๆ และทำการหาความน่าจะเป็นของการเกิด TCr ด้วยการจำลองแบบมอนติคาร์โล (Monti Carlo Simulation) โดยงานวิจัยนี้ได้นำเสนอการใช้ Harmonic mean ซึ่งเป็นค่ามัธยฐานของ TCr สองกลุ่มที่มาจากผลลัพธ์ของ TCr ทั้งหมด โดยจะทำการคำนวณค่า Harmonic mean ตั้งแต่จำนวนรอบที่ 1,000 เป็นต้นไป และหยุดทำการจำลองเมื่อค่า Harmonic mean มีค่าไม่เกิน 0.001 การใช้วิธีนี้ทำให้สามารถคำนวณระยะเวลาที่เหล็กเสริมเริ่มเกิดสนิมและระยะเวลาที่โครงสร้างเริ่มแตกร้าวได้โดยใช้ระยะเวลาและจำนวนครั้งในการทำ Monti Carlo Simulation ที่น้อยกว่า โดยผลลัพธ์จากแบบจำลองพบว่าที่ความน่าจะเป็น 10% แบบจำลองแบบ DCC ให้ผลของ TCo คือ 4.00 ปี และ TCr คือ 4.03 ปี แบบจำลองแบบ DCV ให้ผลของ TCo คือ 4.05 ปี และ TCr คือ 4.11 ปี ที่ความน่าจะเป็น 50% แบบจำลองแบบ DCV ให้ผลของ TCo คือ 11.58 ปี และ TCr คือ 12.18 ปี ซึ่งคิดเป็นค่าประมาณ 2 เท่าของแบบจำลอง DCC ซึ่งให้ผลของ TCo คือ 6.01 ปี และ TCr คือ 6.31 ปี ตามลำดับ