Name: Protocollo sperimentale per determinare il valore di soglia cloruro per corrosione in campioni prelevati da strutture in cemento armato (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-31T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min
Description: Scopri un metodo per misurare la soglia cloruro nel calcestruzzo armato utilizzando campioni reali da strutture esistenti. Questo protocollo migliora la precisione delle valutazioni sulla resistenza alla corrosione.

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Il lavoro qui descritto è stato in parte finanziato dall'Ufficio federale delle strade (progetto di ricerca AGB2012/010). Riconosciamo notevolmente il sostegno finanziario.

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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Le fasi più critiche per il successo del protocollo sperimentale suggerito per determinare Ccrit sono quelli delle misure prese per prevenire corrosione falsa iniziazione e altri acciaio bar fine effetti. A questo proposito, una varietà di approcci sono stati testati, tra i quali il protocollo qui segnalato è stato trovato per produrre i migliori risultati28. In ulteriori prove, questo approccio ha consentito fare diminuire il tasso di falsa iniziazione alla inferiore al 10%. Da un lato, questo è dovuto al rivestimento di zona di confine della superficie di calcestruzzo esposta con resina epossidica, che aumenta la lunghezza di trasporto dei cloruri attraverso il calcestruzzo per la barra d'acciaio finisce considerevolmente. D'altra parte, sostituendo il calcestruzzo originale intorno alla barra d'acciaio alle estremità con un denso, residui cementizi altamente alcalino migliora significativamente la resistenza alla corrosione in questi settori. Tali sistemi, vale a dire, rivestimento dell'acciaio barra termina con uno strato di un materiale cementizio polimero modificato, si sono dimostrate efficaci anche in altri studi29,30.
Un altro aspetto importante è il criterio per l'inizio di corrosione. Questo criterio si basa sul comitato tecnico RILEM TC-235 che mira a consigliare un metodo di prova per la misura della Ccrit in campioni realizzati nel laboratorio31. La spiegazione razionale è che è ben noto che l'inizio di corrosione dell'acciaio non polarizzato incorporato nel cemento, potrebbe avvenire per un lungo periodo di tempo piuttosto che una ben definita istante30,32. Acciaio può iniziare che corrode alle concentrazioni relativamente basse di cloruro, ma se questi non sono in grado di sostenere il processo di corrosione, repassivation si verificherà, che diventa apparente di un potenziale aumento al livello passivo iniziale. Tali eventi depassivazione-repassivation si osservano in genere in simili studi30,33,34. La concentrazione di cloruro misurata in un momento di corrosione stabile è più rilevante per la pratica che il tempo in cui i primissimi segni di potenziali deviazioni dal livello passivo diventano evidenti. Con il criterio suggerito, Ccrit rappresenta la concentrazione di cloruro in cui corrosione inizia e si propaga anche stabilmente.
Una limitazione del metodo è che i campioni sono relativamente piccoli, che possono avere un'influenza sulla risultati35,36. Al fine di contrastare questo, si consiglia di utilizzare un numero relativamente elevato di campioni (idealmente 10). Il livello di fiducia dipende la distribuzione statistica delle Ccrit nell'area del test effettivo. Per maggiori dettagli fare riferimento a questo proposito, per fare riferimento a36. Un'ulteriore limitazione è che le condizioni di umidità dell'esposizione di laboratorio possono differire da quelli di una struttura reale. Infine, la rilevazione dell'iniziazione alla corrosione può essere difficile nei casi in cui il potenziale è in genere negativo, come in scorie cementi o altri leganti contenenti solfuro.
Al meglio della nostra conoscenza, questo è il primo metodo di determinazione dicrit Cin strutture di ingegneria in una fase prima dell'inizio di corrosione. In contrasto con l'esperienza empirica da strutture, che è per definizione ottenuta dopo l'inizio della corrosione, questo metodo può essere utilizzato per misurare Ccrit per specifiche strutture o elementi strutturali prima di degradazione di corrosione si verifica ; i risultati così possono essere utilizzati per valutare il rischio di corrosione (futuro) e prevedere il tempo rimanente alla iniziazione alla corrosione (modellazione di vita di servizio). Quindi, questo metodo ha il potenziale per essere utilizzato in materiale test, simile ai metodi stabiliti usati per prove meccaniche (resistenza alla compressione, ecc.)
Il metodo è attualmente applicato a un numero di diverse infrastrutture concrete in Svizzera. Questo amplierà la conoscenza limitata5 distribuzioni statistiche di Ccrit nelle strutture. Inoltre, si rivelano l'influenza di diversi fattori come l'età delle strutture, i materiali di costruzione utilizzati, ecc.e quindi fornire informazioni importanti per gli ingegneri civili e per i responsabili decisionali nella gestione delle infrastrutture.

Corrosione dell'acciaio nel calcestruzzo, innescato dalla penetrazione di cloruri attraverso il calcestruzzo, è la causa più frequente del degrado prematuro delle strutture in calcestruzzo armati e precompresso e presenta dunque una delle sfide più importanti in Ingegneria civile1,2,3,4. Paesi industrializzati hanno in genere un grande inventario di infrastrutture concrete, costruite nella seconda metà del secolo scorso e quindi con una storia di diversi decenni di esposizione al clima marino o sbrinante sali utilizzati sulle strade di invecchiamento. Essere in grado di valutare in modo affidabile la condizione di queste strutture, cioè, il rischio di corrosione, costituisce la base per la pianificazione di interventi di manutenzione e per la gestione dell'infrastruttura, in generale.
L'approccio stabilito in ingegneria per la gestione dei cloruri di corrosione d'acciaio nel calcestruzzo è basato su un cloruro soglia valore (anche chiamati critico cloruro contenuto, Ccrit)1,5, 6. secondo questo concetto, l'inizio di corrosione è pensato per accadere, non appena la concentrazione di cloruro nel calcestruzzo alla superficie dell'acciaio supera la soglia dicrit C. Così, valutare la condizione delle strutture esistenti e stima la vita di servizio rimanente in genere si basano sulla determinazione del tenore di cloruro a diverse profondità nel calcestruzzo, in particolare alla profondità di rinforzo in acciaio incorporata. Esiste un numero di metodi affidabili e standardizzati per misurare questa concentrazione di cloro nei campioni di calcestruzzo7,8. Confrontando i risultati di Ccrit fornisce la base per la valutazione del rischio di corrosione e la pianificazione del tipo e dell'entità delle misure di riparazione. Tuttavia, questo approccio richiede la conoscenza di Ccrit.
Diversi standard internazionali e raccomandazioni, nonché testo libri, prevedono valori per Ccrit1,3,9,10,11. Queste sono in genere circa 0,4% cloruro in peso del cemento, sulla base dell'esperienza a lungo termine o primo studi12,13. Tuttavia, è ben noto che l'effettiva resistenza contro Ccrit di una certa struttura o elemento strutturale è fortemente influenzata dai materiali utilizzati, dall'età della struttura e di storia e le condizioni di esposizione1 , 5. così, è generalmente accettato che l'esperienza da un'unica struttura deve essere applicato solo ad altre strutture con cautela.
Nonostante questo, è comune pratica per utilizzare valori tabulati dicrit C, indipendenti della struttura reale di ingegneria. Ciò può essere spiegato dalla enorme dispersione dei Ccrit nella letteratura e dalla mancanza di metodi affidabili per determinare Ccrit in loco e in laboratorio5. L'approccio di utilizzare valori di soglia tabulati nelle valutazioni di durevolezza è in contrasto con le considerazioni strutturali nella valutazione delle condizioni delle strutture in cemento armato di invecchiamento. In quest'ultimo caso, esiste un numero di metodi di prova standardizzati per determinare le proprietà meccaniche come la resistenza dei materiali nella struttura (calcestruzzo, acciaio per cemento armato), da utilizzare nei calcoli del comportamento strutturale.
In questo lavoro, è presentato un protocollo sperimentale per determinare Ccrit su campioni prelevati da strutture di ingegneria. L'approccio si basa su nuclei in cemento armato in parti di strutture in cemento armato dove non ha ancora avviato la corrosione di perforazione. Questi campioni sono trasferiti al laboratorio dove sono sottoposti a un test di corrosione accelerata al fine di studiare le condizioni per l'inizio di corrosione. Il vantaggio principale del metodo proposto è che i campioni provengono da strutture e così condizioni reali di esposizione riguardanti un numero di parametri che sono ben noti di notevolmente influenza Ccrit e che non può essere rappresentativo ha imitato nei campioni di laboratorio-prodotto. Questo include il tipo e l'età del calcestruzzo (calcestruzzo contro cemento sito-prodotto maturo giovane laboratorio), la condizione tipo e superficie del rinforzo d'acciaio utilizzata al momento della costruzione e in generale le proprietà del acciaio-calcestruzzo interfaccia14. Insieme con la precisione dei metodi di misurazione di laboratorio, questo approccio permette la determinazione affidabile della Ccrit per specifiche strutture o elementi strutturali.
Applicazione del protocollo suggerito nella pratica ingegneristica - confrontato con la pratica comune di utilizzare un valore costante per Ccrit - che permettono di migliorare l'accuratezza della valutazione delle condizioni e la potenza predittiva dei modelli per analizzare la vita di servizio rimanente. Forte incremento previsto di lavori di riparazione della nostra infrastruttura costruita sopra le decadi prossime15 pone un urgente bisogno di un tale miglioramento in ingegneria di corrodere infrastrutture.

<table><tbody><tr>Sezione del filo <td></td><td></td><td>intrecciato</td><td>di almeno 0,50 mm&sup2;; idealmente filo di rame, stagnato</td></tr><tr><td>Vite</td><td></td><td></td> metallica autofilettante <td>qualsiasi vite autofilettante adatta, tipicamente di lunghezza 4 - 5 mm e diametro di circa 2,5 mm</td></tr><tr><td>Capocorda</td><td></td><td></td><td>ad anello adatto per collegare vite e cavo</td></tr><tr><td>SikaTop Seal-107</td><td>Sika</td><td></td><td>malta cementizia impermeabile bicomponente modificata con polimero</td></tr><tr><td>Epoflex 816 L</td><td>Rivestimento epossidico</td><td>Adisa</td><td></td></tr><tr><td>Serbatoio</td><td></td><td></td><td>di esposizione qualsiasi serbatoio adatto (es. rako box) con coperchio;&nbsp; sufficientemente grande per l'esposizione dei campioni</td></tr><tr><td>Elettrodo</td><td></td><td></td> di riferimento <td>Qualsiasi elettrodo di riferimento stabile adatto per l'immersione continua in soluzione di cloruro di sodio</td></tr><tr>Acqua <td></td><td></td><td></td><td>di rubinetto</td></tr><tr><td>Cloruro</td><td></td><td></td><td></td>di sodio</tr><tr><td>Data logger</td><td></td><td></td><td>qualsiasi dispositivo in grado di monitorare i potenziali di tutti i campioni rispetto all'elettrodo di riferimento all'intervallo specificato (impedenza di ingresso >10E7 Ohm)</td></tr></tbody></table>

protocollo sperimentale per determinare il valore di soglia cloruro per corrosione in campioni prelevati da strutture in cemento armato

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

L'invecchiamento delle infrastrutture in cemento armato nei paesi sviluppati impone un urgente bisogno di metodi per valutare in modo affidabile la condizione di queste strutture. Corrosione di rinforzo in acciaio incorporata è la causa più frequente per la degradazione. Mentre è ben noto che la capacità di una struttura di resistere alla corrosione dipende fortemente da fattori quali i materiali utilizzati o l'età, è prassi comune fare affidamento su valori soglia previsti dalla normativa standard o libri di testo. Questi valori di soglia per l'inizio di corrosione (Ccrit) sono indipendenti le proprietà effettive di una certa struttura, che chiaramente limita la precisione della valutazione delle condizioni e previsioni di durata di servizio. La pratica di usare valori tabulati sono riconducibili alla mancanza di metodi affidabili per determinare Ccrit in loco e in laboratorio.
Qui, è presentato un protocollo sperimentale per determinare Ccrit per singole strutture ingegneristiche o elementi strutturali. Un numero di campioni di calcestruzzo armato è presi da strutture e test di laboratorio corrosione viene eseguita. Il vantaggio principale di questo metodo è che assicura condizioni reali relativa ai parametri che sono ben noti per influenzare notevolmente Ccrit, ad esempio l'interfaccia acciaio-calcestruzzo, che non può essere rappresentativo ha imitato in campioni di laboratorio-prodotto. Allo stesso tempo, il test di corrosione accelerata in laboratorio permette la determinazione affidabile della Ccrit prima dell'inizio di corrosione sulla struttura testata; Questo è un vantaggio importante sopra tutti i metodi comuni di valutazione condizione che solo permesso di stimare le condizioni di corrosione dopo l'inizio, vale a dire, quando la struttura è già danneggiato.
Il protocollo produce la distribuzione statistica delle Ccrit per la struttura testata. Questo serve come base per i modelli di previsione probabilistica per il tempo rimanente alla corrosione, che è necessaria per la pianificazione della manutenzione. Questo metodo potenzialmente utilizzabili in collaudo del materiale delle infrastrutture civili, simili ai metodi stabiliti usati per prove meccaniche.

Figura 7 Visualizza tipici potenziali acciaio monitorati durante l'esposizione di cloruro in laboratorio. Entrambi gli esempi mostrano che il potenziale può scendere significativamente entro un tempo molto breve, ma che il processo di corrosione non può ancora stabilmente propagare, che diventa apparente attraverso un aumento del potenziale verso livello passivo iniziale. In questo protocollo, il tempo di iniziazione alla corrosione, cioè, il momento in cui l'esposizione è stato arrestato e Ccrit è determinata, è definito da una marcata caduta potenziale seguita da 10 giorni di potenziali negativi (Vedi sezione 3.5.2 e il Discussione per maggiori dettagli).
È comune che potrebbe richiedere diversi mesi fino a quando si verifica l'inizio corrosione stabile. Questo dipende anche il contenuto di cloruro iniziale già presente nel calcestruzzo quando i campioni sono prelevati dalle strutture. In alcuni casi gli esperimenti condotti finora, ci sono voluti più di 1 anno non avviata alla corrosione.
Figura 8 Mostra un esempio di Ccrit misurata in 11 campioni prelevati da più di 40 anni vecchio tunnel stradale in Alpi svizzere. Tutti questi campioni sono stati prelevati all'interno di un'area di 1-2 m2, così presumibilmente identicamente prodotta ed esposti. In questo esempio, il contenuto di cloruro alla superficie dell'acciaio al momento del campionamento era trascurabile. Inoltre, il fronte di carbonatazione era ancora lontano dalla superficie dell'acciaio.
Figura 9 Mostra due esempi, dove l'acciaio potenziale è diminuito fortemente sopra l'esposizione alla soluzione esente da cloruri. In uno di questi casi specifici, durante il successivo esame (distruttivo) del campione emerge che il calcestruzzo alla profondità in acciaio già era gassato. All'arrivo di acqua alla superficie dell'acciaio, il processo di corrosione così immediatamente iniziato. In altro caso, iniziazione alla corrosione falsi si è verificato in uno dell'acciaio manubri.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig1.jpg"> 
Figura 1 . Disegno schematico del campione prelevato da una struttura e trattati in laboratorio: (un) nucleo di calcestruzzo con un pezzo incorporato di acciaio per cemento armato; (b) ridurre il cemento di copertura sul lato esposto e sul lato posteriore di taglio diamantato raffreddato ad acqua; acciaio (c) barra protezione fine per mezzo di qualche concreto intorno l'acciaio di rimozione e la sostituzione con una densa pasta cementizia e rivestimento epossidico successive; e (d) rivestimento a resina epossidica sulle facce laterali e sulle zone di estremità della superficie del calcestruzzo esposta. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig2.jpg"> 
Figura 2 . Disegno schematico del Setup per la prova di corrosione in laboratorio. Questo viene illustrata la posizione dei campioni nel serbatoio dell'esposizione. Distanziali vengono utilizzati per garantire un contatto alla soluzione di esposizione dalla superficie del campione di fondo. Tutti i campioni sono collegati a un data logger, misurando il potenziale di ciascun campione contro un elettrodo di riferimento posizionato nella soluzione dell'esposizione. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig3.jpg"> 
Figura 3 . Disegno schematico di possibili tempo-evoluzioni del potenziale di acciaio che illustra il criterio per l'inizio di corrosione. Al punto 1, un potenziale goccia a meno di 150 mV dalla iniziale "livello passivo" si verifica; al punto 2, un potenziale calo di almeno 150 mV si verifica, che è seguita da repassivation; al punto 3, un potenziale calo di almeno 150 mV si verifica (entro un massimo di 5 giorni) e il livello raggiunto di potenziale negativo è sostenuto oltre i 10 giorni. A tini, prelevare il campione dalla soluzione dell'esposizione. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig4.jpg"> 
Figura 4 . Disegno schematico che illustra il taglio e la suddivisione del campione di calcestruzzo dopo il rilevamento di corrosione iniziazione. In primo luogo, una "trincea" è tagliata dal lato posteriore, in parallelo con la barra d'acciaio. Con l'inserimento di uno scalpello o un attrezzo simile, la trincea può essere utilizzata per dividere il campione come indicato dalle frecce. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig5.jpg"> 
Figura 5 . Fotografie che illustrano analisi campione dopo l'inizio di corrosione. (a) le due metà del campione dopo la scissione e (b) una ruggine macchia è visibile presso l'acciaio in superficie dopo l'inizio di corrosione. Fotografie da diversi campioni. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig6.jpg"> 
Figura 6 . Disegno schematico che illustra il campionamento per l'analisi di cloruro dopo corrosione iniziazione: (un) rimozione delle parti rivestita a resina epossidica del nucleo di calcestruzzo Spalato (viola = piani di taglio); (b) rimozione del copriferro fino a 2 mm dalla superficie dell'acciaio (viola = piano di taglio); (c) rettifica sopra un intervallo di profondità di + /-2 mm dell'acciaio bar profondità di copertura (rosso = volume di campione). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</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"/ > 
Figura 7 . Le curve di tempo di esempi di rappresentante di misurati potenziali vs . Le gocce potenziali in genere pronunciate che possono essere seguite da un aumento potenziale (repassivation) fino a quando l'inizio di corrosione stabile secondo il criterio suggerito infine avvia. (un) viene illustrato un caso in cui il potenziale si stabilizza al livello negativo, e (b) è un esempio dove il potenziale continua diminuzione durante il periodo studiato di 10 giorni. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig7large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig8.jpg"> 
Figura 8 . Esempio di Ccrit misurato in 11 campioni presi da all'interno di un Area di calcestruzzo piccola in un più di 40 anni vecchia strada Tunnel nelle Alpi svizzere. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig8large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig9.jpg"> 
Figura 9 . Esempi di potenziale contrassegnato diminuisce immediatamente sopra l'esposizione in soluzione di cloruro di. In un caso, il calcestruzzo alla profondità in acciaio già era gassato, così all'arrivo di acqua alla superficie dell'acciaio, il processo di corrosione subito iniziato, portando a una forte diminuzione nel potenziale. In altro caso, iniziazione alla corrosione falsi si è verificato in uno dell'acciaio appendici, che qui hanno portato a una diminuzione potenziale più graduale. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig9large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Proponiamo un metodo per misurare un parametro che è altamente rilevante per corrosione valutazioni o previsioni di strutture in cemento armato, con il vantaggio principale di permettere analisi di campioni da strutture di ingegneria. Questo assicura condizioni reali all'interfaccia acciaio-calcestruzzo, che sono cruciali per evitare artefatti di campioni fatti in laboratorio.

Protocollo sperimentale per determinare il valore di soglia cloruro per corrosione in campioni prelevati da strutture in cemento armato

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

L'obiettivo generale di questo metodo è misurare il valore soglia del cloruro, un parametro essenziale che caratterizza la capacità del calcestruzzo armato di resistere alla corrosione. Questo parametro è necessario in tutti i modelli attuali per prevedere la corrosione indotta da cloruri nel calcestruzzo. Sebbene sia noto che i valori soglia del cloruro dipendano fortemente da fattori quali i materiali utilizzati, è pratica comune fare riferimento a valori generali indicati nelle norme o nei testi tecnici.Il principale vantaggio del nostro metodo è che consente la verifica di strutture ingegneristiche civili. Questo approccio è simile ai metodi consolidati per la valutazione delle proprietà meccaniche, come la resistenza del calcestruzzo. Analizzando campioni prelevati da strutture reali, garantiamo condizioni effettive che influenzano notevolmente i valori soglia del cloruro.Ad esempio, l'interfaccia acciaio-calcestruzzo che non può essere riprodotta in modo rappresentativo in campioni prodotti in laboratorio. Iniziare selezionando le aree di prova nella struttura in calcestruzzo come descritto nel protocollo testuale. Individuare le barre di armatura nel calcestruzzo mediante un dispositivo di scansione portatile non distruttivo comunemente noto come rilevatore di armatura metallica.Spostare il rilevatore metallico sia in direzione orizzontale che verticale sulla superficie del calcestruzzo all'interno dell'area di prova. Utilizzando un gessetto, segnare temporaneamente ciascuna barra di armatura in una forma a griglia sulla superficie del calcestruzzo. Selezionare le posizioni per la perforazione a carotaggio con un diametro di almeno 150 millimetri.Contrassegnare e etichettare i punti su una superficie in calcestruzzo. Eseguire il prelievo dei carotaggi di calcestruzzo contenenti il tratto di armatura metallica seguendo le procedure e le norme comuni. Dopo il carotaggio, rimuovere il campione di calcestruzzo dalla struttura, ad esempio utilizzando uno scalpello.Infine, avvolgere il campione in un foglio di alluminio di tipo diffusivo per preservare le condizioni di umidità durante il trasporto in laboratorio. Ridurre lo spessore del copriferro nella parte anteriore, ovvero il lato inizialmente esposto, mediante taglio a diamante con raffreddamento ad acqua. Mirare a uno spessore finale del copriferro compreso tra 15 e 20 millimetri.Successivamente, stabilire una connessione a cavo e proteggere le estremità delle barre di armatura dall'innesco di corrosione falsa durante i test di esposizione. A tale scopo, utilizzare innanzitutto un trapano a corona con un diametro interno leggermente superiore al diametro della barra di armatura per rimuovere il calcestruzzo intorno all'acciaio su ciascuna estremità della barra per una lunghezza massima di 10 millimetri. Rimuovere con appositi strumenti i residui di malta cementizia aderenti alla superficie dell'acciaio.Quindi, praticare un piccolo foro in una delle estremità delle barre d'acciaio e utilizzare una vite autofilettante metallica per fissare un morsetto per cavo alla barra d'acciaio. Riempire lo spazio creato intorno alle due estremità delle barre d'acciaio con una pasta di cemento densa, malta o boiacca, versando con attenzione la sospensione nei fori. Inoltre, rivestire il morsetto terminale della vite del collegamento a cavo.La procedura appena descritta è fondamentale per evitare l'insorgenza di falsa corrosione, ovvero la corrosione alle estremità delle barre d'armatura. Per limitare la superficie esposta, rivestire la superficie laterale del campione con una resina epossidica, nonché le estremità delle barre d'armatura e il collegamento del cavo.Con lo stesso resina epossidica, rivestire le estremità della superficie di calcestruzzo esposta sul lato del nucleo, precedentemente più vicino alla superficie strutturale del calcestruzzo. Lasciare una lunghezza esposta non rivestita di 60 a 80 millimetri lungo la barra d'acciaio su questo lato. Posizionare tutti i campioni nel serbatoio con il lato del campione che presenta uno spessore di copriferro di 15 a 20 millimetri di calcestruzzo, rivolto verso il basso.Montare i campioni su piccoli supporti in modo da permettere l'esposizione della soluzione al loro lato inferiore. Successivamente, posizionare l'elettrodo di riferimento nella soluzione di esposizione. Collegare tutti i campioni a un datalogger automatico, in grado di misurare singolarmente i potenziali delle barre d'armatura rispetto all'elettrodo di riferimento comune.Riempire il serbatoio con acqua di rubinetto fino a un livello tale per cui tutti i lati inferiori dei campioni di nucleo siano a contatto con la soluzione, senza essere completamente immersi. Mantenere il contatto tra l'elettrodo di riferimento e la soluzione di esposizione e avviare immediatamente la registrazione dei dati misurando i potenziali di tutti i campioni rispetto all'elettrodo di riferimento. Dopo una o due settimane in soluzione priva di cloruri, sostituire la soluzione di esposizione con la soluzione preparata al 3,5% in peso di cloruro di sodio.Continuare a monitorare i potenziali dei campioni e verificare regolarmente lo stato di corrosione di ciascun campione valutando l'evoluzione registrata dei potenziali nel tempo per ogni campione e considerando il criterio di inizio della corrosione. Dopo 60 giorni, aumentare la concentrazione di cloruro di sodio nella soluzione al 7% in peso. Dopo 120 giorni, aumentare la concentrazione di cloruro di sodio nella soluzione al 10% in peso.Dopo questo, mantenere la concentrazione di cloruro a questo livello. Ogni volta che si valutano i potenziali registrati dell'acciaio durante l'esposizione, utilizzare questi due criteri per l'inizio della corrosione, al fine di verificare lo stato di corrosione di ogni campione. Il primo criterio è una diminuzione del potenziale di oltre 150 millivolt rispetto al livello passivo entro un periodo di tempo di cinque giorni o inferiore.Il secondo criterio è che, durante i successivi 10 giorni, il potenziale rimanga stabilmente al livello negativo raggiunto senza ulteriori diminuzioni, oppure si ripristini al massimo di 50 millivolt. Una volta soddisfatto questo criterio di inizio della corrosione, rimuovere immediatamente il campione dalla soluzione di esposizione. Registrare il tempo di inizio della corrosione per il campione. Per iniziare l'analisi del campione, separare innanzitutto il campione per rimuovere la barra d'acciaio. Tagliare il nucleo di calcestruzzo dal suo lato posteriore, utilizzando una lama diamantata refrigerata ad acqua. Assicurarsi che il taglio sia perpendicolare alla superficie posteriore e allineato parallelamente alla barra d'armatura in acciaio.Per evitare di danneggiare la barra di acciaio, assicurarsi che la profondità del taglio non raggiunga l'acciaio. Lasciare circa 10 millimetri come margine di sicurezza. Inserire uno scalpello o uno strumento simile e dividere il nucleo di calcestruzzo in due metà per separare il calcestruzzo intorno alla barra di acciaio.Rimuovere delicatamente il tondino di acciaio dal calcestruzzo, lasciando così le due metà del campione di calcestruzzo con l’impronta dell’acciaio. Documentare immediatamente l’aspetto visivo dell’interfaccia tra acciaio e calcestruzzo esaminando sia la superficie dell’acciaio sia le impronte del tondino nel calcestruzzo. Per eseguire l’analisi del cloruro e determinare il contenuto critico di cloruro, rimuovere le parti rivestite con resina epossidica mediante taglio con disco diamantato refrigerato ad acqua su entrambe le metà del campione cilindrico di calcestruzzo.Dai prismi ottenuti, rimuovere il calcestruzzo e la zona di copriferro utilizzando un disco diamantato refrigerato ad acqua fino a due millimetri dall'armatura in acciaio. Successivamente, macinare il calcestruzzo e raccogliere la polvere di macinazione. Lo spessore di questo passaggio di macinazione è di quattro millimetri.Essiccare i campioni di polvere di calcestruzzo ottenuti a 105 gradi celsius fino a peso costante. Successivamente, calcolare la media dei due valori. Documentare il risultato dell'analisi del cloruro, ovvero il contenuto critico di cloruro per il campione specifico.Assicurarsi di indicare se il valore è espresso in percentuale in peso rispetto al calcestruzzo o in peso rispetto al cemento. Questa figura mostra un esempio dei potenziali dell'acciaio monitorati durante l'esposizione a cloruri in laboratorio. Il potenziale può diminuire notevolmente in un tempo molto breve, ma il processo di corrosione potrebbe non propagarsi in modo instabile, come diventa evidente dall'aumento del potenziale verso il suo livello passivo iniziale.Dopo circa 60 giorni di esposizione, il potenziale scende definitivamente di oltre 150 millivolt e rimane a livello negativo per 10 giorni. Pertanto, il criterio per la fratturazione del campione è soddisfatto. Questa figura mostra un esempio di macchia di corrosione visivamente evidente sul barra di acciaio dopo la fratturazione del campione.Sono stati ottenuti risultati rappresentativi per il contenuto critico di cloruro da un tunnel svizzero delle Alpi con un'età superiore a 40 anni. Il grafico mostra i risultati ottenuti da 11 carote di calcestruzzo, fornendo così la distribuzione statistica del contenuto critico di cloruro per l'elemento strutturale esaminato. A differenza delle esperienze empiriche ricavate da altre strutture, qui la definizione è stata ottenuta dopo l'inizio della corrosione.Questo metodo può misurare i valori soglia di cloruro per elementi strutturali o strutture specifiche prima che si verifichi il degrado da corrosione. Rispetto alla pratica comune di utilizzare valori soglia di cloruro costanti e tabulati, l'applicazione del nostro metodo nella pratica ingegneristica migliorerà l'accuratezza delle valutazioni dello stato e il potere predittivo dei modelli per analizzare la vita residua delle strutture.

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