Name: 철근 콘크리트 구조에서 샘플에 부식에 대 한 염화 임계값 값을 확인 하는 실험 프로토콜 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-31T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min
Description: 학습하세요 철근 콘크리트 구조물에서 염화물 임계값을 측정하는 실험 방법을. 실제 공학 구조물 샘플을 테스트하여 부식 저항성을 정확히 평가하고 내구성 예측 모델의 정확성을 높입니다.

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여기에 설명 된 작업 부분에 스위스 연방도 관리 (연구 프로젝트 AGB2012/010)에 의해 융자 되었다. 우리는 크게 재정 지원을 인정 한다.

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</ol>

저자는 공개 없다.

C크리 를 결정 하기 위해 제안 된 실험 프로토콜의 성공 위한 가장 중요 한 단계는 거짓 부식 시작 및 끝 효과 바 다른 강철을 방지 하기 위해 취한 조치를 포함 하 여. 이와 관련, 접근의 다양 한 테스트 되었습니다, 중 여기 보고 프로토콜28최상의 결과 얻을 것을 발견 했다. 추가 테스트,이 방법은 10% 아래에 잘못 된 개시의 속도 감소 허용. 한편으로,이 코팅 에폭시 수 지, 콘크리트 강철 막대를 통해 염화의 전송의 길이 상당히 종료는 증가 된 노출된 콘크리트 표면의 테두리 영역 때문입니다. 다른 한편으로, 그것의 끝에 강철 막대 주위 원래 콘크리트 대체는 고밀도, 높은 알칼리 cementitious 슬러리는 크게이 분야에서 내 식 성 향상. 이러한 시스템, 즉, 강철 코팅 폴리머 수정 cementitious 물자의 층을 가진 끝, 바 또한 다른 연구29,30에서 성공 입증 했다.
또 다른 중요 한 측면 부식 개시에 대 한 기준 이다. 이 조건은 RILEM 기술 위원회 TC-235 C크리 31실험실 제조 하는 샘플의 측정에 대 한 테스트 방법을 권장을 목적으로 하는 기반으로 합니다. 근거는 잘 알려진 다는 것은 콘크리트에 포함 된 unpolarized 강철의 부식의 그 발병 시간 보다는 잘 정의 된 인스턴트30,32의 오랜 기간 동안 자리를 차지할 수 있습니다. 스틸 상대적으로 낮은 염화 물 농도에서 침식 시작할 수 있지만 이러한 부식 과정을 유지할 수 없는 경우, repassivation 발생 초기 수동 수준으로 다시 잠재적인 증가 의해 명백한 되. 이러한 depassivation repassivation 이벤트는 일반적으로 유사한 연구30,,3334에서 관찰 됩니다. 염화 물 농도의 안정적인 부식 한 번에 측정은 수동 수준에서 잠재적인 편차의 첫 징후는 명백한 될 시간 보다 연습에 대 한 더 적합 합니다. 제안 된 기준으로 C크리 염화 물 농도를는 부식 시작 하 고 또한 안정적으로 전파를 나타냅니다.
방법의 한계는 샘플 상대적으로 작은 결과35,36에 영향이 있을 수 있습니다. 이 중화 하기 위해이 샘플 (이상 10)의 상대적으로 높은 숫자를 사용 하 여 좋습니다. 신뢰의 수준 C크리 실제 테스트 영역에서의 통계적 분포에 따라 달라 집니다. 자세한 내용은 이와 관련,36참조를 참조 하십시오. 추가 제한은 실험실 노출에서 습기 조건 실제 구조를 달라질 수 있습니다. 마지막으로, 부식 개시의 탐지 가능성은 일반적으로 음수와 같은 슬 래그 시멘트 또는 다른 황화 포함 바인더의 경우에서 어려울 수 있습니다.
우리의 지식 최선을 부식 개시 이전 단계에서 엔지니어링 구조에 C크리티컬 결심의 첫 번째 방법입니다. 경험적 경험 구조에서 얻은 부식 개시 후 정의 의해, 달리이 메서드는 특정 구조 또는 구조 부재에 대 한 C크리 부식 저하 발생 하기 전에 측정 하 사용할 수 있습니다. ; 결과 이렇게 (미래) 부식의 위험을 평가 하 고 부식 개시 (서비스 수명 모델링)에 남은 시간을 예측에 사용할 수 있습니다. 따라서,이 메서드는 테스트, 기계적 시험 (압축 강도, 등) 사용 되는 설립된 방법에 유사한 물자에 사용 될 가능성이
메서드는 현재 다양 한 스위스에서 다른 콘크리트 인프라에 적용 됩니다. 이 구조에서 C크리 의 통계 분포에 대 한 심각 하 게 제한5 지식을 넓힐 것 이다. 또한, 그것은 구조, 건축 자재 사용, 등, 나이 등 다른 요인의 영향을 공개 하 고 따라서 인프라 관리에서 의사 결정자 및 토목에 대 한 중요 한 정보를 제공 됩니다.

콘크리트, 철강의 부식 콘크리트 통해 염화의 침투에 의해 실행, 강화 및 사전 스트레스 콘크리트 구조물의 조기 저하의 가장 빈번한 원인 이며 따라서의 가장 중요 한 과제 중 하나를 선물 한다 토목 공학1,2,,34. 선진국은 일반적으로 지난 세기의 그리고 이렇게 해양 기후 나도 사용 하는 deicing 소금에 노출의 몇 십년의 역사를 가진 두 번째 절반 내장 콘크리트 인프라 노화의 큰 재고가 있다. 안정적으로 부식에 대 한 이러한 구조, 즉, 위험 상태를 평가할 수 있는, 일반적으로 유지 보수 작업 계획 및 인프라 관리를 위한 기초를 형성 한다.
콘크리트에 강철 부식 염화 유도 관리 하기 위한 공학 설립된 접근 염화 임계값 (중요 한 염화 콘텐츠, C크리라고도 함) 값1,5, 에 따라 6.이 개념에 따라 부식 개시 강철 표면에 콘크리트의 염화 물 농도 C크리 임계값을 초과 하면 즉시 수행 것으로 생각 됩니다. 따라서, 기존 구조물의 상태를 평가 하 고 잔여 서비스 기간을 일반적으로 추정 임베디드 강화 철강의 깊이에서 특히 콘크리트에 다른 깊이에서 염화 콘텐츠 결정에 의존 합니다. 안정적이 고 표준화 된 방법의 많은 콘크리트7,8의 샘플에서이 염화 물 농도 측정 하기 위해 존재 합니다. 비교 결과 C크리 를 부식 위험, 유형 및 복구 조치의 범위를 계획의 평가 대 한 기초를 제공 합니다. 그러나,이 방법은 지식이 C크리.
텍스트 뿐만 아니라 다른 국제 표준 및 권고, 책, C크리1,,39,,1011에 대 한 규정 값. 이들은 일반적으로 약 0.4% 시멘트, 장기 경험에 따라 또는 초기의 무게에 의해 염화 연구12,13. 그러나, 그것은 잘 알려진 C크리 는 특정 구조 또는 구조 부재에 대 한 실제 저항 재료, 구조의 나이 의해 사용 노출 역사와 조건1 에 의해 강하게 영향을 , 5. 따라서, 그것은 일반적으로 허용 한 구조에서 경험 주의와 다른 구조에만 적용 되어야 합니다.
그럼에도 불구 하 고, 엔지니어링 방향 벡터 C크리 값, 실제 구조의 독립을 사용 하는 것이 일반적입니다. 이 C크리 문학에서의 거 대 한 분산형 및 C크리 현장 및 실험실5에서 결정 하는 신뢰할 수 있는 방법의 부족에 의해 설명 될 수 있다. 방향 벡터 임계값 값을 사용 하 여 내구성 평가에 접근 달리 노화 콘크리트 구조물의 상태 평가에서 구조 고려 사항입니다. 후자의 경우, 표준화 된 시험 방법 (콘크리트, 강철 강화) 구조에서 재료의 강도 같은 기계적 특성을 결정 하는 수 존재 구조 동작의 계산에 사용할 수.
이 작품에서는, 엔지니어링 구조에서 샘플에 C크리 를 결정 하는 실험 프로토콜 제공 됩니다. 접근은 부식 아직 시작 하지는 콘크리트 구조물의 부분에 철근 콘크리트 코어 드릴링에 기반. 이러한 샘플은 가속된 부식 테스트 부식 개시 조건을 공부 하기 위하여 복종 된다 그들은 실험실으로 전송 됩니다. 제안된 된 방법의 주요 장점은 샘플 구조 그리고 이렇게 크게 영향 C크리 에 게 잘 알려진 고 대표적으로 될 수 있는 매개 변수 개수에 관한 전시 실제 조건에서 줄기 도출된에 실험실 생산 샘플입니다. 이 형식을 포함 하 고 콘크리트 (젊은 실험실 성숙한 사이트 제작 콘크리트와 콘크리트), 세 유형 및 표면 상태는 강화 강철 사용 건설, 그리고 일반적으로 시간에 강철 콘크리트의 속성 인터페이스14. 실험실 측정 방법의 정확성, 함께이 이렇게 특정 구조 또는 구조 부재에 대 한 C크리 의 신뢰할 수 있는 결정을 수 있습니다.
것 이다- C크리 에 대 한 상수 값을 사용 하 여 일반적인 관행 비교-공학 연습에 제안 된 프로토콜의 응용 프로그램 상태 평가의 정확도 분석 모델의 예측 능력 향상에 나머지 서비스 생활입니다. 향후 수십 년간15 이상 구축된 인프라의 복구 작업에 예상된 강한 증가 포즈 인프라 침식의 공학에서 이러한 개선에 대 한 긴급 한 필요.

<table><tbody><tr><td>연선</td><td></td><td></td><td>단면적 최소 0.50 mm&sup2; 이상적으로는 구리선, 주석 도금</td></tr><tr><td>셀프 태핑 금속 나사</td><td></td><td></td><td>, 일반적으로 길이 4 - 5 mm, 지름 약 2.5 mm의 적합한 셀프 태핑 나사,</td></tr><tr><td>나사 및 케이블 SikaTop</td><td></td> Seal-107 Sika 연결에 적합한 링 케이블 러그 <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>2액형 고분자 개질 시멘트질 방수 모르타르 슬러리</td></tr><tr><td>Epoflex 816 L</td><td>Adisa</td><td></td><td>에폭시 코팅</td></tr><tr><td>노출 탱크</td><td></td><td></td><td>뚜껑이 있는 적절한 탱크(예: rako box) 샘플 노출에 충분히 큰</td></tr><tr><td>참조 전극</td><td></td><td></td><td>염화나트륨 용액에 지속적으로 담그기에 적합한 모든 안정적인 참조 전극</td></tr><tr><td>수돗물</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>, 염화나트륨</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>데이터 로거</td><td></td><td></td>, <td>지정된 간격으로 모든 샘플과 기준 전극의 전위를 모니터링 할 수 있는 모든 장치(입력 임피던스 >10E7 Ohm)</td></tr></tbody></table>

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

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

선진국에 철근 콘크리트 구조의 노화 안정적으로 이러한 구조의 상태를 평가 하는 방법에 대 한 긴급 한 필요를 부과 한다. 포함 된 강화 강철의 부식 저하에 대 한 가장 빈번한 원인이 다. 그것은 잘 알려진 부식 저항 하는 구조의 기능 강력 하 게 사용 되는 재료와 같은 요소 또는 나이에 따라, 그것은 관행에 의존 하는 동안에 규정 된 표준 또는 교과서 임계값 값입니다. 부식 개시 (C크리)에 대 한 임계값이 명확 하 게 상태 평가 및 서비스 수명 예측의 정확도 제한 하는 특정 구조의 실제 속성 독립적입니다. 방향 벡터 값을 사용 하는 연습 C크리 현장 확인 하려면 신뢰할 수 있는 방법의 부족과 실험실에서을 추적할 수 있습니다.
여기, C크리 개별 엔지니어링 구조 또는 구조를 결정 하는 실험 프로토콜 제공 됩니다. 철근 콘크리트 샘플의 수 구조에서 찍힌다 고 실험실 부식 테스트가 수행 됩니다. 이 방법의 주요 장점은 크게 영향 C크리에 대표적으로 유사 수 없습니다 강철 콘크리트 인터페이스 등 잘 알려진 매개 변수를에 관한 실제 조건 보장 실험실 생산 샘플입니다. 같은 시간에 실험실에서 가속된 부식 테스트 사용 하면 부식 개시 전에 C크리 의 신뢰할 수 있는 결정에서 테스트 구조; 이것은 주요 이점을 구조는 이미 손상 된 후에 개시, 즉, 부식에 대 한 조건을 추정을 허용 하는 모든 일반적인 조건 평가 방법 이다.
프로토콜 시험된 구조에 대 한 C크리 의 통계 분포를 생성합니다. 이 부식, 유지 관리 계획을 위해 필요한 나머지 시간에 대 한 확률 예측 모델에 대 한 기준으로 제공 합니다. 이 메서드는 잠재적으로 소재 시민 인프라, 유사한 기계적 테스트를 위해 사용 되는 설립된 방법의 테스트에 사용할 수 있습니다.

그림 7 에 일반적인 강철 후보는 실험실에 있는 염화 물 노출 하는 동안 모니터링 표시 됩니다. 두 예제 잠재력 매우 짧은 시간 내에 크게 드롭 수 있습니다 하지만 그 부식 프로세스 수 있습니다 아직 안정적으로 전파 하지, 그것의 초기 수동 수준으로 가능성의 증가 통해 명백 하 게 되는 보여 줍니다. 이 프로토콜에서 부식 개시, 즉, 시간에서 노출 중지 되 고 C크리 결정의 시간 표시 된 잠재적인 드롭 (3.5.2 섹션과 를 참조 하는 부정적인 잠재력의 10 일 뒤에 의해 정의 됩니다. 토론 대 한 자세한 내용은).
안정적인 부식 개시 될 때까지 몇 개월 걸릴 수 있습니다 일반적입니다. 이 또한 샘플은 구조에서 가져온 콘크리트에 이미 있는 초기 염화 물 내용에 따라 달라 집니다. 지금까지 실시 한 실험의 일부의 경우, 그것은 부식 시작 될 때까지 1 년 이상 했다.
그림 8 C크리 스위스 알프스에 40 년 오래 된도 터널 보다 더에서 11 샘플 측정의 예를 보여 줍니다. 이러한 모든 샘플 1-2 m2의 영역 내에서 가져온, 따라서 아마도 동일 하 게 제작 되었고 노출. 이 예제에서는 샘플링 시간에 강철 표면에 염화 콘텐츠 무시할 수 했다. 또한, 탄 전면 강철 표면에서 멀리 아직도 이었다.
그림 9 는 잠재적인 강철 염화 무료 솔루션에 노출 시 강하게 감소 두 가지 예를 보여줍니다. 이러한 경우 중 하나에서 샘플의 후속 (파괴) 시험 기간 동안 발견 강 깊이에 콘크리트 탄산 이미 했다. 철강 표면에 물의 도착, 부식 과정 따라서 즉시 시작 했다. 다른 경우에, 거짓 부식 개시 강철 중 하나에서 발생 한 끝을 바.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig1.jpg"> 
그림 1 . 구조와 처리 실험실에서에서 샘플 촬영의 도식 그리기: (한) 콘크리트 코어 강화 강철의; 포함 된 조각으로 (b) 수냉식된 다이아몬드 절단에 노출 콘크리트 덮개 뒷면에 감소 (c) 강철 강철 주위 일부 콘크리트를 제거 하 고 조밀한 시멘트 페이스트/박격포와 후속 에폭시 코팅; 교체에 의하여 끝 보호 봉 그리고 (d) 에폭시 코팅 옆 얼굴에과 노출 된 콘크리트 표면의 끝 영역. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig2.jpg"> 
그림 2 . 실험실에서 부식 테스트에 대 한 설정의 회로도 도면. 이 노출 탱크 샘플의 위치를 보여줍니다. 스페이서는 하단 샘플 표면에서 접촉 노출 솔루션을 보장 하는 데 사용 됩니다. 모든 샘플 참조 전극 노출 솔루션에 대 각 샘플의 잠재력 측정 데이터로 거에 연결 됩니다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig3.jpg"> 
그림 3 . 철강 잠재적인 부식 개시에 대 한 기준을 설명의 가능한 시간 발전의 도식 그리기. 시점에서 1, 잠재적인 드롭 미만 150 mV 초기 "수동 수준"에서 발생 합니다. 시점에서 2, 잠재적인 드롭 적어도 150 mV 발생, repassivation; 뒤에 시점에서 3, 잠재적인 적어도 150의 드롭 mV (5 일의 최대) 내에서 발생 하 고 달성된 부정적인 잠재 수준 10 일 이상 지속 됩니다. Tini에서 노출 솔루션에서 샘플을 철수. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig4.jpg"> 
그림 4 . 절단 및 부식 개시의 탐지 후 콘크리트 샘플의 분할을 보여주는 도식 그리기. 첫째, "트렌치" 강철 막대를 동시에 후방 쪽에서 잘라입니다. 부정 행위 또는 유사한 도구를 삽입 하 여 화살표에 표시 된 대로 샘플을 분할 하는 트렌치를 사용할 수 있습니다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig5.jpg"> 
그림 5 . 부식 개시 후 샘플 분석을 보여주는 사진. (는) 분할 및 (b)는 녹 자리 강철에 표시 되는 샘플의 두 반쪽 표면 부식 개시 후. 다른 샘플에서 사진입니다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig6.jpg"> 
그림 6 . 도식 그리기 보여주는 부식 개시 후 염화 분석에 대 한 샘플링: (는) 분할 콘크리트 코어의 에폭시 코팅 부분 제거 (보라색 = 절단 평면); (b) 철강 표면에서 2mm까지 구체적인 덮개의 제거 (보라색 = 절단 평면); (c) + 커버 깊이 바 스틸의 2 m m의 깊이 간격 연 삭 (빨간색 = 샘플된 볼륨). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</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"/ > 
그림 7 . 대표 예 측정 잠재적인 대 시간 곡선. 그 뒤에 수 있습니다 잠재적인 증가 (repassivation)에 의해 제안 된 기준에 따라 안정적인 부식 개시 마침내 시작 될 때까지 일반적으로 발음된 잠재적인 방울. (한) 경우 잠재적인 부정적인 수준에 안정화 및 (b)는 예를 들어 어디 가능성이 감소 하는 10 일간의 공부 기간 동안 계속 보여줍니다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig8.jpg"> 
그림 8 . C크리 11 샘플 촬영에서 측정 된의 예를 들어 내는 작은 구체적인 영역에서 40 년에 오래 된도 터널 스위스 알프스에. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56229/56229fig9.jpg"> 
그림 9 . 표시 된 잠재력의 예는 염화 무료 솔루션에 노출 되 면 즉시 감소. 한 경우에, 강철 깊이에 콘크리트는 이미 탄산, 따라서 강철 표면에 물의 도착 시 부식 과정 즉시 시작, 날카로운 감소 잠재력에 지도. 다른 경우에, 거짓 부식 개시 강철 중 하나에서 발생 한 끝, 바는 여기 보다 점진적으로 잠재적인 감소에 지도. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56229/56229fig9large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

높은 부식 평가 또는 예측의 철근 콘크리트 구조, 엔지니어링 구조에서 샘플 테스트 허용의 주요 장점은 관련 된 매개 변수를 측정 하는 방법을 제안 한다. 이 실험실에서 만든 샘플의 유물을 피하기 위해 중요 한 강철 콘크리트 인터페이스에서 실제 조건을 보장 합니다.

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

이 방법의 전체적인 목표는 철근 콘크리트의 부식 견딤 능력을 특징짓는 필수 파라미터인 염화물 임계값을 측정하는 것입니다. 이 파라미터는 콘크리트의 염화물 유발 부식을 예측하는 모든 현재의 모델에 필요합니다. 염화물 임계값이 사용된 재료와 같은 요인에 크게 의존한다는 점은 잘 알려져 있지만, 표준이나 교과서에 규정된 일반적인 값에 의존하는 것이 일반적인 관행입니다.본 방법의 주요 장점은 토목 공학 구조물에 대한 테스트가 가능하다는 점입니다. 이는 콘크리트 강도와 같은 기계적 특성을 테스트하기 위해 잘 확립된 방법들과 유사합니다. 구조물에서 채취한 시료를 테스트함으로써, 염화물 임계값에 큰 영향을 미치는 실제 조건을 보장할 수 있습니다.예를 들어, 실험실에서 제작된 시편으로는 대표성 있게 모사할 수 없는 강철-콘크리트 계면이 있습니다. 먼저 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 콘크리트 구조물에서 테스트 영역을 선택하십시오. 철근 탐지기로 알려진 일반적인 비파괴 휴대용 스캐닝 장치를 사용하여 콘크리트 내의 보강 철근 위치를 찾으십시오.시험 구역 내의 콘크리트 표면 위에서 철근 탐지기를 수평 및 수직 방향으로 이동시킵니다. 분필을 사용하여 콘크리트 표면에 각 철근의 위치를 그리드 형태로 임시 표시합니다. 직경이 최소 150 millimeters인 코어 채취를 위한 코어 드릴링 위치를 선정합니다.콘크리트 표면에 표시하고 라벨을 부착합니다. 일반적인 절차와 표준에 따라 철근 세그먼트가 포함된 콘크리트 코어를 천공합니다. 천공 후, 정 등을 사용하여 구조물에서 콘크리트 코어를 제거합니다.마지막으로, 실험실로 운반하는 동안 습도 조건을 유지하기 위해 코어를 확산형 호일로 감쌉니다. 수냉식 다이아몬드 절단을 통해 원래 물에 노출되었던 전면의 콘크리트 피복을 제거합니다. 시료의 최종 콘크리트 피복 두께가 15에서 20 밀리미터 범위가 되도록 조정하십시오.다음으로, 케이블 연결을 설정하고 노출 시험 중에 보강 철근 끝단에서 부식이 잘못 시작되는 것을 방지합니다. 이를 위해 먼저 보강 철근의 직경보다 내경이 약간 더 큰 코어 드릴을 사용하여 각 철근 끝단의 최대 10mm 길이까지 철근 주변의 콘크리트를 제거합니다. 적절한 도구를 사용하여 철근 표면에 부착된 남은 시멘트 페이스트를 긁어냅니다.그 다음, 강철 바의 한쪽 끝에 작은 구멍을 뚫고 금속제 셀프 태핑 나사를 사용하여 케이블 러그를 강철 바에 고정합니다. 슬러리를 구멍 속에 조심스럽게 부어, 두 강철 바 끝단 주변에 생긴 틈을 고밀도 시멘트 페이스트, 모르타르 또는 그라우트로 채웁니다. 케이블 연결부의 나사 끝단 러그 부분도 코팅합니다.방금 설명한 절차는 잘못된 부식 개시, 즉 철근 끝부분의 부식을 방지하기 위해 매우 중요합니다. 노출 표면적을 제한하려면 코어의 측면을 에폭시 수지로 코팅하고, 보강 철근의 끝단과 케이블 연결부 또한 코팅하십시오.동일한 에폭시 수지를 사용하여, 이전에 구조용 콘크리트 표면에 가장 가까웠던 코어 측면의 노출된 콘크리트 표면 끝부분을 코팅합니다. 이 측면의 철근을 따라 60~80 mm의 구간은 코팅하지 않고 노출된 상태로 둡니다. 모든 시편을 탱크에 넣을 때, 콘크리트 피복 두께가 15~20 mm인 시편 면이 아래쪽을 향하게 배치합니다.용액이 샘플 하단에서 노출될 수 있도록 샘플을 좁은 공간에 거치하십시오. 그 다음, 노출 용액에 기준 전극을 배치하십시오. 모든 샘플을 자동 데이터 로거에 연결하며, 이 로거는 공통 기준 전극 대비 보강 철근의 전위를 개별적으로 측정할 수 있습니다.코어 샘플의 하단 모든 면이 용액에 닿되 완전히 잠기지는 않을 정도의 높이까지 수돗물을 탱크에 채웁니다. 기준 전극과 노출 용액 사이의 접촉을 유지하면서, 기준 전극 대비 모든 샘플의 전위를 측정하여 즉시 데이터 로깅을 시작합니다. 염화물이 없는 용액에서 1~2주가 지난 후, 노출 용액을 미리 준비한 3.5% 중량 기준 염화나트륨 용액으로 교체합니다.시료의 전위를 계속 모니터링하고, 각 시료의 시간에 따른 전위 변화 기록을 평가하고 부식 개시 기준을 고려하여 각 시료의 부식 상태를 정기적으로 확인하십시오. 60일 후, 용액 내 염화나트륨 농도를 중량 기준 7%로 높이십시오. 120일 후, 용액 내 염화나트륨 농도를 중량 기준 10%로 높이십시오.이후, 염화물 농도를 이 수준으로 유지하십시오. 노출 기간 중 기록된 강재 전위를 평가할 때마다, 각 시료의 부식 상태를 확인하기 위해 부식 개시에 관한 다음 두 가지 기준을 사용하십시오. 첫 번째 기준은 5일 이내의 기간 동안 부동태 수준에서 150 millivolts 이상의 전위 감소가 발생하는 것입니다.두 번째 기준은 이후 10일 동안 전위가 달성된 음전위 수준에서 안정적으로 유지되거나, 더 감소하거나, 또는 최대 50 millivolts까지만 회복되는 것입니다. 부식 개시에 대한 이 기준이 충족되면 즉시 노출 용액에서 시료를 제거하십시오. 시료의 부식 개시 시간을 기록하십시오.시료 분석을 시작하기 위해, 먼저 시료를 분할하여 강철 바를 제거합니다. 수냉식 다이아몬드 절단 날을 사용하여 콘크리트 코어의 후면에서 절단하십시오. 절단면이 후면과 수직을 이루고 보강 철근과 평행하게 정렬되었는지 확인하십시오.철근이 손상되는 것을 방지하기 위해, 절단 깊이가 철근에 닿지 않도록 주의하십시오. 안전 여유분으로 약 10 millimeters를 남겨둡니다. 치즐 또는 유사한 도구를 삽입하여 콘크리트 코어를 두 반으로 쪼개어 철근 주변의 콘크리트를 분리합니다.콘크리트에서 보강 철근을 조심스럽게 제거하면, 콘크리트 시료의 양쪽 절반에 철근의 자국이 남게 됩니다. 즉시 철근 표면과 콘크리트에 남은 철근 자국을 모두 살펴 철근-콘크리트 계면의 외관을 기록하십시오. 염화물 분석을 수행하고 임계 염화물 함량을 결정하기 위해, 수냉식 다이아몬드 절단기를 사용하여 콘크리트 코어 양쪽 절반에서 에폭시 코팅된 부분을 제거하십시오.얻어진 프리즘에서 수냉식 다이아몬드 코팅 도구를 사용하여 철근까지 2mm 거리만 남기고 콘크리트와 피복 영역을 제거합니다. 이어서 콘크리트를 연마하고 연마 분말을 수집합니다. 이 연마 단계의 두께는 4mm입니다.얻어진 콘크리트 분말 시료를 105 °C에서 항량에 도달할 때까지 건조하십시오. 그 다음, 두 값의 평균을 계산하십시오. 해당 시료의 임계 염화물 함량인 염화물 분석 결과를 기록하십시오.값이 콘크리트 중량 백분율로 표시되었는지 또는 시멘트 중량 백분율로 표시되었는지를 반드시 명시하십시오. 이 그림은 실험실 내 염화물 노출 기간 동안 모니터링된 철근 전위의 예를 보여줍니다. 전위가 매우 짧은 시간 내에 급격히 떨어질 수 있으나, 전위가 다시 초기 부동태 수준으로 증가함에 따라 부식 과정이 불안정하게 진행되지 않았음이 분명해질 수 있습니다.노출 후 약 60일경에 전위가 마침내 150 millivolts 이상 하락하고 10일 동안 음의 수준을 유지합니다. 이로써 시편을 분할하기 위한 기준이 충족되었습니다. 이 그림은 시편 분할 후 철근에서 시각적으로 확인 가능한 부식 지점의 예를 보여줍니다.임계 염화물 함량에 대한 대표적인 결과는 스위스 알프스의 40년 이상 된 터널에서 얻었습니다. 그래프는 11개의 콘크리트 코어에서 얻은 결과를 보여주며, 이를 통해 조사된 구조 부재의 임계 염화물 함량에 대한 통계적 분포를 도출했습니다. 이는 부식 개시 후 정의된 값을 추구했던 구조물들의 경험적 사례와는 대조적입니다.본 방법은 부식 저하가 발생하기 전, 구조 부재 또는 특정 구조물에 대한 염화물 임계값을 측정할 수 있습니다. 표에 기재된 고정된 염화물 임계값을 사용하는 일반적인 관행과 비교하여, 본 방법을 공학 실무에 적용하면 상태 평가의 정확성을 높이고 구조물의 잔존 수명을 분석하는 모델의 예측력을 향상시킬 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

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실험 프로토콜 마모에서 환경 풍화에서 제품의 입자 에어로졸을 조사하기

학습하세요 철근 콘크리트 구조물에서 염화물 임계값을 측정하는 실험 방법을. 실제 공학 구조물 샘플을 테스트하여 부식 저항성을 정확히 평가하고 내구성 예측 모델의 정확성을 높입니다.

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

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