ارائه روشی نو برای پیش‌بینی عمر پل‌های بتنی در دانشگاه امیرکبیر

به گزارش خبرنگار خبرگزاری صدا و سیما ، رسول بنار، پژوهشگر این طرح با راهنمایی دکتر فرامرز مودی و مشاوره دکتر امیرمحمد رمضانیان‌پور و مرحوم دکتر علی‌اکبر رمضانیان‌پور از اعضای هیأت علمی دانشگاه، پژوهشی با عنوان «ارزیابی دوام و عمر مفید پل‌های بتن‌آرمه در معرض کربناسیون در بستر مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)» را در قالب رساله دکتری انجام دادند. 

بنار در توضیح ضرورت انجام این تحقیق گفت: با افزایش آلودگی هوا ناشی از گاز کربن‌دی‌اکسید در مناطق شهری و صنعتی، سازه‌های بتن‌آرمه نظیر پل‌ها در معرض آسیب‌هایی همچون خوردگی آرماتور و ترک‌خوردگی بتن ناشی از پدیده کربناسیون قرار دارند.

تخمین زده می‌شود که حدود ۶۷ درصد از سازه‌های بتنی احداث شده در معرض شرایط محیطی مساعد برای این نوع خوردگی قرار دارند. استفاده از بستر BIM، امکان پیش‌بینی به‌موقع این آسیب‌ها و برنامه‌ریزی برای اقدامات پیشگیرانه را برای ذی‌نفعان در طول چرخه عمر پروژه‌های عمرانی فراهم می‌کند.

به گفته وی، این پژوهش در چهار فاز اصلی «مطالعه آزمایشگاهی اثر کربناسیون تسریع‌شده بر نمونه‌های بتن مسلح و غیرمسلح»، «شبیه‌سازی عددی فرآیند کربناسیون به روش اجزای محدود»، «ارزیابی میدانی یک مورد پل بتن‌آرمه در شهر تهران» و «توسعه یک پلاگین تخصصی در بستر BIM برای ارزیابی دوام سازه‌ها در برابر کربناسیون» اجرا شد.

این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: در این چارچوب، با استفاده از رابط برنامه‌نویسی کاربردی (API) مدل‌های ارزیابی دوام در برابر کربناسیون در بستر BIM یکپارچه شده و امکان تخمین زمان شروع خوردگی و عمر مفید سازه‌ها به‌صورت دقیق‌تر و سریع‌تر فراهم گردید.

وی درباره چالش‌های پروژه اظهار کرد: یکی از دشوارترین بخش‌های پژوهش، شبیه‌سازی عددی فرآیند نفوذ و واکنش CO۲ در بتن در نرم‌افزار کامسول بود که نیازمند تعامل میان رشته‌های مهندسی عمران و مهندسی شیمی بود.

همچنین در اجرای فاز میدانی پروژه، اخذ مجوز‌های لازم از سازمان شهرداری برای نمونه‌برداری از پل مورد بررسی، فرآیندی زمان‌بر و پیچیده بود که بیش از شش ماه به طول انجامید.

محقق این پژوهش خاطر نشان کرد: نتایج این تحقیق در سازه‌های بتن‌آرمه در معرض گاز CO۲ مانند پل‌ها، تونل‌ها، پارکینگ‌های طبقاتی و دودکش‌های صنعتی کاربرد دارد و می‌تواند توسط شهرداری‌ها، ادارات راه و شهرسازی، کارخانه‌های صنعتی و شرکت‌های پیمانکاری و مشاوره مورد بهره‌برداری قرار گیرد.

وی با اشاره به انتشار مقالات علمی از نتایج این پژوهش در ژورنال‌های بین‌المللی گفت: تاکنون سه مقاله ISI بر اساس بخش‌های آزمایشگاهی و مدل‌سازی عددی این پژوهش منتشر شده است.

به گفته این محقق، ادامه این مسیر پژوهشی با هدف ارزیابی دوام سازه‌های بتنی در برابر سایر عوامل مخرب محیطی مانند یون‌های کلراید، حملات سولفاتی و بارگذاری همزمان سازه‌ای و محیطی در دستور کار قرار دارد.

بنار اظهار کرد که مشابه این پروژه در سال ۲۰۲۰ در دانشگاه استنفورد آمریکا تحت راهنمایی پروفسور مایکل دی. لیپچ اجرا شده است، که البته تفاوت‌هایی در متدولوژی و شرایط محیطی پژوهش‌ها وجود دارد.

به گفته وی پژوهش حاضر به‌عنوان نخستین نمونه اجرایی این مدل‌سازی در کشور، به دلیل تلفیق دانش عمران، شیمی و فناوری اطلاعات در بستر BIM، از مزیت رقابتی بالایی در مقایسه با طرح‌های مشابه برخوردار است.