철근 콘크리트 구조에서 샘플에 부식에 대 한 염화 임계값 값을 확인 하는 실험 프로토콜

이 방법의 전반적인 목표는 필수 매개변수인 염화물 임계값을 측정하여 철근 콘크리트가 부식을 견딜 수 있는 능력을 특성화하는 것입니다. 이 매개변수는 콘크리트에서 염화물로 인한 부식을 예측하기 위해 모든 현재 모델에서 필요합니다. 염화물 임계값이 사용된 재료와 같은 요인에 크게 의존한다는 것은 잘 알려져 있지만, 표준 또는 교과서에 명시된 일반 값에 의존하는 것이 일반적입니다.

우리 방법의 주요 장점은 토목 공학 구조물의 테스트를 허용한다는 것입니다. 이는 콘크리트 강도와 같은 기계적 특성을 테스트하기 위해 잘 확립된 방법과 유사합니다. 구조물의 샘플을 테스트함으로써 염화물 임계값에 큰 영향을 미치는 실제 조건을 보장합니다.

예를 들어, 실험실에서 대표적으로 모방할 수 없는 강철 콘크리트 인터페이스는 샘플을 생산했습니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 구체적인 구조에서 테스트 영역을 선택하여 시작합니다. 일반적으로 철근 감지기로 알려진 비파괴 휴대용 스캐닝 장치를 사용하여 콘크리트에서 철근 막대를 찾습니다.

강철 검출기를 테스트 영역 내의 콘크리트 표면 위로 수평 및 수직 방향으로 모두 이동합니다. 분필을 사용하여 각 철근을 콘크리트 표면에 격자 모양으로 임시로 표시합니다. 직경이 150mm 이상인 코어의 코어 드릴링 위치를 선택합니다.

콘크리트 표면에 표시하고 레이블을 지정합니다. 일반적인 절차와 표준에 따라 철근 세그먼트를 포함하는 콘크리트 코어를 뚫습니다. 드릴링 후, 예를 들어 끌을 사용하여 구조물에서 콘크리트 코어를 제거하십시오.

마지막으로, 코어를 확산형 호일로 감싸 실험실로 운송하는 동안 수분 조건을 보존합니다. 수냉식 다이아몬드 절단에 의해 원래 노출된 면인 전면의 콘크리트 덮개를 줄입니다. 샘플의 최종 콘크리트 덮개 두께를 15-20mm 범위로 목표로 합니다.

다음으로, 케이블 연결을 설정하고 노출 테스트 중 잘못된 부식이 시작되지 않도록 보강 강철 막대 끝을 보호합니다. 이렇게하려면 먼저 철근의 직경보다 약간 큰 내경의 코어 링 드릴을 사용하여 최대 길이 10mm에 걸쳐 각 막대 끝의 강철 주위의 콘크리트를 제거하십시오. 적절한 도구를 사용하여 강철 표면에 달라붙은 시멘트 페이스트의 잔해를 긁습니다.

그런 다음 강철 막대의 끝 중 하나에 작은 구멍을 뚫고 금속 셀프 태핑 나사를 사용하여 케이블 러그를 강철 막대에 고정합니다. 슬러리를 구멍에 조심스럽게 부어 양쪽 강철 막대 끝 주위에 만들어진 틈을 조밀한 시멘트 페이스트, 모르타르 또는 그라우트로 채웁니다. 또한 케이블 연결의 나사 끝 러그를 코팅하십시오.

방금 설명한 절차는 잘못된 부식 시작을 방지하는 데 중요합니다. 즉, 강철 막대 끝의 부식을 의미합니다. 노출된 표면적을 제한하려면 코어의 측면 표면을 에폭시 수지로 코팅하고 보강 강철 막대 끝단과 케이블 연결부도 코팅하십시오.

동일한 에폭시 수지로 노출된 콘크리트 표면의 끝 부분을 이전에 구조용 콘크리트 표면에 가장 가까웠던 코어 측면에 코팅합니다. 이쪽의 강철 막대를 따라 60-80 밀리리터의 코팅되지 않은 노출 길이를 남겨 두십시오. 모든 샘플을 샘플면이 15-20 밀리리터의 콘크리트로 덮인 두께를 나타내도록 탱크에 넣고 아래를 향하게합니다.

용액이 밑면에서 샘플에 노출될 수 있도록 작은 공간에 샘플을 장착합니다. 그런 다음 기준 전극을 노출 용액에 놓습니다. 모든 샘플을 자동화된 데이터 로거에 연결하면 강화 강철 막대와 일반 기준 전극의 전위를 개별적으로 측정할 수 있습니다.

코어 샘플의 모든 아래쪽이 용액과 접촉하는 수준까지 탱크에 수돗물을 채우지만 완전히 담그지는 않습니다. 기준 전극과 노출 용액 사이의 접촉을 유지하고, 모든 샘플과 기준 전극의 전위를 측정하여 즉시 데이터 로깅을 시작합니다. 염화물이 없는 용액에서 1-2주 후, 노출 용액을 3.5 염화나트륨의 준비된 용액으로 교체하십시오.

샘플의 전위를 계속 모니터링하고 각 샘플의 시간 경과에 따라 기록된 전위 진화를 평가하고 부식 시작 기준을 고려하여 각 샘플의 부식 상태를 정기적으로 확인합니다. 60 일 후, 용액의 염화나트륨 농도를 7 중량 %로 증가시킨다. 120일 후, 용액의 염화나트륨 농도를 10중량%로 증가시킵니다.

그 후, 염화물 농도를 이 수준으로 유지하십시오. 노출 중 기록된 강철 전위를 평가할 때마다 부식 시작을 위해 이 두 가지 기준을 사용하여 각 샘플의 부식 상태를 확인하십시오. 첫 번째 기준은 5일 이하의 기간 내에 수동 수준에서 150밀리볼트 이상 감소할 수 있는 가능성입니다.

두 번째 기준은 다음 10일 동안 달성된 음의 수준에서 안정적으로 유지된 전위가 더 감소하거나 최대 50밀리볼트까지 회복된다는 것입니다. 부식 시작에 대한 이 기준이 충족되면 즉시 노출 용액에서 샘플을 제거합니다. 샘플의 부식 시작 시간을 문서화합니다.

샘플 분석을 시작하려면 먼저 샘플을 분할하여 강철 막대를 제거합니다. 수냉식 다이아몬드 절단 블레이드로 뒤쪽에서 콘크리트 코어를 자릅니다. 단면이 후면에 수직이고 철근 철근과 평행하게 정렬되어 있는지 확인하십시오.

강철 막대의 손상을 방지하려면 절단 깊이가 강철에 닿지 않도록 하십시오. 안전 여유를 위해 약 10mm를 유지하십시오. 끌 또는 이와 유사한 도구를 삽입하고 콘크리트 코어를 두 부분으로 나누어 강철 막대 주위의 콘크리트를 나눕니다.

콘크리트에서 철근을 부드럽게 제거하면 콘크리트 샘플의 두 반쪽에 강철 막대의 자국이 남습니다. 강철 표면과 콘크리트의 강철 막대 자국을 모두 검사하여 강철 콘크리트 인터페이스의 시각적 모양을 즉시 문서화합니다. 염화물 분석을 수행하고 임계 염화물 함량을 측정하려면 콘크리트 코어의 양쪽 절반에서 수냉식 다이아몬드 절단을 통해 에폭시 코팅된 부품을 제거합니다.

얻어진 프리즘에서 강철 막대까지 2mm까지 수냉식 다이아몬드 코팅을 사용하여 콘크리트와 덮개 영역을 제거합니다. 그 후, 콘크리트를 갈고 분쇄 분말을 수집합니다. 이 연삭 단계의 두께는 4mm입니다.

얻어진 콘크리트 분말 샘플을 섭씨 105도에서 일정한 무게로 건조합니다. 그런 다음 두 값의 평균을 계산합니다. 특정 샘플에 대한 중요한 염화이온 함량인 염화이온 분석 결과를 문서화합니다.

값이 백분율로 표시되는지, 콘크리트의 무게에 의해 표시되는지, 시멘트의 무게로 표시되는지를 표시해야 합니다. 이 그림은 실험실에서 염화물에 노출되는 동안 모니터링되는 강철 전위의 예를 보여줍니다. 전위는 매우 짧은 시간 내에 크게 떨어질 수 있지만 부식 과정은 불안정하게 전파되지 않을 수 있으며, 이는 초기 수동 수준으로 전위가 증가하기 때문에 분명해집니다.

노출 후 약 60일이 지나면 전위는 최종적으로 150밀리볼트 이상 떨어지고 10일 동안 음수 수준을 유지합니다. 따라서 표본을 분할하는 기준이 충족됩니다. 이 그림은 샘플을 분할한 후 강철 막대에서 시각적으로 명백한 부식 지점의 예를 보여줍니다.

임계 염화물 함량에 대한 대표적인 결과는 스위스 알프스에 있는 40년 이상 된 터널에서 얻어졌습니다. 그래프는 11개의 콘크리트 코어의 결과를 보여주며, 따라서 조사된 구조 부재에 대한 임계 염화물 함량의 통계적 분포를 산출합니다. 부식 시작 후 얻은 정의를 열망하는 구조의 경험적 경험과는 대조적입니다.

이 방법은 부식 열화가 발생하기 전에 구조 부재 또는 특정 구조물에 대한 염화물 임계값을 측정할 수 있습니다. 일정한 표로 작성된 염화물 임계값을 사용하는 일반적인 관행과 비교해 볼 때, 엔지니어링 실습에 당사의 방법을 적용하면 상태 평가의 정확성과 모델의 예측 능력이 향상되어 구조의 나머지 서비스를 분석할 수 있습니다.