Analyse de l’applicabilité des méthodes d’évaluation des paramètres morphologiques des barres d’acier corrodé

La corrosion d’une barre en acier est l’une des principales raisons de la détérioration d’une structure en béton et est causée par l’intrusion de carbonatation ou chlorure de béton. En béton carbonatation, la corrosion tend à se généraliser ; alors que dans l’intrusion de chlorure, il devient plus localisée^1,2. Quels que soient les causes, la corrosion fissures l’enrobage d’expansion radiale de produits de corrosion, se détériore le lien entre une barre en acier et le béton environnant, pénètre dans la barre des surfaces et diminue la barre transversale considérablement^3,4.

En raison de la non-homogénéité du béton et des variations dans l’environnement de service, à la corrosion d’une barre en acier se produit au hasard sur toute sa surface et sa longueur avec beaucoup d’incertitude. Contrairement à la corrosion uniforme généralisée causée par carbonatation béton, la corrosion par piqûres causée par l’intrusion de chlorure provoque attaque pénétration. Par ailleurs, il provoque la section résiduelle d’une barre corrodée à varient considérablement entre la barre de surface et la longueur. En conséquence, la barre de force et barre baisse de ductilité. Une recherche approfondie a été effectuée pour étudier les effets de la corrosion sur les propriétés mécaniques de l’acier barre^{5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15}. Cependant, on a reçu moins d’attention pour les méthodes de mesure des paramètres morphologiques et des caractéristiques de la corrosion des barres d’acier.

Certains chercheurs ont utilisé la perte de masse afin d’évaluer la quantité de corrosion de l’acier barre^5,10,11,14. Toutefois, cette méthode seulement peut être utilisée pour déterminer la valeur moyenne des sections résiduelles et ne peut pas mesurer la répartition des sections sur toute sa longueur. Zhu et Franco ont amélioré cette méthode en coupant une seule barre en acier dans une série de courts segments et en pesant chaque segment afin de déterminer les variations des domaines des sections résiduelles le long de sa longueur^13,14. Toutefois, cette méthode provoque une perte supplémentaire de la matière en acier pendant la coupe et ne peut pas toucher la section résiduelle minimale de la barre corrodée exactement, qui domine sa capacité portante. Un pied à coulisse est également utilisé pour mesurer les paramètres géométriques de l’acier^14,,¹⁵. Toutefois, la section résiduelle d’une barre de corrosion est très irrégulier, et il y a toujours un écart important entre les dimensions sectionnelles mesurées et réels d’une barre de corrosion. Basé sur le principe d’Archimède, Clark et coll. a adopté la méthode de drainage pour mesurer les sections résiduelles d’une barre de corrosion sur toute sa longueur, mais le déplacement de la barre était contrôlé manuellement sans précision importante dans cette affaire,¹¹. Li et coll. amélioré cette méthode de drainage à l’aide d’un moteur électrique pour contrôler automatiquement le déplacement d’une barre en acier et mesure traduit plus exactement¹⁶. Enfin, au cours des dernières années, avec le développement de la technologie de numérisation 3D cette méthode a été utilisée pour mesurer les dimensions géométriques de l’acier barre^17,18,19,20. À l’aide de numérisation 3D, le diamètre, — zone residual, centroïde, excentricité, moment d’inertie et la pénétration de la corrosion d’une barre en acier peut être acquises avec précision. Bien que les chercheurs ont utilisé ces méthodes dans différents contextes expérimentaux, il y n’a pas eu une comparaison et une évaluation des méthodes quant à leur précision, la pertinence et l’applicabilité.

La corrosion, particulièrement la corrosion, comparée à généraliser la corrosion par piqûres ne modifie les propriétés mécaniques des barres rouillées mais diminue également le résidu portant la capacité et la durée de vie des structures en béton. Des mesures plus précises des paramètres morphologiques des barres d’acier rouillées pour la variabilité spatiale de la corrosion le long bar longueur sont impératifs pour des évaluations plus raisonnables de barre de propriétés mécaniques. Ceci aidera à évaluer la sécurité et la fiabilité des structures en béton armé (RC) endommagées par la corrosion plus précisément^{21,22,23,24,25,26 ,27,28,29}.

Ce protocole compare les cinq méthodes discutées pour mesurer la géométrie et la quantité de corrosion d’une barre en acier. Un single, longueur 500 mm et 14 mm de diamètre, plaine des barres rondes a été utilisé comme le spécimen et soumis à une corrosion accélérée dans le laboratoire. Sa morphologie et le niveau de corrosion ont été soigneusement mesurées avant et après l’utilisation de chaque méthode, y compris la perte de masse, un pied à coulisse, mesures de drainage, numérisation 3D et des rayons x micro tomographie par ordinateur (XCT). Enfin, l’applicabilité et les qualités de chacun ont été évalués.

Il convient de noter que les barres nervurées encastrées dans le béton, pas les barres lisses exposées à l’air, sont couramment utilisés dans les structures en béton et soumis à la corrosion. Pour les barres nervurées, le pied à coulisse ne peut être aussi facilement appliquée. Parce que ces barres se corrodent en béton, leur pénétration de surface est plus irrégulière par rapport aux barres exposées à le pour air¹¹. Toutefois, ce protocole est axé sur l’applicabilité de l’analyse des méthodes de mesure différentes sur la même barre ; par conséquent, il utilise une barre plaine nue comme le spécimen d’éliminer l’influence des côtes et la non-homogénéité concrète sur les mesures des paramètres morphologiques. Poursuivre les travaux sur la mesure des corrodées barres nervurées à l’aide d’autres méthodes peuvent être effectuée à l’avenir.