Analyse van de toepasbaarheid van de beoordelingsmethoden voor morfologische Parameters van gecorrodeerde Steel Bars

Corrosie van een stalen balk is één van de belangrijkste redenen voor de verslechtering van een betonnen constructie en wordt veroorzaakt door concrete carbonatatie en/of chloride binnendringen. In concrete carbonatatie neigt corrosie te worden gegeneraliseerd; terwijl in chloride inbraak, wordt het meer gelokaliseerde^1,2. Ongeacht wat de oorzaken zijn, corrosie scheuren van de concrete cover van radiale uitbreiding van corrosie producten, verslechtert de band tussen een stalen balk en zijn omliggende beton, doordringt de bar oppervlakken, en vermindert de bar oppervlakte van de dwarsdoorsnede aanzienlijk^3,4.

Als gevolg van het gebrek aan homogeniteit van structurele beton en variaties in de omgeving van de service, corrosie van een stalen balk treedt op willekeurig over het oppervlak en langs de lengte met grote onzekerheid. In tegenstelling tot de algemene uniforme corrosie veroorzaakt door carbonatatie concrete, veroorzaakt de putjes corrosie veroorzaakt door chloriden intrusion aanval penetratie. Bovendien, het zorgt ervoor dat het resterende gedeelte van een gecorrodeerde bar variëren aanzienlijk onder de balk oppervlak en lengte. Als een resultaat, de bar ductiliteit daling van de sterkte en bar. Uitgebreid onderzoek heeft verricht te bestuderen van de effecten van corrosie op de mechanische eigenschappen van een steel bar^{5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15}. Echter heeft minder aandacht besteed aan de meetmethoden van morfologische parameters en kenmerken van de corrosie van stalen staven.

Sommige onderzoekers hebben massa verlies gebruikt om te evalueren van het bedrag van de corrosie van een steel bar^5,10,11,14. Echter deze methode kan alleen worden gebruikt voor het bepalen van de gemiddelde waarde van de resterende secties en de verdeling van de secties langs de lengte niet meten. Zhu en Franco hebben deze methode verbeterd door een enkele stalen balk snijden in een reeks van korte segmenten en een gewicht van elk segment om te bepalen van de variaties van de gebieden van de resterende secties langs haar lengte^13,14. Echter, deze methode leidt tot extra verlies van het staal materiaal tijdens het snijden en niet raken de minimale residuele sectie van de gecorrodeerde bar precies, die domineert zijn draagvermogen. Van een schuifmaat gemeten wordt ook gebruikt voor het meten van de geometrische parameters van een steel bar^14,15. Echter, het resterende gedeelte van een gecorrodeerde bar is zeer onregelmatig, en er is altijd een aanzienlijke afwijking tussen de gemeten en de werkelijke sectionele dimensies van een gecorrodeerde bar. Op basis van Archimedes principe, Clark et al. aangenomen de drainage-methode voor het meten van de resterende secties van een gecorrodeerde balk over de lengte, maar verplaatsing van de balie werd handmatig gecontroleerd zonder aanzienlijke nauwkeurigheid in dit geval¹¹. Li et al. deze drainage methode verbeterd door de verplaatsing van een stalen balk automatisch te besturen met behulp van een elektromotor en maatregel resultaten nauwkeuriger¹⁶. Tot slot, de laatste jaren, met de ontwikkeling van 3D scanning technologie, deze methode is gebruikt voor het meten van de geometrische afmetingen van een steel bar^17,18,19,20. Met behulp van 3D scannen, de diameter, resterende gebied, centroid, excentriciteit, traagheidsmoment en corrosie penetratie van een stalen balk kan precies worden verkregen. Hoewel onderzoekers deze methoden in verschillende experimentele settings gebruikt hebben, is er geen een vergelijking en evaluatie van de methoden met betrekking tot hun nauwkeurigheid, geschiktheid en toepasbaarheid.

Corrosie, met name putjes corrosie, in vergelijking met de generalized corrosie, niet alleen verandert de mechanische eigenschappen van gecorrodeerde bars, maar vermindert ook de resterende rekening houdend met de capaciteit en levensduur van betonnen constructies. Meer nauwkeurige metingen van morfologische parameters van gecorrodeerde stalen staven voor de ruimtelijke variabiliteit van corrosie langs bar lengte zijn absoluut noodzakelijk voor meer redelijke evaluaties van bar mechanische eigenschappen. Dit zal helpen met het beoordelen van de veiligheid en betrouwbaarheid van gewapend beton (RC) structuren beschadigd door corrosie nauwkeuriger^{21,22,23,24,25,26 ,27,28,29}.

Dit protocol vergelijkt de vijf besproken methodes voor het meten van de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een stalen balk. Een single, 500 mm lang en 14 mm in diameter, platte ronde staaf werd gebruikt als het specimen en onderworpen aan de versnelde corrosie in het lab. De morfologie en het niveau van corrosie werden zorgvuldig gemeten vóór en na het gebruik van elke methode, met inbegrip van de massa verlies, van een schuifmaat gemeten, drainage metingen, 3D scannen en Röntgen micro computertomografie (XCT). Tot slot, de toepasbaarheid en de geschiktheid van elk werden geëvalueerd.

Het moet worden opgemerkt dat de geribbelde bars ingebed in beton, niet de gewone bars blootgesteld aan lucht, worden vaak gebruikt in betonconstructies en onderworpen aan corrosie. Voor geribde bars, de schuifmaat gemeten mogen niet worden zo gemakkelijk toegepast. Omdat deze bars corrosie in beton, is hun oppervlakte penetratie meer onregelmatige vergeleken met bars blootgesteld aan lucht¹¹. Echter is dit protocol gericht op de toepasselijkheid van de analyse van verschillende meetmethoden op dezelfde bar; Daarom gebruikt het een naakte gewoon bar als het model te elimineren van de invloed van de ribben en concrete gebrek aan homogeniteit op metingen van morfologische parameter. Verdere werkzaamheden over het meten van gecorrodeerde geribde balken met behulp van andere methoden kan worden uitgevoerd in de toekomst.