Korozyon takviyeli beton yapılardan alınan örnekler içinde klorür eşik değerini belirlemek için deneysel protokol

Özet

Biz son derece alakalı korozyon Değerlendirmeler veya mühendislik yapıları örnekleri test izin ana avantajı ile betonarme yapıların Öngörüler için bir parametre ölçmek için bir yöntem öneriyorum. Bu laboratuvar yapımı örnekleri eserleri önlemek için çok önemli olan gerçek koşullar çelik-betonarme arayüz sağlar.

Özet

Betonarme altyapı gelişmiş ülkelerde yaşlanma yöntemleri güvenilir bir şekilde bu yapıların durumunu değerlendirmek için acil bir ihtiyaç getirir. Katıştırılmış güçlendiren çeliğin korozyon bozulma en sık nedenidir. Korozyona dayanıklı bir yapı güçlü kullanılan malzemeler gibi faktörler veya yaş üzerinde bağlıdır, güvenmek için yaygın bir uygulamadır bilinen iken eşik değerleri içinde öngörülen standartlar veya ders kitapları. Korozyon başlatma (C_crit) için bu eşik değerlerini açıkça durumu değerlendirmeler ve hizmet hayat Öngörüler doğruluğunu sınırlar bir belirli yapı gerçek özelliklerini bağımsızdır. Tablo değerleri kullanarak uygulama C_crit yerinde belirlemek için güvenilir yöntemlerden ve laboratuvarda olmadığı için takip edilebilir.

Burada, C_crit bireysel mühendislik yapıları veya yapı elemanları için belirlemek için deneysel bir protokol sunulmuştur. Betonarme örnekleri bir dizi yapılardan alınır ve korozyon laboratuvar testleri gerçekleştirilir. Gerçek koşullar büyük ölçüde C_Hematokrit, ampirik olarak taklit edemez çelik-betonarme arabirimi gibi etkilemek için bilinen parametreleri ile ilgili sağlar Bu yöntem büyük avantajı olduğunu Laboratuvar üretilen örnekler. Aynı zamanda, hızlandırılmış korozyon testi laboratuarda test yapısı üzerinde C_crit korozyon başlatma önce güvenilir belirlenmesi izin verir; Bu sadece zaman yapısı zaten hasarlı korozyon başlatma, Yani, sonra ilgili koşulları tahmin etme izni tüm ortak koşul değerlendirme yöntemleri üzerinde büyük bir avantaj sağlıyor.

Protokol C_crit test yapısı için istatistiksel dağılımı verir. Bu bakım planlama için gerekli olan korozyona, kalan süre olasılıkçı tahmin modelleri için bir temel olarak görür. Bu yöntem sivil altyapıları, kurulan yöntemleri mekanik test etmek için kullanılan benzer malzeme test kullanılabilir.

Giriş

Korozyon çelik beton, beton ile klorür penetrasyonu tetiklediği, güçlendirilmiş ve önceden stresli beton yapılar erken bozulması en sık nedeni ve böylece içinde en önemli sorunlardan biri sunar İnşaat Mühendisliği^1,2,3,4. Sanayileşmiş ülkelerde genellikle beton altyapıları, geçen yüzyılın ve böylece birkaç onlarca yıl deniz iklim veya deicing tuzları yollarda kullanılan maruz kalma öyküsü olan ikinci yarısında inşa yaşlanma büyük bir envanter var. Bu yapıların, Yani, risk durumu korozyon için güvenilir bir şekilde değerlendirmek için güçlü olmak, genel bakım çalışmaları planlama ve altyapı işletmesi için temel oluşturur.

Klorür kaynaklı çelik korozyon beton yönetmek için mühendislik kurulan yaklaşımda bir klorür eşik değeri (kritik klorür içerik, C_critda denir)¹'^,5, dayanmaktadır ⁶. bu kavram göre beton çelik yüzeyde klorür konsantrasyon C_crit eşiği aşan sürede gerçekleşmesi için korozyon başlatma düşünülmektedir. Böylece, mevcut yapılar durumunu değerlendirmek ve kalan servis ömrü genellikle tahmin klorür içeriği farklı derinliklerde katıştırılmış güçlendiren çelik derinlikte özellikle beton belirleme güveniyor. Birkaç güvenilir ve standart yöntem örnekleri bu klorür konsantrasyon beton^7,8ölçmek için vardır. C_crit için sonuçları karşılaştırarak temel korozyon riski ve türü ve onarım önlemleri ölçüde planlama değerlendirmesi için sağlar. Ancak, bu yaklaşım C_critbilgi gerektirir.

Farklı uluslararası standartlar ve öneriler yanı sıra metin kitapları, C_Hematokrit^1,3,9,10,11stipulate değerleri. Genellikle yaklaşık % 0,4 bunlar klorür çimento, uzun vadeli deneyim dayalı veya erken ağırlık çalışmaları^12,13. Ancak, belirli bir yapı veya yapısal üye C_crit karşı gerçek direnç yaş yapısı ve pozlama geçmiş ve koşulları¹ tarafından kullanılan malzemeler şiddetle etkilenir bilindiği ^{, 5}. bu nedenle, genellikle bir yapıdan deneyim yalnızca diğer yapıların dikkatle uygulanmalıdır kabul edilir.

Buna rağmen tablo C_Hematokrit değerleri, gerçek yapısını bağımsız kullanmak için uygulama mühendislik yaygındır. Bu C_crit literatürde büyük dağılım ve C_crit yerinde ve laboratuvar⁵' te belirlemek için güvenilir yöntemleri eksikliği ile açıklanabilir. Yapısal durum değerlendirme sistemleri beton yapılar yaşlanma dikkat edilmesi gereken noktalar aksine dayanıklılık değerlendirmesi tablo eşik değerleri kullanarak yaklaşım alınır. İkinci durumda, var gibi gücü (beton, çelik takviye) yapısında, malzemelerin mekanik özellikleri belirlemek için standart test yöntemleri bir dizi yapısal davranış hesaplamalarda kullanılacak.

Bu çalışmada, C_crit mühendislik yapıları alınan örnekler üzerinde belirlemek için deneysel bir protokol sunulmuştur. Yaklaşım çekirdek takviyeli beton beton yapılar nerede korozyon değil henüz başlatmıştır bölgelerinde sondaj üzerinde temel alır. Bu örnekler nerede onlar bir hızlandırılmış korozyon korozyona başlatma koşullarını incelemek için vardır tabi laboratuvar aktarılır. Örnekleri kök yapıları ve böylece sergi gerçek koşullar büyük ölçüde etkisi C_crit için bilinen ve hangi dinlerinden olamaz parametreler ile ilgili önerilen yöntem büyük avantajı olduğunu Laboratuvar üretilen örneklerinde taklit. Bu türü içerir ve yaş (genç laboratuvar karşı olgun sitesi üretilen beton beton), beton takviye, türü ve yüzey çelik inşaat ve genel olarak zaman çelik-beton özelliklerini kullanılmış durumda ¹⁴arabirim. Laboratuvar ölçüm yöntemleri doğruluk ile birlikte, bu yaklaşım C_crit belirli yapılara veya yapı elemanları için güvenilir belirlenmesi izin verir.

Önerilen iletişim kuralı - karşılaştırıldığında C_crit için sabit bir değer kullanımının yaygın bir uygulama ile - mühendislik pratikte uygulanması koşulu Değerlendirmeler doğruluğunu ve modelleri akıllı güç analiz geliştirin kalan hizmet ömrü. Önümüzdeki on yıl¹⁵ üzerinde inşa bizim altyapı onarım işleri beklenen güçlü artış altyapıları paslanmaz böyle bir iyileştirme mühendisliği için acil bir ihtiyaç teşkil etmektedir.

Protokol

1. mühendislik yapısına örnekleme

1. seçin alanları test aşağıdaki nota dikkate alarak beton yapısındaki.
   Not: Bir test alanı içinden çeşitli örnekleri alınacaktır alandır. Bir test alanı gereken bir yapısal üyeden (muhtemelen bir beton toplu) içinde bulunan ve homojen çevre maruz sergi (örneğin, sütun veya duvar yüksekliği örnekleme önemli farklar önlemek). Böylece, birkaç test alanlarını bir mühendislik bünyesinde seçilebilir. Ek bir gereği olarak, testi alan korozyon hasar ücretsiz olması gerekiyor. Bu potansiyel eşleme ^{16 , 17 , 18} gibi tahribatsız testi dahil olmak üzere kurulan muayene yöntemleri, sonuçlarına dayanarak doğrulanabilir. Klorür penetrasyonu zaten yapısal üyesi göz altında gerçekleşmiş olabilir olduğunu unutmayın. Bu burada anlatılan test yöntemi geçerliliğini etkilemez, ancak laboratuvarda test korozyon için gereken süreyi etkileyebilir.
2. Yapısı üzerinde her test alanı içinde (örnekleme Mekanlar) örnekleme konumları seçin. Ücretsiz peteğin, çatlaklar, ufalanma veya diğer işaret-in yerel olarak zayıf beton kapak kalite veya bozulma örnekleme konumları seçin.
   1. Bulun güçlendiren çelik barlar Betonda yaygın olarak bilinen bir non-yıkıcı, el tarama aygıtı aracılığıyla " güçlendiren çelik dedektörü " ¹⁹. Çelik dedektörü her iki dikey içinde yatay ve dikey yön üzerinde betonun yüzey test alanı içinde ve (tebeşir kullanarak) işareti her geçici olarak beton yüzeyinde (kılavuz şekli) çelik bar takviye.
   Çekirdek en az 150 mm çapında
   2. seçin yerlerini temel sondaj için; Mark ve onları (tebeşir kullanarak) beton yüzeyinde etiket. Örnekleme kesişme noktalarında takviye çubukları çekirdek içinde kaçının. Böyle bir şekilde konumlarını seçin çekirdek içinde mümkün olduğunca yer alan güçlendiren çelik bar olarak merkezi olacak.
      Not: yapısı (en düşük fiyat kapak derinliği genellikle Katmanı); değerlendirilmesi için ilgi vardır o çelik çubukları seçin emin olun Bu korozyon performans ²⁰ üzerinde büyük etkisi olduğu gibi yatay ve dikey odaklı barlar arasında ayırt etmek özellikle önemlidir.
   3. İçin değişkenlik C _crit için doğal hesap ve istatistiksel veri sağlamak için en az bir test alanı içinde örnekleme için 5 (ideal olarak 10) yerleri seçin.
   4. Düşünün yapısal etkileri sayısını ve konumunu çekirdek ile ilgili örnek yanında neden yapısı herhangi bir kritik zayıflaması önlemek için yapısından delinmiştir.
   5. Belge içinde doğru bir şekilde örnekleme (Fotoğraflar, mesafeler kenarları, vb gösteren çizimler) önce yapısal üye tüm örnekleri konumunu
      Not: Bu da yerinde ölçülen parametreler elektrokimyasal çelik potansiyelleri ^{16 , 17 ,} gibi karşılık gelen adreslerde belgelenmesi içerebilir ¹⁸ , kapak derinliği ölçümleri ¹⁹ veya diğer tahribatsız test sonuçları beton direnci gibi.
3. (Minimum çap 150 mm) beton çekirdek matkap ortak yordamlar ve standartları ²¹ göre çelik takviye kesimi içeren. Çelik-betonarme arabirimi zarar vermemek, çekirdek sondaj gerçekleştirmek için
   1. dikkatle (su soğutmalı sondaj, sondaj araçları, vb sharp) kapak derinliği ve beton kalitesi bağlı sondaj çekirdek derinliğini ayarlamak çelik takviye.
      Not: kural, çekirdek uzunluğu en az 2 - 3 kez kapak derinlik olması gerektiği gibi. Bu normalde çelik-betonarme arabirimi zarar vermeden çekirdek yapısı dışarı kırma izni.
   2. Beton çekirdek yüzeyindeki sıvı su çıkarmak. Açıkça bir su geçirmez tebeşir marker ile çekirdek etiket.
   3. Laboratuvar taşıma sırasında nem koşulları korumak için bir Difüzyon sıkı folyo çekirdek şal.

2. Örnek hazırlama Laboratuvarı

Not: korozyon laboratuvar testleri için onları hazırlamak için yapıdan alınan her örnek (çekirdek) bu adımları uygulamak. Bu süre koşulları temel koruma ve istenmeyen son etkileri (örneğin, Aralık bașlığı korozyon) koruma sağlar (beton kapak indirgeme), korozyon testi hızlandırmak için hizmet.

1. Ayarlama beton kapak ön ve arka yüzü açılmış çekirdek.
   1. Azaltın (ki aslında maruz yan) ön tarafında örnek 15-20 mm aralığındaki son beton Kapak kalınlığı elde etmek için su soğutmalı elmas kesim tarafından beton kapak ( şekil 1 bir -b).
   2. Beton Kapak kalınlığı maruz de tarafından düzgün olduğundan emin olun. Takviye her iki ucunda beton kapak ölçmek bir kumpas ile çelik bar (Yani, lateral yüzüne çekirdek). Gerekirse, Kapak kalınlığı 1 mm aşan tüm farklılıkları ortadan kaldırmak için kesme veya araçları parlatma kullanın.
   3. Kalınlığı beton takviye arkasında bir kumpas veya çekirdek lateral yüzü bir cetvel ile çelik ölçmek ve bunun olmasını sağlamak ~ 30-50 mm ( şekil 1 b). Gerekirse, su soğutmalı elmas kesme core kesti.
      Not: Hiçbir parlatma bu tarafta gereklidir.
2. Kablo bağlantı kurmak ve korumak biter çelik takviye gelen yanlış korozyon başlatma sırasında aşağıdaki yordamı şekil 1 c tarafından test pozlama.
   1. Kullanımı (2-4 mm) biraz daha büyük bir iç çap ambara bir matkapla beton çelik her sonunda bar çevresinde doğrudan bir uzunluğu, en fazla 10 mm. çizik kaldırmak için çelik takviye çubuğu çapı daha çimento kalıntıları yapıştırın yapıştırma yeterli araçları (metalik spatula, küçük keski, vb) yardımı ile çelik yüzeyi
   2. birinde çelik çubuklar sonuna küçük bir delik açıp vida kendi kendine dokunarak bir metalik (bir bakır kabloya bağlı) bir kablo lug çelik bar düzeltmek için kullanın. Kablo lug sıkıca karşı güçlendiren çelik basılı olduğundan emin olun.
      Not: Biraz daha büyük (örneğin, 0.1 - 0.2 mm tarafından) daha sıkı ve sağlam bir bağlantı garanti için çelik delinmiş deliğe Vida çapı olmalıdır.
   3. Vida dişi güçlendiren çelik içinde yerleştirin ve bu büyük olasılıkla elektrokimyasal ölçümleri ve korozyon davranışı etkileyecek gibi herhangi bir yerde güçlendiren çelik parçası çıkıntı değil emin olun.
      Not: Bu kısa vidaları kullanarak ve (Çelik eksenine paralel) delik delme doğrultusunda dikkat sağlanmış olur. Çelik çubuk kesme çehresini bara dik ise çelik çubuk eksenine paralel ulaşmak kolaydır eksen. Bu nedenle takviye çubukları içinde çekirdek merkezi bir konumda bulunan, aksi takdirde kesme çelik yüz çelik için dikey değil önemlidir eksen bar.
   4. Lehimleme, Punta Kaynak veya benzer teknikler Isıtma çelik veya örnek çelik-betonarme arabiriminde etkileyebilir çünkü elektrik kablo bağlantı kurmak için kullanmayın.
   5. Keşfi oluşturulan boşluğu doldurmakd her ikisi de bir yoğun çimento Yapıştır/harç/harç ile biter bar Bulamaç deliklere dikkatlice dökerek çelik. Ayrıca vida ve kablo bağlantısı lug kat.
      1. Kullanım polimer modifiye çimento esaslı ürün bu bağlılık ve bitiş Koruyacağından emin olmak için.
         Not: Ticari ürünlerini tamir harçları satış adı veya benzer (Tablo malzemeleri görmek) oluşur. Bu ürün bir korozyon önleyici ya da çelik elektrokimyasal davranışı etkileyen diğer maddeler içermeyen önemlidir.
      2. Bu çimento Yapıştır/harç/harç uygulanır ve düzgün, Yani, tedarikçi göre tedavi emin olun ' s yönergeleri.
3. Bir Epoksi kaplama maruz yüzey alanı sınırlamak için geçerlidir.
   1. Kaplama, uygulama öncesinde beton yüzeyine oda sıcaklığında ve kapalı iklim kurutma bir kaç gün izin. Agresif (örneğin, fırında) önlemek veya uzun (daha--dan a 1-2 hafta) bu beton (çatlama) Mikroyapı değiştirmek ve böylece test sonuçlarını etkilemek gibi çekirdek kurutma.
   2. Bir epoksi reçine ile çekirdek yanal yüzeyinin kat. Ayrıca bar biter ve kablo bağlantısı (vida, kablo lug, vb) çelik takviye kat ( şekil 1 c - D).
   3. Aynı epoksi reçine ile de maruz kalan beton yüzeyine yapısal beton yüzeye ( şekil 1 d) daha önce en yakın çekirdek tarafındaki son bölümlerini kat. Çelik çubuğu boyunca maruz kalan bir (Kaplanmamış) uzunluğu 60-80 mm bu tarafında bırakın.
   4. Terk üst Beton yüz kaplamasız (Yani, yan maruz yan karşılaştırmak 1 rakam d tersidir).
      Not: kullanılan epoksi reçine uygulama beton (alkali koşullarda yayılmaya, örneğin, bir fırça ile vb kolay kararlı) üzerinde uygun olmalıdır
   5. daha sonra pozlama doğru bir Difüzyon sıkı bariyer oluşturur kaplama uygulanır klorür solüsyon içeren için. Kaplama kalınlığı en az 2 mm. onay yok gözenekler ve delikleri kaplama olarak görülebilir olduğundan emin olun. Gerekirse, birkaç kat reçine uygulamak.
   6. Protokol burada Duraklatıldı; örnek yine bir Difüzyon sıkı folyo sarın.

3. Korozyon Test

1. hazırla Kur maruz kalma çözüm.
   1. Yer 15-20 mm Beton sergilenmesi örnek yan ile bir tank içinde tüm örneklerini kalınlığı aşağıya doğru bakacak şekilde tutun. Pozlama çözüm örnekleri için onların alt ( Şekil 2) izin vermek için küçük çubukları üzerinde örnekleri monte.
   2. Beton örnekleri arasındaki uzaklığı izin boyutları ile bir tank seçin örnekleri ve en az 4 cm; tank duvarları arasında yüksekliği ve tank ideal aralığı 15-30 cm.
2. Araçları için hazırlamak veri günlüğü.
   1. Place referans elektrot pozlama çözüm ( Şekil 2).
      Not: bir referans elektrot için (örneğin bir Ag/AgCl/KCl _oturdu referans elektrot) istikrarlı referans elektrot için daldırma pozlama çözüm olabilir uygun her türlü kullanılır. Özel önlemler gerekebilir pozlama çözüm kirlenmesini önlemek için referans elektrot ve ahlak bozukluğu çok yönlü tarafından elektrolit.
   2. Tüm örneklerini tek tek güçlendiren çelik çubuklar vs ortak referans elektrot ( Şekil 2) potansiyelleri ölçebilirsiniz bir otomatik veri logger için bağlayın. 10'dan daha yüksek bir giriş empedansı ile bir veri logger kullanmak ⁷ Ohm.
   3. Her örnek için günde en az 4 ölçüm için veri logger ölçüm aralığı belirlemek; tercihen, her örnek için 1 h aralığını kullanın.
3. Başlatmak maruz kalma klorür ücretsiz çözüm.
   Not: Çözüm maruz başında zaman t ₀ ' a karşılık gelen = t = 0, her örnek için.
   1. Dolgu tank ile musluk suyu (pH 6,5-8.0, klorür-Alerjik, içme suyu kalitesi içinde). Su seviyesi gibi çekirdek örnekleri tüm alt kenarlarına temas çözümdür ama onlar are değil tamamen (Yani, su seviyesinden üst örnek yüzle) dalmış olduğundan emin olun. Teması arasında referans elektrot ve pozlama çözüm ( Şekil 2).
   2. Hemen başlatmak veri günlüğü, Yani, tüm örnekleri vs referans elektrot potansiyelleri ölçme.
   3. 1-2 haftadan fazla potansiyelleri izlemek ve potansiyelleri çelik pasiflik gösteren bir aralıktaki sabit değerlerin ulaşması bekleniyor düşünün.
      Not: Genellikle yaklaşık 200 100 budur vs Ag/AgCl/KCl _oturdu ¹ mV.
   4. Bazı durumlarda örnekleri potansiyelleri -100 açıkça daha olumsuz varsayalım; hemen daha ayrıntılı (bakınız Bölüm 5) örnekleri inceleyin. Ayrıca potansiyel belirgin klorür ücretsiz çözüm maruz sırasında değişir, bu adımı gerçekleştirmeniz.
4. Başlatmak klorürleri maruz.
   1. Sonra 1 - 2 hafta içinde çözüm, klorür-Alerjik yerine pozlama çözüm % 3,5 hazır bir çözüm ile NaCl ağırlık. Deiyonize su bu klorür çözüm hazırlamak için kullanın. İlk klorür-Alerjik çözümü (aynı derinliği, daldırma) eşit klorür çözümün bir birim kullanacak. Pozlama tank buharlaşma çözüm ve klorür konsantrasyon ilgili değişiklikleri sınırlamak için (önerilen) bir kapak ile yakın.
   2. Klorür pozlama, düzenli olarak sırasında (en az bir kez başına 2 hafta) örnekleri ile ilgili su seviyesini kontrol edin. Gerekirse, deiyonize su ekleyin. Çünkü bu beton leaching teşvik tüm pozlama çözüm en az yenileyerek sınırı.
   3. Potansiyelleri örnekleri ve düzenli olarak (her iki kez bir hafta) izleme devam potansiyelleri kaydedilen evrimi her örnek zaman içinde değerlendirilmesi ve korozyon başlatılması için kriter dikkate alınarak her örnek korozyon durumunu kontrol ' kısmında 3.5.
   4. Sonra 60 gün, ağırlık olarak % 7 için çözüm NaCl konsantrasyon artırın. 120 gün sonra % 10 için çözüm NaCl konsantrasyon ağırlık tarafından artırmak. Bundan sonra klorür konsantrasyon bu düzeyde korumak.
5. Korozyon başlatma algılamak için zaman içinde izlenen potansiyeli değerlendirmek.
   Not: pozlama sırasında örnekleri genellikle yaklaşık +/-30 içinde nispeten istikrarlı potansiyelleri sergi mV klorür ücretsiz su maruz ilk değer. Bu potansiyel aralığı olarak sevk edilecek " pasif düzeyi " burada ( şekil 3). Tek tek her örnek için farklı olabilir.
   Kaydedilen çelik potansiyelleri pozlama sırasında değerlendirirken
   1. her numune korozyon durumunu kontrol etmek için aşağıdaki ölçüt korozyon başlatılması için kullanın. Aşağıdaki iki koşul korozyon kabul töreni için getirilmesi gereken (< güçlü sınıfı "xfig" => Şekil 3):
      1. potansiyel 150'den fazla tarafından azalır Eğer kontrol pasif bir süre 5 gün içinde düzey veya daha kısa gelen mV.
      2. Aşağıdaki 10 gün boyunca onay potansiyeli elde negatif düzeyde, ahır kalırsa daha da azalır veya en fazla 50 tarafından kurtarır mV.
         Not: daha fazla arka plan için korozyon başlatma tespiti için bu ölçüt hakkında bilgi bkz: tartışma.
   2. Bu ölçüt korozyon başlatılması için yeterli olduğunu düşündüğünde, hemen örnek pozlama çözümden kaldırmak ve 4 bölümde anlatıldığı gibi devam edin. Bu örnek ( şekil 3) korozyon inisiyasyon (t _ını) vakti belge. Kalan örnekleri ile pozlama test devam.
   Potansiyel azaltmak pasif düzeyinden daha az 150 ise
   3. mV, örnek yakından önümüzdeki pozlama zaman içinde gözlemlemek. Potansiyeli daha da azalır ve istikrarlı bir düzeye erişir, bu korozyon durumundaki bir değişikliği olarak düşünün.
      1. Bu tür örnekleri korozyon durumunda alternatif ölçümleri (Doğrusal polarizasyon direnç ²² ölçme örneğin,) ile kontrol veya sonunda onları 4 bölümde açıklandığı gibi analiz için özel dikkat. Korozyon inisiyasyon zaman açıkça atfedilen edemez ise, örnek reddet.
   4. Potansiyel damla telaffuz edilir eğer (150 aşan bir kaç gün içinde mV), ancak potansiyel bir artış başlangıç pasif düzeyi ( şekil 3) doğru aşağıdaki gün içinde ardından, örnek olarak pozlama bırakın daha fazla izlenmesi çözüm.
   5. Nerede aynı pozlama tankında maruz örnekleri tüm potansiyelleri potansiyeli eşzamanlı değişiklikleri meydana durumlar özel dikkat. Bu durumda, hemen referans elektrodu, kontrol ve tamir veya gerekirse yeni bir tarihle.
      Not: çözüm değişimi yapmak veya klorür konsantrasyonu genellikle artan potansiyel nöbetleşe yol açar. Bu, her iki kavşak pozlama çözüm/referans elektrot veya pozlama çözüm/beton örnek ²³ farklı Difüzyon potansiyelleri kurulması için ilgili olabilir. Bu değişiklikler benzer şekilde aynı tankta maruz tüm örneklerini etkiler. Korozyon durumundaki değişiklikleri göstermez.
      Not: referans elektrot kararsız veya çözüm içine akması durumunda bir drift sergileyecek. Sonuç olarak, tüm izlenen çelik potansiyelleri zamanla aynı eğilim gösterir. Bu korozyon durumundaki değişiklikleri göstermez.

4. Örnek analiz korozyon başlatma sonra

1. Split çelik barın kaldırmak için örnek
   1. Bir örnek üzerinden pozlama çözüm geri çekilmesi, beton çekirdek daha fazla analizleri ve görsel muayene çelik yüzey ve beton çelik-betonarme arayüzü için (Adım 4.1.2 olduğu gibi) bölünmüş.
   2. Bir su soğutmalı elmas kesici bıçağın ( şekil 4) arka yan (bir çözüm maruz bırakılmamalıdır) beton çekirdeğinden kesti. Bölüm arka yüzeyi ve çelik takviye çubuğu hizalanmış paralel dik olduğundan emin olun. Zarar görmesini önlemek için çelik çubuk kesme derinliği (yaklaşık 10 mm tarafından) daha düşük olduğundan emin olun bu tarafta beton Kapak kalınlığı daha.
   3. Bir keski veya benzer bir araç eklemek ve tamamlayan bir beton çekirdeğine bölme; bu beton çelik çubuğu etrafında böler
   4. Yavaşça betondan çelik bar takviye Kaldır; Bu diziniz çelik bar ( şekil 5 bir) somut örnek iki yarısı bırakır.
2. Çelik-betonarme arayüzü görsel olarak inceleyin.
   1. Hemen belge (Fotoğraflar, çizimler, vb) beton çelik yüzeyi ve çelik çubuk inceleyerek çelik-betonarme arayüzü görsel görünümünü izlerini. Aşağıdaki dikkat.
   2. Belge konumu ve Morfoloji korozyon.
      Not: Site (ler) korozyon inisiyasyon genellikle kolayca zarlarını korozyon ürünleri tarafından ( şekil 5 bir) belirlenebilir. Sayısını ve bu noktalar konumunu işaretleyin. Korozyon ürünleri de ilgi rengidir. Genellikle, bölme üzerine, onlar koyu/siyah/yeşilimsi. Havaya maruz, onlar kahverengi/kırmızı olur
   3. Onay için yanlış korozyon başlatma, Yani, numune, ya da çelik bar yakın başlatmıştır korozyon biter. Bu durumda, örnek reddetmek ve hiçbir C _crit belirlenebilir Not.
      Not: test, ya da çelik bar yakın sırasında başlatır korozyon biter, Yani, 15 mm çelik içinde biter, yanlış korozyon başlangıç olarak kabul edilir. Bu çatlak durumlar, yetersiz çelik bar son koruma önlemleri (örneğin, zavallı harç doldurma veya gözenekli epoxy kaplama) nedeniyle olabilir veya metalik vida için çünkü çelik kablo bağlantısı protrudes bar (Bölüm 2.2 ve 2.3).
   4. Belgeyi geçersiz kılar veya Betonda gözenekleri. İster boşluklar veya gözenekleri konumunu korozyon başlatma location(s) ile çakışacak dikkat edin.
   5. Çatlaklar, peteğin, kaba agrega, yabancı madde gibi herhangi bir ayırt edici özellikleri belge, kravat teller, çubukları, vb.., beton ve konumlarını location(s) korozyon inisiyasyon ile ilgili.
3. KARBONLAŞMAYI derinlik ölçmek.
   1. Hemen sonra belgeleri, split beton yüzeyler fenolftalein çözüm ile sprey ve KARBONLAŞMAYI derinliği ²⁴ belirlemek.
      Not: Bu olup olmadığını KARBONLAŞMAYI derinlik çelik yüzeyi ulaştı ve eğer değil, Not önemlidir çelik bar KARBONLAŞMAYI derinlik mesafe ne. Bu sonuçları ile birlikte bildirilmesi zorunludur.
4. Klorür çözümlemesi ve C _crit belirlemek.
   1. Beton çekirdek iki yarısını epoksi kaplı su soğutmalı elmas ( şekil 6 bir) kesme yoluyla bölümlerini kaldırma.
   2. Elde edilen prizmalar, beton kapak bölgesinde su soğutmalı elmas kesme aşağı 2 mm çelik bar ( şekil 6 b) aracılığıyla kaldırın. Beton 105 ° c gece kuru.
   3. Daha sonra beton eziyet ve taşlama toz toplamak; bu taşlama adım kalınlığı 4 mm ( şekil 6 c) olduğunu. Bu verimleri, her birinden yarım beton çekirdek, bir örnek toz +/-2 mm çelik bar derinlikte beton.
   4. 105 ° c sabit ağırlık ile elde edilen beton toz örnekleri kuru. Asit çözünebilir klorür konsantrasyon kuru beton toz standartları ^{7 , 8} göre analiz. İki değerlerin ortalamasını hesaplamak.
      Not: Klorür içeriği, beton ağırlık yüzdesi olarak sonucudur.
   Klorür çözümlemesi için kullanılan belirli örnek beton çimento içeriğini belirlediyseniz
   5. (örneğin, uygun yöntemleri ^{25 , 26 ,} ile ²⁷), klorür içeriği yüzde çimento ağırlığa göre dönüştürmek.
   6. Kritik klorür içeriği C _crit için belirli örnek klorür analiz sonucu belge. Beton ağırlık veya çimento ağırlığı değeri yüzde olarak ifade edilir eğer belirtmek emin olun.
5. Sonuçları her biri için bir test raporu belge örnek.
   1. Geldiği (Bölüm 4.2) test sonuçları (kaydedilen potansiyelleri üzerinde zaman, zaman korozyon başlatma, KARBONLAŞMAYI derinlik ve C _crit için) ile birlikte tüm belgelenen etkileri raporu.

5. Özel durumları işleme

Eğer potansiyel çelik klorür ücretsiz çözüm (Bölüm 3.3), ilk maruz sırasında açıkça negatif duruma gelirse klorür pozlama önce negatif potansiyelleri, Yani, gözlemlenen
1. Aşağıdaki özel önem verin.
   1. Düşünün yanlış korozyon inisiyasyon bir olay.
      1. Çelik bar kaldırarak yanlış korozyon başlatma biter her Çelik Bar keserek doğrula son örnek (su soğutmalı elmas kesme) betondan. İlâ kaldırmak ~ 20 mm her tarafında beton.
      2. Ölçü birimi tekrar potansiyel bir referans elektrot maruz kalan beton yüzeyinde ıslak bir sünger yardımıyla yerleştirerek ve elektrikli çelik barın kesilmiş yüz irtibata geçerek çelik
      3. Potansiyel hala nispeten negatifse örnek reddetmek.
      Potansiyel aynı serinin diğer örneklerin pasif düzeylerinin aralığı içinde
      4. C _crit belirlemek için örnek yeniden kullanmayı göz önünde bulundurun. Bu durumda, protokol 2.2 adıma geçin. Sonuçları raporlama zaman, bu örnek küçük gösteren (kısa maruz çelik çubuk uzunluğu) diğer olanlardan daha.
   2. Yanlış korozyon başlatma hariç, beton çelik derinlikte zaten gazlı olup olmadığını kontrol edin ve klorür konsantrasyon çelik derinlikte belirleme göz önünde bulundurun. KARBONLAŞMAYI veya çok yüksek klorür konsantrasyon korozyon ıslatma üzerine inisiyasyon açıklar, bu test rapora belge ve hiçbir C _crit bu durumda belirlenebilir unutmayın.
      Not: Eğer zaten gazlı ve/veya klorür korozyon ıslatma üzerine tanıtmak için yeterli miktarda bulunan beton çelik derinlikte bu durum oluşabilir. Bu durumda olabilir örnekleri bir kuru dönemde, Yani, bir yapısından alınmışken yapısı ve böylece, hiçbir korozyon hiçbir etkin korozyon otelde meydana gelen 1 bölümünde açıklanan muayene yöntemleri aracılığıyla tespit edilemedi.

Sonuçlar

Şekil 7 tipik çelik potansiyelleri laboratuvarda klorür pozlama sırasında izlenen görüntüler. Her iki potansiyel çok kısa bir süre içinde önemli ölçüde düşebilir ama paslanma sürecini değil henüz stabil, hangi aracılığıyla ilk pasif seviyesine doğru potansiyel bir artış ortaya çıkıyor sonradan örnekler. Bu protokol için korozyon başlatma, Yani, hangi poz durdu ve C_crit belirlenir, zaman zaman negatif potansiyeller (bkz. Bölüm 3.5.2 ve tarafından 10 gün takip işaretli bir potansiyel damla tarafından tanımlanır Tartışma daha fazla bilgi için).

İstikrarlı korozyon başlatma oluşana kadar birkaç ay sürebilir yaygındır. Örnekleri yapılardan çekildiğinde bu de ilk klorür içeriği Betonda zaten mevcut bağlıdır. Defa yapılan deneylerde bazı durumlarda, korozyon başlatılan kadar 1 yıldan fazla sürdü.

Şekil 8 C_crit 40 yaşında yolu tüneli İsviçre Alpleri'nde daha bir alınan 11 örneklerinde ölçülen bir örneği gösterilir. Bu örnekler bir 1-2 m²alanda alınan, böylece muhtemelen aynı şekilde üretilen ve maruz. Bu örnekte, örnekleme zamanında çelik yüzeyde klorür içeriği ihmal edilebilir. Ayrıca, KARBONLAŞMAYI açık hala çok uzak çelik yüzey oldu.

Şekil 9 iki örnek nerede potansiyel çelik güçlü maruz klorür ücretsiz çözüm için üzerine azalma gösterir. Bu özel durumların birinde, beton çelik derinlikte zaten gazlı örnek sonraki (yıkıcı) muayene sırasında bulundu. Çelik yüzeyi su girişte, paslanma sürecini böylece hemen başladı. Diğer durumda, yanlış korozyon inisiyasyon bir çelik oluştu çubuk biter.

Resim 1 . Örnek alınan, şematik çizimden bir yapı ve tedavi Laboratuvarı: (bir) beton çekirdek ile güçlendiren çelik; katıştırılmış bir parçası (b) beton kapak maruz yan ve arka tarafında azaltarak su soğutmalı elmas kesim tarafından; (c) çelik çelik çevresinde bazı somut kaldırma ve bir yoğun çimento Yapıştır/harç ve sonraki epoxy kaplama ile yerine aracılığıyla son koruma bar; ve (d) Epoksi kaplama yan yüzleri ve uç bölgeleri maruz kalan beton yüzey. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Resim 2 . Korozyon Test Laboratuvarı için kurulumunun şematik çizim. Bu pozlama tankında örnekleri yerleşimini gösterir. Çubukları iletişim alt örnek yüzeyden pozlama eriyik-e doğru sağlamak için kullanılır. Tüm örneklerini her örnek vs pozlama çözümde yerleştirilen bir referans elektrot potansiyeli ölçüm bir veri logger bağlanır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3 . Olası zaman-açılımlar çelik korozyon kabul töreni için ölçüt gösteren potansiyel şematik çiziminin. 1 noktada potansiyel bir damla daha az 150 tarafından mV ilk "pasif düzeyi" dan oluşur; 2 noktada bir potansiyel damla en az 150 tarafından mV oluşur, hangi repassivation tarafından; izlenir 3 noktada bir potansiyeli en az 150 itibaren bırakın mV oluşur (bir azami 5 gün içinde) ve elde negatif potansiyel seviyesi 10 gün içinde sürekli. T_ını, örnek pozlama eriyik--dan geri alıyorum. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 4 . Kesme ve korozyon inisiyasyon algılama sonra somut örneği bölme gösteren şematik çizim. İlk olarak, bir "açma" paralel olarak çelik bar arka yüzü kesilir. Bir keski veya benzer bir araç ekleyerek, siper olarak oklarla gösterilen örnek bölmek için kullanılabilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 5 . Korozyon başlatma sonra numune analizine gösteren fotoğraflar. (bir) bölme, ve (b) bir pas spot sonra çelik görünür örnek iki yarısı yüzey korozyon başlatma sonra. Farklı örnekler fotoğraflardan. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 6 . Şematik çizim gösteren klorür analiz sonra korozyon başlatılması için örnekleme: (bir) kaldırılması epoksi kaplı bölümlerini bölünmüş beton çekirdek (mor kesme uçaklar =); 2 mm çelik yüzeyinden aşağı beton kapak kaldırılması (b) (mor kesme düzleminin =); (c) + /-2 mm çelik kapak derinlik bar bir derinlik aralığında taşlama (kırmızı örneklenen hacmi =). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 7 . Temsilcisi örnek olarak ölçülen potansiyel vs zaman eğrileri. Önerilen ölçüte göre istikrarlı korozyon başlatma sonunda başlattığı kadar bu potansiyel bir artış (repassivation) tarafından takip olabilir genellikle belirgin potansiyel damla. Burada potansiyel negatif düzeyde stabilize ve (b) bir örnek 10 gün çok çalışılan süre içinde azalan potansiyel burada devam eden bir dava gösterir (bir). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 8 . C_crit ölçülür 11 örnekleri Taken içinde örneği içinde bir küçük beton alan 40'tan fazla bir yıl içinde eski yolu tünel İsviçre Alpleri'nde. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 9 . Örnek olarak işaretli potansiyel azalır hemen maruz klorür ücretsiz çözüm üzerine. Bir durumda, beton çelik derinlikte zaten, böylece su çelik yüzeyi, girişte gazlı hemen başladım, paslanma sürecini potansiyel keskin bir düşüş yol açmaktadır. Diğer durumda, yanlış korozyon inisiyasyon bir çelik oluştu biter, burada yol daha kademeli bir potansiyel düşüş. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Tartışmalar

C_crit belirlemek için önerilen deneysel protokol başarısı için en önemli adımlar yanlış korozyon başlatma ve diğer çelik bar son etkileri önlemek için alınan önlemler de dahil olmak üzere bunlar. Bu bağlamda, yaklaşımlar çeşitli test edildi, bunların arasında en iyi sonuçları²⁸vermeye burada bildirilen Protokolü bulundu. Daha fazla testler, oranı % 10 altında için yanlış inisiyasyon azalan bu yaklaşım izin. Bir yandan, bu sınır bölgesi epoksi reçine, beton çelik çubuğu üzerinden klorürleri taşımacılığının uzunluğu önemli ölçüde biter hangi artar ile maruz kalan beton yüzey kaplama için borçlu. Öte yandan, özgün beton çelik çubuğunun uçlarından, çevresinde yoğun ile yerine, yüksek alkali cementitious Bulamaç önemli bu alanlarda korozyon direnci artırır. Bu tür sistemleri, Yani, çelik kaplama bir polimer modifiye cementitious malzeme tabakası ile biter, aynı zamanda diğer çalışmalar^29,30' u başarılı kanıtlanmış.

Bir başka önemli yönü için korozyon başlatma kriterdir. Bu ölçüt RILEM teknik komite TC-235 C_crit laboratuvar³¹yılında üretilen örneklerinde ölçüm için bir test yöntemi tavsiye etmek amaçlı temel alır. Mantığı iyi bilinen olmasıdır o başlangıçlı korozyon unpolarized çelik betona gömülü bir iyi tanımlanmış anında^30,32yerine zaman uzun bir süre içinde yer alabilir. Nispeten düşük klorür konsantrasyonları paslanmaz çelik başlayabilir ama bu paslanma sürecini sürdürmek mümkün değildir, repassivation, hangi geri başlangıç pasif düzeyi için potansiyel bir artış ortaya çıkıyor ortaya çıkar. Böyle depassivation-repassivation olaylar genellikle benzer çalışmalar^30,33,34izlenmektedir. İstikrarlı korozyon bir kerede ölçülen klorür konsantrasyon hangi olası sapmalar pasif düzeyinden çok ilk belirtileri belirgin hale zaman daha pratik daha alakalı. İle önerilen kriter, korozyon başlatır ve de stabil yayar klorür konsantrasyon C_crit temsil eder.

A sınırlama-in belgili tanımlık yöntem örnekleri hangi sonuçları^35,36üzerinde büyük etkisi olabilir nispeten küçük vardır. Bu karşı koymak için bu örnekleri (ideal olarak 10) nispeten yüksek bir sayıda kullanmak önerilmektedir. C_crit gerçek test alanında istatistiksel dağılımı üzerinde güven düzeyine bağlıdır. Daha fazla ayrıntı için bu bağlamda,³⁶referans bakın. Laboratuvar pozlama nem koşullarında bu gerçek bir yapısının farklı olabilir bir ek kısıtlamadır. Son olarak, korozyon inisiyasyon algılama olasılığını cüruf çimento veya diğer sülfür içeren bağlayıcı genellikle negatif, gibi olduğu durumlarda zor olabilir.

Bizim bilgi en iyi şekilde bu mühendislik yapıları C_crit tayini korozyon başlatma öncesinde bir aşamada ilk yöntemdir. Korozyon başlatma sonra elde edilen tanımı gereği olan ampirik deneyimi aksine yapılardan, korozyon bozulma oluşmadan önce C_crit için belirli yapılara ya da yapı elemanları ölçmek için bu yöntem kullanılabilir ; sonuçları böylece (gelecek) korozyon riski değerlendirmek için ve korozyon başlatma (hizmet hayat modelleme) için kalan süreyi tahmin etmek için kullanılabilir. Bu nedenle, bu yöntem malzeme test, benzer mekanik test etmek için (Basınç Dayanımı vb.)kullanılan kurulan yöntemleri için kullanılmak üzere potansiyeline sahiptir

Yöntem şu anda bir dizi farklı beton altyapıları İsviçre uygulanır. Bu yapılarda C_crit istatistiksel dağılımları hakkında ciddi sınırlı⁵ bilgi genişletecek. Ayrıca, bu yaş yapıları, kullanılan inşaat malzemeleri, vbgibi değişik faktörler etkisi ortaya çıkarmak ve böylece altyapı yönetimi karar vericiler ve İnşaat Mühendisleri için önemli bilgiler sağlar.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
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)