Name: applicability analysis of assessment methods for morphological parameters of corroded steel bars
Uploaded: 2018-11-01T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars at JoVE.com

De auteurs bij Universiteit Shenzhen erkennen sterk de financiële steun van de nationale Natural Science Foundation van China (Grant nr. 51520105012 en 51278303) en de (sleutel) Project van Ministerie van onderwijs van de provincie Guangdong. (No.2014KZDXM051). zij ook dankbaar de Guangdong Provincial sleutel laboratorium van duurzaamheid voor Marine burgerlijke bouwkunde, College van civiele techniek aan de Universiteit van Shenzhen voor het verstrekken van testen faciliteiten en apparatuur.

1. het testen van het model en het productieproces
<ol><li>Verwerven van een 500 mm lang, de 14 mm diameter platte stalen bar (grade Q235) voor de productie van de proefstukken.</li>
	<li>Het oppervlak van de bar Pools met een fijn schuurpapier te verwijderen van de molen schalen op het oppervlak.</li>
	<li>Snijd de balk bij 30 mm en 470 mm vanaf de linkerkant, zoals aangegeven in Figuur 1, met behulp van een snijmachine.</li>
	<li>De gewichten van de drie bar specimens, m...

<ol>
	<li>Cavaco, E. S., Bastos, A., Santos, F. A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+corrosion+on+the+behaviour+of+precast+concrete+floor+systems.">Effects of corrosion on the behaviour of precast concrete floor systems.</a> Construction &amp; Building Materials. 145, (2017).</li><li>Cavaco, E. S., Neves, L. A. C., Casas, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+robustness+to+corrosion+in+the+life+cycle+assessment+of+an+existing+reinforced+concrete+bridge.">On the robustness to corrosion in the life cycle assessment of an existing reinforced concrete bridge.</a> Structure and Infrastructure Engineering. 14 (2), 137-150 (2017).</li><li>Muthulingam, S., Rao, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-uniform+corrosion+states+of+rebar+in+concrete+under+chloride+environment.">Non-uniform corrosion states of rebar in concrete under chloride environment.</a> Corrosion Science. 93, 267-282 (2015).</li><li>Apostolopoulos, C. A., Papadakis, V. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consequences+of+steel+corrosion+on+the+ductility+properties+of+reinforcement+bar.">Consequences of steel corrosion on the ductility properties of reinforcement bar.</a> Construction &amp; Building Materials. 22 (12), 2316-2324 (2008).</li><li>Fernandez, I., Bair&#225;n, J. M., Mar&#237;, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+effects+on+the+mechanical+properties+of+reinforcing+steel+bars.+Fatigue+and+&#963;+-+&#949;+behavior.">Corrosion effects on the mechanical properties of reinforcing steel bars. Fatigue and &#963; - &#949; behavior.</a> Construction &amp; Building Materials. 101, 772-783 (2015).</li><li>Papadopoulos, M. P., Apostolopoulos, C. A., Zervaki, A. D., Haidemenopoulos, G. N. <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+exposed+rebars,+associated+mechanical+degradation+and+correlation+with+accelerated+corrosion+tests.">Corrosion of exposed rebars, associated mechanical degradation and correlation with accelerated corrosion tests.</a> Construction &amp; Building Materials. 25 (8), 3367-3374 (2011).</li><li>Castro, H., Rodriguez, C., Belzunce, F. J., Canteli, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+and+corrosion+behaviour+of+stainless+steel+reinforcing+bars.">Mechanical properties and corrosion behaviour of stainless steel reinforcing bars.</a> Journal of Materials Processing Technology. 143 (1), 134-137 (2003).</li><li>Almusallam, 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=Effect+of+degree+of+corrosion+on+the+properties+of+reinforcing+steel+bars.">Effect of degree of corrosion on the properties of reinforcing steel bars.</a> Construction &amp; Building Materials. 15 (8), 361-368 (2001).</li><li>Papadopoulos, M. P., Apostolopoulos, C. A., Alexopoulos, N. D., Pantelakis, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+salt+spray+corrosion+exposure+on+the+mechanical+performance+of+different+technical+class+reinforcing+steel+bars.">Effect of salt spray corrosion exposure on the mechanical performance of different technical class reinforcing steel bars.</a> Materials &amp; Design. 28 (8), 2318-2328 (2007).</li><li>Zhang, W., Song, X., Gu, X., Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensile+and+fatigue+behavior+of+corroded+rebars.">Tensile and fatigue behavior of corroded rebars.</a> Construction &amp; Building Materials. 34 (5), 409-417 (2012).</li><li>Clark, L. A., Chan, A. H. C., Du, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Residual+capacity+of+corroded+reinforcing+bars.">Residual capacity of corroded reinforcing bars.</a> Magazine of Concrete Research. 57 (3), 135-147 (2005).</li><li>Chan, A. H. C., Clark, L. A., Du, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+corrosion+on+ductility+of+reinforcing+bars.">Effect of corrosion on ductility of reinforcing bars.</a> Magazine of Concrete Research. 57 (7), 407-419 (2005).</li><li>Zhu, W., 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=Corrosion+of+the+reinforcement+and+its+influence+on+the+residual+structural+performance+of+a+26-year-old+corroded+RC+beam.">Corrosion of the reinforcement and its influence on the residual structural performance of a 26-year-old corroded RC beam.</a> Construction &amp; Building Materials. 51 (2), 461-472 (2014).</li><li>Fran&#231;ois, R., Khan, I., Dang, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+corrosion+on+mechanical+properties+of+steel+embedded+in+27-year-old+corroded+reinforced+concrete+beams.">Impact of corrosion on mechanical properties of steel embedded in 27-year-old corroded reinforced concrete beams.</a> Materials &amp; Structures. 46 (6), 899-910 (2013).</li><li>Torres-Acosta, A. A., Castro-Borges, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion-Induced+Cracking+of+Concrete+Elements+Exposed+to+a+Natural+Marine+Environment+for+Five+Years.">Corrosion-Induced Cracking of Concrete Elements Exposed to a Natural Marine Environment for Five Years.</a> Corrosion. 69 (11), 1122-1131 (2013).</li><li>Li, D., Wei, R., Du, Y., Guan, X., Zhou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+methods+of+geometrical+parameters+and+amount+of+corrosion+of+steel+bar.">Measurement methods of geometrical parameters and amount of corrosion of steel bar.</a> Construction &amp; Building Materials. 154, 921-927 (2017).</li><li>Kashani, M. M., Crewe, A. J., Alexander, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+3D+optical+measurement+technique+for+stochastic+corrosion+pattern+analysis+of+reinforcing+bars+subjected+to+accelerated+corrosion.">Use of a 3D optical measurement technique for stochastic corrosion pattern analysis of reinforcing bars subjected to accelerated corrosion.</a> Corrosion Science. 73 (13), 208-221 (2013).</li><li>Tang, F., Lin, Z., Chen, G., Yi, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+corrosion+pit+measurement+and+statistical+mechanical+degradation+analysis+of+deformed+steel+bars+subjected+to+accelerated+corrosion.">Three-dimensional corrosion pit measurement and statistical mechanical degradation analysis of deformed steel bars subjected to accelerated corrosion.</a> Construction &amp; Building Materials. 70 (2), 104-117 (2014).</li><li>Zhang, W., Zhou, B., Gu, X., Dai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probability+Distribution+Model+for+Cross-Sectional+Area+of+Corroded+Reinforcing+Steel+Bars.">Probability Distribution Model for Cross-Sectional Area of Corroded Reinforcing Steel Bars.</a> Journal of Materials in Civil Engineering. 26 (5), 822-832 (2013).</li><li>Wang, X. G., Zhang, W. P., Gu, X. L., Dai, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+residual+cross-sectional+areas+of+corroded+bars+in+reinforced+concrete+structures+using+easy-to-measure+variables.">Determination of residual cross-sectional areas of corroded bars in reinforced concrete structures using easy-to-measure variables.</a> Construction &amp; Building Materials. 38, 846-853 (2013).</li><li>Stewart, M. G., Al-Harthy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pitting+corrosion+and+structural+reliability+of+corroding+RC+structures:+Experimental+data+and+probabilistic+analysis.">Pitting corrosion and structural reliability of corroding RC structures: Experimental data and probabilistic analysis.</a> Reliability Engineering &amp; System Safety. 93 (3), 373-382 (2008).</li><li>Darmawan, M. S., Stewart, 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=Effect+of+Spatially+Variable+Pitting+Corrosion+on+Structural+Reliability+of+Prestressed+Concrete+Bridge+Girders.">Effect of Spatially Variable Pitting Corrosion on Structural Reliability of Prestressed Concrete Bridge Girders.</a> Australian Journal of Structural Engineering. 6 (2), 147-158 (2015).</li><li>Stewart, M. G., Mullard, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+time-dependent+reliability+analysis+of+corrosion+damage+and+the+timing+of+first+repair+for+RC+structures.">Spatial time-dependent reliability analysis of corrosion damage and the timing of first repair for RC structures.</a> Engineering Structures. 29 (7), 1457-1464 (2007).</li><li>Kashani, M. M., Lowes, L. N., Crewe, A. J., Alexander, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finite+element+investigation+of+the+influence+of+corrosion+pattern+on+inelastic+buckling+and+cyclic+response+of+corroded+reinforcing+bars.">Finite element investigation of the influence of corrosion pattern on inelastic buckling and cyclic response of corroded reinforcing bars.</a> Engineering Structures. 75, 113-125 (2014).</li><li>Apostolopoulos, C. A., Demis, S., Papadakis, V. G. <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+corrosion+of+steel+reinforcement+-+Mechanical+performance+and+pit+depth+analysis.">Chloride-induced corrosion of steel reinforcement - Mechanical performance and pit depth analysis.</a> Construction and Building Materials. 38, 139-146 (2013).</li><li>Imperatore, S., Rinaldi, Z., Drago, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degradation+relationships+for+the+mechanical+properties+of+corroded+steel+rebars.">Degradation relationships for the mechanical properties of corroded steel rebars.</a> Construction and Building Materials. , 219-230 (2017).</li><li>Kashani, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size+effect+on+inelastic+buckling+behaviour+of+accelerated+pitted+1+corroded+bars+in+porous+media.">Size effect on inelastic buckling behaviour of accelerated pitted 1 corroded bars in porous media.</a> Journal of Materials in Civil Engineering. 29 (7), (2017).</li><li>Meda, A., Mostosi, S., Rinaldi, Z., Riva, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+evaluation+of+the+corrosion+influence+on+the+cyclic+behaviour+of+RC+columns.">Experimental evaluation of the corrosion influence on the cyclic behaviour of RC columns.</a> Engineering Structures. 76, 112-123 (2014).</li><li>Kashani, M. M., Crewe, A. J., Alexander, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+capacity+assessment+of+corroded+RC+bridge+piers.">Structural capacity assessment of corroded RC bridge piers.</a> Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Bridge Engineering. 170 (1), 28-41 (2017).</li><li>National Standard of the People's Republic of China. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard for test methods of long-term performance and durability of ordinary concrete, Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China, GB/T 50082-2009. , (2009).</li></ol>

Figuur 6A en 6B tonen aan dat de gemeten diameters van de niet-gecorrodeerd bar specimen niet aanzienlijk over de lengte variëren. Het maximale verschil tussen de gemeten diameters langs de bar is slechts ongeveer 0.11 millimeter met een maximale afwijking van 0,7%. Dit geeft aan dat de geometrie van een niet-gecorrodeerd bar kan worden goed geëvalueerd met behulp van een schuifmaat gemeten. Echter, de gemeten diameters onder verschillende hoeken van de dezelfde dwarsdoors...

Corrosie van een stalen balk is één van de belangrijkste redenen voor de verslechtering van een betonnen constructie en wordt veroorzaakt door concrete carbonatatie en/of chloride binnendringen. In concrete carbonatatie neigt corrosie te worden gegeneraliseerd; terwijl in chloride inbraak, wordt het meer gelokaliseerde1,2. Ongeacht wat de oorzaken zijn, corrosie scheuren van de concrete cover van radiale uitbreiding van corrosie producten, verslechtert de band tussen een stalen balk en zijn omliggende beton, doordringt de bar oppervlakken, en vermindert de bar oppervlakte van de dwarsdoorsnede aanzienlijk3,4.
Als gevolg van het gebrek aan homogeniteit van structurele beton en variaties in de omgeving van de service, corrosie van een stalen balk treedt op willekeurig over het oppervlak en langs de lengte met grote onzekerheid. In tegenstelling tot de algemene uniforme corrosie veroorzaakt door carbonatatie concrete, veroorzaakt de putjes corrosie veroorzaakt door chloriden intrusion aanval penetratie. Bovendien, het zorgt ervoor dat het resterende gedeelte van een gecorrodeerde bar variëren aanzienlijk onder de balk oppervlak en lengte. Als een resultaat, de bar ductiliteit daling van de sterkte en bar. Uitgebreid onderzoek heeft verricht te bestuderen van de effecten van corrosie op de mechanische eigenschappen van een steel bar5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15. Echter heeft minder aandacht besteed aan de meetmethoden van morfologische parameters en kenmerken van de corrosie van stalen staven.
Sommige onderzoekers hebben massa verlies gebruikt om te evalueren van het bedrag van de corrosie van een steel bar5,10,11,14. Echter deze methode kan alleen worden gebruikt voor het bepalen van de gemiddelde waarde van de resterende secties en de verdeling van de secties langs de lengte niet meten. Zhu en Franco hebben deze methode verbeterd door een enkele stalen balk snijden in een reeks van korte segmenten en een gewicht van elk segment om te bepalen van de variaties van de gebieden van de resterende secties langs haar lengte13,14. Echter, deze methode leidt tot extra verlies van het staal materiaal tijdens het snijden en niet raken de minimale residuele sectie van de gecorrodeerde bar precies, die domineert zijn draagvermogen. Van een schuifmaat gemeten wordt ook gebruikt voor het meten van de geometrische parameters van een steel bar14,15. Echter, het resterende gedeelte van een gecorrodeerde bar is zeer onregelmatig, en er is altijd een aanzienlijke afwijking tussen de gemeten en de werkelijke sectionele dimensies van een gecorrodeerde bar. Op basis van Archimedes principe, Clark et al. aangenomen de drainage-methode voor het meten van de resterende secties van een gecorrodeerde balk over de lengte, maar verplaatsing van de balie werd handmatig gecontroleerd zonder aanzienlijke nauwkeurigheid in dit geval11. Li et al. deze drainage methode verbeterd door de verplaatsing van een stalen balk automatisch te besturen met behulp van een elektromotor en maatregel resultaten nauwkeuriger16. Tot slot, de laatste jaren, met de ontwikkeling van 3D scanning technologie, deze methode is gebruikt voor het meten van de geometrische afmetingen van een steel bar17,18,19,20. Met behulp van 3D scannen, de diameter, resterende gebied, centroid, excentriciteit, traagheidsmoment en corrosie penetratie van een stalen balk kan precies worden verkregen. Hoewel onderzoekers deze methoden in verschillende experimentele settings gebruikt hebben, is er geen een vergelijking en evaluatie van de methoden met betrekking tot hun nauwkeurigheid, geschiktheid en toepasbaarheid.
Corrosie, met name putjes corrosie, in vergelijking met de generalized corrosie, niet alleen verandert de mechanische eigenschappen van gecorrodeerde bars, maar vermindert ook de resterende rekening houdend met de capaciteit en levensduur van betonnen constructies. Meer nauwkeurige metingen van morfologische parameters van gecorrodeerde stalen staven voor de ruimtelijke variabiliteit van corrosie langs bar lengte zijn absoluut noodzakelijk voor meer redelijke evaluaties van bar mechanische eigenschappen. Dit zal helpen met het beoordelen van de veiligheid en betrouwbaarheid van gewapend beton (RC) structuren beschadigd door corrosie nauwkeuriger21,22,23,24,25,26 ,27,28,29.
Dit protocol vergelijkt de vijf besproken methodes voor het meten van de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een stalen balk. Een single, 500 mm lang en 14 mm in diameter, platte ronde staaf werd gebruikt als het specimen en onderworpen aan de versnelde corrosie in het lab. De morfologie en het niveau van corrosie werden zorgvuldig gemeten vóór en na het gebruik van elke methode, met inbegrip van de massa verlies, van een schuifmaat gemeten, drainage metingen, 3D scannen en Röntgen micro computertomografie (XCT). Tot slot, de toepasbaarheid en de geschiktheid van elk werden geëvalueerd.
Het moet worden opgemerkt dat de geribbelde bars ingebed in beton, niet de gewone bars blootgesteld aan lucht, worden vaak gebruikt in betonconstructies en onderworpen aan corrosie. Voor geribde bars, de schuifmaat gemeten mogen niet worden zo gemakkelijk toegepast. Omdat deze bars corrosie in beton, is hun oppervlakte penetratie meer onregelmatige vergeleken met bars blootgesteld aan lucht11. Echter is dit protocol gericht op de toepasselijkheid van de analyse van verschillende meetmethoden op dezelfde bar; Daarom gebruikt het een naakte gewoon bar als het model te elimineren van de invloed van de ribben en concrete gebrek aan homogeniteit op metingen van morfologische parameter. Verdere werkzaamheden over het meten van gecorrodeerde geribde balken met behulp van andere methoden kan worden uitgevoerd in de toekomst.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic ruler</td>
			<td>Deli Group Co.,Ltd.</td>
			<td>No.6240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>white paint pen</td>
			<td>SINO PATH Enterprises.,Ltd.</td>
			<td>SP-110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube with Branch</td>
			<td>Customized-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Measurement cylinder</td>
			<td>Beijing Huake Bomex Glass Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500mL Beaker</td>
			<td>Beijing Huake Bomex Glass Co. , Ltd.</td>
			<td>CP-201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sandpaper</td>
			<td>Shanghai Noon Decoration Material Co., Ltd.</td>
			<td>P04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>white developer</td>
			<td>SHANGHAI XINMEIDA FLAW DETECTION MATERIAL CO., LTD.</td>
			<td>FA-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>epoxy resin adhesive</td>
			<td>Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd.</td>
			<td>DY&#183;E&#183;44</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>epoxy hardener</td>
			<td>Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd.</td>
			<td>DY&#183;EP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl</td>
			<td>Dongguan Dongjiang Chemical Reagent Co., Ltd.</td>
			<td>AR-2500ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>saturated lime water</td>
			<td>Xilong Chemical Co., Ltd.</td>
			<td>AR-500g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital electronic scale</td>
			<td>Kaifeng Group Co., Ltd.</td>
			<td>Model JCS-0040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital vernier caliper</td>
			<td>Shanghai Measuring &#38; Cutting Tool Works Co., Ltd.</td>
			<td>Model ST-089-229-090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutting machine</td>
			<td>Robert Bosch GmbH</td>
			<td>TCO2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D reconstructed X-ray microscope</td>
			<td>XRADIA</td>
			<td>Model MICROXCT-400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D scanner</td>
			<td>HOLON Three-dimensional Technology(Shenzhen) Co.,Ltd.</td>
			<td>Model HL-3DX+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electromechanical Universal Testing Machine</td>
			<td>MTS SYSTEMS (China) Co., Ltd.</td>
			<td>Model C64.305</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

applicability analysis of assessment methods for morphological parameters of corroded steel bars

De onregelmatige en ongelijke resterende secties langs de lengte van een gecorrodeerde stalen balk wezenlijk veranderen de mechanische eigenschappen en de veiligheid en prestaties van een bestaande betonnen constructie aanzienlijk te domineren. Dientengevolge, is het belangrijk om te meten de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een stalen balk in een structuur naar behoren te beoordelen van de resterende rekening houdend met de capaciteit en levensduur van de structuur. Deze paper introduceert en vergelijkt vijf verschillende methoden voor het meten van de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een stalen balk. Een enkele 500 mm lang en 14 mm diameter staal bar is het model dat is onderworpen aan de versnelde corrosie in dit protocol. De morfologie en de hoeveelheid corrosie werden zorgvuldig gemeten vóór en na het gebruik van massa verlies metingen, van een schuifmaat gemeten, drainage metingen, 3D scannen en Röntgen micro-berekend tomografie (XCT). De toepasbaarheid en de geschiktheid van deze verschillende methoden werden vervolgens geëvalueerd. Uit de resultaten blijkt dat de schuifmaat gemeten de beste keuze is voor het meten van de morfologie van een niet-gecorrodeerd bar, terwijl 3D scannen het meest geschikt is voor het kwantificeren van de morfologie van een gecorrodeerde bar.

Figuur 6 toont de diameters van de 500 mm lang niet gecorrodeerd bar model in een hoek van 0 °, 45 °, 90 ° en 135 ° voor elke sectie langs de lengte gemeten met behulp van Vernier remklauwen. De balken werden vervolgens gesneden in drie delen, zoals afgebeeld in Figuur 1.
Figuur 7 presenteert de transversale gebieden van de niet-gecorro...

Watch this Scientific Journal Video about Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars at JoVE.com

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

Deze paper meet de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een steel bar met behulp van verschillende methoden: massa verlies, remklauwen, drainage metingen, 3D scannen en Röntgen micro-berekend tomografie (XCT).

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

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

Deze video is bedoeld om het oppervlak morfologie van intacte en aangetaste stalen staven te meten. We zullen vijf verschillende maatregelen demonstreren en evalueren, waaronder massaverlies, vernier remklauwmetingen, drainagemetingen, 3D-scanning en XCT van de stalen staaf. 3D-scanning is de beste methode voor het meten van de ruimtelijke variabiliteit van corrosiepenetratie in het oppervlak van een gecorrodeerde bar.De corrosiemetingen die met de 3D-scanmethode worden verkregen, zouden engineering in staat stellen om de veiligheid en levensduur van bestaande technische structuren in onze samenleving veel nauwkeuriger en betrouwbaarder te evalueren. Het aantonen van de procedure zal de heer Huilai Han, een technicus uit een laboratorium, en de heer Shenglin Cui, een technicus uit Shenzhen Hong Rong's driedimensionale technologie. Om te beginnen, markeer een gepolijste 500-millimeter lange, 14-millimeter-diameter stalen staaf in stappen van 10 millimeter.Gebruik vervolgens nulvernierklauwen om de diameter van de balk bij het eerste teken te meten met de kaken die de bar zachtjes aanraken. Voer nog drie metingen uit, waarbij de remklauwen telkens met 45 graden worden gedraaid, voor een totaal van vier metingen met intervallen van 45 graden. Herhaal dit proces voor elk teken op de balk.Gemiddeld de diameters op elk merk en bereken de dwarsdoorsnedes. Snijd vervolgens 30 millimeter van elk uiteinde van de bar om twee 30 millimeter lange staafexemplaren en een 440 millimeter lange staafexemplaar te verkrijgen. Weeg elk exemplaar op een digitale elektronische weegschaal en leg de metingen vast.Markeer de 30 millimeter lange staafexemplaren met intervallen van 10 millimeter, vanaf vijf millimeter vanaf de linkerkant. Bepaal de gemiddelde diameter op elk van deze markeringen zoals eerder beschreven. Zet vervolgens een statisch-hydraulische, elektromechanische universele testmachine op en plaats een glazen cilinder onder de machinekop.Vul de cilinder met kraanwater om gewoon bij de uitlaat te komen. Plaats vervolgens een elektronische weegschaal onder de uitlaat van de container. Plaats een bekerglas van 200 milliliter op de weegschaal in lijn met de uitlaat.Klem daarna een staafexemplaar verticaal in het hoofd van de EUT-machine. Beweeg de EUT-kop verticaal naar beneden totdat de balk alleen het wateroppervlak raakt. Neem de eerste lezing op de digitale schaal.Stel vervolgens de EUT-machine in om de lat naar beneden te verplaatsen op 10 millimeter per minuut. Voer de machine uit om de balk te verplaatsen naar de eerste markering van 10 millimeter. Neem vervolgens de laatste lezing op de elektronische schaal.Herhaal dit proces voor elk segment van 10 millimeter van het staafexemplaar totdat de hele balk onder water staat. Laat de bar daarna een uur drogen. Bereken de uniforme dwarsdoorsnede van elk segment van 10 millimeter van de bar van de verplaatste watermassa's.Test elk van de drie exemplaren op deze manier. Vervolgens spuiten elk droge bar exemplaar met witte fout-detectie ontwikkelaar, en laat de exemplaren te drogen in de lucht. Plaats vervolgens een gecoate exemplaar op het platform van de 3D-scanner.Kalibreer de positie van het staafexemplaar met behulp van een label dat is gemarkeerd met een willekeurige array van kleine, witte stippen. Scan vervolgens het monster langs de lengte, ontwikkel een spacial model en genereer morfologische gegevens uit het model. Herhaal dit voor elk exemplaar.Plaats vervolgens een 30 millimeter lang exemplaar op het draaibare platform van een x-ray micro-computertomografiesysteem. Sluit het XCT-instrument. Open de instrumentsoftware en verplaats het monster naar de juiste positie voor het scannen.Vul de gewenste pixelgrootte en vergrotingsfactor in. Scan vervolgens het monster en genereer de geometrische parameters. Herhaal het proces voor het andere 30 millimeter lange exemplaar.Na het verkrijgen van de metingen van de niet-gecorrodeerde stalen staaf, strip 50 tot 60 millimeter isolatie van een twee meter lengte van multi-stranded elektrische draad. Strip een korter segment van de andere kant. Bevestig het langere, blootgestelde uiteinde van de draad aan één uiteinde van het 440 millimeter lange exemplaar met isolatietape stevig verpakt rond 70 millimeter van het uiteinde van de staaf.Dan, stevig wrap 70 millimeter van de andere kant van de bar met isolatietape. Meng vervolgens epoxylijm met verharder in een één-op-één verhouding. Breng de epoxy gelijkmatig aan op elk geïsoleerd uiteinde van de bar om de uiteinden tegen corrosie te beschermen.Zodra de epoxy is gedroogd, vul een plastic tank uitgerust met een koperen plaat met een waterige 3,5% van het gewicht oplossing van natriumchloride in leidingwater. Plaats het staafexemplaar in de tank. Sluit vervolgens de draad aan die aan de bar is bevestigd aan de positieve terminal van een DC-voeding.Sluit de koperplaat aan op de negatieve terminal van de voeding. Stel de voeding in om een corrosiestroomdichtheid van 2,5 micro-ampère per vierkante centimeter in de balk te produceren. Breng de stroom voor de duur die nodig is om het gewenste niveau van corrosie te bereiken volgens de wet van Faraday.Schakel vervolgens de stroom uit, koppel het staafmonster los en laat het 30 minuten weken in een volumeachtige oplossing van zoutzuur van 12% om corrosieproducten te verwijderen. Breng daarna het staafmonster over naar een verzadigde kalkwateroplossing om het zuurresidu te neutraliseren. Spoel vervolgens de bar af met kraanwater en laat deze drogen in de lucht.Markeer vervolgens het gecorrodeerde oppervlak met intervallen van 10 millimeter. Weeg de gecorrodeerde balk horizontaal op een digitale elektronische weegschaal en bereken het gemiddelde gebied van de gecorrodeerde balk. Bepaal de gemiddelde diameter op elk 10-millimeter merk met behulp van vernier remklauwen en bereken de dwarsdoorsnedes.Bereken vervolgens de doorsnede van elk 10-millimeter segment van de gecorrodeerde staaf met behulp van de verplaatste waterafvoermethode. Daarna, spray het exemplaar met witte ontwikkelaar en neem een 3D-scan. Tot slot, snijd een 30-millimeter segment van de gecorrodeerde bar en scan het met XCT.De gemeten diameters van de in-tact stalen staaf varieerden niet significant over de lengte, maar consistente variatie werd waargenomen tussen de 45-graden meting en de 135-graden meting, wat aangeeft dat de bar elliptisch was. De massaverlies-, remklauwmeting en 3D-scantechnieken leverden vergelijkbare waarden op met een lage variatie. De drainagemethodemetingen van het 440 millimeter lange monster hadden te lijden onder meerdere bronnen van onzekerheid, waaronder de droogte van de bar en de oppervlaktespanning van het water.De 30-millimeter exemplaren werden geanalyseerd met XCT, die waarden geproduceerd in overeenstemming met andere technieken. Over het algemeen produceerden remklauwen, XCT en 3D-scanning vergelijkbare waarden met minimale variatie. Zo waren remklauwmetingen de eenvoudigste manier om nauwkeurige metingen van niet-aangetaste staven te verkrijgen.Corrosie resulteerde in aanzienlijke variatie en dwarsdoorsnede vorm in de hele bar, die niet kon worden gevangen met de massa verlies methode. Hoewel remklauwen gevoeliger waren voor de vormvariatie, konden ze geen rekening houden met putjes in het oppervlak van het monster. XCT en 3D scannen geproduceerd vergelijkbare waarden, maar XCT wordt beperkt door de noodzaak van kleine monsters met platte uiteinden.Zo werd 3D-meting begunstigd voor het analyseren van de morfologie van gecorrodeerde stalen staven. Een vernier remklauw is het beste gereedschap voor het meten van een niet-gecorrodeerde stalen staaf oppervlak morfologie. En, het is gemakkelijk te bedienen.En, het is heel zuinig. De drainagemethode meting kan worden beïnvloed door enige onzekerheid, dus verdere verbeteringen aan het meetapparaat zijn nodig. Hoewel de XCT-meting het resterende doorsnedegebied van een gecorrodeerde stalen staaf nauwkeurig kan meten, wordt deze beperkt door de lengte van het monster.De 3D-scanmethode is de meest optimale methode voor de metingen van een gecorrodeerde stalen staaf omdat deze nauwkeurig, zuinig en efficiënt is. Het kan ook het genereren van extra nuttige informatie over de gecorrodeerde bar.

Research

JoVE Journal

Engineering

Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

Mechanische Uitbreiding van stalen buizen als een oplossing voor lekkende boorputten

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe ...

Blast Quantification Using Hopkinson Pressure Bars

Blast Kwantificering Met behulp van Hopkinson Pressure Bars

Near-field blast load measurement presents an issue to many sensor types as they must endure very aggressive environments and be able to measure pressures ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Geavanceerde experimentele methoden voor lage-temperatuur magnetotransport Meting van nieuwe materialen

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Methods for Measuring the Orientation and Rotation Rate of 3D-printed Particles in Turbulence

Methoden voor het meten van de oriëntatie en de draaisnelheid van de 3D-gedrukte Deeltjes in Turbulence

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing ...

The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight

De evolutie van Silica nanodeeltjes-polyester Coatings op oppervlakken blootgesteld aan zonlicht

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, ...

Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

Wicking Tests voor Unidirectionele Stoffen: Metingen van capillaire Parameters om capillaire druk in Liquid Composite Molding Processen Evalueer

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

Subsurface Defect Localisatie door Gestructureerde Verwarming Met Laser Geprojecteerde Phot Thermische Thermografie

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Voorbereiding en hoge-temperatuur-Anti-adhesie gedrag van een glad oppervlak op roestvast staal

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

Voorbereiding van uitgelijnde stalen vezel versterkt cementgebonden composiet en haar belastbaarheid gedrag

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

Het genereren van Rondegewrichten via frictie roer puntlassen op DP780 Steel

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...