توسعه مدل پیش‌بینی آغاز خوردگی آرماتورهای تراورس بتنی B70 در خطوط راه‌آهن نواحی کویری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی راه آهن دانشگاه علم و صنعت ایران

2 گروه خط و سازه، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 رئیس بخش بتن مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی

10.22075/jtie.2019.18879.1425

چکیده

قریب به 600 کیلومتر از خطوط ریلی ایران در نواحی ماسه‌گیر کویری قرار گرفته است. از جمله مشکلات روسازی خطوط ریلی در این نواحی خوردگی ریل، ادوات ریل نظیر پیچ اتصال و پابند و نیز ترک خوردگی و شکست زودهنگام تراورس‌های بتنی در این مناطق است. بررسی‌های انجام شده، نشان‌دهنده‌ی نفوذ یون کلراید حاضر در خاک کویری در حضور رطوبت به تراورس بتنی است که این موضوع منجر به زنگ‌زدگی تاندون و در نهایت شکست تراورس بتنی می‌گردد. با این وجود تحقیقات چندانی بر روی شکست و خوردگی زودهنگام این تراورس‌ها انجام نگرفته و در عین حال مدلی برای پیش‌بینی این موضوع توسعه داده نشده است. در این تحقیق، انتشار یون کلراید در بتن تراورس، مورد بررسی میدانی و آزمایشگاهی قرار گرفته و بر اساس آن مدلی برای پیش‌بینی آغاز خوردگی و انتشار یون کلراید ارائه شده است. برای این منظور، ضرایب انتشار و مقادیر کلراید سطحی و اولیه با نمونه‌برداری از تراورس‌های قطعه‌ی رودشور – شورگز واقع در کیلومتراژ 91 تا 119 در مسیر راه آهن بم - زاهدان به دست آمده است. ضریب انتشار در سنین اولیه نیز با ساخت نمونه‌های مکعبی به دست آمده و مدل پیش‌بینی بر اساس این پارامترها توسعه یافته است. در ادامه به منظور بررسی تأثیر هر یک از عوامل بر روی زمان آغاز خوردگی تحلیل حساسیت صورت گرفته و زمان آغاز خوردگی برای بتنِ تراورس در شرایط پیش‌گفته، 8/5 ماه به دست آمده و ضریب انتشار و مقدار پوشش بتن اثرگذارترین عوامل بر روی زمان آغاز خوردگی تشخیص داده شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of a Corrosion Prediction Model for B70 Concrete Sleepers on Iranian Desert Railway

نویسندگان [English]

  • Morteza Esmaeili 1
  • Sadegh Kaviani 2
  • Mohsen Tadayon 3
1 School of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST)
2 Railway Track & Structures Engineering ِDepartment, School of Railway Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
3 Faculty Member of Bu Ali Sina University of Hamedan and Chairman of the Board of Iranian Concrete Association, Tehran
چکیده [English]

Nearby 600 kilometers of Iran Railway is located in sandy desert areas. The most critical problems of railway superstructure in these areas are corrosion of rail, fastening system components such as bolts and clips, as well as early cracking and breakage of concrete sleepers. Studies have shown the ingress of chloride ions, from desert soil into the concrete sleeper in the presence of moisture, which leads to corrosion of pre-stressed steel tendons and eventually to concrete sleeper failure. Nevertheless, there has not been much research into the failure and early cracking of such concrete sleepers, and no model for predicting corrosion of steel has been proposed. In this study, the chloride diffusion in concrete sleepers has been investigated in field and laboratory, and a model has been proposed for predicting corrosion initiation and chloride diffusion. For this purpose, the diffusion coefficients and the initial and surface chloride contents were obtained by sampling from concrete sleepers of Roodshour - Shuregaz block in Bam - Zahedan line. The diffusion coefficient at early ages was obtained by making cubic samples, and then a model was developed based on these parameters. Sensitivity analysis was also performed to investigate the influence of effective factors on the initiation time of the corrosion. From this model, the corrosion initiation time for concrete sleepers is calculated to be 8.5 months. In the sensitivity analysis, the chloride ion diffusion coefficient and concrete cover were the most influential factors on the corrosion initiation time.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Railway in Desert Areas
  • Corrosion
  • Concrete Sleeper
  • Chloride Diffusion
  • Corrosion Initiation Prediction