Мы предлагаем метод измерения параметр, который является весьма актуальным для коррозии оценок или прогнозов железобетонных конструкций, с главным преимуществом разрешительные тестирование образцов от инженерных сооружений. Это гарантирует реальных условий в интерфейсе железобетон, которые имеют решающее значение избежать артефактов сделал лабораторных образцов.
Старение железобетонных инфраструктуры в развитых странах налагает настоятельная необходимость методов достоверно оценить состояние этих структур. Коррозии встроенных арматурной стали является наиболее частой причиной деградации. В то время как это хорошо известно, что структура способность противостоять коррозии сильно зависит от таких факторов, как материалы, используемые или возраста, это обычная практика полагаться на пороговые значения предусмотрено в стандартах или учебников. Эти пороговые значения для инициации коррозии (Ccrit) независимо от фактического свойства определенной структуры, которая четко ограничивает точность оценок состояния и прогнозы жизни службы. Практика использования табличных значений могут объясняться отсутствием надежных методов для определения Cкритического удара на месте и в лаборатории.
Здесь представлен экспериментальный протокол для определениякритического удара Cдля отдельных инженерных сооружений или структурных элементов. Количество железобетонных образцы взяты из структур и лабораторных коррозии тестирование проводится. Основным преимуществом этого метода является, что она обеспечивает относительно параметров, которые хорошо известны значительно влияние Cкритического удара, например, железобетон интерфейс, который не может быть передразнил репрезентивно в реальных условиях производимых лабораторных образцов. В то же время ускоренной коррозии испытания в лабораторных условиях позволяет надежное определениекритического удара Cдо начала коррозии на проверенные структуры; Это значительное преимущество над все общие методы оценки состояния, которые только позволяют оценивать условия для коррозии после посвящения, то есть, когда структура уже повреждена.
Протокол дает статистическое распределение Ccrit для протестированных структуры. Это служит основой для вероятностное прогнозирование моделей за оставшееся время к коррозии, которая необходима для планирования технического обслуживания. Этот метод может использоваться потенциально в испытании материалов гражданских инфраструктур, аналогичные установленным методы, используемые для механических испытаний.
Коррозии стали в бетоне, вызванных проникновению хлоридов через бетон, является наиболее частой причиной преждевременной ухудшение состояния армированных и предварительно напряженных железобетонных конструкций и таким образом представляет собой одну из наиболее важных задач в гражданское строительство1,2,3,4. Промышленно развитые страны, как правило, имеют большие запасы старения бетона инфраструктур, построенный во второй половине прошлого века и таким образом с историей нескольких десятилетий воздействия морской климат или противообледенительной соли, используемых на дорогах. Будучи в состоянии достоверно оценить состояние этих структур, то есть, риск коррозии, образует основу для планирования работ по техническому обслуживанию и управления инфраструктурой, в целом.
Установленным подход в области машиностроения для управления хлорид индуцированной коррозии стали в бетоне основан на хлорид пороговое значение (также называют критической хлорид содержание, Ccrit)1,5, 6. Согласно этой концепции, предположительно происходит как только концентрации хлоридов в бетоне на стальной поверхности превышает порогкритического удара Cкоррозии посвящения. Таким образом оценки состояния существующих структур и оценке оставшийся срок службы обычно полагаются на определении содержания хлорида на разных глубинах в бетоне, особенно на глубине встроенных арматурной стали. Существует ряд надежных и стандартизированных методов для измерения этой концентрации хлоридов в образцах бетона7,8. Сравнивая результаты Cкритического удара обеспечивает основу для оценки риска коррозии и тип и степень ремонта мер планирования. Однако этот подход требует знания Cкритического удара.
Различных международных стандартов и рекомендаций, а также текст книги, предусматривают значения Cкритического удара1,3,9,10,11. Они, как правило, около 0,4% хлорид, весовая цемента, основанный на многолетнем опыте или начале исследования12,13. Однако это хорошо известно, что фактическое сопротивление противкритического удара Cопределенной структуры или член структурных сильно зависит от используемых материалов, возрастной структуры, а также экспозиции истории и условия1 , 5. Таким образом, это общепризнано, что опыт от одной структуры должны применяться только к другим структурам с осторожностью.
Несмотря на это он является общим, инженерной практике использовать табличный Cкритического значения, независимо от фактической структуры. Это можно объяснить огромный разброс Cкритического удара в литературе и отсутствием надежных методов для определения Cкритического удара на месте и в лаборатории5. Подход с использованием табличных пороговых значений в долговечности оценок в отличие от структурных соображения в оценке состояния стареющей бетонных конструкций. В последнем случае, существует ряд методов стандартизированных испытаний для определения механических свойств, таких как прочность материалов в структуре (бетон, Сталь арматурная), для использования в расчетах структурных поведения.
В этой работе представлен экспериментальный протокол для определениякритического удара Cна образцах, взятых из инженерных сооружений. Этот подход основан на бурение ядер железобетона в частях бетонных конструкций, где коррозия еще не начато. Эти образцы передаются в лабораторию, где они подвергаются испытанию на ускоренной коррозии с целью изучения условий для начала коррозии. Основным преимуществом предлагаемого метода является, что образцы проистекают из структур и таким образом экспонат реальные условия, касающиеся ряда параметров, которые хорошо известны значительно влияние Cкритического удара и которые нельзя репрезентивно передразнил в производимых лабораторных образцов. Это включает в себя тип и возраст бетона (молодые Лаборатория конкретных против зрелых сайт производства бетона), тип и поверхности состояние арматурной стали используется во время строительства и в целом на свойства стали бетона интерфейс14. Вместе с точность лабораторных методов измерения этот подход позволяет достоверного определениякритического удара Cдля конкретных структур или структурные членов.
Применение протокола предлагается в инженерной практике будет – по сравнению с обычной практикой использования постоянное значение для Cкритического удара – повысить точность оценок состояния и прогнозирования сила моделей для анализа оставшийся срок службы. Ожидаемое сильное увеличение ремонтных работ нашими объектами инфраструктуры на ближайшие десятилетия15 представляет собой настоятельную необходимость такого улучшения в технике разъедающего инфраструктур.
Наиболее важные шаги для успеха предложенных экспериментальный протокол для определения Cкритического удара являются те, включая меры, принятые для предотвращения ложных коррозии посвящения и другие стали Бар конце эффекты. В этой связи были протестированы различные подходы, среди которых был найден здесь сообщил протокол давать лучшие результаты28. В дальнейших испытаний этот подход допускается уменьшение частоты ложных посвящения ниже 10%. С одной стороны это обусловлено покрытие границы области подвергаются бетонной поверхности с эпоксидной смолой, который увеличивает продолжительность перевозки хлоридов через бетон сталь бар заканчивается значительно. С другой стороны заменив оригинальные бетона вокруг стальной бар на его концах с плотной, сильнощелочным цементная суспензии значительно повышает коррозионную стойкость в этих областях. Такой системы, т.е., покрытие стали бар концы с слоем полимера модифицированные цементные материала, оказались успешными и в других исследованиях29,30.
Еще одним важным аспектом является критерием для инициирования коррозии. Этот критерий на основе технического комитета RILEM TC-235, что целью рекомендовать метод испытания для измерениякритического удара Cв образцы, изготовленные в лаборатории31. Обосновывается, что хорошо известно, что начало коррозии неполяризованное стали, встроенные в бетон может иметь место в течение длительного периода времени, вместо того, чтобы четко мгновенного30,32. Сталь может начать вытравливая на относительно низкой хлорид концентрации, но если они не в состоянии поддерживать процесс коррозии, repassivation будет происходить, которая становится очевидным потенциальным увеличением обратно на начальный уровень пассивной. В аналогичных исследований30,,3334обычно наблюдаются такие события depassivation-repassivation. Концентрация хлорида, измерены одновременно стабильного коррозии на практике более актуальным, чем время, в котором очень первые признаки потенциальных отклонений от пассивного уровня становятся очевидными. С предлагаемые критерием Cкритического удара представляет концентрации хлоридов на котором коррозии инициирует и также стабильно размножается.
Ограничения метода является, что образцы являются относительно небольшими, которые могут иметь влияние на результаты35,36. Чтобы избежать этого, предлагается использовать относительно большое количество образцов (в идеале 10). Уровень доверия зависит от статистического распределения Cкритического удара в районе фактического испытания. Для получения более подробной информации в этой связи, относятся ссылки36. Дополнительное ограничение является, что условия влаги в лаборатории экспозиции может отличаться от фактической структуры. Наконец обнаружения коррозии начала может быть сложным в тех случаях, когда потенциал вообще отрицательные, такие как шлак цемент или других сульфид содержащий связующие.
Насколько нам известно это первый метод определениякритического удара Cв инженерных сооружений на этапе до начала коррозии. В отличие от эмпирического опыта от структур, который по определению, полученные после начала коррозии, этот метод может использоваться для измерениякритического удара Cдля конкретных структур или структурные членов прежде, чем происходит деградация коррозии ; результаты могут быть использованы таким образом оценить риск коррозии (будущего) и предсказать оставшееся время до начала коррозии (службы жизни моделирование). Таким образом этот метод имеет потенциал, чтобы быть использованы в материале тестирования, похожие на установленных методов, используемых для механических испытаний (прочность на сжатие и т.д.)
В настоящее время метод применяется к ряду различных конкретных инфраструктур в Швейцарии. Это будет расширить знания ограничены5 о статистических распределений Cкритического удара в структурах. Кроме того он будет выявить влияние различных факторов, как возраст структур, используемых строительных материалов и т.д.и таким образом обеспечивают важную информацию для инженеров и руководителей управления инфраструктурой.
The authors have nothing to disclose.
Работа, описанная здесь частично финансировалась Швейцарским федеральным управлением дорог (научно-исследовательского проекта AGB2012/010). Мы сильно признаем финансовую поддержку.
Stranded wire | cross section at least 0.50 mm²; ideally copper wire, tin plated | ||
Self-tapping metal screw | any suitable self-tapping screw, typically of length 4-5 mm and diameter around 2.5 mm | ||
Ring cable lug | suitable to connect screw and cable | ||
SikaTop Seal-107 | Sika | two-part polymer modified cementitious waterproof mortar slurry | |
Epoflex 816 L | Adisa | epoxy coating | |
Exposure tank | any suitable tank (e.g. rako box) with a lid; sufficiently large for exposing the samples | ||
Reference electrode | Any stable reference electrode suitable for continuous immersion in sodium chloride solution | ||
Tap water | |||
Sodium chloride | |||
Data logger | any device able to monitor the potentials of all samples vs. the reference electrode at the specified interval (input impedance >10E7 Ohm) |