ประสิทธิภาพของการบำรุงรักษาโดยใช้สารไซเลนบนโครงสร้างคอนกรีตที่อยู่ภายใต้ การแปรผันตามเวลาของสิ่งแวดล้อมคลอไรด์ในประเทศไทย

Abstract

บทคัดย่อ

บทความนี้นิยามคำว่าประสิทธิภาพของการบำรุงรักษาโดยใช้สารไซเลนว่าเป็นอัตราส่วนระหว่างช่วงอายุการใช้งานที่ยืดออกของโครงสร้างคอนกรีตหลังการใช้สารไซเลนต่อค่าใช้จ่ายในการใช้สารไซเลน ช่วงอายุ การใช้งานที่ยืดออกนี้เป็นผลต่างระหว่างอายุการใช้งานที่ปราศจากการสึกกร่อนของเหล็กเสริมในคอนกรีตก่อนและหลังการใช้สารไซเลน อายุการใช้งานทั้งสองนี้ได้รับการประเมินโดยพิจารณาการแพร่ผ่านของคลอไรด์ที่เป็นไปตามสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยของกฎข้อที่สองของฟิกซ์แต่หลังจากการใช้สารไซเลนการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ย่อยมีความซับซ้อน เนื่องจากค่าสัมประสิทธ์การแพร่ผ่านของคลอไรด์ไม่เป็นค่าคงที่ แต่ขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ผ่านในคอนกรีตเดิมและคอนกรีตที่มีการใช้สารไซเลน นอกจากนี้ถ้าค่าสัมประสิทธ์การแพร่ผ่านนี้ขึ้นกับเวลาอีกด้วยแล้ว การแก้สมการเชิงอนุพันธ์ย่อยจะมีความซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้นบทความนี้จึงเสนอการคำนวณทางตัวเลขด้วยวิธีไฟไนต์ดิฟเฟอร์เรนซ์แบบ Crank-Nicolson เพื่อมาช่วยแก้ปัญหา ดังนั้นเมื่อใช้ข้อมูลอิทธิพลของคลอไรด์ที่แปรผันตามเวลาในประเทศไทย สามารถคำนวณปริมาณคลอไรด์ในคอนกรีตกับระยะจากผิวคอนกรีตและกับเวลาทั้งก่อนและหลังการใช้สารไซเลนด้วย 5 กลยุทธ์ที่มีพิจารณาการเสื่อมสภาพของสารไซเลนทำให้สามารถประเมินอายุการใช้งานหรือเวลาที่ปริมาณคลอไรด์ ณ ตำแหน่งเหล็กเสริมมีค่าเท่ากับค่าวิกฤตทีทำให้เหล็กเสริมเริ่มเกิดการสึกกร่อนได้นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายในการใช้สารไซเลนทั้ง 5 กลยุทธ์จะได้รับการเปรียบเทียบด้วยเช่นกันจากการศึกษาพบว่าเวลาที่ใช้สารไซเลนมีความสำคัญต่ออายุการใช้งานของโครงสร้างคอนกรีตและกลยุทธ์ที่เหมาะสมที่สุดควรเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพที่สุด เนื่องจากพิจารณาทั้งในด้านการยืดอายุการใช้งานและค่าใช้จ่าย

คำสำคัญ: ประสิทธิภาพ การบำรุงรักษา สารไซเลน คอนกรีต อิทธิพลคลอไรด์ที่แปรผันตามเวลา

Abstract

In this paper, the performance of silane-treated repairs is defined as the ratio of service life extension of concrete structures after silane treatment to its associated cost. The service life extension is defined as the difference between the service life without corrosion of reinforcement in concrete before and after silane treatment. The service life is predicted based on considering the mechanism of chloride diffusion which can be described using the partial differential equation (PDE) of the Fick’s second law. After silane treatment, solving the PDE is complicated due to non-constant diffusion coefficient. Furthermore, if the diffusion coefficient is time-dependent, it is even more complicated to solve the PDE. Therefore, numerical computation by the Crank-Nicolson based finite difference method is introduced as a computational tool. From computation, the chloride profiles before and after 5 silane treatment strategies can be calculated on the basis of time-dependent chloride environment in Thailand. Furthermore, the cost of silane treatment is also compared. From the study, the application time of silane treatment is important for service life. And also, the best silane treatment strategy should be judged based on the performance where service life extension and cost are taken into consideration.

Keywords: Performance, Repairs, Silane, Concrete, Time-dependent Chloride Environment