بروتوكول تجريبي لتحديد قيمة العتبة كلوريد للتآكل في العينات المأخوذة من هياكل الخرسانة المسلحة

الهدف العام من هذه الطريقة هو قياس قيمة عتبة الكلوريد وهي معلمة أساسية تميز قدرة الخرسانة المسلحة على تحمل التآكل. هذه المعلمة مطلوبة في جميع النماذج الحالية للتنبؤ بالتآكل الناجم عن الكلوريد في الخرسانة. في حين أنه من المعروف جيدا أن قيم عتبة الكلوريد تعتمد بشدة على عوامل مثل المواد المستخدمة ، فمن الشائع الاعتماد على القيم العامة المنصوص عليها في المعايير أو الكتب المدرسية.

الميزة الرئيسية لطريقتنا هي أنها تسمح باختبار هياكل الهندسة المدنية. هذا مشابه للطرق الراسخة لاختبار الخواص الميكانيكية مثل قوة الخرسانة. من خلال اختبار العينات من الهياكل ، نضمن ظروفا حقيقية تؤثر بشكل كبير على قيم عتبة الكلوريد.

على سبيل المثال ، أنتجت الواجهة الخرسانية الفولاذية التي لا يمكن تقليدها بشكل تمثيلي في عينات معملية. ابدأ بتحديد مناطق الاختبار في الهيكل الخرساني كما هو موضح في بروتوكول النص. حدد موقع قضبان التسليح الفولاذية في الخرسانة عن طريق جهاز مسح ضوئي يدوي غير مدمر يعرف باسم كاشف حديد التسليح.

حرك كاشف الفولاذ في الاتجاهين الأفقي والرأسي فوق سطح الخرسانة داخل منطقة الاختبار. باستخدام الطباشير ، ضع علامة على كل قضيب فولاذي تقوية مؤقتا على شكل شبكة على سطح الخرسانة. حدد مواقع الحفر الأساسي للنوى التي لا يقل قطرها عن 150 ملم.

ضع علامة عليها وقم بتسميتها على سطح خرساني. حفر النوى الخرسانية التي تحتوي على جزء من حديد التسليح وفقا للإجراءات والمعايير المشتركة. بعد الحفر ، قم بإزالة اللب الخرساني من الهيكل على سبيل المثال ، باستخدام إزميل.

أخيرا ، لف اللب بورق من نوع الانتشار للحفاظ على ظروف الرطوبة أثناء النقل إلى المختبر. قلل من الغطاء الخرساني في المقدمة ، وهو الجانب المكشوف في الأصل عن طريق قطع الماس المبرد بالماء. استهدف سماكة الغطاء الخرساني النهائي للعينة في حدود 15 إلى 20 ملم.

بعد ذلك ، قم بإنشاء اتصال كابل وحماية نهايات قضيب التسليح الفولاذي من بدء التآكل الكاذب أثناء اختبار التعرض. للقيام بذلك ، استخدم أولا مثقاب حفر بقطر داخلي أكبر قليلا من قطر قضيب التسليح الفولاذي لإزالة الخرسانة حول الفولاذ عند كل طرف قضيب بطول أقصى يبلغ 10 ملليمترات. خدش بقايا معجون الأسمنت الملتصقة بالسطح الفولاذي بمساعدة الأدوات المناسبة.

بعد ذلك ، قم بحفر ثقب صغير في أحد طرفي القضبان الفولاذية واستخدم برغي معدني ذاتي التنصت لتثبيت مقبض الكابل على القضيب الفولاذي. املأ الفجوة التي تم إنشاؤها حول طرفي القضيب الفولاذي بعجينة أسمنتية كثيفة أو ملاط أو جص ، عن طريق صب الملاط بعناية في الثقوب. قم أيضا بتغطية العروة الطرفية اللولبية لوصلة الكابل.

الإجراء الموصوف للتو أمر بالغ الأهمية لتجنب بدء التآكل الكاذب. مما يعني أن التآكل في قضيب الصلب ينتهي. للحد من مساحة السطح المكشوفة ، قم بتغطية السطح الجانبي للقلب براتنجات الايبوكسي ، وقم أيضا بتغطية نهايات قضيب التسليح الفولاذي ووصلة الكابل.

باستخدام نفس راتنجات الايبوكسي ، قم بتغطية الأجزاء النهائية من السطح الخرساني المكشوف على جانب النواة ، والتي كانت في السابق أقرب إلى سطح الخرسانة الهيكلية. اترك طولا مكشوفا غير مطلي من 60 إلى 80 مل على طول القضيب الفولاذي على هذا الجانب. ضع جميع العينات في الخزان بحيث يظهر جانب العينة من 15 إلى 20 مل من سمك الخرسانة المغطى ، متجها لأسفل.

قم بتركيب العينات على مساحات صغيرة للسماح بتعرض المحلول للعينات من جانبها السفلي. ثم ضع القطب المرجعي في محلول التعرض. قم بتوصيل جميع العينات بمسجل بيانات آلي ، والذي يمكنه قياس إمكانات قضبان التسليح الفولاذية بشكل فردي مقابل القطب المرجعي المشترك.

املأ الخزان بماء الصنبور إلى مستوى تتلامس فيه جميع الجوانب السفلية للعينات الأساسية مع المحلول ، لكنها ليست مغمورة تماما. حافظ على الاتصال بين القطب المرجعي ومحلول التعريض ، وابدأ على الفور في تسجيل البيانات عن طريق قياس إمكانات جميع العينات مقابل القطب المرجعي. بعد أسبوع إلى أسبوعين في محلول خال من الكلوريد ، استبدل محلول التعرض بالمحلول المحضر المكون من 3.5 كلوريد الصوديوم بالوزن.

استمر في مراقبة إمكانات العينات وتحقق بانتظام من حالة التآكل لكل عينة من خلال تقييم التطور المسجل للإمكانات بمرور الوقت لكل عينة ومن خلال النظر في معيار بدء التآكل. بعد 60 يوما ، قم بزيادة تركيز كلوريد الصوديوم في المحلول إلى 7٪ بالوزن. بعد 120 يوما ، قم بزيادة تركيز كلوريد الصوديوم في المحلول إلى 10٪ بالوزن.

بعد ذلك ، حافظ على تركيز الكلوريد عند هذا المستوى. عند تقييم إمكانات الصلب المسجلة أثناء التعرض ، استخدم هذين المعيارين لبدء التآكل ، للتحقق من حالة التآكل لكل عينة. المعيار الأول هو انخفاض محتمل بأكثر من 150 مللي فولت من المستوى السلبي خلال فترة زمنية مدتها خمسة أيام أو أقصر.

المعيار الثاني ، هو أنه خلال الأيام العشرة التالية ، تظل الإمكانات ثابتة على المستوى السلبي الذي تم تحقيقه تنخفض أكثر ، أو تتعافى بحد أقصى 50 مللي فولت. بمجرد استيفاء هذا المعيار لبدء التآكل ، قم بإزالة العينة على الفور من محلول التعرض. توثيق الوقت اللازم لبدء التآكل للعينة.

لبدء تحليل العينة ، قم أولا بتقسيم العينة لإزالة القضيب الفولاذي. قم بقص اللب الخرساني من جانبه الخلفي بشفرة قطع ماسية مبردة بالماء. تأكد من أن القسم عمودي على السطح الخلفي ومحاذاة بالتوازي مع قضيب التسليح الفولاذي

لتجنب إتلاف القضيب الفولاذي ، تأكد من أن عمق القطع لا يصل إلى الفولاذ. احتفظ بحوالي 10 ملليمترات لهامش الأمان. أدخل إزميل أو أداة مماثلة وقسم اللب الخرساني إلى نصفين لتقسيم الخرسانة حول القضيب الفولاذي.

قم بإزالة قضيب التسليح الفولاذي برفق من الخرسانة ، فهذا يترك نصفي العينة الخرسانية مع بصمات القضيب الفولاذي. قم على الفور بتوثيق المظهر المرئي للواجهة الخرسانية الفولاذية من خلال فحص كل من السطح الفولاذي وبصمات القضيب الفولاذي في الخرسانة. لإجراء تحليل الكلوريد وتحديد محتوى الكلوريد الحرج ، قم بإزالة الأجزاء المطلية بالإيبوكسي عن طريق قطع الماس المبرد بالماء على نصفي اللب الخرساني.

من المنشورات التي تم الحصول عليها ، قم بإزالة الخرسانة ومنطقة الغطاء ، باستخدام طلاء الماس المبرد بالماء وصولا إلى ملليمترين إلى القضيب الفولاذي. بعد ذلك ، قم بطحن الخرسانة وجمع مسحوق الطحن. سمك خطوة الطحن هذه أربعة ملليمترات.

تجفيف عينات مسحوق الخرسانة التي تم الحصول عليها عند 105 درجة مئوية إلى وزن ثابت. ثم احسب متوسط القيمتين. قم بتوثيق نتيجة تحليل الكلوريد ، وهو محتوى الكلوريد الحرج للعينة المحددة.

تأكد من الإشارة إلى ما إذا كانت القيمة معبرا عنها من حيث النسبة المئوية بوزن الخرسانة أو وزن الأسمنت. يوضح هذا الشكل مثالا على إمكانات الصلب التي تم رصدها أثناء التعرض للكلوريد في المختبر. قد تنخفض الإمكانات بشكل كبير ، في غضون فترة زمنية قصيرة جدا ، لكن عملية التآكل قد لا تنتشر بشكل غير مستقر ، وهو ما يصبح واضحا بسبب زيادة الإمكانات نحو مستواها السلبي الأولي.

في حوالي 60 يوما من التعرض ، تنخفض الإمكانات أخيرا بأكثر من 150 مللي فولت وتبقى عند المستوى السلبي لمدة 10 أيام. وبالتالي ، يتم استيفاء معيار تقسيم العينة. يوضح هذا الشكل مثالا على بقعة التآكل الظاهرة بصريا على القضيب الفولاذي بعد تقسيم العينة.

تم الحصول على نتائج تمثيلية لمحتوى الكلوريد الحرج من نفق عمره أكثر من 40 عاما في جبال الألب السويسرية. يوضح الرسم البياني النتائج من 11 نواة خرسانية ، مما ينتج عنه التوزيع الإحصائي لمحتوى الكلوريد الحرج للعضو الهيكلي الذي تم فحصه. على عكس التجارب التجريبية من الهياكل ، التي تطمح إلى التعريف الذي تم الحصول عليه بعد بدء التآكل.

يمكن لهذه الطريقة قياس قيم عتبة الكلوريد للأعضاء الهيكلية أو هياكل محددة قبل حدوث تدهور التآكل. مقارنة مع الممارسة الشائعة المتمثلة في استخدام قيم عتبة الكلوريد المجدولة الثابتة ، فإن تطبيق طريقتنا في الممارسة الهندسية ، سيعزز دقة تقييمات الحالة والقدرة التنبؤية للنماذج لتحليل الخدمة المتبقية للهياكل.