Summary
Este trabalho mede a geometria e a quantidade de corrosão de um aço bar usando métodos diferentes: massa perda, pinças, medições de drenagem, digitalização 3D e raio-x microtomografia computadorizada (XCT).
Abstract
As seções residuais irregulares e desiguais ao longo do comprimento de uma barra de aço corroída mudam substancialmente suas propriedades mecânicas e dominam significativamente a segurança e o desempenho de uma estrutura de concreto existente. Como resultado, é importante medir a geometria e a quantidade de corrosão de uma barra de aço em uma estrutura corretamente para avaliar o residual tendo capacidade e vida útil da estrutura. Este documento apresenta e compara cinco diferentes métodos para medir a geometria e a quantidade de corrosão de uma barra de aço. Uma barra de aço de diâmetro de 500mm único long e 14 mm é o espécime que está sujeita a corrosão acelerada neste protocolo. Sua morfologia e a quantidade de corrosão foram cuidadosamente medidos antes e após o uso de medidas de perda de massa, um compasso de calibre Vernier, medições de drenagem, digitalização 3D e raio-x microtomografia computadorizada (XCT). A aplicabilidade e a adequação desses métodos diferentes foram então avaliados. Os resultados mostram que o compasso de calibre Vernier é a melhor escolha para medir a morfologia de um bar não corroído, enquanto digitalização 3D é o mais adequado para quantificar a morfologia de uma barra corroída.
Introduction
Corrosão de uma barra de aço é uma das principais razões para a deterioração de uma estrutura de concreto e é causada pela intrusão de carbonatação e/ou cloreto de concreto. Em concreta, carbonatação, corrosão tende a ser generalizada; enquanto na intrusão de cloreto, torna-se mais localizado1,2. Não importa quais são as causas, corrosão rachaduras a capa de concreta da expansão radial de produtos de corrosão, deteriora-se o vínculo entre uma barra de aço e o concreto circundante, penetra a barra de superfícies e diminui a barra transversal área consideravelmente3,4.
Devido a não-homogeneidade do concreto estrutural e variações no ambiente de serviço, corrosão de uma barra de aço ocorre aleatoriamente sobre sua superfície e ao longo de seu comprimento com grande incerteza. Contrariamente a corrosão uniforme generalizada causada pela carbonatação do concreta, opondo corrosão causada pela intrusão de cloreto provoca ataque de penetração. Além disso, faz com que a seção residual de uma barra corroída para variam consideravelmente entre barra de superfície e comprimento. Como resultado, a barra de força e bar diminuição de ductilidade. Realizou-se uma extensa pesquisa para estudar os efeitos da corrosão nas propriedades mecânicas de um aço barra5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14,15. No entanto, menos atenção foi dada para os métodos de medição de parâmetros morfológicos e características de corrosão das barras de aço.
Alguns pesquisadores utilizaram a perda de massa para avaliar a quantidade de corrosão de um aço barra5,10,11,14. No entanto, esse método só pode ser usado para determinar o valor médio das seções residuais e não pode medir a distribuição das seções ao longo de seu comprimento. Zhu e Franco melhoraram esse método cortando uma única barra de aço em uma série de segmentos curtos e pesando cada segmento para determinar variações das áreas das seções residuais ao longo de seu comprimento13,14. No entanto, esse método faz com que a perda extra do aço material durante o corte e não pode tocar a secção residual mínima da barra corroída exatamente, que domina a sua capacidade de rolamento. Um compasso de calibre Vernier também é usado para medir os parâmetros geométricos de um aço barra14,15. No entanto, a seção residual de uma barra corroída é muito irregular, e há sempre um desvio significativo entre as dimensões secionais medidos e reais de uma barra corroída. Baseado no princípio de Arquimedes, Clark et al adotou o método de drenagem para medir as seções residuais de uma barra corroída ao longo de seu comprimento, mas deslocamento da barra era controlado manualmente sem precisão significativa no presente caso11. Li et al melhorou esse método de drenagem usando um motor elétrico para controlar automaticamente o deslocamento de uma barra de aço e medida resulta, mais precisamente,16. Finalmente, durante os últimos anos, com o desenvolvimento da tecnologia de digitalização em 3D esse método tem sido usado para medir as dimensões geométricas de um aço barra17,18,19,20. Usando a digitalização em 3D, o diâmetro, área residual, centroide, excentricidade, momento de inércia e penetração de corrosão de uma barra de aço pode ser precisamente adquirido. Embora os investigadores tem usado esses métodos em diferentes contextos experimentais, não houve uma comparação e avaliação dos métodos no que diz respeito a sua precisão, adequação e aplicabilidade.
Corrosão, pitting particularmente corrosão, comparada a generalizada de corrosão, não só altera as propriedades mecânicas das barras corroídas, mas também diminui o residual tendo capacidade e vida útil de estruturas de betão. Medições mais precisas dos parâmetros morfológicos de barras de aço corroídos a variabilidade espacial de corrosão ao longo da barra comprimento são imperativas para avaliações mais razoáveis da barra de propriedades mecânicas. Isto ajudará a avaliar a segurança e a confiabilidade de estruturas de concreto armado (RC) danificado pela corrosão mais precisamente21,22,23,24,25,26 ,,27,28,29.
Este protocolo compara os métodos discutidos cinco para medição da geometria e quantidade de corrosão de uma barra de aço. Um single, 500 mm de comprimento e 14 mm de diâmetro, liso, barra redonda foi usada como o espécime e submetida a corrosão acelerada no laboratório. Sua morfologia e o nível de corrosão foram cuidadosamente medidos antes e depois de utilizar cada método, incluindo a perda de massa, um compasso de calibre Vernier, medições de drenagem, digitalização 3D e raio-x micro tomografia computadorizada (XCT). Finalmente, a aplicabilidade e a adequação de cada um foram avaliados.
Deve ser observado que as barras com nervuras incorporado no concreto, não as barras simples expostas ao ar, são comumente usado em estruturas de concreto e sujeitos à corrosão. Para barras com nervuras, o compasso de calibre Vernier não podem ser facilmente aplicadas. Porque estas barras de corrosão em concreto, sua penetração superficial é mais irregular comparado com barras expostas ao ar11. No entanto, este protocolo é voltado para a aplicabilidade da análise dos métodos de medição diferentes na mesma barra; Portanto, ele usa uma barra simples nu como o espécime para eliminar a influência de costelas e concreto não-homogeneidade nas medições morfológicas parâmetro. Novos trabalhos na medição de barras com nervuras corroídas, usando outros métodos podem realizar no futuro.
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Protocol
1. teste a amostra e o processo de fabricação
- Adquirir um 500 mm de comprimento, 14mm de diâmetro plain aço bar (classe Q235) para a fabricação das amostras de ensaio.
- Polir a superfície da barra usar uma lixa fina para remover o moinho escamas na superfície.
- Corte a barra em 30 mm e 470 mm de sua extremidade esquerda, como mostrado na Figura 1, usando uma máquina de corte.
- Medir os pesos das três amostras, usando uma balança eletrônica digital de bar.
- Medir os diâmetros das três amostras usando os cinco métodos descritos na etapa 2 e registo dos resultados não corroído bar espécimes.
- Corroa o espécime de bar 440mm usando o método eletroquímico, conforme detalhado abaixo:
- Cobertura de 70 mm de cada extremidade firmemente com fita isolante. Anexe um fio elétrico para uma extremidade da amostra 440mm bar.
- Misture um adesivo com um endurecedor em uma proporção de 1:1 para fazer a resina epóxi. Aplique a resina epóxi nas extremidades da barra de 70mm isolado espécime uniformemente para proteger ambas as extremidades da corrosão.
- Coloque o 440mm tempo bar espécime em um tanque de água de plástico que contém 3,5% NaCl como um eletrólito e uma placa de cobre como um cátodo.
- Conecte uma extremidade da barra de espécime como um nó para o polo positivo e a placa de cobre do cátodo para o polo negativo de uma corrente contínua (DC) poder fornecedor, respectivamente, para montar um circuito elétrico para a corrosão acelerada da barra de amostra.
- Ligue a fonte de alimentação DC para aplicar uma corrente contínua constante de 2,5 μA/cm2 para barra de amostra para todo o período da corrosão.
- Desligue a corrente para finalizar a corrosão quando processar a quantidade de corrosão da barra de amostra atinge o nível esperado de corrosão, como estimado usando a lei de Faraday.
- Coloque acima corroídos bar espécime em um tanque de solução de HCl 12% durante 30 minutos remover os produtos de corrosão de sua superfície. Mergulhe o ácido-limpos bar espécime em um tanque de água saturada de cal para a neutralização e mais limpa usando água da torneira.
- Seca acima limpos corroídos bar espécime no ar. Marque sua superfície para a medição.
- Medir os parâmetros morfológicos e quantidade de corrosão da corroídos bar espécime.
Nota: Limpeza afeta a perda de massa de uma barra de aço corroída. Diferentes tipos de solução ácida e os diferentes tempos de imersão em solução ácida causaria quantidades diferentes de perda de massa. Neste teste, no entanto, nenhuma comparação foi feita entre diferentes técnicas de limpeza, para consistência, a limpeza processo segue o padrão nacional da China para métodos de teste de desempenho a longo prazo e a durabilidade do concreto comum30.
2. procedimentos e métodos de medição
- Método de perda de massa
- Coloque uma balança electrónica sobre uma plataforma horizontal e zerá-lo.
- Coloque o polido bar amostra antes corrosão horizontalmente para a balança eletrônica e fazer uma leitura da escala como a massa de um aço não-corroídos bar m0 (g).
- Coloque o limpo bar espécime após corrosão horizontalmente para a balança eletrônica e fazer uma leitura da escala como a massa da barra de de aço corroídas mc (g).
- Calcular a quantidade de corrosão da barra usando uma equação de QCR= (mc-m0)/m0x 100%.
- Calcular a área média da seção residual o corroído bar amostra usando uma equação Asc=As0(1 -QCR), onde, As0 é a área de uma barra de aço não corroídos.
- Método do compasso de calibre vernier
- Marque a superfície da barra de amostra ao longo de seu comprimento em intervalos de 10 mm entre a extremidade esquerda da barra usando uma caneta marcador, conforme mostrado no Figura 1.
- Mova a escala Vernier da maxila para sua posição original. Fazer as duas mandíbulas se tocam e alinhar os dois zero linhas da escala Vernier e principal. Em seguida, empurre seu botão de zero a zero da escala Vernier.
- Coloque o compasso de calibre Vernier através do diâmetro da barra de amostra. Mover a escala Vernier para fazer suas dois mandíbulas toque a barra de superfície suavemente. Medir o diâmetro da barra de amostra na seção marcada e no ângulo dado.
- Repita a etapa 2.2.3 quatro vezes para medir a barra diâmetros na seção marcada e em ângulos de 0°, 45°, 90° e 135°, respectivamente, como mostrado na Figura 2.
- Média dos diâmetros medidos quatro acima e tomá-lo como o representante de diâmetro Deu (mm) da barra de amostra a seção marcada.
- Calcular a área de seção transversal da barra de amostra a seção marcada usando uma equação Aeu=pDeu24 (mm2).
- Repita as etapas 2.2.3 à 2.2.6 para todas as seções marcadas da barra de amostra para medir a distribuição de suas seções transversais ao longo de seu comprimento após a corrosão.
- Método de drenagem
- Configure o universal eletromecânico testando a máquina (TUE), como mostrado na Figura 3.
- Coloque um recipiente de vidro sob a cabeça da máquina TUE e despeje a água da torneira no recipiente até o nível da água atinge a tomada.
- Coloca um copo de 200 mL na plataforma de uma balança electrónica logo abaixo da saída do recipiente de vidro.
- Prenda uma extremidade da barra de amostra usando a cabeça do TUE a máquina verticalmente.
- Alterne na máquina TUE para mover sua cabeça para baixo, lentamente, até a outra extremidade da barra de espécime toca apenas a superfície superior da água no recipiente.
- Leve a leitura inicial da escala eletrônica como Meeu.
- Executar a máquina TUE para mover a barra de amostra para baixo para a água no recipiente a uma taxa de 1,0 mm/min.
- Levar a leitura final da escala eletrônica como Mi + 1 para a massa de água que tenha sido apurada do recipiente devido o deslocamento de 10 mm da barra de amostra para a água no recipiente.
- Assumir a seção transversal de 10 milímetros deslocadas bar espécime é uniforme, calcular a área de seção transversal do h= 10mm deslocada bar usando a equação de Aeu= (Mi + 1 - Meu) / (Ρh), onde (Mi + 1 - Meu ) é a massa medida da água descarregada do recipiente para o 10mm deslocada bar espécime. Ρ = 1, 000 kg/m3 é a densidade da água.
- Repita as etapas 2.3.6 para 2.3.9 para cada amostra de tempo deslocadas barra 10mm até deslocando a todo o comprimento da barra na água para medir a distribuição de bar seções transversais ao longo de seu comprimento.
- Método de digitalização 3D
- Pulverize o desenvolvedor branco na superfície da barra de espécime e secá-lo no ar. Coloque-a na horizontal sobre a plataforma de um scanner 3D, como mostrado na Figura 4.
- Calibrar a posição da barra de amostra na plataforma do scanner 3D tornando-se aleatoriamente pontos brancos pequenos do papel de etiqueta para a reconstrução 3D da barra de amostra.
- Após o lançamento do scanner 3D e o software de extração de dados correspondente, digitalizar o bar espécime ao longo de seu comprimento e recolher o correspondente verificados dados via o scanner 3D. Use as instruções do fabricante.
- Desenvolver o modelo espacial do bar amostra usando o software e coletar os arquivos de data relevante.
- Coloque os dados de modelo espacial desenvolvido da barra de espécime e dois programas MATLAB Self compilados na mesma pasta de um computador.
- Execute o programa MATLAB primeiro sobre os dados de modelo espacial desenvolvido da barra de espécime para gerar o arquivo relevante de MAT. Salve o arquivo de esteira obtido na mesma pasta.
- Executar o programa MATLAB segundo no acima obtidos MAT arquivo para gerar os dados morfológicos relevantes da barra de amostra, incluindo área seccional, momento de inércia, momento polar de inércia, excêntrica distância etc.
- Método XCT
Nota: Após as quatro medições sobre a 440 milímetros longos bar espécime, a quinta medição foi feita sobre a 30 mm tempo bar espécimes usando o método XCT devido à sua barra de limitação de comprimento.- Cortar uma amostra de bar de 30 mm de ambas as extremidades de uma barra de 500 mm de aço longo e da barra aço há muito corroída de 440 mm, como mostrado na Figura 1. Usá-los como o não-corroídos e corroídos bar espécimes, respectivamente.
- Coloque a barra de espécimes para a plataforma giratória do XCT do instrumento, como mostrado na Figura 5. Feche a porta do instrumento XCT. Bar do espécime é imprensado entre a fonte radioativa e o receptor do sinal do instrumento XCT.
- Execute o software de operação XCT instalado em um computador para configurar parâmetros de tiro. Ajuste a barra de amostra para a posição de tiro.
- Configure o fator de tamanho e ampliação de pixel na tabela do software operação XCT instrumento de "controle de imagem".
- Executar o instrumento XCT clicando no botão Iniciar para digitalizar o bar espécime. Colete os dados digitalizados do bar espécime.
- Executar o pacote de software no acima verificados dados para produzir os parâmetros geométricos da barra de espécime em conformidade.
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Representative Results
A Figura 6 mostra os diâmetros do espécime bar há muito tempo não corroído 500mm em ângulos de 0 °, 45 °, 90 ° e 135 ° para cada seção ao longo de seu comprimento medido utilizando pinças Vernier. As barras foram corte em três partes, conforme mostrado na Figura 1.
A Figura 7 apresenta as áreas transversais do não-corroídos bar amostras ao longo de seus comprimentos medidos usando métodos de quatro e cinco, respectivamente, para a parte do tempo meio 440mm e final longo 30mm.
A Figura 8 mostra as imagens espaciais e três secções transversais do corroído bar espécime medido através de digitalização 3D e métodos XCT, respectivamente.
Figura 9 relata as áreas transversais da barra corroída espécime ao longo de seu comprimento medido usando métodos de quatro e cinco para a 300 milímetros e os espécimes de longa de 30 mm.
A tabela 1 resume os diâmetros do espécime bar 30 mm de comprimento não corroído medidos usando as pinças, a digitalização em 3D e os métodos XCT.
Figura 1: aço barra espécime. A Figura 1 mostra os detalhes da barra de espécimes. Duas partes de final longo 30mm 
e 
foram usados como os espécimes não corroídos. O 440 mm de comprimento médio parte 
foi usado como a barra corroída espécime. As três partes foram cortadas da barra de aço longo 500mm a distâncias de 30 mm e 470 mm, respectivamente, entre a extremidade esquerda da barra de aço. Esta figura foi modificada em figuras 1 e 2 por Li, et al. 16. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: ângulos de barra de medição do diâmetro usando o compasso de calibre Vernier. Isso mostra que os ângulos de barra usando o compasso de calibre Vernier em cada seção transversal ao longo da barra de medição de diâmetro comprimento. Esta figura foi modificada da Figura 3 por Li, et al. 16. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: dispositivo para o método de drenagem. Isto mostra a máquina de teste universal eletromecânica (TUE) para o método de drenagem. Esta figura foi modificada da Figura 4 por Li, et al 16. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: dispositivo de digitalização 3D e espécimes marcado bar. Isto mostra o dispositivo de digitalização em 3D e o marcado barra amostras a serem analisadas. Esta figura foi modificada da Figura 5 por Li, et al. 16., por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: dispositivo XCT. Isto mostra o instrumento XCT e barra de amostra a ser digitalizado. Esta figura foi modificada da Figura 7 por Li, et al. 16. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6: os diâmetros medidos o tempo não-corroídos bar usando o compasso de calibre Vernier a 500 mm. Isto mostra os diâmetros de 500 mm tempo não corroído barra medido utilizando o paquímetro. A figura 6A mostra os diâmetros medidos em quatro ângulos diferentes em cada seção ao longo da barra de comprimento. Figura 6B apresenta o máximo, mínimo e desvio dos diâmetros medidos em quatro ângulos diferentes. Esta figura é reproduzida a partir da Figura 8 por Li, et al. 16. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7: as áreas medidas do não-corroídos bar espécime ao longo de seu comprimento. Figura 7A mostra as áreas medidas de 440 milímetros long bar espécime ao longo de seu comprimento antes de sua corrosão. Figura 7B mostra as áreas medidas dos espécimes bar 30 mm final longo não corroídos. Esta figura é reproduzida a partir da Figura 9 por Li, et al. 16. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 8: as imagens espaciais e três de secção o corroído bar espécime medido através de digitalização 3D e método XCT. A figura 8A mostra as imagens espaciais do bar há muito corroída 440mm espécime medido através de digitalização em 3D. Figura 8B apresenta as imagens de três secções transversais do corroído bar espécime medido usando o método XCT. Esta figura foi modificada de figuras 10 e 11 por Li, et al. 16. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 9: área secional medida do corroído bar espécime ao longo de seu comprimento. Figura 9A mostra a área secional medida do espécime 300mm barra longa corroídos ao longo de seu comprimento. Figura 9B relata as áreas medidas da amostra há muito corroída bar 30 mm. Esta figura tem referido figuras 12 e 13 por Li, et al. 16 Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Diâmetro (mm) | Método de maxila | Método XCT | Método de digitalização 3D |
| Máximo | 14.22 | 14,27 | 14,34 |
| Mínimo | 14.19 | 14,26 | 14,31 |
| Desvio | 0,03 | 0.01 | 0,03 |
Tabela 1: os diâmetros medidos de 30 milímetros tempo não-corroídos bar amostra usando a pinça, digitalização 3D e métodos XCT. Isto resume os diâmetros mínimos e máximos dos espécimes bar há muito tempo não corroído 30 mm medidos usando três métodos. Esta figura foi modificada da tabela 1 por Li, et al. 16.
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Discussion
Figura 6A e 6B mostram que os diâmetros medidos não corroído bar espécime não variou significativamente ao longo de seu comprimento. A diferença máxima entre os diâmetros medidos ao longo da barra comprimento é apenas cerca de 0,11 mm com um desvio máximo de 0,7%. Isso indica que a geometria de um bar não corroído pode ser bem avaliada usando um paquímetro. No entanto, os diâmetros medidos em diferentes ângulos da mesma secção diferem consideravelmente e consistente entre si. Para a barra de determinada amostra, o máximo e mínimo de diâmetros de 14,62 e 14,05 mm ocorrem em ângulos de 45° e 135° com um desvio máximo de 4%. Em outras palavras, a seção transversal de uma barra de não-corrosão não é perfeitamente circular, mas elíptica. Portanto, deve ser dada atenção à medição do bar diâmetro quando a área de seção transversal real é calculada diretamente com base no diâmetro medido da barra de aço.
Além da medição da planície bar diâmetro usando compassos de calibre Vernier, também usamos XCT e 3D métodos para medir a secção transversal de uma barra de reforço, para o qual compassos de calibre Vernier não pode ser usado facilmente. Também encontramos diferentes diâmetros em ângulos diferentes para a barra de costela. O bar simples espécime é usado neste artigo, desde que pode ser medido usando todos os cinco diferentes métodos para comparação.
As barras de aço em estruturas de concreto estão principalmente na tensão ou compressão. Portanto, para a determinada força, a capacidade de rolamento de uma barra de aço depende sua área exposta. Supondo que não há diferença de 4,0% entre o máximo e o mínimo bar diâmetro em diferentes ângulos e barra de seção transversal elíptica, sua área é calculada por A=∏(d-0.04d)(d+0.04d)/4 = 0.998∏d24 com uma diferença de 0.016% de área para de bar a determinado 4,0% diferença de diâmetro da barra. Daí, por causa dos diâmetros diferentes em diferentes ângulos, o bar área de seção transversal diminui. No entanto, esta diferença de área de seção transversal da barra parece menos significativa, em comparação com a barra de diferença de diâmetro na mesma seção.
Figura 7A e 7B mostram que as áreas da barra de ferramentas não-corroídos medidas usando os métodos de perda de massa, pinça apoio medições, digitalização 3D e XCT não variam significativamente de um método do outro, exceto por alguns pontos medidos usando o método de drenagem. Isto era porque havia algumas incertezas usando o método de drenagem, tais como tensão superficial de um bulbo de água, ligação de ação entre a água e o tubo e o teor de umidade de uma barra de superfície. Por exemplo, se a barra de superfície é muito seco, quando ele é deslocado para o recipiente de água, ele iria absorver alguns água primeiro, antes de descarregar a água do recipiente. Se a tensão superficial de um bulbo de água é maior que 90°, quando flui através de um tubo, menos água pode ser descarregada do recipiente através do tubo de vidro para a primeira barra de deslocados de 10 mm. Como resultado, a quantidade de corrosão da barra de espécime seria sobrestimado e a área real residual da barra corroída seria subestimada. Como o bar espécime continua a mover-se dentro do recipiente, que a pressão acumula-se no tubo até que a resistência de fricção entre a superfície da água e do tubo é superada; assim, muito mais água seria dispensada para o espécime de bar deslocadas consequente 10mm no recipiente. Como resultado, a quantidade de corrosão da barra de espécime seria subestimada e a área real residual da barra corroída iria ser sobrestimada. Esta é a razão por que a medida da área da barra de amostra usando o método de drenagem é menos estável e consistente em comparação com aqueles medidos por outros métodos.
Além disso, a tabela 1 também mostra que os diâmetros de 30 mm de comprimento a não-corroídos bar espécime medida usando o compasso de calibre Vernier, a digitalização em 3D e o método XCT são próximos uns dos outros. Portanto, os quatro métodos de perda de massa, medição de maxila, digitalização 3D e método XCT podem ser usados para definir as características secionais de um aço não-corroídos bar mais precisamente.
Além disso, através de uma comparação detalhada dos instrumentos usados, teste de custos, eficiência, precisão de medição de quatro diferentes métodos acima, torna-se claro que o método de maxila é o mais adequado para a medição da morfologia de um barra de aço não-corroído por causa de sua simplicidade, alta eficiência e precisão em comparação com outros métodos de.
Deve-se salientar que, conforme mostrado na Figura 1, as superfícies de corte final de ambas as barras de tempo não-corroídos 30mm não eram perfeitamente plana e reta transversalmente. Isso pode causar discrepâncias sobre a barra de comprimento real medido usando o compasso de calibre Vernier e, por sua vez, o desvio entre as áreas calculadas desde a medido variação volume ou perda de massa. Portanto, existem algumas diferenças entre as áreas das barras não corroído medidas entre Figura 7A e 7B.
Figura 8A e 8B mostram que, devido à remoção de metal de bar superfície irregular via reação eletroquímica processar, a secção residual da barra corroída espécime é circular nem elíptico. Em vez disso, tornou-se muito irregular e variado substancialmente ao longo do comprimento da barra corroída.
Figura 9A e 9B mostram as áreas residuais de secção transversal do corroído bar amostras ao longo de seu comprimento que foram medidas usando a perda de massa, pinças, método de drenagem, digitalização 3D e o método XCT. É evidente que para o corroído bar espécime, o método de perda de massa só pode produzir área média transversal de uma barra corroída e permanecem constante ao longo de toda a sua extensão. Ele não reflete a variação da seção residual real de uma barra corroída ao longo de seu comprimento, como mostrado na Figura 8A e 8B. Além disso, porque um paquímetro não pode tocar a base da corrosão na barra de superfície, pode somente medir o diâmetro equivalente de uma seção residual de uma barra corroída. Por causa de uma lacuna tão intrínseca, o método de maxila é menos capaz de medir o parâmetro morfológico de um corroídos bar espécime precisamente.
Figura 9A e 9B também mostram que as áreas residuais do corroído bar espécime medido usando XCT e 3D métodos de digitalização variam de forma consistente ao longo de seu comprimento e aproximam-se uns aos outros. No entanto, o método XCT só pode acomodar amostras de 30 mm. Portanto, o método XCT não pode ser amplamente utilizado na engenharia prática. Além disso, o uso do método XCT também impõe requisitos muito estritos na corte e preparação de uma barra de amostra. Se a seção de uma barra de amostra não é um avião em linha reta, mas torto ou irregulares, um desvio significativo pode ser feito e incluído na barra transversal área medida usando o método XCT. O método de digitalização em 3D pode acomodar o 440 milímetros long bar amostra e medir a morfologia das amostras não-corroídos e corroídas com precisão suficiente. Tem substanciais vantagens sobre os outros quatro métodos na precisão, eficiência e aplicabilidade na mensuração de bar morfologia superficial. Além disso, o método 3D também pode gerar algumas informações morfológicas mais úteis de uma barra de amostra, incluindo as profundidades dos poços de corrosão na barra de superfície, o momento de inércia, centroide, momentos de inércia da barra de seção, etc. ao longo de seu comprimento. Portanto, o método de varredura 3D é a opção mais favorecida para medir a morfologia de uma barra de aço, particularmente uma barra de aço corroída.
Dos resultados e discussão acima, as seguintes conclusões podem ser tiradas. Para uma barra de aço não-corroídos, um compasso de calibre Vernier é a melhor ferramenta para medir a sua morfologia. Ele não só tem uma alta precisão de medição, mas também é mais econômico. Embora o método de drenagem pode medir área residual transversal de uma barra de aço corroída ao longo da barra de comprimento, a precisão do dispositivo de medição mais precisa de melhoria. Seus resultados medidos podem ser afetados por algumas incertezas, tais como o surface tension da lâmpada de água, a ligação com o tubo de fluxo e a umidade da barra de superfície, etc., e, portanto, o método de drenagem deve ser usado com muito cuidado. Embora o método XCT pode medir com precisão a área da seção residual de uma barra de aço corroída, o comprimento de uma barra de aço pode acomodar é limitado a 30 mm. O método de varredura 3D tem substanciais vantagens sobre outros métodos de quatro aspectos de precisão, eficiência e aplicabilidade na medição da morfologia superficial de uma barra de aço, particularmente uma barra de aço corroída. Além disso, pode gerar muito mais útil medições de morfologia de uma barra de aço corroída, tais como a profundidade do poço, excentricidade secional, etc. É o método mais ideal para a medição de parâmetros morfológicos de uma barra de aço corroída.
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Disclosures
Os autores não têm nada para divulgar.
Acknowledgments
Os autores da Universidade de Shenzhen grandemente reconhecem o apoio financeiro da Fundação Nacional de ciências naturais da China (Grant n. º 51520105012 e 51278303) e projeto (chave) do departamento de educação da província de Guangdong. (No.2014KZDXM051). também agradecem a Guangdong Provincial chave laboratório de durabilidade para Marine Engenharia Civil, faculdade de Engenharia Civil na Universidade de Shenzhen para fornecimento de instalações e equipamentos de teste.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Supplies | |||
| Plastic ruler | Deli Group Co.,Ltd. | No.6240 | |
| white paint pen | SINO PATH Enterprises.,Ltd. | SP-110 | |
| Tube with Branch | Customized-made | ||
| Measurement cylinder | Beijing Huake Bomex Glass Co., Ltd. | ||
| 500mL Beaker | Beijing Huake Bomex Glass Co. , Ltd. | CP-201 | |
| sandpaper | Shanghai Noon Decoration Material Co., Ltd. | P04 | |
| white developer | SHANGHAI XINMEIDA FLAW DETECTION MATERIAL CO., LTD. | FA-5 | |
| Reagents | |||
| epoxy resin adhesive | Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd. | DY·E·44 | |
| epoxy hardener | Hunan Baxiongdi New Material Co., Ltd. | DY·EP | |
| HCl | Dongguan Dongjiang Chemical Reagent Co., Ltd. | AR-2500ml | |
| saturated lime water | Xilong Chemical Co., Ltd. | AR-500g | |
| Equipment | |||
| Digital electronic scale | Kaifeng Group Co., Ltd. | Model JCS-0040 | |
| Digital vernier caliper | Shanghai Measuring & Cutting Tool Works Co., Ltd. | Model ST-089-229-090 | |
| Cutting machine | Robert Bosch GmbH | TCO2000 | |
| 3D reconstructed X-ray microscope | XRADIA | Model MICROXCT-400 | |
| 3D scanner | HOLON Three-dimensional Technology(Shenzhen) Co.,Ltd. | Model HL-3DX+ | |
| Electromechanical Universal Testing Machine | MTS SYSTEMS (China) Co., Ltd. | Model C64.305 |
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