Summary

鉄筋腐食分布の形態学的パラメーターの評価法の適用性について分析

Published: November 01, 2018
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Summary

本測定ジオメトリとさまざまな方法を使用して鉄筋の腐食量: 質量損失、ノギス、排水測定、3 D スキャン、x 線マイクロ コンピューター断層撮影 (XCT)。

Abstract

腐食した鉄筋の長さに沿って不規則で凹凸残留のセクションでは、その機械的性質を大幅に変更し、著しく安全性と既存コンクリート構造物の性能を支配します。その結果、幾何学と残留を支持力と構造体の寿命を評価するために正しく構造で鉄筋の腐食量を測定することが重要です。本稿では、紹介し、ジオメトリと鋼棒の腐食量を測定するための 5 つの異なる方法を比較します。単一の 500 mm 長く、14 mm 径鋼バーは、このプロトコルでは腐食を受ける試験片です。その形態との腐食量を質量損失の測定、ノギス、排水測定、3 D スキャン、x 線マイクロ コンピューター断層撮影 (XCT) を使用の前後に慎重に測定しました。適用性とこれらの異なる方法の適合性が評価されます。結果は、ノギスが腐食したバーの形態の定量化に最適です 3 D スキャンしながら非腐食のバーの形態を測定するための最良の選択であることを示します。

Introduction

鉄筋の腐食はコンクリート構造物の劣化の主な理由の 1 つです、コンクリートの中性化や塩化物の侵入によって引き起こされます。コンクリートの中性化で腐食による; 一般化する傾向があります。塩化物の侵入中よりローカライズされた1,2になります原因が何であるかに関係なく腐食腐食生成物の半径方向の膨張から表層コンクリートの亀裂、鋼棒とその周辺のコンクリートの付着を劣化、バーに浸透し、表面し、バーが減少断面積かなり3,4

ため非-構造体コンクリートとサービス環境の変動の同質性、鋼棒の腐食発生しますランダムに表面に、その長さに沿って大きな不確実性と。コンクリートの中性化によって引き起こされる一般的な均一腐食、反して塩化物の侵入による孔食腐食攻撃侵入が発生します。さらに、それはバーの間で大きく変化する腐食バーの残留のセクションを引き起こす表面と長さ。その結果、バーの強さとバーの延性低下。バー、5,6,7,8,9,10,鋼の機械的性質に及ぼす腐食の影響を研究する広範な研究を行った11,12,13,14,15。ただし、以下の注意は、形態学的パラメーターの測定方法と鉄筋腐食特性を与えられています。

一部の研究者は、5,1011,14鉄筋の腐食量を評価するための質量欠損を使用しています。ただし、このメソッドはのみ残留のセクションの平均値を決定する使用でき、その長さに沿ってセクションの分布を測定することはできません。朱とフランコは、一連の短いセグメントに 1 つの鋼棒を切断し、各セグメントの長さ13,14に沿って残留セクションの区域のバリエーションを特定の重量を量るこのメソッドを改善しています。ただし、このメソッドは、カット中に鋼材の余分な損失を引き起こす、正確には、腐食のバーの最小残留断面を触れない耐力支配します。14,15棒鋼の幾何学的パラメーターの測定、ノギスもされます。ただし、腐食バー部の残留は非常に定期的と常に腐食したバーの断面寸法の測定と実際の間重要な偏差があります。アルキメデスの原理に基づき、クラークは、その長さに沿って腐食バー部の残留を測定する排水法を採用したが、バーの変位はこのケース11に大幅な精度がなく手動で制御します。李は、鋼棒の変位を自動的に制御する電気モーターを使用してこの排水法を改善し、測定結果より正確に16。最後に、このメソッドは過去数年間、3 d スキャン テクノロジの開発と、17,18,19,20鉄筋の幾何学的寸法を測定するために使用されています。3 D スキャン、直径、残留エリア、重心、偏心、慣性モーメント、および使用鋼棒の腐食浸透を正確に取得できます。研究者は、さまざまな実験的設定でこれらのメソッドを使用して、されていない比較と適用性、適合性、精度に関しての方法の評価。

耐食性、特に耐孔食性、腐食、一般化と比較してだけでなく腐食鉄筋の機械的性質の変化、また残留を支持力とコンクリート構造物の寿命を減少させます。小節の長さに沿って腐食の空間的変動の腐食した鋼棒の形態学的パラメーターのより正確な測定は、バーの機械的性質のより合理的な評価にとても重要です。これは安全性と腐食した鉄筋コンクリート (RC) 構造物の信頼性評価を助けるより正確に21,22,23,24,25,26 ,27,28,29

このプロトコルは、ジオメトリと鋼棒の腐食量を測定するため 5 つの議論の方法を比較します。シングル、長さ 500 mm、14 mm、プレーン丸棒試料として使用され、ラボで腐食を受けます。形態と腐食のレベルを前に、質量損失、ノギス、排水測定、3 D スキャン、x 線マイクロ コンピューター断層撮影 (XCT) など、各メソッドを使用した後慎重に測定しました。最後に、適用性とそれぞれの適合性を評価しました。

それはする必要があります、リブ付きのバーがコンクリートに埋め込まれたことを指摘、空気にさらされていないプレーン バーがや使用されるコンクリート構造物腐食を受けます。リブのバーのノギスがありますように簡単には適用されません。これらのバーは、コンクリートの腐食、ので彼らの表面の浸透が不規則な方11の空気にさらされているバーと比較しています。ただし、このプロトコルは同じバー上の異なる測定方法の分析の適用を目指しています。したがってのそれ、標本として裸プレーン バーを使用して、形態学的パラメーター測定に肋骨とコンクリートの非均質性の影響を除去します。他の方法を使用して腐食したリブ付きバーの測定でさらに作業は、将来的に実施される可能性があります。

Protocol

1. テスト試料と製造工程 長さ 500 mm、14 mm 径プレーン (グレード Q235) 鉄筋を取得試験片の製造のため。 バーの表面研磨表面のスケール細かいサンドペーパーを使用して工場を削除します。 切断機を使用して, の図 1に示すように、30 mm と、左端から 470 mm のバーをカットします。 材、デジタル電子スケールを使用して 3 つの重?…

Representative Results

図 6は、0 °、45 °、90 °、135 ° ノギスを用いてその長さに沿って各セクションの角度で 500 mm バーの長い非腐食試験片の直径を示します。バーは、図 1に示すように、3 つの部分にカットされました。 図 7は、非-腐食材それぞれ 4 つと 5 つの方法を用いてそ…

Discussion

図 6Aおよび6B非-腐食試料の測定径が、その長さに沿って大幅変化しないことを示します。最大の違いバーに沿って測定した径間長は約 0.11 mm で最大偏差は 0.7%。これは非腐食のバーのジオメトリ評価できるということも、ノギスを使用してを示します。ただし、同じ断面積の異なる角度で測定した直径は互いから一貫して、かなり異なります。指定したバー…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

深セン大学で著者は大きく中国の国家自然科学基金 (許可番号 51520105012、51278303)、(キー) プロジェクトの教育省広東省の財政的な支援を認めます。(No.2014KZDXM051). 彼らも耐久広東地方キー研究所海洋土木、土木大学深圳大学テストの施設・設備を提供するために感謝します。

Materials

Supplies
Plastic ruler Deli Group Co.,Ltd. No.6240
white paint pen SINO PATH Enterprises.,Ltd. SP-110
Tube with Branch Customized-made
Measurement cylinder Beijing Huake Bomex Glass Co., Ltd.
500mL Beaker Beijing Huake Bomex Glass Co. , Ltd. CP-201
sandpaper Shanghai Noon Decoration Material Co., Ltd. P04
white developer SHANGHAI XINMEIDA FLAW DETECTION MATERIAL CO., LTD. FA-5
Reagents
epoxy resin adhesive Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd. DY·E·44
epoxy hardener Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd. DY·EP
HCl Dongguan Dongjiang Chemical Reagent Co., Ltd. AR-2500ml
saturated lime water Xilong Chemical Co., Ltd. AR-500g
Equipment
Digital electronic scale Kaifeng Group Co., Ltd. Model JCS-0040
Digital vernier caliper Shanghai Measuring & Cutting Tool Works Co., Ltd. Model ST-089-229-090
Cutting machine Robert Bosch GmbH TCO2000
3D reconstructed X-ray microscope XRADIA Model MICROXCT-400
3D scanner HOLON Three-dimensional Technology(Shenzhen) Co.,Ltd. Model HL-3DX+
Electromechanical Universal Testing Machine MTS SYSTEMS (China) Co., Ltd. Model C64.305

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Cite This Article
Li, D., Li, P., Du, Y., Wei, R. Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars. J. Vis. Exp. (141), e57859, doi:10.3791/57859 (2018).

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