Name: experimental protocol to determine the chloride threshold value for corrosion in samples taken from reinforced concrete structures
Uploaded: 2017-08-31T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min
Description: Watch this Scientific Journal Video about Experimental Protocol to Determine the Chloride Threshold Value for Corrosion in Samples Taken from Reinforced Concrete Structures at JoVE.com

העבודה המתוארות כאן מומנה בחלקה למשרד הדרכים הפדרלי השוויצרי (פרוייקט מחקר AGB2012/010). אנו מאוד להכיר את התמיכה הכספית.

<ol>
	<li>Bertolini, L., Elsener, B., Pedeferri, P., Redaelli, E., Polder, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair. 2nd edn. , (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Development of an holistic approach to ensure the durability of new concrete construction. , (1997).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Condition+control+and+assessment+of+reinforced+concrete+structures+exposed+to+corrosive+environments.">Condition control and assessment of reinforced concrete structures exposed to corrosive environments.</a> F&#233;d&#233;ration Internationale du B&#233;ton (fib). , (2011).</li><li>Angst, U. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Present+and+future+durability+challenges+for+reinforced+concrete+structures.">Present and future durability challenges for reinforced concrete structures.</a> Mater. Corros. 63 (12), 1047-1051 (2012).</li><li>Angst, U., Elsener, B., Larsen, C. K., Vennesland, &. #. 2. 1. 6. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+chloride+content+in+reinforced+concrete+-+A+review.">Critical chloride content in reinforced concrete - A review.</a> Cem. Concr. Res. 39 (12), 1122-1138 (2009).</li><li>Breit, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zum+Ansatz+eines+kritischen+Chloridgehaltes+bei+Stahlbetonbauwerken.">Zum Ansatz eines kritischen Chloridgehaltes bei Stahlbetonbauwerken.</a> Beton- und Stahlbetonbau. (5), 290-298 (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=European+Standard+EN14629:+Products+and+systems+for+the+protection+and+repair+of+concrete+structures+-+Test+methods+-+Determination+of+chloride+content+in+hardened+concrete.">European Standard EN14629: Products and systems for the protection and repair of concrete structures - Test methods - Determination of chloride content in hardened concrete.</a> European Committee for Standardization. , (2007).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ASTM+C1152+Standard+Test+Method+for+Acid-Soluble+Chloride+in+Mortar+and+Concrete.">ASTM C1152 Standard Test Method for Acid-Soluble Chloride in Mortar and Concrete.</a> ASTM International. , (2012).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SIA+269/2:2011+Erhaltung+von+Tragwerken+-+Betonbau.">SIA 269/2:2011 Erhaltung von Tragwerken - Betonbau.</a> Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein SIA. , (2011).</li><li>Draft, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Draft+recommendation+for+repair+strategies+for+concrete+structures+damaged+by+reinforcement+corrosion.">Draft recommendation for repair strategies for concrete structures damaged by reinforcement corrosion.</a> Mater Struct. 27, 415-436 (1994).</li><li>Broomfield, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Corrosion of Steel in Concrete: Understanding, Investigation and Repair. 2nd edn. , (2006).</li><li>Richartz, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Die+Bindung+von+Chlorid+bei+der+Zementerh&#228;rtung.">Die Bindung von Chlorid bei der Zementerh&#228;rtung.</a> Zement-Kalk-Gips. 10, 447-456 (1969).</li><li>Vassie, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reinforcement+corrosion+and+the+durability+of+concrete+bridges.">Reinforcement corrosion and the durability of concrete bridges.</a> Proc. Inst. Civ. Eng. Part 1. 76, 713-723 (1984).</li><li>Angst, U. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+steel-concrete+interface.">The steel-concrete interface.</a> Mater. Struct. 50 (2), 143 (2017).</li><li>Polder, R. B., Peelen, W. H. A., Courage, W. M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-traditional+assessment+and+maintenance+methods+for+aging+concrete+structures+-+technical+and+non-technical+issues.">Non-traditional assessment and maintenance methods for aging concrete structures - technical and non-technical issues.</a> Mater. Corros. 63 (12), 1147-1153 (2012).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+Test+Method+for+Corrosion+Potentials+of+Uncoated+Reinforcing+Steel+in+Concrete.">Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete.</a> ASTM International. , (2015).</li><li>Planung, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SIA+2006:2013+Planung+Durchf&#252;hrung+und+Interpretation+der+Potenzialmessung+an+Stahlbetonbauten.">SIA 2006:2013 Planung Durchf&#252;hrung und Interpretation der Potenzialmessung an Stahlbetonbauten.</a> Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein SIA. , (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=B3:+Merkblatt+f&#252;r+Elektrochemische+Potentialmessungen+zur+Detektion+von+Bewehrungsstahlkorrosion.">B3: Merkblatt f&#252;r Elektrochemische Potentialmessungen zur Detektion von Bewehrungsstahlkorrosion.</a> Deutsche Gesellschaft f&#252;r Zerst&#246;rungsfreie Pr&#252;fung DGZfP. , (2014).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=B2:+Merkblatt+zur+zerst&#246;rungsfreien+Betondeckungsmessung+und+Bewehrungsortung+an+Stahl-+und+Spannbetonbauteilen.">B2: Merkblatt zur zerst&#246;rungsfreien Betondeckungsmessung und Bewehrungsortung an Stahl- und Spannbetonbauteilen.</a> Deutsche Gesellschaft f&#252;r Zerst&#246;rungsfreie Pr&#252;fung DGZfP. , (2014).</li><li>Soylev, T. A., Fran&#231;ois, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+of+steel-concrete+interface+and+corrosion+of+reinforcing+steel.">Quality of steel-concrete interface and corrosion of reinforcing steel.</a> Cem. Concr. Res. 33 (9), 1407-1415 (2003).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=European+Standard+EN+12504-1:2009+-+Testing+concrete+in+structures.+Cored+specimens.+Taking,+examining+and+testing+in+compression.">European Standard EN 12504-1:2009 - Testing concrete in structures. Cored specimens. Taking, examining and testing in compression.</a> European Committee for Standardization. , (2009).</li><li>Andrade, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Test+methods+for+on-site+corrosion+rate+measurement+of+steel+reinforcement+in+concrete+by+means+of+the+polarization+resistance+method.">Test methods for on-site corrosion rate measurement of steel reinforcement in concrete by means of the polarization resistance method.</a> Mater Struct. 37 (273), 623-643 (2004).</li><li>Angst, U., Vennesland, &. #. 2. 1. 6. ;., Myrdal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+potentials+as+source+of+error+in+electrochemical+measurements+in+concrete.">Diffusion potentials as source of error in electrochemical measurements in concrete.</a> Mater Struct. 42 (3), 365-375 (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=European+Standard+EN+14630:+Products+and+systems+for+the+protection+and+repair+of+concrete+structures+-+Test+methods+-+Determination+of+carbonation+depth+in+hardened+concrete+by+the+phenolphthalein+method.">European Standard EN 14630: Products and systems for the protection and repair of concrete structures - Test methods - Determination of carbonation depth in hardened concrete by the phenolphthalein method.</a> European Committee for Standardization. , (2006).</li><li>Gulikers, J., Andrade, C., Kropp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+and+Modelling+the+Chloride+Ingress+into+Concrete.">Testing and Modelling the Chloride Ingress into Concrete.</a> RILEM Proceedings PRO 19. , (2000).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ASTM+C1084+Standard+Test+Method+for+Portland-Cement+Content+of+Hardened+Hydraulic-Cement+Concrete.">ASTM C1084 Standard Test Method for Portland-Cement Content of Hardened Hydraulic-Cement Concrete.</a> ASTM International. , (2013).</li><li>Boschmann K&#228;thler, C., Angst, U. M., Wagner, M., Elsener, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+analysis+for+determination+of+cement+content+in+concrete+to+improve+accuracy+of+chloride+analyses.">Image analysis for determination of cement content in concrete to improve accuracy of chloride analyses.</a> Cem Concr Res. , (2017).</li><li>Angst, U., Wagner, M., Elsener, B., Leemann, A., Nygaard, P. v. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+to+determine+the+critical+chloride+content+of+existing+reinforced+structures.">Method to determine the critical chloride content of existing reinforced structures.</a> VSS report no. 677. , (2016).</li><li>Lambert, P., Page, C. L., Vassie, P. R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigations+of+reinforcement+corrosion:+Part+2+-+Electrochemical+monitoring+of+steel+in+chloride-contaminated+concrete.">Investigations of reinforcement corrosion: Part 2 - Electrochemical monitoring of steel in chloride-contaminated concrete.</a> Mater. Struct. 24 (143), 351-358 (1991).</li><li>Angst, U. M., Elsener, B., Larsen, C. K., Vennesland, &. #. 2. 1. 6. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chloride+induced+reinforcement+corrosion:+Electrochemical+monitoring+of+initiation+stage+and+chloride+threshold+values.">Chloride induced reinforcement corrosion: Electrochemical monitoring of initiation stage and chloride threshold values.</a> Corros. Sci. 53 (4), 1451-1464 (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> RILEM technical committee 235-CTC. , (2015).</li><li>Angst, U., Elsener, B., Larsen, C. K., Vennesland, &. #. 2. 1. 6. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chloride+induced+reinforcement+corrosion:+Rate+limiting+step+of+early+pitting+corrosion.">Chloride induced reinforcement corrosion: Rate limiting step of early pitting corrosion.</a> Electrochim Acta. 56 (17), 5877-5889 (2011).</li><li>Boubitsas, D., Tang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+reinforcement+steel+surface+condition+on+initiation+of+chloride+induced+corrosion.">The influence of reinforcement steel surface condition on initiation of chloride induced corrosion.</a> Mater Struct. 48 (8), 2641-2658 (2015).</li><li>Pacheco, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+of+steel+in+cracked+concrete+-+chloride+microanalysis+and+service+life+predictions.">Corrosion of steel in cracked concrete - chloride microanalysis and service life predictions.</a> TU Delft. , (2015).</li><li>Li, L., Sag&#252;&#233;s, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chloride+corrosion+threshold+of+reinforcing+steel+in+alkaline+solutions+-+Effect+of+specimen+size.">Chloride corrosion threshold of reinforcing steel in alkaline solutions - Effect of specimen size.</a> Corros. 60 (2), 195-202 (2004).</li><li>Angst, U., R&#248;nnquist, A., Elsener, B., Larsen, C. K., Vennesland, &. #. 2. 1. 6. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probabilistic+considerations+on+the+effect+of+specimen+size+on+the+critical+chloride+content+in+reinforced+concrete.">Probabilistic considerations on the effect of specimen size on the critical chloride content in reinforced concrete.</a> Corros. Sci. 53 (1), 177-187 (2011).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

השלבים הקריטיים ביותר להצלחת פרוטוקול הניסוי המוצע כדי לקבוע C.הסימנים החיוניים הם אלה לרבות האמצעים שננקטו כדי למנוע קורוזיה שווא חניכה ופלדה אחרים בר end ההשפעות. בהקשר זה, מגוון רחב של גישות נבדקו, ביניהם פרוטוקול שדווחה כאן נמצאה להניב את התוצאות הכי טוב28. בבדיקות נוספות, גישה זו מותר להקטין את הקצב של חניכה שווא אל מתחת ל-10%. מצד אחד, זה הוא בשל ציפוי אזור הגבול של משטח בטון חשוף עם שרף אפוקסי, אשר מגביר האורך של תחבורה של כלורידים דרך הבטון על פס פלדה מסתיימת במידה ניכרת. מצד שני, החלפת הבטון המקורי ליד הבר פלדה הקצוות שלו צפופה, slurry cementitious אלקליין מאוד משמעותית משפר את עמידות בפני קורוזיה באזורים אלה. כזה מערכות, קרי, ציפוי הפלדה בר מסתיים עם שכבה של חומר פולימרי-השתנה cementitious הוכיחו מוצלח גם מחקרים אחרים,29,30.
היבט חשוב נוסף הוא הקריטריון לטקס החניכה קורוזיה. קריטריון זה מבוסס על הוועדה הטכנית RILEM TC-235 שמטרתו להמליץ על שיטת הבדיקה לשקילת Cהמדדים הקריטיים בדגימות שיוצרו ב מעבדה31. הרציונל הוא שזה ידוע היטב את היווצרות קורוזיה של פלדה unpolarized מוטבע במלט יתכנו על פני תקופה ארוכה של זמן ולא מוגדרים היטב מיידית30,32. פלדה באפשרותך להתחיל נירוסטה בריכוזים כלוריד נמוכה יחסית אך אם אלה אינם מסוגלים לקיים את תהליך קורוזיה, repassivation תתרחש, ההופך לכאורה על ידי גידול פוטנציאלי חזרה לשלב פסיבי הראשונית. אירועים כאלה depassivation-repassivation הם נצפו בדרך כלל דומה מחקרים30,33,34. ריכוז כלוריד נמדד במועד של קורוזיה יציב רלוונטי יותר לאימון יותר מהזמן שבו הסימנים הראשונים מאוד של סטיות אפשריות מרמת פסיבי ומצביעים. עם הקריטריון המוצע, C.הסימנים החיוניים מייצג את ריכוז כלוריד בו קורוזיה יוזם ומפיץ גם stably.
מגבלה של השיטה היא כי הדגימות הן קטנות יחסית, אשר עשויים להשפיע על תוצאות35,36. על מנת לנטרל את זה, הוא הציע להשתמש מספר גבוה יחסית של דגימות (אידיאלי 10). ברמת הביטחון תלויה ההתפלגות הסטטיסטית של C.הסימנים החיוניים באזור הבדיקה בפועל. לקבלת פרטים נוספים בהקשר זה, פנה להפנות36. מגבלה נוספת היא כי תנאי לחות החשיפה מעבדה עשויים להיות שונים מאלה של מבנה בפועל. לבסוף, הגילוי של קורוזיה חניכה ייתכן שתתקשה במקרים בהם הפוטנציאל בדרך כלל שלילי, כגון סיגים שהספורט או אחרים קלסרים המכילים סולפיד.
למיטב ידיעתנו, זו השיטה הראשונה של נחישותהמדדים הקריטיים Cבמבנים הנדסיים בשלב לפני קורוזיה חניכה. בניגוד ניסיון אמפירי של מבנים, אשר מעצם הגדרתו שהושג לאחר החניכה קורוזיה, ניתן להשתמש בשיטה זו כדי למדוד Cהמדדים הקריטיים עבור מבנים ספציפיים או חברים מבניים לפני קורוזיה השפלה מתרחשת ; לפיכך ניתן להשתמש בתוצאות כדי להעריך את הסיכון של קורוזיה (בעתיד) וכדי לחזות את הזמן שנותר כדי קורוזיה חניכה (שירות החיים מידול). לכן, בשיטה זו יש פוטנציאל לשמש חומר בדיקה, בדומה לשיטות הוקמה המשמשות לבדיקת מכני (חוזק, וכו ')
השיטה כיום חלה על מספר של תשתיות בטון שונה בשוויץ. זה להרחיב את הידע מוגבלות מאוד5 על הפצות סטטיסטי של C.הסימנים החיוניים במבנים. יתר על כן, זה לחשוף את ההשפעה של גורמים שונים כגון גיל המבנים, חומרי בניין בשימוש וכו ', ובכך לספק מידע חשוב עבור מהנדסים אזרחיים, מקבלי ההחלטות בניהול בתשתית.

קורוזיה של ברזל בבטון, המופעלות על-ידי החדירה של כלורידים דרך הבטון הוא הגורם השכיח ביותר של השפלה מוקדמת של מבני בטון מחוזק, ולחוצה מראש, וכך מציג את אחד האתגרים החשובים ביותר ב הנדסה אזרחית1,2,3,4. המדינות המתועשות בדרך כלל יש מלאי גדול של ההזדקנות תשתיות בטון, שנבנה במחצית השנייה של המאה הקודמת, ובכך עם היסטוריה של עשרות שנים של חשיפה האקלים ימית או להסיר קרח מכנפי מלחי בשימוש בכבישים. היכולת להעריך באופן אמין שהתנאי של מבנים אלה, קרי, את הסיכון עבור קורוזיה, מהווה את הבסיס לתכנון עבודות תחזוקה, לניהול תשתיות, באופן כללי.
הגישה הוקמה בהנדסה לניהול כלוריד-induced קורוזיה הפלדה בבטון מבוסס על כלוריד סף הערך (הנקרא גם קריטי כלוריד תוכן, C.הסימנים החיוניים)1,5, 6. לפי תפיסה זאת, קורוזיה חניכה נחשב להתרחש ברגע ריכוז כלוריד בבטון על פני פלדה חורג את הסףהמדדים הקריטיים C. לפיכך, הערכת המצב של מבנים קיימים, הערכת חיי השירות נותרת בדרך כלל להסתמך על קביעת התכנים כלוריד בעומקים שונים בבטון, במיוחד בעומק של הפלדה חיזוק מוטבע. מספר שיטות מתוקננת ואמין קיים כדי למדוד את ריכוז כלוריד בדגימות של בטון7,8. השוואת תוצאות C.הסימנים החיוניים מספקת הבסיס להערכת הסיכון קורוזיה ותכנון הסוג וההיקף של אמצעים לתיקון. עם זאת, גישה זו דורשת ידע של C.הסימנים החיוניים.
סטנדרטים בינלאומיים שונים, המלצות, כמו גם טקסט ספרים, ערכים stipulate Cהמדדים הקריטיים1,3,9,10,11. אלה הם בדרך כלל בסביבות 0.4% כלוריד לפי משקל של מלט, בהתבסס על ניסיון לטווח ארוך או מוקדם ללימודי12,13. עם זאת, ידוע כי ההתנגדות בפועל נגד ג.מעידות על מבנה או חבר מבני מסוים מושפעת מאד החומרים אשר השתמשו בהם, גיל המבנה, וכן חשיפה היסטוריה ותנאים1 , 5. לפיכך, זה מקובל כי ניסיון ממבנה אחד יש להחיל רק מבנים אחרים במשנה זהירות.
למרות זאת, מקובל הנדסה תרגול השימוש Cהמדדים הקריטיים הערכים, עצמאית של המבנה בפועל. זו יכולה להיות מוסברת על ידי הפיזור ענק של C.הסימנים החיוניים בספרות על ידי חוסר של שיטות אמין לקביעת Cהמדדים הקריטיים באתר וב -מעבדה5. הגישה של באמצעות ערכי הסף ייערכו הערכות עמידות מנוגדת שיקולים מבניים תוך הערכות מצב של ההזדקנות מבני הבטון. במקרה האחרון, קיימים מספר שיטות מבחנים כדי לקבוע תכונות מכניות, כגון עוצמת החומרים במבנה (בטון, חיזוק פלדה), שישמש בחישובים של ההתנהגות מבנית.
בעבודה זו, מוצג טיפול נסיוני כדי לקבוע Cמעידות על דגימות שנלקחו מבנים הנדסיים. הגישה מבוססת על קידוח ליבות של בטון מזוין בחלקים של מבני הבטון איפה קורוזיה לא ובכל זאת יזם. דגימות אלה מועברים למעבדה איפה הם נידונים מבחן מואצת קורוזיה על מנת ללמוד את התנאים לטקס החניכה קורוזיה. היתרון העיקרי של השיטה המוצעת היא כי הדגימות נובעות מבנים ובכך בנספח התנאים אמיתי בדבר מספר פרמטרים אשר ידועים היטב במידה רבה ההשפעה Cהמדדים הקריטיים , אשר לא יכול להיות representatively חיקה דגימות המיוצר במעבדה. זה כולל את הסוג, גיל הבטון (צעיר מעבדה בטון נגד בטון המיוצר באתר בוגר), סוג, משטח מצב חיזוק פלדה בשימוש בזמן הבנייה, ובאופן כללי, את המאפיינים של הבטון פלדה ממשק14. יחד עם הדיוק של שיטות מדידה במעבדה, גישה זו מאפשרת קביעת אמין Cהמדדים הקריטיים עבור מבנים ספציפיים או חברים מבנית.
היישום של הפרוטוקול המוצע הנדסה בפועל - לעומת מנהג נפוץ של באמצעות ערך קבוע עבור C.הסימנים החיוניים - לשפר את הדיוק של הערכות מצב והכוח חזוי של מודלים כדי לנתח חיי השירות הנותרים. עליית חזקה צפויה עבודות תיקון תשתיות שלנו בנוי מעל ה-בעשורים הקרובים15 מהווה צורך דחוף כזה שיפור הנדסי של נירוסטה תשתיות.

<table><tbody><tr><td>Stranded wire</td><td></td><td></td><td>cross section at least 0.50 mm&amp;sup2;; ideally copper wire, tin plated</td></tr><tr><td>Self-tapping metal screw</td><td></td><td></td><td>any suitable self-tapping screw, typically of length 4 - 5 mm and diameter around 2.5 mm</td></tr><tr><td>Ring cable lug</td><td></td><td></td><td>suitable to connect screw and cable</td></tr><tr><td>SikaTop Seal-107</td><td>Sika</td><td></td><td>two-part polymer modified cementitious waterproof mortar slurry</td></tr><tr><td>Epoflex 816 L</td><td>Adisa</td><td></td><td>epoxy coating</td></tr><tr><td>Exposure tank</td><td></td><td></td><td>any suitable tank (&lt;em&gt;e.g.&lt;/em&gt; rako box) with a lid;&amp;nbsp; sufficiently large for exposing the samples</td></tr><tr><td>Reference electrode</td><td></td><td></td><td>Any stable reference electrode suitable for continuous immersion in sodium chloride solution</td></tr><tr><td>Tap water</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sodium chloride</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Data logger</td><td></td><td></td><td>any device able to monitor the potentials of all samples vs. the reference electrode at the specified interval (input impedance &gt;10E7 Ohm)</td></tr></tbody></table>

experimental protocol to determine the chloride threshold value for corrosion in samples taken from reinforced concrete structures

תהליך ההזדקנות של תשתית בטון מזוין במדינות המפותחות כופה צורך דחוף שיטות להעריך בצורה אמינה את התנאי של מבנים אלה. קורוזיה של פלדה חיזוק מוטבע הוא הגורם השכיח ביותר של השפלה. בזמן ידוע היטב כי היכולת של מבנה לקורוזיה תלויה בחריפות גורמים כגון החומרים אשר השתמשו בהם או הגיל, זה מנהג נפוץ להסתמך על סף ערכי תקנים כאמור או ספרי לימוד. אלו ערכי סף עבור קורוזיה חניכה (C.הסימנים החיוניים) אינם תלויים מאפייני מבנה מסוים, אשר בבירור מגביל את הדיוק של הערכות מצב ותחזיות חיי השירות בפועל. המנהג של שימוש הערכים ניתן לייחס חוסר של שיטות אמין לקביעת Cהמדדים הקריטיים באתר, במעבדה.
כאן, טיפול נסיוני כדי לקבוע Cהמדדים הקריטיים עבור מבנים הנדסיים בודדים או חברים מבניים מוצג. מספר דגימות בטון מזוין לקוחים מתוך מבנים, ביצוע בדיקות מעבדה קורוזיה. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא כי זה מבטיח תנאי אמיתי לגבי הפרמטרים ידועים היטב להשפיע במידה רבה על C.הסימנים החיוניים, כגון הממשק פלדה בטון, אשר לא יכול להיות חיקה representatively ב דגימות המיוצר במעבדה. במקביל, הבדיקה מואצת קורוזיה במעבדה היתרים הקביעה אמין של C.הסימנים החיוניים לפני חניכה קורוזיה על המבנה שנבדקו; זהו יתרון גדול על כל נפוצות תנאי הערכת שיטות המתירים רק את הערכת התנאים עבור קורוזיה לאחר החניכה, דהיינו, כאשר המבנה כבר פגום.
הפרוטוקול מניב התפלגות סטטיסטית של C.הסימנים החיוניים עבור המבנה שנבדקו. זה מהווה בסיס עבור מודלים של חיזוי הסתברותית הזמן שנותר בפני קורוזיה, אשר נדרש עבור תכנון תחזוקה. ניתן להשתמש בשיטה זו פוטנציאל בבדיקת חומרים של תשתיות אזרחיות, דומה הוקמה שיטות המשמשות לבדיקת מכני.

איור 7 מציגה פוטנציאל פלדה טיפוסי להשגחה במהלך החשיפה כלוריד במעבדה. שתי הדוגמאות מציגות הפוטנציאל עשויים להוריד באופן משמעותי בתוך זמן קצר מאוד, אבל כי התהליך קורוזיה אולי עדיין stably הופצה, ההופך לכאורה דרך עלייה של הפוטנציאל לכיוון רמת פסיבי הראשונית שלו. ב פרוטוקול זה, תקופת חניכה קורוזיה, כלומר, הזמן שבו חשיפה מופסק, C.הסימנים החיוניים נקבע, מוגדרת על-ידי ירידה פוטנציאלית מסומן ואחריו 10 ימים של פוטנציאל שלילי (ראה סעיף 3.5.2 ו- דיון לפרטים נוספים).
מקובל כי זה עלול לקחת מספר חודשים עד קורוזיה יציב החניכה מתרחשת. זה גם תלוי בתוכן כלוריד הראשונית כבר נוכח הבטון כאשר הדוגמאות לקוחים מן המבנים. במקרים מסוימים של הניסויים שנערכו עד כה, זה לקח יותר מ 1 שנה עד קורוזיה יזם.
איור 8 מראה דוגמה של Cהמדדים הקריטיים נמדד 11 דגימות שנלקחו יותר מאשר בן 40 למנהרת בהרי האלפים השוויצרים. כל דוגמאות אלה היו שנלקחו בתוך אזור של 1-2 מ'2, ולכן ככל הנראה זהה המיוצר ונחשף. בדוגמה זו, התוכן כלוריד על פני השטח פלדה בזמנו של הדגימה היה זניח. בנוסף, החלק הקדמי carbonation היה עדיין רחוק מלהיות השטח פלדה.
איור 9 מציגה שתי דוגמאות איפה הפלדה פוטנציאליים ירידה חריפה עם חשיפה לפתרון ללא כלוריד. באחד המקרים הספציפיים הללו, במהלך הבדיקה (הרס) עוקבות של המדגם התברר כי הבטון בעומק פלדה כבר היה מוגז. עם ההגעה של מים על פני השטח פלדה, תהליך קורוזיה ולכן מיד התחיל. במקרה השני, קורוזיה שווא חניכה אירע אחד של הפלדה בר מסתיים.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig1.jpg"> 
איור 1 . שרטוט סכמטי של נלקחה הדגימה מבנה, אלייך במעבדה: () core בטון עם כלי מוטבע של חיזוק פלדה; (b) הפחתת מכסה בטון בצד החשוף, בצד האחורי על ידי חיתוך יהלום water-cooled; (ג) פלדה בר הגנה הקצה על-ידי הסרת מבטון סביב הפלדה ומחליפים אותו עם מלט צפיפות גבוהה ההדבקה/פצצות מרגמה, ציפוי אפוקסי הבאים; (ד)-ציפוי אפוקסי על פניהם לרוחב ועל אזורי הקצה של משטח בטון חשוף. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig2.jpg"> 
איור 2 . ציור סכמטי של ההתקנה עבור הבדיקה קורוזיה במעבדה. זה מראה את המיקום של הדגימות במיכל חשיפה. מפרידי משמשים כדי להבטיח מגע לפתרון חשיפה מהמשטח התחתון הדגימה. כל הדגימות מחוברים לוגר נתונים, מדידת הפוטנציאל של כל מדגם לעומת אלקטרודה הפניה בהפתרון חשיפה. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig3.jpg"> 
איור 3 . שרטוט סכמטי של הזמן-וצמחתי אפשרי של פלדה פוטנציאליים הממחיש את הקריטריון לטקס החניכה קורוזיה. בשלב 1, פוטנציאל לקפוץ פחות מ 150 mV הראשונית "רמת פסיבי" מתרחשת; בשלב 2, פוטנציאל לקפוץ לפחות 150 mV מתרחשת, אשר מלווה repassivation; בשלב 3, פוטנציאל ירידה לפחות 150 mV מתרחשת (במרחק מקסימום של 5 ימים) ואת רמת פוטנציאל שלילי מושגת מתמשכת במשך 10 ימים. ב tini, למשוך את הדגימה הפתרון חשיפה. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig4.jpg"> 
איור 4 . ציור סכמטי הממחישות החיתוך ופיצול של המדגם בטון לאחר גילוי של קורוזיה חניכה. ראשית, "תעלה" נחתך מן הצד האחורי, במקביל על פס פלדה. על-ידי הוספת באזמל או כלי דומה, התעלה ניתן לפצל את הדגימה כפי שצוין על ידי החצים. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig5.jpg"> 
איור 5 . תמונות הממחישות דגימת לאחר החניכה קורוזיה. () שני החצאים של המדגם לאחר פיצול, ו- (b) חלודה ספוט הנראים להשמיד את פני השטח לאחר החניכה קורוזיה. תמונות מדגימות שונות. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig6.jpg"> 
איור 6 . סכמטי בציור הממחישות הדגימה ניתוח כלוריד לאחר קורוזיה לחניכה: () להסרת חלקי מצופה אפוקסי של פיצול גרעין בטון (סגול = חיתוך מטוסים); (b) הסרת מכסה בטון עד 2 מ מ מעל פני השטח פלדה (סגול = המטוס חיתוך); (ג) כותש מרווח עומק של + /-2 מ מ של הפלדה בר עומק כיסוי (אדום = נפח שנדגמו). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 7" class="xf alt="Figure 7" class=""></img alt="Figure 7" class="xf>igimg"src="/files/ftp_upload/56229/56229fig7.jpg"/ > 
איור 7 . נציג דוגמאות נמדד פוטנציאל לעומת זמן עקומות. בדרך כלל מבוטא פוטנציאליים טיפות שעשוי להיות מלווה גידול פוטנציאלי (repassivation) עד חניכה קורוזיה יציבה על פי הקריטריון המוצע סוף סוף יוזם. () מציג מקרה שבו הפוטנציאל מייצבת רמה שלילית, (b) הוא דוגמה איפה הפוטנציאל ממשיך ופוחת במשך תקופה למדה של 10 ימים. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig8.jpg"> 
איור 8 . דוגמה Cהמדדים הקריטיים מדוד ב 11 הצילום דגימות מאזור בתוך קטן בטון יותר מ 40 שנה הכביש הישן מנהרה בהרי האלפים השוויצרים. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig9.jpg"> 
איור 9 . דוגמאות של פוטנציאל מסומן מקטין באופן מיידי עם חשיפה בפתרון ללא כלוריד. במקרה אחד, הבטון בעומק פלדה היה כבר מוגז, ובכך עם ההגעה של מים על פני השטח פלדה, תהליך קורוזיה מיד התחיל, המוביל לירידה חדה פוטנציאל. במקרה השני, קורוזיה שווא חניכה אירע אחד של הפלדה בר מסתיים כאן אשר הובילה ירידה הדרגתית יותר פוטנציאל. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Protocol to Determine the Chloride Threshold Value for Corrosion in Samples Taken from Reinforced Concrete Structures at JoVE.com

Experimental Protocol to Determine the Chloride Threshold Value for Corrosion in Samples Taken from Reinforced Concrete Structures

אנו מציעים שיטה למדידת פרמטר שהוא מאוד רלוונטי עבור הערכות קורוזיה או תחזיות של מבני בטון מזוין, עם היתרון העיקרי של התרת בדיקה של דגימות מבנים הנדסיים. פעולה זו מבטיחה תנאי אמיתי-הממשק פלדה בטון, אשר חיוני כדי להימנע חפצים של דגימות מעבדה-עשה.

נסיוני כדי לקבוע את ערך הסף כלוריד עבור קורוזיה בדגימות שנלקחו מבני בטון מזוין

The aging of reinforced concrete infrastructure in developed countries imposes an urgent need for methods to reliably assess the condition of these ...

experimental-protocol-to-determine-chloride-threshold-value-for

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Engineering

Unit 1

Permeability of Concrete

SCIENTISTS IN ACTION

15.3K Views.  ETH Zurich. אנו מציעים שיטה למדידת פרמטר שהוא מאוד רלוונטי עבור הערכות קורוזיה או תחזיות של מבני בטון מזוין, עם היתרון העיקרי של התרת בדיקה של דגימות מבנים הנדסיים. פעולה זו מבטיחה תנאי אמיתי-הממשק פלדה בטון, אשר חיוני כדי להימנע חפצים של דגימות מעבדה-עשה.

Video: Experimental Protocol to Determine the Chloride Threshold Value for Corrosion in Samples Taken from Reinforced Concrete Structures

Potentiodynamic Corrosion Testing

Different metallic materials have different polarization characteristics as dictated by the open circuit potential, breakdown potential, and passivation potential of the material. The detection of these electrochemical parameters identifies the corrosion factors of a material. A reliable and well-functioning corrosion system is required to achieve this.
Corrosion of the samples was achieved via a potentiodynamic polarization technique employing a three-electrode configuration, consisting of reference, counter, and working electrodes. Prior to commencement a baseline potential is obtained. Following the stabilization of the corrosion potential (Ecorr), the applied potential is ramped at a slow rate in the positive direction relative to the reference electrode. The working electrode was a stainless steel screw. The reference electrode was a standard Ag/AgCl. The counter electrode used was a platinum mesh. Having a reliable and well-functioning in vitro corrosion system to test biomaterials provides an in-expensive technique that allows for the systematic characterization of the material by determining the breakdown potential, to further understand the material's response to corrosion. The goal of the protocol is to set up and run an in vitro potentiodynamic corrosion system to analyze pitting corrosion for small metallic medical devices.

Here, we present a protocol to set up and run an in vitro potentiodynamic corrosion system to analyze pitting corrosion for small metallic medical devices.

Potentiodynamic בדיקת קורוזיה

Different metallic materials have different polarization characteristics as dictated by the open circuit potential, breakdown potential, and passivation ...

Environment

Dynamic Electrochemical Measurement of Chloride Ions

This protocol describes the dynamic measurement of chloride ions using the transition time of a silver silver chloride (Ag/AgCl) electrode. Silver silver chloride electrode is used extensively for potentiometric measurement of chloride ions concentration in electrolyte. In this measurement, long-term and continuous monitoring is limited due to the inherent drift and the requirement of a stable reference electrode. We utilized the chronopotentiometric approach to minimize drift and avoid the use of a conventional reference electrode. A galvanostatic pulse is applied to an Ag/AgCl electrode which initiates a faradic reaction depleting the Cl&#713; ions near the electrode surface. The transition time, which is the time to completely deplete the ions near the electrode surface, is a function of the ion concentration, given by the Nernst equation. The square root of the transition time is in linear relation to the chloride ion concentration. Drift of the response over two weeks is negligible (59 &#181;M/day) when measuring 1 mM [Cl&#713;]using a current pulse of 10 Am-2. This is a dynamic measurement where the moment of transition time determines the response and thus is independent of the absolute potential. Any metal wire can be used as a pseudo-reference electrode, making this approach feasible for long-term measurement inside concrete structures.

Dynamic measurement of chloride ions is presented. Transition time of an Ag/AgCl electrode, during a chronopotentiometric technique, can give the concentration of chloride ions in electrolyte. This method does not require a stable conventional reference electrode.

מדידת אלקטרוכימיות הדינמית של יוני כלוריד

This protocol describes the dynamic measurement of chloride ions using the transition time of a silver silver chloride (Ag/AgCl) electrode. Silver silver ...

Chemistry

Metal Corrosion and the Efficiency of Corrosion Inhibitors in Less Conductive Media

Material corrosion can be a limiting factor for different materials in many applications. Thus, it is necessary to better understand corrosion processes, prevent them and minimize the damages associated with them. One of the most important characteristics of corrosion processes is the corrosion rate. The measurement of corrosion rates is often very difficult or even impossible especially in less conductive, non-aqueous environments such as biofuels. Here, we present five different methods for the determination of corrosion rates and the efficiency of anti-corrosion protection in biofuels: (i) a static test, (ii) a dynamic test, (iii) a static test with a reflux cooler and electrochemical measurements (iv) in a two-electrode arrangement and (v) in a three-electrode arrangement. The static test is advantageous due to its low demands on material and instrumental equipment. The dynamic test allows for the testing of corrosion rates of metallic materials at more severe conditions. The static test with a reflux cooler allows for the testing in environments with higher viscosity (e.g., engine oils) at higher temperatures in the presence of oxidation or an inert atmosphere. The electrochemical measurements provide a more comprehensive view on corrosion processes. The presented cell geometries and arrangements (the two-electrode and three-electrode systems) make it possible to perform measurements in biofuel environments without base electrolytes that could have a negative impact on the results and load them with measurement errors. The presented methods make it possible to study the corrosion aggressiveness of an environment, the corrosion resistance of metallic materials, and the efficiency of corrosion inhibitors with representative and reproducible results. The results obtained using these methods can help to understand corrosion processes in more detail to minimize the damages caused by corrosion.

The testing of processes associated with material corrosion can often be difficult especially in non-aqueous environments. Here, we present different methods for short-term and long-term testing of corrosion behavior of non-aqueous environments such as biofuels, especially those containing bioethanol.

מתכת קורוזיה ואת היעילות של מעכבי קורוזיה בתקשורת פחות מוליך

Material corrosion can be a limiting factor for different materials in many applications. Thus, it is necessary to better understand corrosion processes, ...

Determining the Chemical Composition of Corrosion Inhibitor/Metal Interfaces with XPS: Minimizing Post Immersion Oxidation

An approach for acquiring more reliable X-ray photoelectron spectroscopy data from corrosion inhibitor/metal interfaces is described. More specifically, the focus is on metallic substrates immersed in acidic solutions containing organic corrosion inhibitors, as these systems can be particularly sensitive to oxidation following removal from solution. To minimize the likelihood of such degradation, samples are removed from solution within a glove box purged with inert gas, either N2 or Ar. The glove box is directly attached to the load-lock of the ultra-high vacuum X-ray photoelectron spectroscopy instrument, avoiding any exposure to the ambient laboratory atmosphere, and thus reducing the possibility of post immersion substrate oxidation. On this basis, one can be more certain that the X-ray photoelectron spectroscopy features observed are likely to be representative of the in situ submerged scenario, e.g. the oxidation state of the metal is not modified.

A protocol to avoid the oxidation of metallic substrates during sample transfer from an inhibited acidic solution to an X-ray photoelectron spectrometer is presented.

קביעת ההרכב הכימי של ממשקי קורוזיה מונעים / מתכת עם XPS: חמצון טבילת הודעת מזעור

An approach for acquiring more reliable X-ray photoelectron spectroscopy data from corrosion inhibitor/metal interfaces is described. More specifically, ...

Detecting the Water-soluble Chloride Distribution of Cement Paste in a High-precision Way

To improve the accuracy of the chloride distribution along the depth of cement paste under cyclic wet-dry conditions, a new method is proposed to obtain a high-precision chloride profile. Firstly, paste specimens are molded, cured, and exposed to cyclic wet-dry conditions. Then, powder samples at different specimen depths are grinded when the exposure age is reached. Finally, the water-soluble chloride content is detected using a silver nitrate titration method, and chloride profiles are plotted. The key to improving the accuracy of the chloride distribution along the depth is to exclude the error in the powderization, which is the most critical step for testing the distribution of chloride. Based on the above concept, the grinding method in this protocol can be used to grind powder samples automatically layer by layer from the surface inward, and it should be noted that a very thin grinding thickness (less than 0.5 mm) with a minimum error less than 0.04 mm can be obtained. The chloride profile obtained by this method better reflects the chloride distribution in specimens, which helps researchers to capture the distribution features that are often overlooked. Furthermore, this method can be applied to studies in the field of cement-based materials, which require high chloride distribution accuracy.

A protocol for obtaining a water-soluble chloride profile by using a high precision milling method is presented.

זיהוי ההתפלגות כלוריד מסיסים במים של מלט הדבקה בדרך ברמת דיוק גבוהה

To improve the accuracy of the chloride distribution along the depth of cement paste under cyclic wet-dry conditions, a new method is proposed to obtain a ...

Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly dominate the safety and performance of an existing concrete structure. As a result, it is important to measure the geometry and amount of corrosion of a steel bar in a structure properly to assess the residual bearing capacity and service life of the structure. This paper introduces and compares five different methods for measuring the geometry and amount of corrosion of a steel bar. A single 500 mm long and 14 mm diameter steel bar is the specimen that is subjected to accelerated corrosion in this protocol. Its morphology and the amount of corrosion were carefully measured before and after using mass loss measurements, a Vernier caliper, drainage measurements, 3D scanning, and X-ray micro-computed tomography (XCT). The applicability and suitability of these different methods were then evaluated. The results show that the Vernier caliper is the best choice for measuring the morphology of a non-corroded bar, while 3D scanning is the most suitable for quantifying the morphology of a corroded bar.

This paper measures the geometry and the amount of corrosion of a steel bar using different methods: mass loss, calipers, drainage measurements, 3D scanning, and X-ray micro-computed tomography (XCT).

ניתוח ישימות שיטות הערכה מורפולוגית פרמטרים של פסי פלדה מאוכלת

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly ...

Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, batteries, and biomedical devices, etc., impose great challenges on the reliable performance of alloys exposed to extreme conditions where mechanical and electrochemical attack co-exist. Finding ways for alloys to mitigate the combined attack of wear and corrosion (i.e., tribocorrosion) under such extreme conditions is thus highly critical for improving their reliability and service lifetime when used in such conditions. The challenge lies in the fact that wear and corrosion are not independent of each other, but rather work synergistically to accelerate the total material loss. Thus, a reliable method to evaluate the tribocorrosion resistance of metals and alloys is needed. Here, a protocol for measuring the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of Al-based bulk and thin film samples in a corrosive environment under room temperature is presented.

Here, we present a protocol to measure the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of thin film and bulk Al alloys in simulated sea water at room temperature.

קביעת קצב Tribocorrosion ואת הסינרגיה ללבישה-קורוזיה של סגסוגות אלומיניום בתפזורת ושכבות דקות

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, ...

Tests on Fresh Concrete

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
Concrete consists of two phases, a cement paste phase comprised of cement, water, and air, and an aggregate phase comprised of coarse and fine aggregates. There are two key considerations when designing a concrete mix. First, the concrete must be workable and easy to cast in the forms in its fresh condition, even when the forms are packed with steel reinforcement. In this condition, it is the rheology of concrete that is important. Second, the mix must produce a hardened concrete of specified strength at 28 days (or similar specified time) that is durable and provides good serviceability.
In this laboratory exercise, a method of concrete mixture proportioning, named the trial batch method, will be explored. The concrete produced will be used in conducting typical tests to determine the principal characteristics of fresh concrete, including slump, flowability, air content, and density. The trial batch method is a simple, empirical approach to mixture design.
The objectives of this experiment are fourfold: (1) to use the trial batch mix method to determine optimum proportions of aggregates, cement, and water for concrete to meet specified slump requirements, (2) to learn concrete mixing practice in a laboratory environment, (3) to observe the characteristic properties of fresh concrete, and (4) to prepare 4&#34;x8&#34; concrete cylinders for subsequent evaluation.

Testing Fresh Concrete by the Trial Batch Method

בדיקות על בטון טרי

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
Concrete consists of two phases, a cement ...

JoVE Science Education

Structural Engineering

Tests of Hardened Concrete in Tension

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
In a previous laboratory focused on concrete in compression, we observed that concrete can withstand very large stresses under uniaxial compressive forces. However, the failures observed were not compressive failures but failures along shear planes where maximum tensile forces occur. Thus, it is important to understand the behavior of concrete in tension and particularly its maximum strength as that will govern both its ultimate and service behavior. From the ultimate standpoint, combinations of tension and shear stresses will lead to cracking and immediate and catastrophic failure. For that reason, concrete is seldom if ever used in an unreinforced condition in structural applications; most concrete members will be reinforced with steel so that these cracks can be stopped and the crack widths limited. The latter is important from the serviceability standpoint because controlling crack widths and distribution is the key to durability, as this will impede deicing salts and similar chemicals from penetrating and corroding the reinforcing steel.
The objectives of this experiment are threefold: (1) to conduct tensile split cylinder tests to determine concrete tensile strength, (2) to conduct beam tests to determine concrete tensile strength, and (3) to demonstrate the influence of steel reinforcement on behavior by comparing the behavior of lightly reinforced beam with an unreinforced one.

Split Tension Test and Beam Tension Test for Hardened Concrete

בדיקות של בטון מוקשח במתח

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
In a previous laboratory focused on concrete ...

Corrosion of Reinforcement

The corrosion of steel reinforcement within concrete is a process influenced by the material&#39;s inherent properties and external factors. The high pH level of around 13, provided by calcium hydroxide present in concrete, initially protects the steel reinforcement by promoting the formation of a passive iron oxide layer on its surface.
However, over time and under certain conditions like carbonation, chloride ingress, and cracking this protective state can be compromised. Steel has areas with different electrochemical potentials, known as anodic and cathodic regions. The hydrated cement paste, containing salts, acts as an electrolyte that connects these regions. At the anodic regions, iron from the steel dissolves as positively charged ions into the electrolyte, while at the cathodic regions, electrons are consumed in reactions that involve water and oxygen from the surrounding concrete to produce hydroxyl ions.
These hydroxyl ions combine with the dissolved iron to create ferric hydroxide, which further oxidizes to become rust. The presence of chloride ions exacerbates this process, leading to localized pitting corrosion by forming hydrochloric acid that attacks the protective iron oxide layer. This corrosion can expand the steel, causing the concrete to crack and spall.
Preventative measures against the corrosion of steel reinforcement include using protective coatings such as epoxy or zinc on the steel itself or improving the concrete&#39;s quality to reduce its permeability, thereby hindering the ingress of corrosive agents.

קורוזיה של חיזוק

Inside a concrete mass, high alkalinity of calcium hydroxide with a pH of around 13 shields steel reinforcement from corrosion by creating a protective ...