Summary
高い腐食評価や土木構造物からのサンプルのテストを許可する主な利点と鉄筋コンクリート構造の予測に関連するパラメーターを測定する方法を提案します。これにより鋼コンクリート界面の実態研究所製サンプルの人工物を避けるために非常に重要であります。
Abstract
鉄筋コンクリート インフラ先進国の高齢化は、確実にこれらの構造の状態を評価する方法のための緊急の必要性を課しています。埋め込まれた鉄筋の腐食、劣化の最も頻繁な原因です。構造物の腐食に耐える能力は使用される材料などの要因や、年齢によって強く決まる、頼ることがよく知られているしきい値値で規定された基準や教科書になります。腐食発生 (Ccrit) のこれらの限界値は、明確に状態評価およびサービス寿命予測の精度を制限する特定の構造の実際のプロパティの独立しています。集計値を使用しての練習はCcrit敷地内を確認する信頼性の高い方法と研究室での欠如にたどることができます。
ここでは、個々 の土木構造物や構造部材Cクリットを決定するための実験プロトコルが表示されます。鉄筋コンクリートのサンプル数は、構造から取得され、腐食検査が実行されます。この方法の主な利点は、 Ccrit、代表して真似することはできません鋼コンクリート インターフェイスなどに大きく影響するよく知られているパラメーターに関する実態を保証することサンプルの実験室で生産します。同時に研究所に腐食促進試験はテスト構造体の腐食発生前にCcritの信頼性の決定を許可します。これだけ構造が既に破損している場合の開始、すなわち後の腐食条件の推定を許可するすべての一般的な条件評価方法に比べて大きな利点です。
プロトコルCcritテスト構造の統計的な分布が得られます。これは腐食性、メンテナンス計画に必要な残りの時間の確率的予測モデルのための基礎として機能します。このメソッドは、土木、機械試験に使用される確立された方法と同様の材料試験で可能性のある使用できます。
Introduction
コンクリート中の鉄筋腐食により、コンクリートの塩化物の浸透によって引き起こされる、鉄筋およびプレストレスト コンクリート構造物の早期劣化の最も頻繁な原因である、従っての最も重要な課題の一つを提示土木1,2,3,4。先進国は通常海洋性気候や道路の除氷塩への暴露の数十年の歴史を持つとこの 20 世紀の後半に建てられたコンクリートのインフラを高齢化の大規模な在庫を持っています。確実に腐食のこれらの構造、すなわちリスクの状態を評価することができるという、一般に保守作業の計画とインフラストラクチャ管理のための基礎を形成します。
コンクリート中の塩化物による鉄筋の腐食を管理するためのエンジニア リングの確立されたアプローチ塩化しきい値 (重要な塩分量、 Ccritとも呼ばれます) の値1,5,に基づいています6。 この概念に従って腐食の発生は鋼板の表面コンクリートの塩化物濃度Ccritしきい値を超えるとすぐに発生すると考えられています。したがって、既存の構造の状態を評価して通常残りの寿命の推定が埋め込まれた鉄筋の深さは特に、コンクリートの異なる深さで塩化物含有量を決定するのに頼る。コンクリート7,8のサンプルでこの塩化物の濃度を測定する信頼性の高い標準化されたメソッドの数が存在します。Ccrit結果を比較する腐食リスクの種類と修理対策の範囲を計画評価のための基礎を提供します。ただし、このアプローチには、 Ccritの知識が必要です。
テキストだけでなく、国際規格および推奨事項は、書籍、 Ccrit1,3,9,10,11の規定値。これらは約 0.4% で、通常セメント、長期的な経験に基づく、または初期の重量による塩化研究12,13。ただし、それはよく知られている構造の年齢や露出の歴史と条件1によって使用材料による構造または構造部材のCcritに対して実際の抵抗の影響を強く,5します。 したがって、それは一般に認められた 1 つの構造からの経験は慎重に他の構造体にのみ適用する必要があります。
それにもかかわらず、エンジニア リングの表Cクリット値、実際の構造とは無関係を使用する練習が一般的です。これは、 Ccrit文献の巨大な散布図とCcrit敷地内、5研究室を決定するための信頼性の高い方法の欠乏によって説明できます。耐久性評価の集計のしきい値を使用してのアプローチは、コンクリート構造物の老化の状態評価の構造に関する考慮事項とは対照的です。後者の場合 (鉄筋コンクリート) の構造材料の強度などの機械的性質を決定するための標準化されたテスト メソッドの数が存在する構造物の計算に使用されます。
この作品は、土木構造物から採取したサンプルのCクリティカル率を決定するための実験プロトコルを提案します。アプローチは、掘削部分コンクリート構造物の腐食はまだ開始されませんで鉄筋コンクリート造のコアに基づいています。これらのサンプルは、腐食発生のための条件を検討するために腐食促進試験を受ける場所研究室に転送されます。提案手法の主な利点は、構造とこうして展示実態に関するパラメーター、大きく影響Ccritよく知られている代表ができない数由来のサンプルサンプルの実験室で生産の真似。これは、種類と (若い所熟女サイト生産コンクリートとコンクリート)、コンクリートの年齢の種類や表面の状態、補強鋼使用時と、一般工事、鋼・ コンクリートの特性14をのインターフェイスです。一緒に実験室測定法の精度は、このアプローチは、 Ccrit特定構造体や構造部材の信頼性の決定を許可します。
- Ccritの定数値を使用しての一般的な方法と比較されます - 工学練習で提案されたプロトコルのアプリケーション条件評価の精度と分析モデルの予言する力の強化、残り寿命。今後何十年も15以上構築基盤の改修工事に強い増加が予想の基盤を腐食工学のような改善のための緊急の必要性が生じます。
Protocol
1 工学構造サンプリング
- 選択以下の注を考慮したコンクリート構造物の エリアをテスト します。
。 注: は、いくつかのサンプルの取得元となるエリアは テストエリアです。テストの領域必要があります (おそらく 1 つのコンクリート バッチを使用) から 1 つの構造部材内に配置して環境への均一な暴露を示す (例えば、サンプリング列または壁の高さの差を避けるため)。したがって、1 つの工学構造内でいくつかのテスト領域を選択できます。追加要件として腐食損傷の無料のテスト領域が必要です。これは、確立された検査方法、潜在的なマッピング 16 , 17 , 18 などの非破壊検査などの結果に基づいて検証できます。塩化物浸透が既に検討中の構造部材で発生したことに注意してください。これは、ここに記載された試験方法の有効性には影響しませんが、腐食の実験室で試験に必要な時間に影響を与える可能性があります 。
- 構造の各テスト領域内でのサンプリング (サンプリング場所) の場所を選択します。ハニカム、クラック、爆裂、またはローカル悪いコンクリート カバー品質や劣化の他の徴候から無料の採取場所を選択します。
- 検索、補強鉄筋コンクリートとしてよく知られている非破壊、ハンドヘルド スキャン デバイスによる " 補強鋼器 " 19。水平鋼器両方を移動し、コンクリート上垂直方向テスト領域内表面しマーク (チョークを使用して) 各補強鉄筋コンクリートの表面 (グリッド形状) に一時的にします 。 少なくとも 150 mm の直径を持つコアのコア掘削の
- 選択場所マークし、は (チョークを使用して) コンクリート表面のラベルに。サンプリング コア内鉄筋の交差を避けるため。このような方法で場所を選択できるだけコア内に位置する鉄骨鉄筋がように中心部になります
。 注: (通常最低のカバーの深さの層); 構造の評価のための関心のあるそれらの鋼棒を選択してください。この腐食性能 20 に影響があり、垂直方向と水平方向のバーを区別するために特に重要です 。
- C crit、固有の変動を考慮して統計データを提供することに、サンプリング テスト領域内の 5 (理想的には 10) 場所の最小] を選択します 。
- 数とコアの位置に関して考慮する 構造 を構造から任意の重要なサンプリングによって引き起こされる構造の弱体化を避けるために掘削します 。
- (写真、スケッチ エッジ等 までの距離を示す) サンプリング前に正確に構造部材内のすべてのサンプルの位置を文書化
注: これはまた鋼の電気化学的ポテンシャル 16 , 17 , などの対応する場所で敷地内の測定パラメーターのドキュメントを含めることができます 18、深さ測定 19、またはコンクリート抵抗など他の非破壊試験の結果をカバーします 。
- (最小直径 150 mm) を コンクリートのボーリングコア の一般的な手順と基準が 21 によると鉄筋のセグメントが含まれています。
- 鋼コンクリート フェースが損傷を避けるために、コア穴を開けて慎重に (水冷穴あけ、シャープ ツール等 を掘削) のカバーの深さ、コンクリートの品質に応じてコア掘削の深さを調整、鉄筋
。 注: 目分量、コアの長さは、少なくとも 2 〜 3 回カバーの深さにする必要があります。これは通常鋼コンクリート インターフェイスを損なうことがなく構造からコアを破壊できます 。
- は、コンクリートのコア表面から液体の水を削除します。耐水性チョーク マーカーでコアを明確にラベルします 。
- 研究所への輸送中の水分条件を維持するために拡散タイトな箔でコアをラップします 。
- 鋼コンクリート フェースが損傷を避けるために、コア穴を開けて慎重に (水冷穴あけ、シャープ ツール等 を掘削) のカバーの深さ、コンクリートの品質に応じてコア掘削の深さを調整、鉄筋
2。サンプルの実験室で準備
注: 腐食検査のためにそれらを準備するために構造体から採取した各サンプル (コア) にこれらの手順を適用します。これはコアの条件を維持すると、不要な端部効果 (例えば、隙間腐食) からの保護を提供する (かぶりを減らす)、腐食試験を加速するのに役立ちます
。- 調整コンクリート カバー 前部および掘削コアの背面側の両方の。
- 15 〜 20 ミリメートルの範囲でサンプルの最終的なコンクリートかぶり厚さを得るために水冷式ダイヤモンド切削によってフロント サイド (つまりもともと露出側) でかぶりを減らす ( 図 1 、-b).
- コンクリートのかぶり厚さは公開する側で均一になっていることを確認します。かぶり厚さ、鉄筋の両端を測定とキャリパー鋼棒 (すなわち コアの側面で)。に応じて、かぶり厚さ 1 ミリメートル以下のものの任意の差異をなくすための切削や研磨工具を使用しています 。
- キャリパーやコアの外側面に定規と鋼補強後ろのコンクリートの厚さを測定し、あることを確認 〜 30 〜 50 ミリメートル ( 図 1 b)。必要な場合、水冷式ダイヤモンド切削とコアをカットします
。 注: 研磨こちら側には必要ありません 。
- ケーブル接続の確立し、補強棒に終わる鋼鉄を保護する 次の手順 図 1 c テスト露光中に偽の腐食発生から。
- (2-4 の mm) によって若干内径掘削ドリルの使用長さの最大 10 mm ゼロの各バーの終端で鋼を直接コンクリートを削除する鋼補強バーの直径よりもセメントの残党はペーストに付着した、。 鋼の表面 (金属ヘラ、小さなノミ等) の適切なツールの助けを借りて
- 鋼棒の両端の 1 つの小さな穴をドリルし、鋼棒 (銅ケーブルに接続) ケーブル ラグを固定するため自己タッピングねじ金属を使用します。ケーブルのラグナットが補強の鋼に対してしっかりと押されたことを確認してください
。 メモ: ネジの直径が大きめ (例えば、0.1 - 0.2 mm) のものよりもタイトな接続を保証する鋼のドリル加工穴のする必要があります 。
- 鉄筋、内ねじを配置し、それ突き出ていない任意の場所で鉄骨補強電気化学測定法と腐食挙動に影響する可能性が高いことを確認します
。 注: これを確保できます (鋼の軸と平行) の穴を掘削の方向に注意を払って、短いネジを使用しています。ドリル鋼棒の軸に平行に、鉄筋の切断面は垂直バーに簡単だ軸。鉄筋のコア内に位置、切断鋼面が鋼に垂直ではないそれ以外の場合は重要です軸バー 。
- 加熱は鋼や鋼コンクリート界面サンプルに影響を与えるために電気ケーブル接続を確立する、半田付け、スポット溶接、または同様の技術を使用しないでください 。
- を埋める aroun を作成慎重に穴にスラリーを注ぐことによって密集したセメント ペースト ・ モルタル/グラウトとバーエンド鋼両方 d。またコートのネジとケーブル接続のラグ。
良い付着と終了の保護を確保するためにこの
- 使用ポリマー セメント セメント系製品
。 注: (材料表 参照) 商業製品修復モルタルとして販売または類似の範囲が存在します。製品に腐食抑制剤または鋼の電気化学的挙動に影響を与える他の物質が含まれていないことが重要です 。
- このセメント ペースト ・ モルタル ・ グラウトが適用され、正しく、すなわち サプライヤーによると硬化を確認してください ' の指示 。
- 使用ポリマー セメント セメント系製品
- 露出された表面積を制限するため、エポキシ コーティング を適用。
- 、コーティングする前にコンクリート表面を許可する部屋の温度と室内気候で乾燥の数日。避け攻撃的な (例えば オーブンで) または長い (1-2 週間以上) コンクリート (ひび割れ) の微細構造を変更可能性があり、従ってテストの結果に影響を与えるコアの乾燥します 。
- は、エポキシ樹脂とコアの外側表面をコートします。補強バーの両端とケーブル接続 (ネジ、ケーブル ラグ等) 鋼鉄のコーティングも ( 図 1 c ・ D).
- 同じエポキシ樹脂では以前 ( 図 1 d) 構造のコンクリート表面に最も近いコア側で露出したコンクリートの表面の終わり部分のコーティングも。60 〜 80 ミリメートルのこちら側 (コーティング) スチール棒に沿って露出のままにします 。
- コンクリート上面コーティングされていない (すなわち、露出している側比較 図 1 d の反対側) のままにします
。 注: 使用されたエポキシ樹脂コンクリート (安定 等 を 例えば ブラシで広がりやすいアルカリ性の条件で) 上のアプリケーションに適しているべき - 後の露出に向けて拡散堅い障壁を形成、コーティングを適用ソリューションを含む塩化。塗膜厚さは、少なくとも 2 ミリメートル。 毛穴と穴がないコーティングで目に見えるチェックを確認します。必要な場合は、樹脂のいくつかの層を適用します 。
- プロトコルをここで一時停止することができます; 拡散タイトな箔でサンプルを包みます 。
3。腐食試験
- 準備、ソリューションへの露出のためのセットアップ。
- 場所 15-20 mm のコンクリートを展示サンプル側と、タンクのすべてのサンプルは、厚さが下向きをカバーします。サンプルにサンプルを彼らの下側 ( 図 2) からソリューションの露出を許可する小さいスペーサー マウントします 。
- コンクリートの試料間の距離を許可するディメンションとタンクを選択し、サンプルと少なくとも 4 cm の水槽の壁の間、タンクの高さは理想的な範囲 15-30 cm します 。
- の計装を準備 データロギング。
- 露出ソリューション ( 図 2) 参照電極の場所
。 注: 参照電極の露出溶液中浸漬することができますに適した安定したリファレンス電極の任意の型 (たとえば、銀/塩化銀/塩化カリウム 土 参照電極) 使用。特別措置は、参照電極の作製と その逆 電解質による暴露溶液の汚染を避けるために必要ことがあります 。
- は、すべてのサンプルを個別に、補強鉄筋 と 共通参照電極 ( 図 2) の電位を計測できる自動データ ロガーに接続します。データロガーを使用し 10 より高い入力インピー ダンス 7 オーム 。
- サンプルごとに 1 日あたり少なくとも 4 計測データロガーの測定間隔を設定; 優先的に、各サンプルの 1 h の間隔を使用します 。
- 露出ソリューション ( 図 2) 参照電極の場所
- 塩化無料ソリューションへの露出を開始
。 注: 時間 t 0 に対応するソリューションへの暴露の始まり = t = 0 で、各サンプル。- 塗りつぶし水道水 (pH 6.5 8.0、塩素フリー、飲料水質内) タンク。水のレベルがコア試料のより低い側面のすべてのソリューションに接触しているが、彼らがそのような物は全く (すなわち、水面上のサンプル顔) に浸漬されていることを確認します。参照電極と露出ソリューション ( 図 2) の間の接触を維持します 。
- すぐにデータ ・ ログ、すなわち、すべてのサンプルの参照電極対の電位を測定します 。
- 1 2 週間以上ポテンシャルを監視し、電位が鋼の受動性を示す範囲内の安定した値に到達する必要が検討してください
。 注: 通常、これは約-100 〜 200 対銀/塩化銀/塩化カリウム 土 1 mV 。
- いくつかの場合、サンプルは-100 よりはっきりより負電位を仮定; 詳細 (セクション 5 を参照) のサンプルをすぐに検査します。可能性は塩素フリー ソリューションへの露出の間に著しく異なる場合もこの手順を実行します 。
- 塩化物への露出を開始。
塩素フリーのソリューションで
- 後 1 - 2 週間は 3.5% に調製した溶液で露出ソリューションを置き換える NaCl 重量。脱イオン水を使用すると、この塩化物溶液を準備できます。初期塩素フリー ソリューション (浸漬の同じ深さ) に等しいの塩化物溶液の量を使用します。ソリューションと塩化物濃度に関連する変更の蒸発量を制限する (推奨) ふた付け露出タンクを閉じます 。
- 塩化露光中に定期的に (少なくとも 1 回/2 週間) サンプルに関して水レベルをチェックします。必要な場合は、脱イオン水を追加します。これはコンクリートの溶脱を促進するため最小限に全体のエクスポー ジャーのソリューションの更新制限します 。
- サンプルと定期的に (週各 2 回) での電位を監視続ける各サンプルの腐食状態を確認は、各サンプルの時間をかけて記録された電位の進化を評価することによって、腐食発生の条件を考慮しました。セクション 3.5 で定義します 。
- 後 60 日は増体重の 7% に液中 NaCl 濃度です。120 日後重量 10% 溶液中 NaCl 濃度を高めます。この後、このレベルで塩化物濃度を維持します 。
- 腐食の発生を検出するために時間の経過とともに監視のポテンシャルを評価します
。 注: 露光中にサンプル通常展示 30 ± 約内で比較的安定した電位塩素フリーの水への暴露の初期値の mV。この潜在的な範囲と呼ばれる、" パッシブ レベル " 本 ( 図 3)。それはそれぞれの個々 のサンプルのため異なる場合があります。- 露光中に記録された鋼の電位を評価するときは各試験片の腐食状態を確認する次の 腐食発生のための基準 を使用します。腐食の発生で満たされる必要がある次の 2 つの条件 (< 強いクラス =「xfig」> 図 3):
- 可能性が 150 以上で減少を確認 5 日間の期間内にレベルまたは短いパッシブから mV 。
- 次の 10 日間チェックままの場合潜在的な厩舎達成の否定的なレベルでは、更に、減少か 50 の最大値に回復する mV
。 注: より多くの背景腐食発生の検出のためにこの基準についての情報を参照してください 議論 。
- 腐食発生のこの基準が満たされると、すぐに露出ソリューションからサンプルを削除し、セクション 4 で説明されているように進みます。このサンプル ( 図 3) の腐食発生 (t ini) に時間を文書化します。残りのサンプルの露出テストを続行します 。
- 場合は受動的なレベルから低下する可能性がより小さい 150 mV、今後露出時間をかけてサンプルをじっくり。可能性がさらに減少し、安定した走行を実現する場合、は、この腐食状態の変化として検討してください。
- 代替測定 (例えば、直線偏波抵抗 22 測定) と腐食状態をチェックするか、セクション 4 で説明した最後に分析することにより、このようなサンプルに特別な注意を払う。腐食発生の時間はっきり見なせない場合拒否サンプル 。
- 潜在的なドロップは発音される場合 (150 を超える数日以内 mV)、露出のサンプルを残す初期パッシブ レベル ( 図 3) に向かって次の日に潜在的な増加によって続かれて、しかし、さらに監視のためのソリューションです 。
- は、同じ露出タンクで公開されているサンプルのすべてのポテンシャルが潜在的に同時に変更を受ける状況に特別な注意を払います。このような場合すぐに参照電極を確認してください、それを修正したり必要な場合は新しいものと交換します
。 注: ソリューションを交換または通常塩化物濃度の増加は、潜在的にシフトに します。これは露出ソリューション/リファレンス電極または露出ソリューション/コンクリート サンプル 23 の十字路を異なる拡散電位の確立に関連する場合があります。これらの変更は、同様に同じタンクで公開されているすべてのサンプルを影響します。腐食の状態の変更は表示されません
。 注: 参照電極は安定したソリューションに漏れ、それは、ドリフトを展示いたします。結果として、すべての監視対象鋼の電位は時間の経過とともに同じ傾向を示します。これは腐食の状態の変化を示しません 。
- 露光中に記録された鋼の電位を評価するときは各試験片の腐食状態を確認する次の 腐食発生のための基準 を使用します。腐食の発生で満たされる必要がある次の 2 つの条件 (< 強いクラス =「xfig」> 図 3):
4。腐食発生後の解析のサンプル
- 分割鋼のバーを削除するサンプル
- 露出ソリューションからのサンプル回収に分割 (4.1.2 の手順) のように鋼表面とコンクリート鋼コンクリート界面の目視検査、さらなる分析のコンクリートコア 。
- は、水冷式ダイヤモンド切刃 ( 図 4) での背面側 (1 つのソリューションにさらされない) からコンクリートのコアをカットしました。セクションは裏面と鋼補強筋に平行に垂直であることを確認します。損傷を防ぐため鋼棒は切削の深さは (約 10 mm) が低いことを確認してくださいこちら側のコンクリートかぶり厚さより 。
- 彫刻刀または同様のツールを挿入し 2 つの半分にコンクリートのコアを分割; これは鋼のバーまわりのコンクリートが分割されます。
- 補強コンクリートから鉄筋を取り除きます; これは、棒鋼 ( 図 5 、) の出版社とコンクリートのサンプルの 2 つの半分を残します 。
- 鋼コンクリート インタ フェースを視覚的に調べる。
- ドキュメント (写真、図面等) すぐに鋼表面と鋼棒の両方を調べることによって鋼コンクリート インターフェイスの視覚的な外観は、コンクリートの出版社します。次のように注意を払うです 。
- 腐食の形態と場所を文書化します
。 注: 腐食発生のサイトが沈殿した腐食生成物 ( 図 5 、) によって簡単に識別されます通常できます。これらのスポットの位置や数をマークします。腐食生成物の色はまた興味の。一般的に、分割する際に、緑がかった暗い/ブラック/。ブラウン/赤になる空気にさらされる, - チェック false 腐食発生、すなわち 試料、または近くに鋼棒を開始している腐食を終了します。この場合、サンプルを拒否し、C クリット を決定できないことに注意してください
。 注: 腐食、または鋼のバーの近くにテスト中に開始する終了、すなわち 鋼の 15 mm 以内バーエンドでは、偽の腐食発生と見なされます。隙間の状況、不十分な棒鋼端保護対策 (例えば、貧しいグラウト充填または多孔質エポキシ樹脂コーティング)、可能性がありますまたはケーブル接続に鋼が突出しているので金属ねじのバーの (セクション 2.2 と 2.3). - ドキュメント ボイドまたはコンクリート中の細孔。ボイドや毛穴の位置が腐食発生の場所と一致しているかどうか注意してください 。
- ひび、ハニカム、粗骨材、異物など特徴的な機能を文書化し、ワイヤ、スペーサー等 を結ぶ、コンクリートの腐食発生の場所に関しての位置。 。
- 中性化深さを測定します。
- 後すぐにマニュアルのフェノールフタレインの解決を分割コンクリート表面をスプレーし、中性化深さ 24 を決定します
。 注: 場合は、中性化深さが鋼材表面を達したかどうか注意してください重要だ鋼のバーに中性化深さの距離。これは結果と共に報告される必要があります 。
- 後すぐにマニュアルのフェノールフタレインの解決を分割コンクリート表面をスプレーし、中性化深さ 24 を決定します
- 塩化物分析を行い、C クリット を特定する。
- コンクリートのコアの両方の半分、水冷式ダイヤモンド ( 図 6 、) の切断によるエポキシ コーティングされた部分を削除します 。
- 得られたプリズムからコンクリートをカバー帯 ( 図 6 b) 鉄筋を 2 mm まで水冷ダイヤモンド切削による削除します。105 ° C でコンクリートを一晩乾かします 。
- は、その後、コンクリートを粉砕、研削粉を収集; この粉砕工程の厚さは 4 mm ( 図 6 c)。これにより、± 2 mm 鉄筋の深さで粉体をコンクリート コンクリートのコアのサンプルの半分それぞれから 。
- は、一定の重量を 105 ° C で得られたコンクリート粉末試料を乾燥させます。基準 7 、 8 によると乾燥コンクリート粉末の酸可溶性塩化物濃度を分析します。2 つの値の平均を計算します
。 注: 結果は、塩化物含有量、コンクリートの重量割合と 。
- 塩化物分析に使用される特定のサンプルでコンクリートの単位セメント量を決定できる場合 (例えば、適当な方法 25 , 26 , による 27)、セメントの重量によって、塩化物含有量を割合に変換します 。
- は、重要な塩化物含有量 C crit の特定のサンプルである塩化物分析の結果を文書化します。コンクリートの重量またはセメントの重量、パーセンテージ値を表現するかどうかを示すことを確認します 。
- 各テスト レポートとして結果を文書化サンプル。
- テスト結果 (時間、腐食の発生、中性化深さと C クリット に時間を記録された電位) と共に目視検査 (セクション 4.2) からのすべての文書化された効果を報告します 。
5。特殊な状況を処理
- 塩化露出前に負の電位 は、すなわち、塩素フリーのソリューション (セクション 3.3)、最初の露出中に潜在的な鋼が明確に否定的な場合観察される場合次のように特別な考慮を与えます。
- 偽腐食発生 のイベントを検討します。
- 鋼のバーを取り去ることによって偽の腐食発生が各鉄筋を切断することによって終了を確認終了サンプル (水冷式ダイヤモンド カット) からコンクリート。最大削除 〜 20 mm 両側にコンクリート 。
- 再度コンクリート表面に接液スポンジの助けを借りて、参照電極を配置することによって、電気鋼バーの切断面に連絡して鋼の潜在的な測定
- で電位が比較的否定的なまだ場合はサンプルを拒否します 。
- 潜在性は同じシリーズの他のサンプルのパッシブ レベルの範囲で再 C クリティカル率 を決定するためのサンプルの使用を検討してください。この場合、プロトコルの 2.2 の段階に進みます。結果を報告、このサンプルが小さかったことを示す (短い公開鋼バーの長さ) 他のものよりもです 。
- 偽腐食発生を除外できる場合、かどうか鋼の深さでコンクリートはすでに 炭酸 をチェックし、鋼の深さで塩化物濃度を決定するを検討します。中性または非常に高い塩化物濃度、湿潤時に腐食を説明し場合、テストのレポートに記載し、C クリット を決定できないこの場合に注意してください
。 注: これは鋼の深さでコンクリート炭酸が既におよび/またはぬれに腐食を促進する塩化物の十分な量が含まれている場合発生することができます。これは、場合があります 1 に記載されている検査法による構造、したがって、腐食なしにアクティブな腐食が発生していないときを検出できる、すなわち、乾燥期に構造体から採取したとき 。
- 偽腐食発生 のイベントを検討します。
Representative Results
図 7には、一般的な鋼電位研究室では、塩化物の露出の間に監視が表示されます。両方の例を示す可能性が非常に短い時間内で著しく低下可能性がありますが、腐食プロセス可能性があります継承しないことまだ安定、初期パッシブ レベルに向けて可能性の増加を通じて明らかになります。このプロトコルでは腐食の発生、すなわち露出を停止およびCクリットを決定すると、日時の時間は負電位 (3.5.2 を参照し、を参照してください 10 日間続いてマーク電位差によって定義されます。ディスカッション詳細については)。
安定した腐食の発生が発生するまで数ヶ月をかかることがありますが一般的です。構造からサンプルを採取するとき、これはまた初期塩化物含有量はコンクリート内に既に存在に依存します。これまでの実験のいくつかのケースでは腐食が開始されるまで 1 年以上かかった
Ccrit以上 40 歳スイス アルプスの道路トンネルから 11 検体で測定の例を図 8に示します。すべてのこれらのサンプル 1 2 m2の領域内から撮影した、従っておそらく同じ生産され公開します。この例では、サンプリング時に鋼板の表面塩化物含有量はごくわずかであった。また、中性化フロントは鋼の表面には程遠い。
潜在的な鋼が塩素フリー ソリューションへの露出に強く減った 2 つの例を図 9に示します。これらの特定のケースの 1 つは、サンプルの後 (破壊) 試験中に分かった鋼深さのコンクリートは既に炭酸すること。鋼板の表面水の到着後、腐食プロセス従ってすぐに始めた。鋼の 1 つでその他の場合は、false 腐食の発生が発生しましたバーエンドします。
図 1.構造と実験室の処理から取られるサンプルの図: ; 鉄筋の埋め込み部分を (、) のコンクリートのコア(b) コンクリート カバー露出側と背面側を水冷式ダイヤモンド切削; 削減(c) 鉄筋の鋼の周りいくつかの具体的を取り外しと高密度モルタル ペーストと後続のエポキシ コーティング; 取り付けによるエンドの保護水平面とコンクリート表面の始終端、(d) のエポキシ塗装。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2.研究室で腐食テストのセットアップの図。これは露出タンクのサンプルの位置を示しています。スペーサーは、サンプル底面から露出ソリューションに連絡先を確保するために使用されます。すべてのサンプルは、各サンプル露出ソリューションに配置参照電極対の電位を測定データロガーに接続されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3.腐食発生条件を示す鋼電位の可能時間進化の図。1 の時点で潜在的なドロップ 150 未満で最初の「パッシブ レベル」から mV が発生します。2 の時点で潜在的なドロップ少なくとも 150 mV が発生すると、不動態化; が続いています。3 の時点で可能性は、少なくとも 150 のドロップ (最大 5 日) 以内に mV が発生し、達成の負の潜在的なレベルは、10 日以上を維持します。Tiniで露出ソリューションからサンプルを撤回します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4.切断および腐食の発生の検出後コンクリートのサンプルの分割を示す図。まず、「海溝」は、鋼棒平行に、後方からカットされます。彫刻刀または同様のツールを挿入することによって、矢印によって示されるようにサンプルを分割するトレンチを使用できます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 5.写真腐食発生後サンプルの分析を示します。(、) の分割、および (b)、錆のスポットは、鋼に表示されます後サンプルの 2 つの半分の表面腐食の発生の後。さまざまなサンプルからの写真。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 6.概略図面を示す腐食発生後塩化物分析のためのサンプリング:分割コンクリート コアのエポキシ コーティング部分の (、) の除去 (紫 = 切断面);(b) 鋼の表面から 2 mm まで表層コンクリートの除去 (紫 = 切断面);(c) 研削深さ間隔 ± 2 mm 深棒鋼の上 (赤 = サンプリング ボリューム)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 7.測定された潜在的な対の代表例時間曲線。続く場合があります潜在的な増加 (不動態化) 提案された基準に従って安定した腐食の発生を最後に開始するまで通常顕著な潜在的な低下。(、) の潜在的な負のレベルに安定化 (b) は例可能性が 10 日間の調査期間にわたって減少を続ける場合を示しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 8.Ccrit 11 サンプル撮影で測定の例内の小さなコンクリート領域以上 40 年から古い道のスイス アルプスのトンネルします。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 9.マークされた可能性の例減少すぐに無料の塩化物溶液中の露出にします。1 つの場合、鋼の深さでコンクリートは既に炭酸、こうして到着時に鋼板の表面水の腐食プロセスの開始すぐに、潜在性の急激な減少に 。鋼の 1 つでその他の場合は、false 腐食の発生が発生しましたバーエンドでは、ここより緩やかな潜在的な減少に導いた。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
Discussion
Cクリットを決定する提案された実験的プロトコルの成功のための最も重要な手順は、false 腐食の発生や終了効果バーその他の鋼を防ぐための措置を含みます。この点で、最高の結果28屈する発見されたここで報告されたプロトコル中で様々 なアプローチはテストされました。さらにテストでは、このアプローチは、10% 以下に偽開始率を減少させるを可能しました。一方で、これはエポキシ樹脂、鋼棒にコンクリートの塩化物の輸送日数終了かなり増加で露出したコンクリートの表面の国境地帯をコーティングのおかげです。その一方で、高アルカリのセメント系スラリー大幅これらの領域で耐食性を高めます密度の高い原コンクリートの端点に鋼棒の周りを交換する。そのようなシステム、すなわち、塗装、鋼棒にポリマー セメント系材料の層で終わる、他研究29,30でも成功を収めています。
もう一つの重要な側面は、腐食発生の基準です。この基準は、RILEM 技術的委員会 TC 235 Ccrit 31研究室で製造されたサンプルでの測定のための試験方法を推奨することを目的に基づいています。理論的根拠はよく知られているがコンクリートに埋め込まれている偏光されていない鋼の腐食の発症は明確に定義されたインスタント30,32ではなく、時間の長い期間にわたって場所をかかることがあります。鋼は比較的低塩素濃度で腐食を起動ことがありますが、不動態化が発生初期の受動的なレベルへの潜在的な増加によって明らかになる腐食プロセスを維持することができない場合。このような depassivation 不動態化イベントは通常、類似研究30,33,34で観察されます。安定した腐食の時に塩化物濃度は、受動的なレベルからの潜在的な偏差の非常に最初の兆候が明らかになる時間よりも練習のためより適切です。提案基準Ccrit腐食が開始してまた安定に伝搬の塩化物濃度を表しています。
メソッドの制限は、サンプルは、結果35,36に影響がある可能性があります比較的小さなものです。これを打ち消すためには、比較的多くのサンプル (理想的には 10) を使用することをお勧めします。自信のレベルは、実際のテスト地区Ccritの統計的分布に依存します。詳細については、この点では、36を参照を参照してください。追加の制限は実験室の露出の水分条件が実際の構造のものと異なる場合があります。最後に、腐食発生の検出は、潜在性は高炉セメントやその他の硫化物含むバインダーのように、一般に負の場合難しいかもしれません。
我々 の知る限り、これはCcrit定量土木構造物の腐食発生前の段階での最初の方法。腐食劣化が発生する前に特定の構造体や構造部材Ccritを測定する腐食の発生後に得られる定義では、構造から、実証の経験は対照的このメソッドを使用することができます。;結果は、(将来) 腐食の危険性を評価するために、腐食発生 (サービス生活モデリング) までの残り時間を予測するため使用できます。したがって、このメソッド材料機械試験(圧縮強度等)に使用される確立された方法と同様に、テストで使用される可能性があります。
このメソッドは、スイス連邦共和国で異なるコンクリート基盤の数に現在適用されています。これはCcrit構造の統計的分布について厳しく制限5知識を広げるでしょう。さらに、構造、建築材、等、年齢などさまざまな要因の影響を明らかにする、従って土木およびインフラストラクチャ管理の意思決定者に重要な情報を提供します。
Disclosures
著者が明らかに何もありません。
Acknowledgments
ここで説明する作業は、スイス連邦道路庁 (研究プロジェクト AGB2012/010) は部分的に融資されました。我々 は大きく、金融サポートを認めます。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Stranded wire | cross section at least 0.50 mm²; ideally copper wire, tin plated | ||
| Self-tapping metal screw | any suitable self-tapping screw, typically of length 4 - 5 mm and diameter around 2.5 mm | ||
| Ring cable lug | suitable to connect screw and cable | ||
| SikaTop Seal-107 | Sika | two-part polymer modified cementitious waterproof mortar slurry | |
| Epoflex 816 L | Adisa | epoxy coating | |
| Exposure tank | any suitable tank (e.g. rako box) with a lid; sufficiently large for exposing the samples | ||
| Reference electrode | Any stable reference electrode suitable for continuous immersion in sodium chloride solution | ||
| Tap water | |||
| Sodium chloride | |||
| Data logger | any device able to monitor the potentials of all samples vs. the reference electrode at the specified interval (input impedance >10E7 Ohm) |
References
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