Name: Protocole expérimental pour déterminer la valeur de seuil de chlorure pour la Corrosion dans les échantillons prélevés sur des Structures en béton armé (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-31T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min
Description: Apprenez à mesurer la valeur de seuil de chlorure dans le béton armé pour évaluer la résistance à la corrosion. Cette méthode utilise des échantillons prélevés sur des structures réelles, garantissant des conditions authentiques à l'interface acier-béton.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

L’ouvrage décrit ici a été en partie financé par l’Office fédéral des routes (projet de recherche AGB2012/010). Grandement, nous reconnaissons l’appui financier.

<ol><li>Bertolini, L., Elsener, B., Pedeferri, P., Redaelli, E., Polder, R. B. <a target="_blank" href="http://www.researchandmarkets.com/reports/2330648/corrosion_of_steel_in_concrete_prevention.pdf">Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair. 2nd edn</a>. , WILEY-VCH. (2013).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Development+of+an+holistic+approach+to+ensure+the+durability+of+new+concrete+construction%22">Development of an holistic approach to ensure the durability of new concrete construction</a>. , British Cement Association. Crowthorne, UK. (1997).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.fib-international.org/condition-control-and-assessment-of-reinforced-concrete-struct">Condition control and assessment of reinforced concrete structures exposed to corrosive environments.</a> Fédération Internationale du Béton (fib). , (2011).</li>
<li>Angst, U. M., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/maco.201206898/abstract">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, Ø <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008884609002099">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://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/best.201100007/references">Zum Ansatz eines kritischen Chloridgehaltes bei Stahlbetonbauwerken.</a> Beton- und Stahlbetonbau. (5), 290-298 (2011).</li>
<li><a target="_blank" href="https://www.evs.ee/products/evs-en-14629-2007">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="https://www.astm.org/Standards/C1152.htm">ASTM C1152 Standard Test Method for Acid-Soluble Chloride in Mortar and Concrete.</a> ASTM International. , (2012).</li>
<li><a target="_blank" href="https://www.baufachinformation.de/merkblatt/SIA-269-2-SN-505269-2-01/237923">SIA 269/2:2011 Erhaltung von Tragwerken - Betonbau.</a> Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein SIA. , (in German) (2011).</li>
<li>Draft, <a target="_blank" href="https://trid.trb.org/view.aspx?id=1005306">Draft recommendation for repair strategies for concrete structures damaged by reinforcement corrosion.</a> Mater Struct. 27, RILEM TC 124-SRC 415-436 (1994).</li>
<li>Broomfield, J. P. <a target="_blank" href="https://www.amazon.com/Corrosion-Steel-Concrete-Understanding-Investigation/dp/0415334047">Corrosion of Steel in Concrete: Understanding, Investigation and Repair. 2nd edn</a>. , CRC Press. (2006).</li>
<li>Richartz, W. Die Bindung von Chlorid bei der Zementerhärtung. Zement-Kalk-Gips. 10, (in German) 447-456 (1969).</li>
<li>Vassie, P. <a target="_blank" href="http://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/iicep.1985.929?journalCode=jpric">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="https://link.springer.com/article/10.1617/s11527-017-1010-1">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://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/maco.201206725/abstract">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="https://www.astm.org/Standards/C876.htm">Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete.</a> ASTM International. , ASTM C876 (2015).</li>
<li>Planung, <a target="_blank" href="http://shop.sia.ch/normenwerk/ingenieur/sia%202006-c1/d/D/Product">SIA 2006:2013 Planung Durchführung und Interpretation der Potenzialmessung an Stahlbetonbauten.</a> Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein SIA. , (in German) (2013).</li>
<li>B3: Merkblatt für Elektrochemische Potentialmessungen zur Detektion von Bewehrungsstahlkorrosion. Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung DGZfP. , (in German) (2014).</li>
<li>B2: Merkblatt zur zerstörungsfreien Betondeckungsmessung und Bewehrungsortung an Stahl- und Spannbetonbauteilen. Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung DGZfP. , (in German) (2014).</li>
<li>Soylev, T. A., François, R. <a target="_blank" href="https://www.deepdyve.com/lp/elsevier/quality-of-steel-concrete-interface-and-corrosion-of-reinforcing-steel-dWJzH4cQFM">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://shop.bsigroup.com/ProductDetail/?pid=000000000030164918">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.rilem.org/images/publis/1452.pdf">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, Ø, Myrdal, R. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1617/s11527-008-9387-5">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="https://www.en-standard.eu/csn-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. Testing and Modelling the Chloride Ingress into Concrete. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGulikers%2C+J+%22RILEM+Proceedings+PRO+19%22">RILEM Proceedings PRO 19</a>. Andrade, C., Kropp, J. , (2000).</li>
<li>ASTM C1084 Standard Test Method for Portland-Cement Content of Hardened Hydraulic-Cement Concrete. ASTM International. , (2013).</li>
<li>Boschmann Käthler, C., Angst, U. M., Wagner, M., Elsener, B. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S000888461630984X">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 Method to determine the critical chloride content of existing reinforced structures. VSS report no. 677. , Swiss Federal Roads Office. (in German) (2016).</li>
<li>Lambert, P., Page, C. L., Vassie, P. R. W. Investigations of reinforcement corrosion: Part 2 - Electrochemical monitoring of steel in chloride-contaminated concrete. Mater. Struct. 24 (143), 351-358 (1991).</li>
<li>Angst, U. M., Elsener, B., Larsen, C. K., Vennesland, Ø <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X11000473">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://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22RILEM+technical+committee+235-CTC%22">RILEM technical committee 235-CTC</a>. , (2015).</li>
<li>Angst, U., Elsener, B., Larsen, C. K., Vennesland, Ø <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468611006979">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="https://link.springer.com/article/10.1617/s11527-014-0343-2">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="https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid:bc726ead-0999-4fe4-bad1-5c26c0e50405/?collection=research">Corrosion of steel in cracked concrete - chloride microanalysis and service life predictions.</a> TU Delft. , The Netherlands. (2015).</li>
<li>Li, L., Sagüés, A. A. <a target="_blank" href="http://corrosionjournal.org/doi/10.5006/1.3287721?code=nace-prem-site">Chloride corrosion threshold of reinforcing steel in alkaline solutions - Effect of specimen size.</a> Corros. 60 (2), 195-202 (2004).</li>
<li>Angst, U., Rønnquist, A., Elsener, B., Larsen, C. K., Vennesland, Ø <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X10004488">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>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Les étapes plus critiques pour le succès du protocole expérimental proposé pour déterminer Ccrit sont ceux dont les mesures prises pour prévenir l’initiation de la corrosion fausses et autre acier barre effets de fin. À cet égard, différentes approches ont été testées, parmi lesquels le protocole signalé ici a été trouvé pour donner les meilleurs résultats28. Dans des essais, cette approche a permis diminuant le taux d’initiation faux à moins de 10 %. D’une part, cela est due au revêtement de la zone frontalière de la surface exposée de béton avec de la résine époxy, qui augmente la durée du transport des chlorures dans le béton à la barre en acier se termine bien. En revanche, remplaçant le béton original autour de la barre en acier à ses extrémités par une dense, fortement alcalines coulis cimentaires améliore considérablement la résistance à la corrosion dans ces domaines. Ces systèmes, c'est-à-direenduit l’acier bar se termine par une couche d’un matériau cimentaire modifié aux polymères, ont fait leurs preuves aussi dans les autres études29,30.
Un autre aspect important est le critère pour l’initiation de la corrosion. Ce critère est basé sur le Comité technique RILEM TC-235 visant à recommander une méthode d’essai pour le mesurage du Ccrit dans les échantillons fabriqués dans le laboratoire31. La justification est qu’il est bien connu que le début de corrosion de l’acier non polarisée encastrée dans le béton pourrait avoir lieu sur une longue période de temps plutôt qu’à un instant précis30,32. En acier peut commencer de corrosion à des concentrations relativement faibles de chlorure mais si ce ne sont pas en mesure de soutenir le processus de corrosion, repassivation aura lieu, qui devient apparent par une augmentation potentielle vers le niveau passif initial. Ces événements depassivation-repassivation sont généralement observées dans semblables études30,33,34. La concentration de chlorure mesurée à la fois de corrosion stable est plus pertinente pour la pratique à l’heure où les prémices très des écarts éventuels par rapport au niveau passif deviennent apparents. Avec le critère suggéré, Ccrit représente la concentration de chlorure au cours de laquelle la corrosion initie et propage aussi stable.
Une limitation de la méthode est que les échantillons sont relativement faibles, qui peuvent avoir une influence sur les résultats35,,36. Pour contrer cela, il est conseillé d’utiliser un nombre relativement élevé d’échantillons (idéalement 10). Le niveau de confiance dépend de la distribution statistique de Ccrit dans le domaine de l’essai proprement dit. Pour plus de détails se référer à cet égard, pour faire référence à36. Une autre limite est que les conditions d’humidité dans l’exposition en laboratoire peuvent différer de celles d’une structure réelle. Enfin, la détection de l’initiation de la corrosion peut être difficile dans les cas où le potentiel est généralement négatif, comme dans les ciments de scories ou autres liants contenant du sulfure.
Au meilleur de notre connaissance, c’est la première méthode de détermination decrit Cen ouvrages d’art à un stade avant l’initiation de la corrosion. Contrairement à l’expérience empirique des structures, qui est par définition obtenue après l’initiation de la corrosion, cette méthode peut être utilisée pour mesurer Ccrit pour structures spécifiques ou des éléments de charpente avant la dégradation de la corrosion se produit ; les résultats permet donc d’évaluer le risque de corrosion (futur) et de prédire le temps restant à l’initiation de la corrosion (modélisation de vie service). Ainsi, cette méthode a le potentiel pour être utilisés comme outils de test, semblables à des méthodes éprouvées, utilisées pour les essais mécaniques (résistance à la compression, etc.)
La méthode actuellement appliquée à un certain nombre de différentes infrastructures de béton en Suisse. Cela élargira la connaissance sévèrement limitée5 sur les distributions statistiques de Ccrit dans les structures. En outre, il révèlent l’influence de différents facteurs comme l’âge des structures, les matériaux de construction utilisés, etc.et ainsi fournir des informations importantes pour les ingénieurs civils et pour les décideurs dans la gestion des infrastructures.

Corrosion de l’acier dans le béton, déclenchée par la pénétration des chlorures dans le béton, est la cause la plus fréquente de la dégradation prématurée des structures en béton armés et précontraints et présente donc un des défis plus importants en génie civil1,2,3,4. Les pays industrialisés ont généralement un large inventaire de vieillissement des infrastructures de béton, construits dans la seconde moitié du siècle dernier et donc avec une histoire de plusieurs dizaines d’années d’exposition au climat marin ou dégivrage sels utilisés sur les routes. Être en mesure d’évaluer avec fiabilité la condition de ces structures, par exemple, le risque pour la corrosion, forme la base pour la planification des travaux d’entretien et de gestion de l’infrastructure, en général.
L’approche établie dans l’ingénierie de gestion induite par le chlorure en acier contre la corrosion dans le béton est issu d’un chlorure seuil valeur (aussi appelée contenu, critique chlorure Ccrit)1,5, 6. selon ce concept, initiation de la corrosion est censée se produire dès que la concentration de chlorures dans le béton à la surface de l’acier dépasse le seuil decrit C. Ainsi, évaluer l’état des structures existantes et à estimer la durée de vie restante en général comptent sur la détermination de la teneur en chlorures à différentes profondeurs dans le béton, en particulier à la profondeur de l’acier d’armature incorporé. Un certain nombre de méthodes fiables et standardisées existe pour mesurer cette concentration de chlorure dans les échantillons de béton7,8. En comparant les résultats à Ccrit fournit la base pour l’évaluation du risque de corrosion et de la planification, le type et l’ampleur des mesures de réparation. Toutefois, cette approche nécessite des connaissances de Ccrit.
Différentes normes internationales et recommandations, ainsi que texte livres, précisez les valeurs pour Ccrit1,3,9,10,11. Il s’agit généralement environ 0,4 % chlorure en poids de ciment, basée sur l’expérience à long terme ou début d’études12,13. Toutefois, il est bien connu que la résistance réelle contre Ccrit d’une structure ou un élément de structure est fortement influencée par les matériaux utilisés, à l’âge de la structure et par l’exposition histoire et conditions1 , 5. ainsi, il est généralement admis que l’expérience d’une structure ne doit être appliqué à d’autres structures avec prudence.
Malgré cela, il est fréquent d’ingénierie pratique pour utiliser les valeurs Ccrit , indépendants de la structure réelle. Cela peut s’expliquer par la dispersion énorme de Ccrit dans la littérature et par l’absence de méthodes fiables pour déterminer Ccrit sur place et dans le laboratoire5. L’approche de l’utilisation de valeurs tabulées de seuil dans les évaluations de la durabilité est à la différence des considérations structurales dans les évaluations de l’état de vieillissement des structures en béton. Dans ce dernier cas, il existe un certain nombre de méthodes d’essai normalisées afin de déterminer les propriétés mécaniques, tels que la résistance des matériaux dans la structure (béton, acier d’armature), à utiliser dans les calculs du comportement structural.
Dans ce travail, est présenté un protocole expérimental pour déterminer Ccrit sur des échantillons prélevés sur des ouvrages d’art. L’approche est basée sur le forage de carottes de béton armé dans les parties des structures en béton où la corrosion n’a pas encore commencé. Ces échantillons sont transférées au laboratoire où ils sont soumis à un essai de corrosion accélérée afin d’étudier les conditions d’initiation de la corrosion. Le principal avantage de la méthode proposée est que les échantillons proviennent de structures et donc les conditions réelles d’exposition concernant un certain nombre de paramètres qui sont bien connus à grandement influence Ccrit et qui ne peut pas être représentative imité dans produite en laboratoire des échantillons. Cela inclut le type et l’âge du béton (béton contre mature site-produits béton jeune laboratoire), la surface et type de condition de l’armature en acier utilisés à l’époque de la construction et en général les propriétés de l’acier-béton 14de l’interface. Ainsi que l’exactitude des méthodes de mesure de laboratoire, cette approche permet la détermination fiable du Ccrit pour structures spécifiques ou des éléments de charpente.
L’application du protocole suggéré dans la pratique de l’ingénieur - comparera avec la pratique courante d’utiliser une valeur constante pour Ccrit - améliorer l’exactitude des évaluations de la condition et la puissance prédictive des modèles pour analyser les durée de vie restante. La forte augmentation attendue des travaux de réfection de nos infrastructures construites au cours des prochaines décennies15 pose un besoin urgent d’une telle amélioration en génie de la corrosion des infrastructures.

<table><tbody><tr>Section transversale du fil <td></td><td></td><td>toronné</td><td>d’au moins 0,50 mm&sup2 ;; idéalement fil de cuivre, étamé Vis</td></tr><tr><td></td><td></td><td>métallique autotaraudeuse</td><td>toute vis autotaraudeuse appropriée, généralement d’une longueur de 4 à 5 mm et d’un diamètre d’environ 2,5 mm</td></tr><tr><td>Cosse</td><td></td><td></td> de câble <td>annulaire adaptée pour connecter la vis et le câble</td></tr><tr><td>SikaTop Seal-107</td><td>Sika</td><td></td><td>coulis de mortier imperméable à base de ciment modifié aux polymères en deux</td></tr> parties <tr><td>Epoflex 816 L</td><td>Adisa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Réservoir</td><td></td><td></td><td>d’exposition tout réservoir approprié (par exemple boîte Rako) avec un couvercle suffisamment grand pour exposer les échantillons</td></tr><tr><td>Électrode de</td><td></td><td></td> référence <td>Toute électrode de référence stable adaptée à l’immersion continue dans une solution de chlorure de sodium</td></tr><tr>Eau <td></td><td></td><td></td><td>du robinet</td></tr><tr><td>Chlorure</td><td></td><td></td><td></td>de sodium</tr><tr><td>Enregistreur</td><td></td><td></td> de données <td>: tout appareil capable de surveiller les potentiels de tous les échantillons par rapport à l’électrode de référence à l’intervalle spécifié (impédance d’entrée >10E7 Ohm)</td></tr></tbody></table>

protocole expérimental pour déterminer la valeur de seuil de chlorure pour la corrosion dans les échantillons prélevés sur des structures en béton armé

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

Le vieillissement des infrastructures en béton armé dans les pays développés impose un besoin urgent pour les méthodes d’évaluation fiable de l’état de ces structures. La corrosion de l’acier d’armature incorporé est la cause la plus fréquente pour la dégradation. Il est bien connu que la capacité d’une structure de résister à la corrosion dépend fortement de facteurs tels que les matériaux utilisés ou de l’âge, il est courant de s’appuyer sur seuil valeurs normes prévues ou les manuels. Ces valeurs seuils pour l’initiation de la corrosion (Ccrit) sont indépendants des propriétés réelles d’une certaine structure, ce qui limite clairement l’exactitude des évaluations de la condition et les prédictions de vie service. La pratique d’utiliser les valeurs des tableaux remontent à l’absence de méthodes fiables pour déterminer Ccrit sur place et en laboratoire.
Est présenté ici, un protocole expérimental pour déterminer Ccrit pour différents ouvrages ou éléments de charpente. Un nombre d’échantillons de béton armé est tirée d’ouvrages d’art et essais de laboratoire corrosion est effectuée. Le principal avantage de cette méthode est qu’elle assure des conditions réelles concernant les paramètres qui sont bien connus, une grande influence sur Ccrit, telles que l’interface acier-béton, qui ne peut pas être imité représentativement en produite en laboratoire des échantillons. Dans le même temps, l’essai de corrosion accélérée en laboratoire permet la détermination fiable du Ccrit avant l’initiation de la corrosion sur la structure testée ; Il s’agit d’un avantage majeur sur toutes les méthodes d’évaluation condition communes qui permettent seulement estimer les conditions pour la corrosion après l’initiation, c'est-à-direlorsque la structure est déjà endommagée.
Le protocole donne la distribution statistique de Ccrit pour la structure testée. Ceci sert de base pour les modèles de prévision probabiliste pour la durée restante à la corrosion, ce qui est nécessaire à la planification de la maintenance. Cette méthode permet potentiellement à l’essai des matériaux d’infrastructures civiles, semblables à des méthodes éprouvées, utilisées pour les essais mécaniques.

La figure 7 affiche des potentiels en acier typiques surveillés pendant l’exposition de chlorure dans le laboratoire. Ces deux exemples montrent que le potentiel peut diminuer sensiblement dans un délai très court, mais que le processus de corrosion peut encore stablement propage pas, qui apparaît à travers une augmentation du potentiel vers son niveau initial passive. Dans ce protocole, le temps d’initiation de la corrosion, c'est-à-dire, l’heure à laquelle l’exposition est arrêtée et Ccrit est déterminée, est défini par une chute de tension marquée suivie de 10 jours de potentiels négatifs (voir la section 3.5.2 et le Discussion pour plus de détails).
Il est fréquent que cela peut prendre plusieurs mois jusqu'à ce que l’initiation de la corrosion stable intervient. Cela dépend aussi de la teneur en chlorures initiale déjà présente dans le béton lorsque les échantillons sont prélevés dans les structures. Dans certains cas des expériences menées jusqu'à présent, il a fallu plus d’un an, jusqu'à ce que la corrosion initiée.
La figure 8 montre un exemple de Ccrit mesurée dans 11 échantillons prélevés sur un plus de tunnel routier âgé de 40 ans dans les Alpes suisses. Tous ces échantillons ont été prélevés dans un espace de 1 à 2 m2, donc vraisemblablement identiquement produites et exposés. Dans cet exemple, la teneur en chlorure à la surface de l’acier au moment de l’échantillonnage était négligeable. En outre, le front de carbonatation était encore loin de la surface de l’acier.
La figure 9 montre deux exemples où l’acier potentiel ont diminué fortement exposés à la solution sans chlorure. Dans un de ces cas précis, il a été lors de l’examen (destructrice) subséquente de l’échantillon constaté que le béton à la profondeur en acier a été déjà gazéifié. À l’arrivée d’eau à la surface de l’acier, le processus de corrosion ainsi immédiatement commencé. Dans l’autre cas, initiation de la corrosion faux s’est produite dans l’un de l’acier barre des extrémités.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig1.jpg"> 
Figure 1 . Dessin schématique de l’échantillon prélevé d’une Structure et un traitement en laboratoire : (un) noyau en béton avec un morceau intégré d’acier d’armature ; (b) réduisant la couverture de béton sur le côté exposé et sur la face arrière de la taille du diamant refroidi à l’eau ; (c) acier barre protection fin au moyen d’enlever certains béton autour de l’acier et son remplacement par une pâte/mortier dense et époxy ultérieures ; et (d)-revêtement époxy sur les faces latérales et sur les zones de la fin de la surface exposée du béton. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig2.jpg"> 
Figure 2 . Schéma de l’installation pour l’essai de Corrosion dans le laboratoire. Cela illustre le positionnement des échantillons dans le réservoir de l’exposition. Entretoises servent à assurer un contact à la solution de l’exposition de la surface d’échantillon de fond. Tous les échantillons sont reliées à un enregistreur de données, mesurant le potentiel de chaque échantillon par rapport à une électrode de référence placée dans la solution de l’exposition. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig2large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig3.jpg"> 
Figure 3 . Dessin schématique du temps-les évolutions possibles de la potentielle de l’acier qui illustre le critère pour l’Initiation de la Corrosion. Au point 1, un potentiel goutte à moins de 150 mV de l’initiale « niveau passif » se produit ; au point 2, un potentiel goutte au moins 150 mV se produit, qui est suivie par la repassivation ; au point 3, un potentiel d’une baisse d’au moins 150 mV se produit (à moins de 5 jours maximum) et le niveau de potentiel négatif obtenu est maintenu pendant 10 jours. À tini, retirer l’échantillon de la solution de l’exposition. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig3large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig4.jpg"> 
Figure 4 . Dessin schématique illustrant la coupe et le fractionnement de l’échantillon de béton après la détection de l’Initiation de la Corrosion. Tout d’abord, une « tranchée » est coupée de l’arrière, en parallèle à la barre en acier. En insérant un ciseau ou un outil similaire, la tranchée peut servir à diviser l’échantillon, comme indiqué par les flèches. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig4large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig5.jpg"> 
Figure 5 . Photographies illustrant l’analyse de l’échantillon après l’Initiation de la Corrosion. (a) les deux moitiés de l’échantillon après fractionnement et (b) la rouille tache est visible à l’acier de surface après l’initiation de la corrosion. Photographies de différents échantillons. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig5large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig6.jpg"> 
Figure 6 . Schématique dessin illustrant l’échantillonnage pour l’analyse chlorure après Initiation de la Corrosion : (un) enlèvement de pièces de revêtement époxy de la carotte de béton split (violet = sécants) ; (b) enlever le couvercle béton jusqu'à 2 mm de la surface de l’acier (violet = plan de coupe) ; (c) de meulage sur un intervalle de profondeur de +/-2 mm de la barre épaisseur d’acier (rouge = volume d’échantillon). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig6large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</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 » / &gt; 
Figure 7 . Exemples de mesurée potentiels vs temps courbes. Les gouttes possibles généralement prononcés qui peuvent être suivis d’une augmentation potentielle (repassivation) jusqu'à ce que l’initiation de la corrosion stables selon le critère suggéré lance enfin. (a) montre un cas où le potentiel se stabilise sur le plan négatif, et (b) est un exemple où le potentiel continue à diminuer au cours de la période étudiée de 10 jours. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig7large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig8.jpg"> 
Figure 8 . Exemple de Ccrit mesuré dans 11 échantillons Taken partir dans un petit Beton quartier dans une période de plus de 40 ans, ancienne route du Tunnel dans les Alpes suisses. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig8large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig9.jpg"> 
Figure 9 . Exemples de potentiel marqué diminue immédiatement après une exposition dans une Solution sans chlorure. Dans un cas, le béton à la profondeur en acier a été déjà gazéifié, donc à l’arrivée d’eau à la surface de l’acier, le processus de corrosion commencé immédiatement, conduisant à une diminution nette de potentiel. Dans l’autre cas, initiation de la corrosion faux s’est produite dans l’un de l’acier bar se termine, qui ici a entraîné une diminution potentielle plus graduelle. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig9large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>

Nous vous proposons une méthode pour mesurer un paramètre qui est très important pour l’évaluation de la corrosion ou prédictions de structures en béton armé, avec le principal avantage de permettre l’analyse des échantillons d’ouvrages d’art. Cela garantit des conditions réelles à l’interface acier-béton, qui sont cruciales pour éviter les artefacts des échantillons de laboratoire faits.

Protocole expérimental pour déterminer la valeur de seuil de chlorure pour la Corrosion dans les échantillons prélevés sur des Structures en béton armé

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

L'objectif général de cette méthode est de mesurer la valeur seuil de chlorure, un paramètre essentiel caractérisant la capacité du béton armé à résister à la corrosion. Ce paramètre est nécessaire dans tous les modèles actuels permettant de prédire la corrosion induite par les chlorures dans le béton. Bien qu'il soit bien établi que les valeurs seuils de chlorure dépendent fortement de facteurs tels que les matériaux utilisés, il est courant de se baser sur des valeurs générales indiquées dans les normes ou les manuels techniques.Le principal avantage de notre méthode est qu'elle permet l'essai de structures de génie civil. Cela s'apparente aux méthodes bien établies pour tester les propriétés mécaniques, comme la résistance du béton. En testant des échantillons provenant de structures, nous nous assurons des conditions réelles qui influencent fortement les valeurs seuils de chlorure.À titre d'exemple, l'interface acier-béton qui ne peut pas être représentativement reproduite dans des échantillons préparés en laboratoire. Commencez par sélectionner les zones d'essai dans la structure en béton, comme décrit dans le protocole écrit. Localisez les barres d'armature dans le béton à l'aide d'un dispositif de balayage portable non destructif couramment appelé détecteur d'armatures.Déplacez le détecteur métallique horizontalement et verticalement sur la surface du béton dans la zone d'essai. À l'aide de craie, marquez temporairement chaque barre d'armature en forme de grille sur la surface du béton. Sélectionnez les emplacements pour le carottage de prélèvements ayant un diamètre d'au moins 150 millimètres.Marquez-les et identifiez-les sur une surface en béton. Forez les carottes de béton contenant le tronçon d'armature selon les procédures et normes habituelles. Après le forage, retirez la carotte de béton de l'ouvrage, par exemple à l'aide d'un burin.Enfin, envelopper le carottier dans un film de type diffusif afin de préserver les conditions d'humidité durant le transport vers le laboratoire. Réduire l'enrobage de béton à l'avant, qui correspond au côté initialement exposé, à l’aide d’une découpe au diamant refroidie à l’eau. Viser une épaisseur finale d’enrobage de béton de l’échantillon comprise entre 15 et 20 millimètres.Ensuite, établissez une connexion par câble et protégez les extrémités des barres d'armature contre une initiation erronée de la corrosion pendant les essais d'exposition. Pour ce faire, utilisez d'abord une carotteuse dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur à celui de la barre d'armature afin de retirer le béton entourant l'acier à chaque extrémité de barre sur une longueur maximale de 10 millimètres. Grattez les résidus de pâte de ciment adhérant à la surface de l'acier à l'aide d'outils appropriés.Ensuite, percez un petit trou à l'une des extrémités des barres d'acier et utilisez une vis autoperceuse métallique pour fixer une cosse de câble sur la barre d'acier. Remplissez l'espace créé autour des deux extrémités des barres d'acier avec une pâte de ciment dense, un mortier ou une coulis, en versant soigneusement la suspension dans les trous. Enduisez également la cosse d'extrémité de la connexion du câble.La procédure décrite ci-dessus est cruciale pour éviter une initiation fausse de la corrosion, c'est-à-dire une corrosion au niveau des extrémités de la barre d'acier. Afin de limiter la surface exposée, recouvrez la surface latérale du noyau avec une résine époxy, et appliquez également un revêtement sur les extrémités de la barre d'armature en acier ainsi que sur la connexion du câble.Avec la même résine époxy, recouvrir les extrémités de la surface de béton exposée sur le côté du noyau, qui était précédemment le plus proche de la surface du béton structural. Laisser une longueur exposée non recouverte de 60 à 80 millilitres le long de la barre d'acier sur ce côté. Placer tous les échantillons dans le réservoir avec le côté échantillon présentant une épaisseur recouverte de béton de 15 à 20 millilitres, orienté vers le bas.Montez les échantillons sur de petits espaces afin de permettre l'exposition de la solution sur leur face inférieure. Ensuite, placez l'électrode de référence dans la solution d'exposition. Connectez tous les échantillons à un enregistreur de données automatisé, capable de mesurer individuellement les potentiels des barres d'armature par rapport à l'électrode de référence commune.Remplir le réservoir avec de l'eau du robinet jusqu'à un niveau tel que tous les côtés inférieurs des échantillons de carotte soient en contact avec la solution, sans toutefois être complètement immergés. Maintenir le contact entre l'électrode de référence et la solution d'exposition, puis démarrer immédiatement l'enregistrement des données en mesurant les potentiels de tous les échantillons par rapport à l'électrode de référence. Après une à deux semaines dans une solution sans chlorure, remplacer la solution d'exposition par la solution préparée contenant 3,5 % de chlorure de sodium en masse.Continuer à surveiller les potentiels des échantillons et vérifier régulièrement l'état de corrosion de chaque échantillon en évaluant l'évolution enregistrée des potentiels en fonction du temps pour chaque échantillon, et en tenant compte du critère d'amorçage de la corrosion. Après 60 jours, augmenter la concentration en chlorure de sodium dans la solution à 7 % en masse. Après 120 jours, augmenter la concentration en chlorure de sodium dans la solution à 10 % en masse.Après cela, maintenir la concentration en chlorure à ce niveau. Lors de l'évaluation des potentiels enregistrés de l'acier pendant l'exposition, utiliser ces deux critères d'amorçage de la corrosion pour vérifier l'état de corrosion de chaque échantillon. Le premier critère est une diminution du potentiel supérieure à 150 millivolts par rapport au niveau passif, survenue en cinq jours ou moins.Le deuxième critère est qu'au cours des 10 jours suivants, le potentiel demeure stable au niveau négatif atteint sans diminuer davantage, ou bien se rétablit d'au plus 50 millivolts. Dès que ce critère d'amorçage de la corrosion est satisfait, retirez immédiatement l'échantillon de la solution d'exposition. Documentez le temps d'amorçage de la corrosion pour l'échantillon.Pour commencer l'analyse de l'échantillon, commencez par diviser l'échantillon afin de retirer la barre d'acier. Coupez le noyau de béton depuis sa face arrière à l'aide d'une lame diamantée refroidie à l'eau. Veillez à ce que la section soit perpendiculaire à la surface arrière et alignée parallèlement à la barre d'acier d'armature.Pour éviter d'endommager la barre d'acier, veillez à ce que la profondeur de coupe n'atteigne pas l'acier. Conservez une marge de sécurité d'environ 10 millimètres. Insérez un burin ou un outil similaire et fendez le noyau de béton en deux moitiés afin de séparer le béton entourant la barre d'acier.Retirez délicatement la barre d'armature en acier du béton, ce qui laisse les deux moitiés de l'échantillon de béton avec les empreintes de la barre d'acier. Documentez immédiatement l'aspect visuel de l'interface acier-béton en examinant à la fois la surface de l'acier et les empreintes de la barre d'acier dans le béton. Pour effectuer l'analyse des chlorures et déterminer la teneur critique en chlorure, retirez les parties qui étaient recouvertes d'époxy à l'aide d'une découpe au diamant refroidie à l'eau sur les deux moitiés du prélèvement cylindrique de béton.À partir des prismes obtenus, retirez le béton et la zone de recouvrement à l’aide d’un diamant refroidi à l’eau, jusqu’à deux millimètres de l’armature. Ensuite, broyez le béton et récupérez la poudre de meulage. L’épaisseur de cette étape de meulage est de quatre millimètres.Sécher les échantillons de poudre de béton obtenus à 105 degrés Celsius jusqu'à poids constant. Ensuite, calculer la moyenne des deux valeurs. Documenter le résultat de l'analyse des chlorures, qui correspond à la teneur critique en chlorure pour l'échantillon spécifique.Veillez à indiquer si la valeur est exprimée en pourcentage pondéral par rapport au béton ou par rapport au ciment. Cette figure montre un exemple de potentiels d'acier surveillés pendant une exposition aux chlorures en laboratoire. Le potentiel peut chuter fortement, en très peu de temps, mais le processus de corrosion peut ne pas se propager de manière instable, ce qui devient évident par la remontée du potentiel vers son niveau passif initial.Après environ 60 jours d'exposition, le potentiel chute enfin de plus de 150 millivolts et reste à un niveau négatif pendant 10 jours. Ainsi, le critère de scission de l'échantillon est satisfait. Cette figure montre un exemple de tache de corrosion visuellement apparente sur la barre d'acier après la scission de l'échantillon.Des résultats représentatifs concernant la teneur critique en chlorure ont été obtenus à partir d'un tunnel âgé de plus de 40 ans dans les Alpes suisses. Le graphique présente les résultats issus de 11 carottes de béton, fournissant ainsi la distribution statistique de la teneur critique en chlorure pour l'élément structural étudié. Contrairement aux expériences empiriques menées sur des ouvrages, cette définition a été établie après l'amorçage de la corrosion.Cette méthode permet de mesurer les valeurs seuils de chlorure pour des éléments structuraux ou des structures spécifiques avant l'apparition d'une dégradation par corrosion. Comparée à la pratique courante consistant à utiliser des valeurs seuils de chlorure constantes et tabulées, l'application de notre méthode dans la pratique du génie civil améliorera la précision des évaluations d'état et la capacité prédictive des modèles d'analyse de la durée de service résiduelle des structures.

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

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

La mesure dynamique des ions chlorure est présentée. Le temps de transition d’une électrode Ag/AgCl, lors d’une technique chronopotentiométrique, peut donner la concentration des ions chlorure dans l’électrolyte. Cette méthode ne nécessite pas d’électrode de référence conventionnelle stable.

Dynamic électrochimique Mesure des ions chlorure

Ici, nous présentons un protocole pour mettre en place et exécuter un système de corrosion potentiodynamique in vitro afin d’analyser la corrosion par piqûres pour les petits dispositifs médicaux métalliques.

Potentiodynamique Testing Corrosion

Un protocole pour éviter l’oxydation des substrats métalliques lors du transfert d’échantillons d’une solution acide inhibée vers un spectromètre photoélectronique à rayons X est présenté.

Détermination de la composition chimique de corrosion Inhibiteur Interfaces / métal avec XPS: Minimiser Poster Immersion Oxydation

Un protocole permettant d’obtenir un profil de chlorure soluble dans l’eau à l’aide d’une haute précision, méthode de fraisage est présenté.

Détecter la Distribution de chlorure soluble dans l’eau de la pâte de ciment d’une manière de haute précision

L’essai de procédés liés à la corrosion des matériaux peut être souvent difficile, notamment dans les milieux non aqueux. Nous présentons ici les différentes méthodes d’essai de court terme et à long terme du comportement à la corrosion des milieux non aqueux tels que les biocarburants, en particulier ceux contenant du bioéthanol.

La Corrosion des métaux et l’efficacité des inhibiteurs de Corrosion dans les milieux moins conductrice

Cet article mesure la géométrie et la quantité de corrosion d’un acier barre à l’aide de différentes méthodes : perte, étriers, mesures de drainage, numérisation 3D et des rayons x micro-tomographie (XCT) de masse.

Analyse de l’applicabilité des méthodes d’évaluation des paramètres morphologiques des barres d’acier corrodé

Nous présentons ici un protocole visant à mesurer la synergie tribocorrosion de taux et d’usure-corrosion des couches minces et en vrac alliages d’Al dans l’eau de mer simulée à température ambiante.

Détermination des taux Tribocorrosion et synergie d’usure-Corrosion des alliages d’aluminium en vrac et mince Film

Ce protocole décrit l’évaluation visant à déterminer si l’application de dioxyde de titane sur le béton améliore ses propriétés physiques, augmentant ainsi sa résistance aux effets des catastrophes naturelles causées par des événements extrêmes.

Évaluation de la résilience du béton aux catastrophes avec des nanoparticules de dioxyde de titane

Nous présentons une technique pour obtenir à faible vitesse de collisions intermédiaire vitesse entre les agrégats de poussière fragiles dans le laboratoire. A cet effet, deux configurations goutte-tour à vide ont été mis au point qui permettent des vitesses de collision entre &lt;0,01 et ~ 10 m / sec. Les événements de collision sont enregistrées par imagerie à grande vitesse.

Laboratoire baisse Towers pour la simulation expérimentale de collisions poussière globales dans le système solaire précoce

En raison de l'importance et de l'utilisation extensive de palladium, de l'or et du cobalt   métaux dans les équipements de haute technologie, leur récupération et le recyclage constituent un défi industriel important. Le système de récupération de métaux décrit ici est un moyen simple et peu coûteuse, efficace pour la détection, l'élimination et la récupération de ces métaux de la mine urbaine.

Détection et récupération du palladium, or et métaux de cobalt provenant de la mine urbaine utilisant de nouveaux capteurs / adsorbants désignés avec Nanoscale Wagon en forme de roues-Pores

Apprenez à mesurer la valeur de seuil de chlorure dans le béton armé pour évaluer la résistance à la corrosion. Cette méthode utilise des échantillons prélevés sur des structures réelles, garantissant des conditions authentiques à l'interface acier-béton.

Protocole expérimental pour déterminer la valeur de seuil de chlorure pour la Corrosion dans les échantillons prélevés sur des Structures en béton armé (Vidéo) | JoVE Journal

Protocole expérimental pour déterminer la valeur de seuil de chlorure pour la Corrosion dans les échantillons prélevés sur des Structures en béton armé

Explorer plus de vidéos