Name: Analyse van de toepasbaarheid van de beoordelingsmethoden voor morfologische Parameters van gecorrodeerde Steel Bars (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-01T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 24 s
Description: Verken de evaluatie van corrosiemeetmethoden voor stalen wapeningsstaven met massaverlies, schuifmaat, drainage, 3D-scanning en XCT. 3D-scanning biedt de meest nauwkeurige ruimtelijke analyse van corrosiepatronen voor structurele veiligheidsbeoordeling.

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

De auteurs bij Universiteit Shenzhen erkennen sterk de financiële steun van de nationale Natural Science Foundation van China (Grant nr. 51520105012 en 51278303) en de (sleutel) Project van Ministerie van onderwijs van de provincie Guangdong. (No.2014KZDXM051). zij ook dankbaar de Guangdong Provincial sleutel laboratorium van duurzaamheid voor Marine burgerlijke bouwkunde, College van civiele techniek aan de Universiteit van Shenzhen voor het verstrekken van testen faciliteiten en apparatuur.

1. het testen van het model en het productieproces
<ol><li>Verwerven van een 500 mm lang, de 14 mm diameter platte stalen bar (grade Q235) voor de productie van de proefstukken.</li>
	<li>Het oppervlak van de bar Pools met een fijn schuurpapier te verwijderen van de molen schalen op het oppervlak.</li>
	<li>Snijd de balk bij 30 mm en 470 mm vanaf de linkerkant, zoals aangegeven in Figuur 1, met behulp van een snijmachine.</li>
	<li>De gewichten van de drie bar specimens, met behulp van een digitale elektronische weegschaal meet.</li>
	<li>Meet de diameters van de drie monsters volgens de vijf methoden beschreven in stap 2, en de resultaten van de niet-gecorrodeerd bar specimens registreren.</li>
	<li>Corrosie van het 440 mm bar model met de elektrochemische methode, zoals hieronder:<ol>
<li>Dekking 70 mm van elk uiteinde stevig met isolatietape. Een elektrische draad hechten aan één uiteinde van het 440 mm bar model.</li>
		<li>Meng een kleefmiddel is bevestigd met een verharder in een 1:1 verhouding tot het maken van epoxyhars. De epoxyhars van toepassing op de geïsoleerde 70 mm uiteinden van de balk specimen gelijkmatig aan beide uiteinden te beschermen tegen corrosie.</li>
		<li>Plaats de 440 mm lange bar model in een kunststof watertank met 3,5% NaCl als een elektrolyt en een koperen plaat als een kathode.</li>
		<li>Sluit het ene uiteinde van de balk specimen als een knooppunt naar de positieve pool en de kathode koper-plaat naar de negatieve pool van een gelijkstroom (DC) power leverancier, respectievelijk, instellen van een elektrisch circuit voor de versnelde corrosie van de balk specimen.</li>
		<li>Schakel de DC voeding toe te passen van een constante gelijkstroom van 2,5 μA/cm2 op de bar model voor de gehele periode van corrosie.</li>
		<li>Schakel de stroom naar het beëindigen van de corrosie verwerken wanneer het bedrag van corrosie van de balk specimen het verwachte niveau van corrosie, bereikt als geschat aan de hand van de wet van Faraday.</li>
		<li>Plaats de bovenstaande gecorrodeerd bar model in een 12% HCl oplossing tank voor 30 minuten om de corrosie-producten van het oppervlak. Dompel de zuur-schoongemaakt bar model in een bak water verzadigde kalk voor neutralisatie en verder schoon met leidingwater.</li>
		<li>Droog het bovenstaande gereinigd gecorrodeerde bar model in de lucht. Mark arbied voor de meting.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Meten van de morfologische parameters en de omvang van de corrosie van de gecorrodeerde bar model. Opmerking: Reiniging heeft invloed op de massa verlies van een gecorrodeerde stalen balk. Verschillende soorten zuuroplossing en de verschillende tijden van onderdompeling in de zure oplossing zou verschillende hoeveelheden massa verlies veroorzaken. In deze test, echter geen vergelijking werd gemaakt tussen de verschillende reinigingstechnieken, consistentie, de reiniging proces volgt de China nationale standaard voor testmethoden voor langdurige prestaties en duurzaamheid van gewone concrete30.</li>
</ol>2. de meetmethoden en Procedures
<ol><li>Massa verlies methode
	<ol>
<li>Plaats een elektronische schaal op een horizontale platform en het nul.</li>
		<li>Plaats de gepolijste bar model voor corrosie horizontaal op de elektronische schaal en neem een lezing uit de schaal als de massa van een niet-gecorrodeerd staal bar m0 (g).</li>
		<li>Plaats de schoongemaakte bar specimen na corrosie horizontaal op de elektronische schaal en neem een lezing uit de schaal als de massa van de gecorrodeerde stalen bar mc (g).
</li>
		<li>Berekent het bedrag van corrosie van de balk met behulp van een vergelijking van Qcor(mc-m0) = /m0x 100%.
</li>
		<li>Berekenen van de gemiddelde oppervlakte van het resterende gedeelte van de gecorrodeerde bar model met behulp van een vergelijking Asc=As0(1 -Qcor), waar, As0 is het gebied van een niet-gecorrodeerd stalen balk.</li>
	</ol></li>
	<li>Schuifmaat gemeten methode
	<ol>
<li>Markeren van het oppervlak van de bar specimen langs de lengte in intervallen van 10 mm vanaf de linkerkant van de balk met behulp van een viltstift, zoals aangegeven in Figuur 1.</li>
		<li>Verplaats de Vernier-omvang van de remklauw op de oorspronkelijke positie. Maak de twee kaken elkaar raken en line-up van de twee nul lijnen van de Vernier en belangrijkste schalen. Vervolgens drukt u op haar nul op nul van de Vernier-schaal.</li>
		<li>Plaats de schuifmaat gemeten over de diameter van de bar model. De schuifmaat schaal te maken zijn twee kaken raken de balk verplaatsen zacht oppervlak. Meten van de diameter van de bar specimen op het gemarkeerde gedeelte en op de opgegeven hoek.</li>
		<li>Herhaal stap 2.2.3 vier keer voor het meten van de bar diameters op de gemarkeerde sectie en onder een hoek van 0°, 45°, 90° en 135°, respectievelijk, zoals weergegeven in Figuur 2.
</li>
		<li>Gemiddelde van de bovenstaande vier gemeten diameters en nemen het als de representatieve diameter Dik (mm) van de balk specimens op het gemarkeerde gedeelte.</li>
		<li>Berekenen van de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de balk specimens op de gemarkeerde sectie met behulp van een vergelijking Aik=pDik2/4 (2mm).</li>
		<li>Herhaal stap 2.2.3 tot en met 2.2.6 voor alle gemarkeerde secties van de bar model voor het meten van de verdeling van haar kruissecties langs de lengte na corrosie.</li>
	</ol></li>
	<li>Drainage methode
	<ol>
<li>Instellen van de elektromechanische universele testen machine (VEU), zoals afgebeeld in Figuur 3.</li>
		<li>Plaats een container glas onder het hoofd van de machine van het VEU en giet leidingwater in de container, totdat het water het stopcontact bereikt.</li>
		<li>Plaats een 200 mL-bekerglas op het platform van een elektronische schaal rechts onder de uitlaat van de container voor glas.</li>
		<li>Klem een einde van de balk monster met behulp van het hoofd van het VEU machine verticaal.</li>
		<li>Overschakelen op de machine van het VEU haar hoofd naar beneden om langzaam te bewegen tot het andere einde van de bar specimen net raakt de bovenkant van het water in de container.</li>
		<li>Neem de eerste lezing van de elektronische schaal als Mik.</li>
		<li>Start de machine van het VEU als wilt verplaatsen van de bar specimen naar beneden in het water in de container met een snelheid van 1,0 mm/min.</li>
		<li>De laatste lezing van de elektronische schaal als Mi + 1 voor de massa van het water dat is aangezuiverd nemen vanuit de container vanwege de 10 mm-verplaatsing van de balie specimen in het water in de container.</li>
		<li>Neem aan dat de doorsnede van de 10 mm ontheemd bar specimen is uniform, berekenen van de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de h= 10 mm ontheemd bar met behulp van de vergelijking van Aik= (Mi + 1 - Mik) / (Ρh), waar (Mi + 1 - Mik ) is de gemeten massa van het water geloosd vanuit de container voor de 10 mm ontheemd bar model. Ρ = 1, 000 kg/m3 is de dichtheid van water.</li>
		<li>Herhaal stap 2.3.6 aan 2.3.9 voor elk 10 mm lang ontheemde bar specimen tot verdringt de hele lengte van de staaf in het water te meten van de verdeling van de bar kruissecties langs de lengte.</li>
	</ol></li>
	<li>3D methode voor het scannen
	<ol>
<li>Spray wit ontwikkelaar op het oppervlak van de bar model en het in de lucht te droog. Plaats het horizontaal op het platform van een 3D-scanner, zoals aangegeven in Figuur 4.</li>
		<li>Kalibreren van de positie van de balk specimen op het platform van de 3D-scanner door willekeurig witte puntjes op etiketpapier voor de 3D-reconstructie van de balk specimen.</li>
		<li>Na de lancering van de 3D-scanner en de bijbehorende software van de extractie van de gegevens, het scannen van de bar specimen langs zijn lengte en verzamelen de corresponderende gegevens via de 3D-scanner gescand. Gebruik instructies van de fabrikant.</li>
		<li>Ontwikkelen van het ruimtelijke model van de bar model met behulp van de software en het verzamelen van de voor hen geldende datum-bestanden.</li>
		<li>Het ontwikkelde van ruimtelijke modelgegevens van de balk plaatsen specimen en twee zelf gecompileerde MATLAB-programma's in dezelfde map van een computer.</li>
		<li>De eerste MATLAB-programma uitvoeren op de modelgegevens van de ontwikkelde ruimtelijk van de bar model om de relevante MAT bestand te genereren. Sla het verkregen MAT bestand in dezelfde map.</li>
		<li>Het tweede MATLAB-programma uitvoeren op het bovenstaande verkregen MAT bestand voor het genereren van de relevante morfologische gegevens van de bar specimen, met inbegrip van doorsnede traagheidsmoment, polar traagheidsmoment, excentrieke afstand enz.</li>
	</ol></li>
	<li>XCT methode Opmerking: Nadat de vier metingen op de 440 mm lang bar specimen, de vijfde meting werd gedaan op de 30 mm lang bar exemplaren met behulp van de methode XCT als gevolg van de bar lengte beperking.<ol>
<li>Knippen van een 30 mm bar specimen uit beide uiteinden van een 500 mm lang stalen balk en de 440 mm lang gecorrodeerde stalen balk, zoals weergegeven in Figuur 1. Gebruik ze als de niet-gecorrodeerd en gecorrodeerde bar specimens, respectievelijk.</li>
		<li>De staaf van de plaats exemplaren op de draaibare platform van de XCT instrument, zoals afgebeeld in Figuur 5. Sluit de deur van het XCT-instrument. De bar specimen is ingeklemd tussen de radioactieve bron en de signaalontvanger van het XCT-instrument.</li>
		<li>De XCT bewerking software geïnstalleerd op een computer instellen schieten parameters uitvoeren. Aanpassen van de bar specimen aan de schietpartij positie.</li>
		<li>De pixel grootte en vergroting factor in de tabel "image control" van de XCT instrument bewerking software instellen</li>
		<li>Het instrument XCT uitvoeren door te klikken op de knop Start om te scannen de bar model. De gescande gegevens verzamelen van bar model.</li>
		<li>Run het softwarepakket van de bovenstaande gegevens tot de geometrische parameters van de bar gescand specimen dienovereenkomstig.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Cavaco, E. S., Bastos, A., Santos, F. A. D. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061817306980">Effects of corrosion on the behaviour of precast concrete floor systems.</a> Construction & Building Materials. 145, (2017).</li>
<li>Cavaco, E. S., Neves, L. A. C., Casas, J. R. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15732479.2017.1333128">On the robustness to corrosion in the life cycle assessment of an existing reinforced concrete bridge.</a> Structure and Infrastructure Engineering. 14 (2), 137-150 (2017).</li>
<li>Muthulingam, S., Rao, B. N. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X15000426">Non-uniform corrosion states of rebar in concrete under chloride environment.</a> Corrosion Science. 93, 267-282 (2015).</li>
<li>Apostolopoulos, C. A., Papadakis, V. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061807002401">Consequences of steel corrosion on the ductility properties of reinforcement bar.</a> Construction & Building Materials. 22 (12), 2316-2324 (2008).</li>
<li>Fernandez, I., Bairán, J. M., Marí, A. R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061815305638">Corrosion effects on the mechanical properties of reinforcing steel bars. Fatigue and σ - ε behavior.</a> Construction & Building Materials. 101, 772-783 (2015).</li>
<li>Papadopoulos, M. P., Apostolopoulos, C. A., Zervaki, A. D., Haidemenopoulos, G. N. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061811000730">Corrosion of exposed rebars, associated mechanical degradation and correlation with accelerated corrosion tests.</a> Construction & Building Materials. 25 (8), 3367-3374 (2011).</li>
<li>Castro, H., Rodriguez, C., Belzunce, F. J., Canteli, A. F. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013603003935">Mechanical properties and corrosion behaviour of stainless steel reinforcing bars.</a> Journal of Materials Processing Technology. 143 (1), 134-137 (2003).</li>
<li>Almusallam, A. A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061801000095">Effect of degree of corrosion on the properties of reinforcing steel bars.</a> Construction & Building Materials. 15 (8), 361-368 (2001).</li>
<li>Papadopoulos, M. P., Apostolopoulos, C. A., Alexopoulos, N. D., Pantelakis, S. G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261306906002317">Effect of salt spray corrosion exposure on the mechanical performance of different technical class reinforcing steel bars.</a> Materials & Design. 28 (8), 2318-2328 (2007).</li>
<li>Zhang, W., Song, X., Gu, X., Li, S. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061812001481">Tensile and fatigue behavior of corroded rebars.</a> Construction & Building Materials. 34 (5), 409-417 (2012).</li>
<li>Clark, L. A., Chan, A. H. C., Du, Y. G. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/271350216_Residual_capacity_of_corroded_reinforcing_bars">Residual capacity of corroded reinforcing bars.</a> Magazine of Concrete Research. 57 (3), 135-147 (2005).</li>
<li>Chan, A. H. C., Clark, L. A., Du, Y. G. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/238446762_Effect_of_corrosion_on_ductility_of_reinforcing_bars">Effect of corrosion on ductility of reinforcing bars.</a> Magazine of Concrete Research. 57 (7), 407-419 (2005).</li>
<li>Zhu, W., François, R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061813010362">Corrosion of the reinforcement and its influence on the residual structural performance of a 26-year-old corroded RC beam.</a> Construction & Building Materials. 51 (2), 461-472 (2014).</li>
<li>François, R., Khan, I., Dang, V. H. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1617%2Fs11527-012-9941-z">Impact of corrosion on mechanical properties of steel embedded in 27-year-old corroded reinforced concrete beams.</a> Materials & Structures. 46 (6), 899-910 (2013).</li>
<li>Torres-Acosta, A. A., Castro-Borges, P. <a target="_blank" href="http://www.corrosionjournal.org/doi/abs/10.5006/0844?code=nace-prem-site">Corrosion-Induced Cracking of Concrete Elements Exposed to a Natural Marine Environment for Five Years.</a> Corrosion. 69 (11), 1122-1131 (2013).</li>
<li>Li, D., Wei, R., Du, Y., Guan, X., Zhou, M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061817316070">Measurement methods of geometrical parameters and amount of corrosion of steel bar.</a> Construction & Building Materials. 154, 921-927 (2017).</li>
<li>Kashani, M. M., Crewe, A. J., Alexander, N. A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X13001297">Use of a 3D optical measurement technique for stochastic corrosion pattern analysis of reinforcing bars subjected to accelerated corrosion.</a> Corrosion Science. 73 (13), 208-221 (2013).</li>
<li>Tang, F., Lin, Z., Chen, G., Yi, W. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061814008915">Three-dimensional corrosion pit measurement and statistical mechanical degradation analysis of deformed steel bars subjected to accelerated corrosion.</a> Construction & Building Materials. 70 (2), 104-117 (2014).</li>
<li>Zhang, W., Zhou, B., Gu, X., Dai, H. <a target="_blank" href="https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29MT.1943-5533.0000888">Probability Distribution Model for Cross-Sectional Area of Corroded Reinforcing Steel Bars.</a> Journal of Materials in Civil Engineering. 26 (5), 822-832 (2013).</li>
<li>Wang, X. G., Zhang, W. P., Gu, X. L., Dai, H. C. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061812007222">Determination of residual cross-sectional areas of corroded bars in reinforced concrete structures using easy-to-measure variables.</a> Construction & Building Materials. 38, 846-853 (2013).</li>
<li>Stewart, M. G., Al-Harthy, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0951832007000099">Pitting corrosion and structural reliability of corroding RC structures: Experimental data and probabilistic analysis.</a> Reliability Engineering & System Safety. 93 (3), 373-382 (2008).</li>
<li>Darmawan, M. S., Stewart, M. G. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/13287982.2006.11464951">Effect of Spatially Variable Pitting Corrosion on Structural Reliability of Prestressed Concrete Bridge Girders.</a> Australian Journal of Structural Engineering. 6 (2), 147-158 (2015).</li>
<li>Stewart, M. G., Mullard, J. A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141029606003798">Spatial time-dependent reliability analysis of corrosion damage and the timing of first repair for RC structures.</a> Engineering Structures. 29 (7), 1457-1464 (2007).</li>
<li>Kashani, M. M., Lowes, L. N., Crewe, A. J., Alexander, N. A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141029614003204">Finite element investigation of the influence of corrosion pattern on inelastic buckling and cyclic response of corroded reinforcing bars.</a> Engineering Structures. 75, 113-125 (2014).</li>
<li>Apostolopoulos, C. A., Demis, S., Papadakis, V. G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061812005570">Chloride-induced corrosion of steel reinforcement - Mechanical performance and pit depth analysis.</a> Construction and Building Materials. 38, 139-146 (2013).</li>
<li>Imperatore, S., Rinaldi, Z., Drago, C. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095006181730884X">Degradation relationships for the mechanical properties of corroded steel rebars.</a> Construction and Building Materials. , 219-230 (2017).</li>
<li>Kashani, M. M. <a target="_blank" href="https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29MT.1943-5533.0001853">Size effect on inelastic buckling behaviour of accelerated pitted 1 corroded bars in porous media.</a> Journal of Materials in Civil Engineering. 29 (7), (2017).</li>
<li>Meda, A., Mostosi, S., Rinaldi, Z., Riva, P. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014102961400399X">Experimental evaluation of the corrosion influence on the cyclic behaviour of RC columns.</a> Engineering Structures. 76, 112-123 (2014).</li>
<li>Kashani, M. M., Crewe, A. J., Alexander, N. A. <a target="_blank" href="https://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/jbren.15.00023">Structural capacity assessment of corroded RC bridge piers.</a> Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Bridge Engineering. 170 (1), 28-41 (2017).</li>
<li>National Standard of the People's Republic of China. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Standard+for+test+methods+of+long-term+performance+and+durability+of+ordinary+concrete%2C+Ministry+of+Housing+and+Urban-Rural+Development+of+the+People%27s+Republic+of+China%2C+GB%2FT+50082-2009%22">Standard for test methods of long-term performance and durability of ordinary concrete, Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China, GB/T 50082-2009</a>. , China Construction Industry Press. Beijing 100013, China. (2009).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Figuur 6A en 6B tonen aan dat de gemeten diameters van de niet-gecorrodeerd bar specimen niet aanzienlijk over de lengte variëren. Het maximale verschil tussen de gemeten diameters langs de bar is slechts ongeveer 0.11 millimeter met een maximale afwijking van 0,7%. Dit geeft aan dat de geometrie van een niet-gecorrodeerd bar kan worden goed geëvalueerd met behulp van een schuifmaat gemeten. Echter, de gemeten diameters onder verschillende hoeken van de dezelfde dwarsdoorsne...

Corrosie van een stalen balk is één van de belangrijkste redenen voor de verslechtering van een betonnen constructie en wordt veroorzaakt door concrete carbonatatie en/of chloride binnendringen. In concrete carbonatatie neigt corrosie te worden gegeneraliseerd; terwijl in chloride inbraak, wordt het meer gelokaliseerde1,2. Ongeacht wat de oorzaken zijn, corrosie scheuren van de concrete cover van radiale uitbreiding van corrosie producten, verslechtert de band tussen een stalen balk en zijn omliggende beton, doordringt de bar oppervlakken, en vermindert de bar oppervlakte van de dwarsdoorsnede aanzienlijk3,4.
Als gevolg van het gebrek aan homogeniteit van structurele beton en variaties in de omgeving van de service, corrosie van een stalen balk treedt op willekeurig over het oppervlak en langs de lengte met grote onzekerheid. In tegenstelling tot de algemene uniforme corrosie veroorzaakt door carbonatatie concrete, veroorzaakt de putjes corrosie veroorzaakt door chloriden intrusion aanval penetratie. Bovendien, het zorgt ervoor dat het resterende gedeelte van een gecorrodeerde bar variëren aanzienlijk onder de balk oppervlak en lengte. Als een resultaat, de bar ductiliteit daling van de sterkte en bar. Uitgebreid onderzoek heeft verricht te bestuderen van de effecten van corrosie op de mechanische eigenschappen van een steel bar5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15. Echter heeft minder aandacht besteed aan de meetmethoden van morfologische parameters en kenmerken van de corrosie van stalen staven.
Sommige onderzoekers hebben massa verlies gebruikt om te evalueren van het bedrag van de corrosie van een steel bar5,10,11,14. Echter deze methode kan alleen worden gebruikt voor het bepalen van de gemiddelde waarde van de resterende secties en de verdeling van de secties langs de lengte niet meten. Zhu en Franco hebben deze methode verbeterd door een enkele stalen balk snijden in een reeks van korte segmenten en een gewicht van elk segment om te bepalen van de variaties van de gebieden van de resterende secties langs haar lengte13,14. Echter, deze methode leidt tot extra verlies van het staal materiaal tijdens het snijden en niet raken de minimale residuele sectie van de gecorrodeerde bar precies, die domineert zijn draagvermogen. Van een schuifmaat gemeten wordt ook gebruikt voor het meten van de geometrische parameters van een steel bar14,15. Echter, het resterende gedeelte van een gecorrodeerde bar is zeer onregelmatig, en er is altijd een aanzienlijke afwijking tussen de gemeten en de werkelijke sectionele dimensies van een gecorrodeerde bar. Op basis van Archimedes principe, Clark et al. aangenomen de drainage-methode voor het meten van de resterende secties van een gecorrodeerde balk over de lengte, maar verplaatsing van de balie werd handmatig gecontroleerd zonder aanzienlijke nauwkeurigheid in dit geval11. Li et al. deze drainage methode verbeterd door de verplaatsing van een stalen balk automatisch te besturen met behulp van een elektromotor en maatregel resultaten nauwkeuriger16. Tot slot, de laatste jaren, met de ontwikkeling van 3D scanning technologie, deze methode is gebruikt voor het meten van de geometrische afmetingen van een steel bar17,18,19,20. Met behulp van 3D scannen, de diameter, resterende gebied, centroid, excentriciteit, traagheidsmoment en corrosie penetratie van een stalen balk kan precies worden verkregen. Hoewel onderzoekers deze methoden in verschillende experimentele settings gebruikt hebben, is er geen een vergelijking en evaluatie van de methoden met betrekking tot hun nauwkeurigheid, geschiktheid en toepasbaarheid.
Corrosie, met name putjes corrosie, in vergelijking met de generalized corrosie, niet alleen verandert de mechanische eigenschappen van gecorrodeerde bars, maar vermindert ook de resterende rekening houdend met de capaciteit en levensduur van betonnen constructies. Meer nauwkeurige metingen van morfologische parameters van gecorrodeerde stalen staven voor de ruimtelijke variabiliteit van corrosie langs bar lengte zijn absoluut noodzakelijk voor meer redelijke evaluaties van bar mechanische eigenschappen. Dit zal helpen met het beoordelen van de veiligheid en betrouwbaarheid van gewapend beton (RC) structuren beschadigd door corrosie nauwkeuriger21,22,23,24,25,26 ,27,28,29.
Dit protocol vergelijkt de vijf besproken methodes voor het meten van de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een stalen balk. Een single, 500 mm lang en 14 mm in diameter, platte ronde staaf werd gebruikt als het specimen en onderworpen aan de versnelde corrosie in het lab. De morfologie en het niveau van corrosie werden zorgvuldig gemeten vóór en na het gebruik van elke methode, met inbegrip van de massa verlies, van een schuifmaat gemeten, drainage metingen, 3D scannen en Röntgen micro computertomografie (XCT). Tot slot, de toepasbaarheid en de geschiktheid van elk werden geëvalueerd.
Het moet worden opgemerkt dat de geribbelde bars ingebed in beton, niet de gewone bars blootgesteld aan lucht, worden vaak gebruikt in betonconstructies en onderworpen aan corrosie. Voor geribde bars, de schuifmaat gemeten mogen niet worden zo gemakkelijk toegepast. Omdat deze bars corrosie in beton, is hun oppervlakte penetratie meer onregelmatige vergeleken met bars blootgesteld aan lucht11. Echter is dit protocol gericht op de toepasselijkheid van de analyse van verschillende meetmethoden op dezelfde bar; Daarom gebruikt het een naakte gewoon bar als het model te elimineren van de invloed van de ribben en concrete gebrek aan homogeniteit op metingen van morfologische parameter. Verdere werkzaamheden over het meten van gecorrodeerde geribde balken met behulp van andere methoden kan worden uitgevoerd in de toekomst.

<table><tbody><tr><td>Benodigdheden</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kunststof liniaal</td><td>Deli Group Co.,Ltd.</td><td>No.6240</td><td></td></tr><tr><td>Witte verfstift</td><td>SINO PATH Enterprises.,Ltd.</td><td>SP-110</td><td></td></tr><tr><td>Buis met aftakking</td><td>Op maat gemaakt</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Meetcilinder</td><td>Beijing Huake Bomex Glass Co., Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>500mL Beker</td><td>Beijing Huake Bomex Glass Co., Ltd.</td><td>CP-201</td><td></td></tr><tr><td>Schuurpapier</td><td>Shanghai Noon Decoration Material Co., Ltd.</td><td>P04</td><td></td></tr><tr><td>Witte ontwikkelaar</td><td>SHANGHAI XINMEIDA FLAW DETECTION MATERIAL CO., LTD.</td><td>FA-5</td><td></td></tr><tr><td>Reagentia</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Epoxyharslijm</td><td>Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd.</td><td>DY&middot;E&middot;44</td><td></td></tr><tr><td>Epoxyharder</td><td>Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd.</td><td>DY&middot;EP</td><td></td></tr><tr><td>HCl</td><td>Dongguan Dongjiang Chemical Reagent Co., Ltd.</td><td>AR-2500ml</td><td></td></tr><tr><td>Verzadigd kalkwater</td><td>Xilong Chemical Co., Ltd.</td><td>AR-500g</td><td></td></tr><tr><td>Apparatuur</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digitale elektronische weegschaal</td><td>Kaifeng Group Co., Ltd.</td><td>Model JCS-0040</td><td></td></tr><tr><td>Digitale buitenmaten</td><td>Shanghai Measuring &amp; Cutting Tool Works Co., Ltd.</td><td>Model ST-089-229-090</td><td></td></tr><tr><td>Snijmachine</td><td>Robert Bosch GmbH</td><td>TCO2000</td><td></td></tr><tr><td>3D gereconstrueerd X-ray microscoop</td><td>XRADIA</td><td>Model MICROXCT-400</td><td></td></tr><tr><td>3D scanner</td><td>HOLON Three-dimensional Technology(Shenzhen) Co.,Ltd.</td><td>Model HL-3DX+</td><td></td></tr><tr><td>Elektromechanische universele testmachine</td><td>MTS SYSTEMS (China) Co., Ltd.</td><td>Model C64.305</td><td></td></tr></tbody></table>

analyse van de toepasbaarheid van de beoordelingsmethoden voor morfologische parameters van gecorrodeerde steel bars

Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars

De onregelmatige en ongelijke resterende secties langs de lengte van een gecorrodeerde stalen balk wezenlijk veranderen de mechanische eigenschappen en de veiligheid en prestaties van een bestaande betonnen constructie aanzienlijk te domineren. Dientengevolge, is het belangrijk om te meten de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een stalen balk in een structuur naar behoren te beoordelen van de resterende rekening houdend met de capaciteit en levensduur van de structuur. Deze paper introduceert en vergelijkt vijf verschillende methoden voor het meten van de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een stalen balk. Een enkele 500 mm lang en 14 mm diameter staal bar is het model dat is onderworpen aan de versnelde corrosie in dit protocol. De morfologie en de hoeveelheid corrosie werden zorgvuldig gemeten vóór en na het gebruik van massa verlies metingen, van een schuifmaat gemeten, drainage metingen, 3D scannen en Röntgen micro-berekend tomografie (XCT). De toepasbaarheid en de geschiktheid van deze verschillende methoden werden vervolgens geëvalueerd. Uit de resultaten blijkt dat de schuifmaat gemeten de beste keuze is voor het meten van de morfologie van een niet-gecorrodeerd bar, terwijl 3D scannen het meest geschikt is voor het kwantificeren van de morfologie van een gecorrodeerde bar.

Figuur 6 toont de diameters van de 500 mm lang niet gecorrodeerd bar model in een hoek van 0 °, 45 °, 90 ° en 135 ° voor elke sectie langs de lengte gemeten met behulp van Vernier remklauwen. De balken werden vervolgens gesneden in drie delen, zoals afgebeeld in Figuur 1.
Figuur 7 presenteert de transversale gebieden van de niet-gecorrodeer...

Deze paper meet de geometrie en de hoeveelheid corrosie van een steel bar met behulp van verschillende methoden: massa verlies, remklauwen, drainage metingen, 3D scannen en Röntgen micro-berekend tomografie (XCT).

Analyse van de toepasbaarheid van de beoordelingsmethoden voor morfologische Parameters van gecorrodeerde Steel Bars

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly ...

Deze video is bedoeld om het oppervlak morfologie van intacte en aangetaste stalen staven te meten. We zullen vijf verschillende maatregelen demonstreren en evalueren, waaronder massaverlies, vernier remklauwmetingen, drainagemetingen, 3D-scanning en XCT van de stalen staaf. 3D-scanning is de beste methode voor het meten van de ruimtelijke variabiliteit van corrosiepenetratie in het oppervlak van een gecorrodeerde bar.De corrosiemetingen die met de 3D-scanmethode worden verkregen, zouden engineering in staat stellen om de veiligheid en levensduur van bestaande technische structuren in onze samenleving veel nauwkeuriger en betrouwbaarder te evalueren. Het aantonen van de procedure zal de heer Huilai Han, een technicus uit een laboratorium, en de heer Shenglin Cui, een technicus uit Shenzhen Hong Rong's driedimensionale technologie. Om te beginnen, markeer een gepolijste 500-millimeter lange, 14-millimeter-diameter stalen staaf in stappen van 10 millimeter.Gebruik vervolgens nulvernierklauwen om de diameter van de balk bij het eerste teken te meten met de kaken die de bar zachtjes aanraken. Voer nog drie metingen uit, waarbij de remklauwen telkens met 45 graden worden gedraaid, voor een totaal van vier metingen met intervallen van 45 graden. Herhaal dit proces voor elk teken op de balk.Gemiddeld de diameters op elk merk en bereken de dwarsdoorsnedes. Snijd vervolgens 30 millimeter van elk uiteinde van de bar om twee 30 millimeter lange staafexemplaren en een 440 millimeter lange staafexemplaar te verkrijgen. Weeg elk exemplaar op een digitale elektronische weegschaal en leg de metingen vast.Markeer de 30 millimeter lange staafexemplaren met intervallen van 10 millimeter, vanaf vijf millimeter vanaf de linkerkant. Bepaal de gemiddelde diameter op elk van deze markeringen zoals eerder beschreven. Zet vervolgens een statisch-hydraulische, elektromechanische universele testmachine op en plaats een glazen cilinder onder de machinekop.Vul de cilinder met kraanwater om gewoon bij de uitlaat te komen. Plaats vervolgens een elektronische weegschaal onder de uitlaat van de container. Plaats een bekerglas van 200 milliliter op de weegschaal in lijn met de uitlaat.Klem daarna een staafexemplaar verticaal in het hoofd van de EUT-machine. Beweeg de EUT-kop verticaal naar beneden totdat de balk alleen het wateroppervlak raakt. Neem de eerste lezing op de digitale schaal.Stel vervolgens de EUT-machine in om de lat naar beneden te verplaatsen op 10 millimeter per minuut. Voer de machine uit om de balk te verplaatsen naar de eerste markering van 10 millimeter. Neem vervolgens de laatste lezing op de elektronische schaal.Herhaal dit proces voor elk segment van 10 millimeter van het staafexemplaar totdat de hele balk onder water staat. Laat de bar daarna een uur drogen. Bereken de uniforme dwarsdoorsnede van elk segment van 10 millimeter van de bar van de verplaatste watermassa's.Test elk van de drie exemplaren op deze manier. Vervolgens spuiten elk droge bar exemplaar met witte fout-detectie ontwikkelaar, en laat de exemplaren te drogen in de lucht. Plaats vervolgens een gecoate exemplaar op het platform van de 3D-scanner.Kalibreer de positie van het staafexemplaar met behulp van een label dat is gemarkeerd met een willekeurige array van kleine, witte stippen. Scan vervolgens het monster langs de lengte, ontwikkel een spacial model en genereer morfologische gegevens uit het model. Herhaal dit voor elk exemplaar.Plaats vervolgens een 30 millimeter lang exemplaar op het draaibare platform van een x-ray micro-computertomografiesysteem. Sluit het XCT-instrument. Open de instrumentsoftware en verplaats het monster naar de juiste positie voor het scannen.Vul de gewenste pixelgrootte en vergrotingsfactor in. Scan vervolgens het monster en genereer de geometrische parameters. Herhaal het proces voor het andere 30 millimeter lange exemplaar.Na het verkrijgen van de metingen van de niet-gecorrodeerde stalen staaf, strip 50 tot 60 millimeter isolatie van een twee meter lengte van multi-stranded elektrische draad. Strip een korter segment van de andere kant. Bevestig het langere, blootgestelde uiteinde van de draad aan één uiteinde van het 440 millimeter lange exemplaar met isolatietape stevig verpakt rond 70 millimeter van het uiteinde van de staaf.Dan, stevig wrap 70 millimeter van de andere kant van de bar met isolatietape. Meng vervolgens epoxylijm met verharder in een één-op-één verhouding. Breng de epoxy gelijkmatig aan op elk geïsoleerd uiteinde van de bar om de uiteinden tegen corrosie te beschermen.Zodra de epoxy is gedroogd, vul een plastic tank uitgerust met een koperen plaat met een waterige 3,5% van het gewicht oplossing van natriumchloride in leidingwater. Plaats het staafexemplaar in de tank. Sluit vervolgens de draad aan die aan de bar is bevestigd aan de positieve terminal van een DC-voeding.Sluit de koperplaat aan op de negatieve terminal van de voeding. Stel de voeding in om een corrosiestroomdichtheid van 2,5 micro-ampère per vierkante centimeter in de balk te produceren. Breng de stroom voor de duur die nodig is om het gewenste niveau van corrosie te bereiken volgens de wet van Faraday.Schakel vervolgens de stroom uit, koppel het staafmonster los en laat het 30 minuten weken in een volumeachtige oplossing van zoutzuur van 12% om corrosieproducten te verwijderen. Breng daarna het staafmonster over naar een verzadigde kalkwateroplossing om het zuurresidu te neutraliseren. Spoel vervolgens de bar af met kraanwater en laat deze drogen in de lucht.Markeer vervolgens het gecorrodeerde oppervlak met intervallen van 10 millimeter. Weeg de gecorrodeerde balk horizontaal op een digitale elektronische weegschaal en bereken het gemiddelde gebied van de gecorrodeerde balk. Bepaal de gemiddelde diameter op elk 10-millimeter merk met behulp van vernier remklauwen en bereken de dwarsdoorsnedes.Bereken vervolgens de doorsnede van elk 10-millimeter segment van de gecorrodeerde staaf met behulp van de verplaatste waterafvoermethode. Daarna, spray het exemplaar met witte ontwikkelaar en neem een 3D-scan. Tot slot, snijd een 30-millimeter segment van de gecorrodeerde bar en scan het met XCT.De gemeten diameters van de in-tact stalen staaf varieerden niet significant over de lengte, maar consistente variatie werd waargenomen tussen de 45-graden meting en de 135-graden meting, wat aangeeft dat de bar elliptisch was. De massaverlies-, remklauwmeting en 3D-scantechnieken leverden vergelijkbare waarden op met een lage variatie. De drainagemethodemetingen van het 440 millimeter lange monster hadden te lijden onder meerdere bronnen van onzekerheid, waaronder de droogte van de bar en de oppervlaktespanning van het water.De 30-millimeter exemplaren werden geanalyseerd met XCT, die waarden geproduceerd in overeenstemming met andere technieken. Over het algemeen produceerden remklauwen, XCT en 3D-scanning vergelijkbare waarden met minimale variatie. Zo waren remklauwmetingen de eenvoudigste manier om nauwkeurige metingen van niet-aangetaste staven te verkrijgen.Corrosie resulteerde in aanzienlijke variatie en dwarsdoorsnede vorm in de hele bar, die niet kon worden gevangen met de massa verlies methode. Hoewel remklauwen gevoeliger waren voor de vormvariatie, konden ze geen rekening houden met putjes in het oppervlak van het monster. XCT en 3D scannen geproduceerd vergelijkbare waarden, maar XCT wordt beperkt door de noodzaak van kleine monsters met platte uiteinden.Zo werd 3D-meting begunstigd voor het analyseren van de morfologie van gecorrodeerde stalen staven. Een vernier remklauw is het beste gereedschap voor het meten van een niet-gecorrodeerde stalen staaf oppervlak morfologie. En, het is gemakkelijk te bedienen.En, het is heel zuinig. De drainagemethode meting kan worden beïnvloed door enige onzekerheid, dus verdere verbeteringen aan het meetapparaat zijn nodig. Hoewel de XCT-meting het resterende doorsnedegebied van een gecorrodeerde stalen staaf nauwkeurig kan meten, wordt deze beperkt door de lengte van het monster.De 3D-scanmethode is de meest optimale methode voor de metingen van een gecorrodeerde stalen staaf omdat deze nauwkeurig, zuinig en efficiënt is. Het kan ook het genereren van extra nuttige informatie over de gecorrodeerde bar.

applicability-analysis-assessment-methods-for-morphological

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Hier presenteren we een protocol om een in vitro potentiodynamisch corrosiesysteem op te zetten en te gebruiken om putcorrosie te analyseren voor kleine metalen medische apparaten.

Potentiodynamische Corrosie Testen

Wij stellen een methode voor het meten van een parameter die is zeer relevant voor corrosie evaluaties of voorspellingen van gewapend beton-structuren, met het belangrijkste voordeel van het toestaan van testen van monsters van kunstwerken. Dit zorgt voor reële omstandigheden op de staal-beton-interface, die cruciaal zijn om te voorkomen dat artefacten van laboratorium-en-klare monsters.

Experimentele Protocol bij het bepalen van de Chloride-drempelwaarde voor corrosie bij monsters uit gewapend beton-structuren

Dit protocol beschrijft een aanpak voor het vervaardigen van uitgelijnde stalen glasvezel versterkte cementgebonden samengesteld door het toepassen van een uniforme elektromagnetisch veld. Uitgelijnde stalen glasvezel versterkte cementgebonden composiet vertoont superieure mechanische eigenschappen aan gewone glasvezel gewapend beton.

Voorbereiding van uitgelijnde stalen vezel versterkt cementgebonden composiet en haar belastbaarheid gedrag

Het testen van processen gekoppeld aan materiële corrosie kan vaak moeilijk zijn vooral in niet-waterige omgevingen. Hier presenteren we verschillende methoden voor het testen van de kortetermijn- en langetermijnmaatregelen van corrosie gedrag van niet-waterige omgevingen zoals biobrandstoffen, met name de scripts die bio-ethanol.

Metalen tegen corrosie en de efficiëntie van corrosie remmers in minder geleidende Media

Microstructurally kleine vermoeidheid spleet groei gedrag wordt onderzocht met behulp van een nieuwe methodologische benadering combineren spleet groei meting en stam-veld analyse te onthullen het veld Cumulatieve vervorming op niveau van de sub graan.

Full-veld stam metingen voor Microstructurally kleine vermoeidheid kraken Propagation digitaal beeld correlatie methode

Hier presenteren we een methodologie voor de dynamische karakterisering van treksterkte specimens op tussenliggende stam tarieven met een kader voor een snelle servo-hydraulische belasting. Procedures voor spanningsmeter instrumentatie en analyse, alsmede voor digitaal beeld correlatie stam metingen op de specimens, worden ook gedefinieerd.

Materiële karakterisering van het tarief van de tussenliggende stam met digitaal beeld correlatie

Hier presenteren we een protocol om de relatieve dikte (d.w.z. dikte als een percentage met betrekking tot een referentie) van geleidende Ferromagnetische materialen te kwantificeren met behulp van detector Coil-gebaseerde gepulseerde wervelstroom sensoren, terwijl het overwinnen van de kalibratie Vereiste.

Kwantificeren van de relatieve dikte van geleidende Ferromagnetische materialen met behulp van detector Coil-gebaseerde gepulseerde wervelstroom sensoren

Digitale beeld correlatie wordt gebruikt in vermoeiingstests op een resonantie testmachine om macroscopische scheuren te detecteren en scheur vermeerdering in gelaste specimens te bewaken. Scheuren op het preparaat oppervlak worden zichtbaar als toegenomen stammen.

Crack monitoring in resonantie Vermoeiingstesten van gelaste specimens met behulp van digitale beeld correlatie

Kelvin probe force microscopie (KPFM) meet oppervlaktetopografie en verschillen in oppervlaktepotentiaal, terwijl scanning elektronenmicroscopie (SEM) en bijbehorende spectroscopieën oppervlaktemorfologie, samenstelling, kristalliniteit en kristallografische oriëntatie kunnen ophelderen. Dienovereenkomstig kan de co-lokalisatie van SEM met KPFM inzicht geven in de effecten van nanoschaalsamenstelling en oppervlaktestructuur op corrosie.

Co-lokalisatie kelvin probe force microscopie met andere microscopieën en spectroscopieën: geselecteerde toepassingen in corrosiekarakterisering van legeringen

Dit artikel rapporteert over een onderzoek op laboratoriumschaal van een bestaande veldprocedure en de aanpassing ervan voor het afdichten van lekkende boorgatboortorens. Het bestaat uit mechanische expansie van metalen pijp, wat resulteert in een verbeterde metaal/cementbinding, ultieme afdichting van hydraulische paden en preventie van gaslekken veroorzaakt door de aanwezigheid van een microannulaire kanaal.

Mechanische Uitbreiding van stalen buizen als een oplossing voor lekkende boorputten

Verken de evaluatie van corrosiemeetmethoden voor stalen wapeningsstaven met massaverlies, schuifmaat, drainage, 3D-scanning en XCT. 3D-scanning biedt de meest nauwkeurige ruimtelijke analyse van corrosiepatronen voor structurele veiligheidsbeoordeling.

Analyse van de toepasbaarheid van de beoordelingsmethoden voor morfologische Parameters van gecorrodeerde Steel Bars

Meer video's verkennen