外文資料翻譯-溫度和相對濕度對沿印度海岸的鋼筋混凝土構(gòu)件腐蝕起始時間的影響

PAGE7-/學(xué)院：建筑工程學(xué)院專業(yè)：土木工程姓名：學(xué)號：外文出處：InternationalJournalofReliability,QualityandSaftyEngineeringVol15,No.6(2008)539-553WorldScientificPublishingCompany附件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導(dǎo)教師評語：簽名：年月日附件1：外文資料翻譯譯文國際期刊上發(fā)表的可靠性、質(zhì)量和安全工程第15卷，第6號（2008）539-553世界科學(xué)出版社溫度和相對濕度對沿印度海岸的鋼筋混凝土構(gòu)件腐蝕起始時間的影響——一種概率的方法SATISH.B.ALLAMPALLEWAR﹠A.SRIVIDYA摘要：由氯離子引起的部分飽和混凝土構(gòu)件的鋼筋混凝土腐蝕的起始時間在印度海岸的五個地方處于調(diào)查，運(yùn)用簡化概率分析和研究鋼筋銹蝕的參數(shù)靈敏度。提出了使用一種基于擴(kuò)散之前入口模型表面氯濃度和變量不斷擴(kuò)散的系數(shù)。當(dāng)鋼筋表面的氯離子濃度超出了某一臨界值腐蝕才開始。在模型中考慮的各種各樣的輸入?yún)?shù)都是表面氯濃度(Cs)、氯化物閾值（Cth）鋼筋混凝土保護(hù)層（X）、參考擴(kuò)散系數(shù)(Dref)、年齡(t)、引用年齡(tref)、擴(kuò)散腐爛指數(shù)(m)和每月的溫度和相對濕度校正因子f(t)和f(h)來引用擴(kuò)散系數(shù)。為了預(yù)測腐蝕的起始時間，使用了印度計量部門所收集的溫度和相對濕度數(shù)據(jù)，并且所有其他參數(shù)假定相同。在腐蝕起始時間中發(fā)現(xiàn)了一個大的變化，因此在一個地區(qū)考慮溫度和相對濕度數(shù)據(jù)是有必要的。在生活中只考慮了完全飽和條件下的混凝土并因此低估了一個鋼筋混凝土構(gòu)件腐蝕的起始時間。確定方法使用參數(shù)平均值，并提供一個50%的初銹概率，但概率方法為選定的腐蝕風(fēng)險提供開始腐蝕的預(yù)測時間，并提出了腐蝕的概率參數(shù)靈敏度。腐蝕起始時間依次在Colaba、Kanyakumari、Santacruz、Chennai和Vishakhapatnam發(fā)現(xiàn)。腐蝕起始時間對業(yè)主、設(shè)計師或者對及時作出維修優(yōu)先權(quán)、維修策略、腐蝕防護(hù)，以優(yōu)化維護(hù)計劃和預(yù)算的組織是有用的。在最佳時間，有計劃的維修是最安全、最具性價比的方法。關(guān)鍵詞：蝕性；部分飽和混凝土；氯離子進(jìn)入；擴(kuò)散過程；溫度；相對濕度；概率；靈敏度。1.引言鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在世界各地使用最廣泛。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在腐蝕性的環(huán)境中隨時間惡化，影響美學(xué)、功能和結(jié)構(gòu)方面的服務(wù)。惡化的速率取決于一些因素，如規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)行和使用、維護(hù)?；炷恋慕到馀c其耐久性和鋼筋的腐蝕有關(guān)。鋼筋的腐蝕導(dǎo)致混凝土構(gòu)件通過開裂、分層和剝落混凝土保護(hù)層、降低混凝土及鋼筋截面、鋼筋與混凝土粘合強(qiáng)度的減弱、強(qiáng)度和延性的降低而斷裂，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不可挽回的損失和倒塌。因此，混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和適用性在服務(wù)中需要被考慮。碳化、硫酸鹽和氯攻擊、鋼銹蝕可能會引起鋼筋混凝土構(gòu)件和建筑的降解。氯作用引起的鋼筋銹蝕(氯離子滲透進(jìn)入混凝土)被認(rèn)為是不同混凝土結(jié)構(gòu)惡化的主要原因之一(如：橋梁、海岸結(jié)構(gòu)和停車場)。氯的來源有水、化冰鹽和海洋環(huán)境中的空氣。一旦氯離子在鋼筋表面的濃度超過某一閥值（臨界氯離子濃度）鋼筋開始銹蝕（存在水分和氧氣）。為了預(yù)測混凝土中氯含量在時間和空間上以及界定鋼筋對氯攻擊的腐蝕抵抗的氯閥值在概念上的變化，大多數(shù)腐蝕起始模型都是以一個Fickian擴(kuò)散過程的假設(shè)為基礎(chǔ)。因此，這種基于腐蝕起始模型的控制參數(shù)是表面氯濃度(Cs)、保護(hù)層厚度(X)、在混凝土中的氯離子擴(kuò)散系數(shù)(D)、氯閥值水準(zhǔn)(Cth)和暴露年齡(t?tref)。表面氯濃度取決于在環(huán)境中暴露的嚴(yán)重程度，而混凝土保護(hù)層厚度的變化取決于質(zhì)量控制、工藝以及結(jié)構(gòu)的位置和尺寸?；炷林新入x子擴(kuò)散系數(shù)主要取決于混凝土的水灰比且隨年齡(t)、溫度(t)和相對濕度(h)而變化，因此需要按照一個地區(qū)的水合作用和持續(xù)的老化條件計量數(shù)據(jù)修改(采用修正)。文獻(xiàn)調(diào)查顯示氯化門檻值有很大不同，是一個概率函數(shù)而不是固定或不變的。當(dāng)氯濃度在0.17%至2.5%(表示為水泥質(zhì)量的總氯)時，腐蝕被觀測到開始。根據(jù)輸入的模型參數(shù)，這樣一個巨大的變化導(dǎo)致使用壽命估計的不同。這種變化或不確定性影響選擇和項目調(diào)度問題的保養(yǎng)、維修、和康復(fù)的有效性。確定方法使用參數(shù)平均值，并提供一個50%的初銹概率，但概率方法為選定的腐蝕風(fēng)險提供開始腐蝕的預(yù)算時間，并提出了腐蝕的概率參數(shù)靈敏度。對于評估在模型輸出上的不確定性的輸入?yún)?shù)不確定性影響，靈敏度分析是必要的。通過識別最相關(guān)參數(shù)，影響腐蝕起始時間可以在設(shè)計階段、在施工期間(通過質(zhì)量管理)、在服務(wù)中(通過調(diào)度檢查和維修)采取措施，以降低腐蝕起始時間(ti)的不確定性。因此，對于以選定風(fēng)險的腐蝕，一個用來有效的時間計算的完整評價方法是必要的。腐蝕起始時間對業(yè)主、設(shè)計師或者對及時作出維修優(yōu)先權(quán)、維修策略、腐蝕防護(hù)、出售、購買或拆除的組織是有用的。為了優(yōu)化維護(hù)計劃和預(yù)算，在最佳時間，有計劃的維修是最安全、最具性價比的方法。當(dāng)結(jié)構(gòu)需要維護(hù)和修理時該方法需要新的信息，因此要求預(yù)報腐蝕起始時間。針對高氯環(huán)境中的混凝土構(gòu)件的腐蝕起始時間，本文運(yùn)用簡化概率分析和部分飽和混凝土的鋼筋銹蝕靈敏度參數(shù)在印度海岸五個地方調(diào)查了溫度和相對濕度(據(jù)地理位置)的對比效應(yīng)。先前提出的以基于菲克第二擴(kuò)散定律的氯離子進(jìn)入模型為基礎(chǔ)和由于持續(xù)的表面濃度條件進(jìn)行確定性腐蝕起始時間分析的擴(kuò)散處于使用中。當(dāng)鋼筋表面的氯濃度超過某一閥值（Cth）即臨界氯離子濃度時，假定腐蝕開始。作為擴(kuò)散系數(shù)的修正因子平均值和標(biāo)準(zhǔn)差是通過研究溫度(T)和相對濕度（h）的變化確定的。其它參數(shù)如參考擴(kuò)散系數(shù)(Dref)、擴(kuò)散衰變常數(shù)(m)、臨界氯離子含量（Cth）、表面氯濃度(Cs)、混凝土保護(hù)層(X)是從文獻(xiàn)中估計得到的。簡化概率分析包括通過評價在腐蝕起始時間內(nèi)的變化確定模型的每個不確定輸入?yún)?shù)的偏導(dǎo)數(shù)，這些變化是由模型的每個不確定輸入?yún)?shù)的變化引起的。偏導(dǎo)數(shù)用來計算每個參數(shù)，然后模型輸出即腐蝕起始時間的差異。概率密度函數(shù)和累積概率分布呈曲線型。從累積分布中能估算選定的腐蝕風(fēng)險的第一腐蝕預(yù)期時間。從靈敏度分析，對影響腐蝕時間的最相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了排名。附件2：外文原文InternationalJournalofReliability,QualityandSafetyEngineeringVol.15,No.6(2008)539–553WorldScientificPublishingCompanyCORROSIONINITIATIONTIMEFORREINFORCEDCONCRETEMEMBERSALONGINDIANCOASTS:EFFECTSOFTEMPERATUREANDRELATIVEHUMIDITY—APROBABILISTICAPPROACHSATISH.B.ALLAMPALLEWARandA.SRIVIDYACorrosioninitiationtimeofsteelreinforcementforpartiallysaturatedconcretememberssubjectedtochlorideingressisinvestigatedatfiveplacesalongIndiancoastsusingsimplifiedprobabilisticanalysisandsensitivityoftheparameterstoreinforcementcorrosionisstudied.Previouslyproposeddiffusionbasedchlorideingressmodelforconstantsurfacechlorideconcentrationandvariablediffusioncoefficientisused.Corrosionisinitiatedwhenthechlorideconcentrationonsteelreinforcementexceedsathresholdvalue.Thevariousinputparametersconsideredinthemodelaresurfacechlorideconcentration(Cs),chloridethresholdvalue(Cth),Concretecover(X),referencediffusioncoefficient(Dref),age(t),referenceage(tref),diffusiondecayindex(m)andmonthlytemperatureandrelativehumiditycorrectionfactorsf(T)andf(h)respectively;toreferencediffusioncoefficient.ForpredictionofcorrosioninitiationtimetemperatureandrelativehumiditydatacollectedbyIndiametrologicalDepartmentisusedandallotherparametersareassumedsame.Alargevariationincorrosioninitiationtimeisfoundandthereforeitbecomesnecessarytoconsiderthetemperatureandrelativehumiditydatainaregion.Life-365considersfullysaturatedconditionofconcreteandthusunderestimatesthecorrosioninitiationtimeofareinforcedconcretemember.Thedeterministicapproachusesmeanvaluesoftheparametersandprovidesa50%probabilityofcorrosioninitiationbuttheprobabilisticapproachprovidesexpectedtimeoffirstcorrosionforchosenriskofcorrosionandalsogivessensitivityofparameterstoprobabilityofcorrosion.CorrosioninitiationtimeinascendingorderisfoundatColaba,Kanyakumari,Santacruz,ChennaiandVishakhapatnam.Corrosioninitiationtimeisusefulforowner,designer,ortoanorganizationtotakedecisionintimeofpriorityofrepairs,repairstrategy,corrosionprotectioninordertooptimizemaintenanceplanningandbudgeting.Plannedmaintenanceattheoptimumtimeisthesafestandmostcosteffectiveapproach.Keywords:Corrosion;partiallysaturatedconcrete;chlorideingress;diffusion;temperature;relativehumidity;probabilistic;sensitivity.1.IntroductionReinforcedconcretestructuresaremostwidelyusedacrosstheworld.Reinforcedconcrete(RC)structuresdeterioratewithtimeinacorrosiveenvironmentaffectingaesthetic,functionalandstructuralaspectsinservice.Therateofdeteriorationdependsonfactorssuchasplanning,design,construction,operation/use,andmaintenance.Degradationofconcreteisrelatedtoitsdurabilityaspectandtoitscorrosionofreinforcingsteel.Thecorrosionofthesteelreinforcementleadstoconcretefracturethroughcracking,delaminationandspallingofconcretecover,reductionofconcreteandreinforcementcrosssections,lossofbondbetweenthesteelreinforcementandconcrete,andreductioninstrengthandductility,whichleadstoirrecoverablelossesandcollapseofstructures.Hence,thesafetyandserviceabilityofconcretestructuresinserviceneedstobeconsidered.Carbonation,sulfateandchlorideattack,andsteelcorrosionmaycausethedegradationofreinforcedconcretemembers/buildings.Thechloride-induced(penetrationofchlorideionsintoconcrete)corrosionofthesteelreinforcementisidentifiedasoneofthemaincauseofdeteriorationofdifferentconcretestructures(e.g.bridges,off-shorestructuresandparkinggarages).Thesourcesofchloridesaretheseawater,deicingsalts,andairinmarineenvironment.Reinforcementcorrosionstarts(inpresenceofmoistureandoxygen)oncetheconcentrationofchlorideionsatthereinforcingsteelsurfaceexceedsathresholdvalue(criticalchloridecontent).MostcorrosioninitiationmodelsarebasedonassumptionofaFickianprocessofdiffusionforpredicatingthetimeandspacevariationsofchloridecontentinconcreteandontheconceptofchloridethresholdtodefinecorrosionresistanceofreinforcingsteeltochlorideattack.Therefore,thegoverningparametersofthisdiffusionbasedcorrosioninitiationmodelarethesurfacechlorideconcentration(Cs),coverdepth(X),chloridediffusioncoefficientinconcrete(D),chloridethresholdlevel(Cth)andexposureage(t?tref).Surfacechlorideconcentrationdependsontheseverityoftheenvironmentalexposure,whereasvariabilityofconcretecoverdepthdependsonqualitycontrol,workmanshipandlocationandsizeofstructure.Chloridediffusioncoefficientinconcretemainlydependsonwater-cementratioofconcreteandvarieswithage(t),temperature(T)andrelativehumidity(h)andhencerequirestobemodified(byapplyingcorrection)accordingtotheexposureconditionsforcontinuedhydrationandmetrologicaldatainaregion.Literaturesurveyhasshownthevalueofchloridethresholdcanvarywidelyandisaprobabilisticfunctionratherthanbeingfixedorconstant.Corrosionhasbeenobserved(GlassandBuenfeld,8)toinitiateatchlorideconcentrationsfrom0.17to2.5%chloride(expressedastotalchloridebymassofcement).Suchawidevariationcausesservicelifeestimatestodiffer,dependinguponinputparametersofmodel.Thisvariationoruncertaintyaffectsthevalidityofthechoiceandprojectschedulingofmaintenance,repair,andrehabilitationalternatives.Thedeterministicapproachusesmeanvaluesoftheparametersandprovidea50%probabilityofcorrosioninitiationbuttheprobabilisticapproachprovidesexpectedtimeoffirstcorrosionforchosenriskofcorrosionandalsogivessensitivityofparameterstoprobabilityofcorrosion.Sensitivityanalysisisnecessarytoassesstheimpactofuncertaintiesfromtheinputparametersontheuncertaintyofthemodeloutput.Byidentifyingthemostrelevantparametersaffectingthecorrosioninitiationtimemeasurescanbetakenatdesignstage,duringconstruction(byqualitycontrol),andinservice(byschedulinginspectionandmaintenance)toreducetheuncertaintyincorrosioninitiationtime(ti).Hence,acompleteevaluationmethodforeffectivecalculationoftimetocorrosionforchosenriskisnecessary.Corrosioninitiationtimeisusefulforowner,designer,ortoanorganizationtotakedecisionintimeofpriorityofrepairs,repairstrategy,corrosionprotection,sell,purchase,ordemolish.Inordertooptimizemaintenanceplanningandbudgeting,plannedmaintenanceattheoptimumtimeisthesafestandmostcosteffectiveapproach.TheapproachneedsuptodateinformationwhenthestructurewillneedmaintenanceandrepairandhenceitisrequiredtopredictCorrosioninitiationtime.Thepresentpaperexaminesthecomparativeeffectoftemperatureandrelativehumidity(accordingtothegeographiclocation)atfiveplacesalongIndiancoastsoncorrosioninitiationtimeforreinforcedconcretemembersinchlorideladenenvironmentsusingsimplifiedprobabilisticanalysisandsensitivityoftheparameterstoreinforcementcorrosionforpartiallysaturatedconcrete.Apreviouslyproposeddiffusionbasedchlorideingressmodel(SrividyaandAllampallewar,4)basedonFick’ssecondlawofdiffusionandforconstantsurfacechlorideconcentrationconditiontoperformdeterministicanalysisforcorrosioninitiationtimeisused.Corrosioninitiationisassumedwhenthechlorideconcentrationonsteelreinforcementexceedsa