Summary
В этом документе мер геометрии и количество коррозии стали бар с использованием различных методов: массовые потери, суппорты, дренаж измерений, 3D сканирование и рентгеновского Микро Компьютерная томография (XCT).
Abstract
Нерегулярные и неравномерным остаточного секций по длине коррозия стальной бар существенно изменить его механических свойств и значительно преобладают безопасность и производительность существующей структуры бетона. В результате это важно для измерения геометрии и количество коррозии стальной бар в структуре должным образом для того, чтобы оценить остаточная емкость и срок службы конструкции. Этот документ вводит и сравнивает пять различных методов для измерения геометрии и количество коррозии стальной полосы. Один 500 мм длиной и 14 мм Диаметр стальной бар является образцом, которая подвергается ускоренной коррозии в настоящем Протоколе. Его морфологии и количество коррозии были тщательно оценены до и после использования измерения потери массы, штангенциркуль, дренаж измерений, 3D сканирование и рентгеновского Микро Компьютерная томография (XCT). Затем были оценены применимости и пригодности этих различных методов. Результаты показывают, что штангенциркуль является лучшим выбором для измерения морфология-вытравлено бара, в то время как 3D сканирование является наиболее подходящим для количественной морфологии коррозия бар.
Introduction
Коррозии стальной бар является одной из главных причин ухудшения конкретные структуры и вызвано конкретные карбонизации и/или хлорид вторжений. В конкретных сатурации коррозии, как правило, быть обобщена; во время вторжений хлорид, она становится более локализованных1,2. Независимо от того, каковы причины, коррозии трещины бетонного покрытия от радиальное расширение продуктов коррозии, ухудшается связь между стальной бар и его окружающие бетона, проникает баре поверхностей и уменьшается бар площадь поперечного сечения значительно3,4.
Из-за неоднородности структурных бетона и различия в условиях службы коррозии стальной бар происходит случайно над его поверхностью и вдоль его длины с большой неопределенностью. Вопреки обобщенных равномерной коррозии, вызванных конкретными сатурации питтинговой коррозии, вызванной хлорид вторжений вызывает проникновение нападения. Кроме того, он вызывает остаточная часть коррозия бар существенно различаются в баре поверхности и длины. Как результат, Бар пластичность снижение прочности и бар. Обширные исследования были проведены для изучения воздействия коррозии на механические свойства стали Бар5,6,,78,9,10, 11,12,13,14,15. Однако меньше внимания уделяется методов измерений морфологических параметров и характеристик коррозии стальной арматуры.
Некоторые исследователи использовали потери массы для оценки количества коррозии стали Бар5,10,,1114. Однако этот метод может использоваться только для определения среднего значения остаточного секций и нельзя измерить распределение секций по длине. Чжу и Франко улучшили этот метод путем разрезания одного стальной бар в серии коротких сегментов и весом каждый сегмент для определения изменения областей остаточного секций вдоль его длины13,14. Однако этот метод вызывает дополнительные потери стали материала во время резки и не может коснуться Минимальная остаточная часть панели коррозия точно, которая доминирует ее несущей способности. Штангенциркуль также используется для измерения геометрических параметров стали Бар14,15. Однако остаточная часть коррозия бар очень неровная, и всегда есть значительное отклонение между измеренных и фактической секционные размеры коррозия бар. Основываясь на принципе Архимеда, Кларк et al. принят метод дренаж для измерения остаточного разделы коррозия полосы вдоль его длины, но перемещения бара вручную управляемые без значительных точность в этом случае11. Li et al. усовершенствовать этот метод дренажа с помощью электрического двигателя автоматически контролировать перемещение стальной бар и мера результаты более точно16. Наконец за последние несколько лет, с развитием трёхмерного сканирования технологии, этот метод был использован для измерения геометрических размеров стальной бар17,18,19,20. С помощью 3D сканирование, диаметр, остаточного области, центр тяжести, эксцентриситет, момент инерции и проникновения коррозии стальной полосы могут быть точно приобретены. Хотя исследователи использовали эти методы в различных экспериментальных условиях, не было сравнение и оценка методов относительно их точности, пригодности и применимости.
Коррозии, особенно точечной коррозии, по сравнению с общей коррозии, не только изменения механических свойств коррозия баров, но также уменьшает остаточная емкость и срок службы бетонных конструкций. Более точные измерения морфологических параметров коррозии стальной арматуры для пространственной изменчивости коррозии вдоль бар длины необходимы для более разумной оценки бар механических свойств. Это поможет оценить безопасность и надежность (RC) железобетонных поврежденных коррозией точнее21,,2223,24,25,26 ,27,,2829.
Этот протокол сравнивает пять обсуждались методы для измерения геометрии и количество коррозии стальной полосы. Сингл, 500 мм в длину и 14 мм в диаметре, обычный круглый бар был использован в качестве образца и подвергнут ускоренной коррозии в лаборатории. Морфология и уровень коррозии были тщательно оценены до и после использования каждого метода, включая потерю массы, штангенциркуль, дренаж измерений, 3D сканирование и микро рентгеновская компьютерная томография (XCT). Наконец применимости и пригодности каждого были оценены.
Следует отметить, что ребристый баров встроенный в бетоне, не простой баров, подвергаются воздействию воздуха, часто используются в бетонных конструкций и подвергается коррозии. Для ребристых панелей штангенциркуль не может применяться в качестве легко. Потому что эти бары коррозии бетона, их поверхности проникновения более неправильной по сравнению с баров, подвергается воздуха11. Однако этот протокол направлена применимости анализа методов различных измерений на том же баре; Таким образом она использует голая равнина бар в качестве образца для устранения влияния ребер и конкретные неоднородности на измерений морфологических параметров. Дальнейшая работа по измерению коррозия ребристый баров, используя другие методы могут осуществляться в будущем.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Тестирование образца и производственного процесса
- Приобрести длиной 500 мм, 14 мм диаметр равнина стальной бар (класс Q235) для изготовления образцов для испытаний.
- Польский на поверхности панели с помощью тонкой наждачной бумагой, чтобы удалить мельница весы на поверхности.
- Вырежьте в баре 30 мм и 470 мм от его левого конца, как показано на рисунке 1, с помощью резки.
- Мера веса трех бар образцов, используя цифровые электронные весы.
- Измерения диаметра из трех образцов, с использованием пяти методов, описанных в шаге 2 и записывать результаты не вытравлено бар образцов.
- Разъедать 440 мм бар образца с помощью электрохимического метода, как описано ниже:
- Обложка 70 мм от каждого конца твердо с изоляционной лентой. Приложите электрических проводов к одному концу образца бар 440 мм.
- Смешайте клей с отвердителем в соотношении 1:1, чтобы сделать эпоксидной смолы. Применить эпоксидную смолу на изолированные 70 мм концах панели образца равномерно для защиты обоих концах от коррозии.
- Место 440 мм длиной бар образца в пластиковый резервуар, который содержит 3,5% NaCl как электролит и медные пластины как катод.
- Подключите один конец панели образец как узел, чтобы положительный полюс и катодной меди плита к отрицательному полюсу постоянного тока (DC) питания поставщиков, соответственно, чтобы настроить электрической цепи для ускоренной коррозии панели образца.
- Включите источник питания постоянного тока для применения постоянного тока 2,5 мА/см2 на панель образца на весь период коррозии.
- Выключите ток прекратить коррозии процесс, когда сумма коррозии бара образца достигает ожидаемого уровня коррозии, как оценивается с использованием закон Фарадея.
- Место выше коррозия бар образца в 12% HCl решение бак для 30 минут для удаления продуктов коррозии с ее поверхности. Погружайте кислоты очищены бар образца в бак воды насыщенные известью для нейтрализации и далее чистой, с использованием водопроводной воды.
- Сухой выше очищены коррозия бар образца в воздухе. Марк его поверхности для измерения.
- Измерить морфологических параметров и коррозии количество коррозия бар образца.
Примечание: Очистка влияет на потери массы коррозия стальной бар. Различные типы раствор кислоты и разное время погружения в раствор кислоты приведет к различное количество потери массы. В этом тесте, однако, не было проведено сопоставление между различными методы очистки, для обеспечения согласованности, очистки процесса следует Китая Национальный стандарт для методов испытаний долгосрочной производительности и долговечности обычные бетонные30.
2. Измерение методы и процедуры
- Потеря массы метод
- Электронные весы на горизонтальной площадке и нул оно.
- Поместите полированной бар образца до коррозии горизонтально на электронные весы и возьмите чтение из шкалы как масса-вытравлено стали Бар m0 (g).
- Поместите уборка бар образца после коррозии горизонтально на электронные весы и возьмите чтение из шкалы как масса коррозия стальной бар mc (g).
- Рассчитать количество коррозии панели с помощью уравнения Qкор= (mc-m0)/0мx 100%.
- Рассчитать средняя площадь остаточного секции коррозия бар образца с помощью уравнения Asc=As0(1 -Qкор), где, As0 — это область-коррозия стальной бар.
- Штангенциркуль метод
- Марк на поверхности панели образца по длине в интервалах 10 мм от конца левой панели с помощью маркер ручка, как показано в Рисунок 1.
- Перейти шкале нониуса суппорта в свое первоначальное положение. Сделайте два челюстей соприкасаются друг с другом и выстраиваются два нулевой линии Вернье и основных шкал. Затем нажать ее нуля нуля нониуса масштаба.
- Место штангенциркуль через диаметр панели образца. Перейти шкале нониуса сделать его две челюсти сенсорных панели поверхности нежно. Измерьте диаметр панели в разделе заметно и на заданный угол образца.
- Повторите шаг 2.2.3 четыре раза для измерения в баре диаметров на отмеченные секции и под углом 0°, 45°, 90° и 135°, соответственно, как показано на рисунке 2.
- Средний выше четырех измеренных диаметров и принять его как представителя диаметр Dя (мм) панели образца на отмеченные секции.
- Вычислить площадь поперечного сечения панели образца на отмеченные секции с помощью уравнения A,я=pDя2/4 (2мм).
- Повторите шаги 2.2.3 чтобы 2.2.6 для все отмеченные разделы панели образца для измерения распределения ее поперечного сечения по длине после коррозии.
- Дренаж метод
- Настройка электромеханические Универсальная испытательная машина (EUT), как показано на рисунке 3.
- Место стеклянной тары под руководством начальника EUT машины и налить воды в контейнер до тех пор, пока уровень воды достигнет выходе.
- Поместите стакан 200 мл на платформе электронные весы прямо под розетки стеклянной тары.
- Зажим один конец панели образца, используя начальника EUT станок вертикально.
- Переключение на машине EUT медленно двигаться его голову до конца панели образца просто трогает верхней поверхности воды в контейнере.
- Возьмите первоначального чтения электронных шкалы как M,я.
- Выполните подсоединение машины для перемещения панели образца вниз в воду в контейнере в размере 1,0 мм/мин.
- Принять окончательное чтение электронные весы как Mi + 1 для массы воды, которая была оформлена из контейнера из-за 10 мм перемещение панели образца в воду в контейнере.
- Предположим, сечением 10 мм, перемещенных бар образца единообразного, вычислить площадь поперечного сечения h= 10 мм, перемещенных в бар с помощью уравнения A,я= (Mi + 1 - М,я) / (Ρh), где измеренная масса воды, выписан из контейнера для 10 мм, перемещенных бар образца (Mi + 1 - М,я ) . Ρ = 1, 000 кг/м3 -это плотность воды.
- Повторите шаги 2.3.6 для 2.3.9 для каждой особи длиной перемещенных бар 10 мм до перемещения по всей длине панели в воду для измерения распределения бар поперечных сечениях по длине.
- Метод сканирования 3D
- Спрей белый разработчик на поверхности панели образца и высушить на воздухе. Поместите его горизонтально на платформу 3D сканера, как показано на рисунке 4.
- Калибровки позицию бар образца на платформе 3D сканера делая случайно белые маленькие точки на Бумага этикеточная для 3D-реконструкции панели образца.
- После запуска 3D сканера и соответствующего программного обеспечения извлечения данных, проверять панель образца вдоль его длины и собирать соответствующие проверки данных через 3D сканера. Используйте инструкции производителя.
- Развитие пространственной модели Бар образца с помощью программного обеспечения и сбора файлов соответствующей даты.
- Место развитых пространственной модели данных панели образца и двух самостоятельно скомпилированные программы MATLAB в той же папке компьютера.
- Запуск первой программы MATLAB на разработанной пространственной модели данных панели образца для создания соответствующего файла мат. Сохраните полученный мат файл в той же папке.
- Запуск второй программы MATLAB на выше получил мат файл для создания соответствующих морфологические данные панели образца, включая площадь поперечного сечения, момент инерции, Полярный момент инерции, эксцентричный расстояние и т.д.
- XCT метод
Примечание: После того, как четыре измерения на 440 мм в длину, Бар образца, пятое измерение было сделано на 30 мм длиной бар образцов с помощью метода XCT благодаря его бар длина ограничения.- Разрезать образец бар 30 мм от обоих концов бара 500 мм сортового проката и давно проржавели Прутковая сталь 440 мм, как показано на рисунке 1. Используйте их как не вытравлено и коррозия бар образцов, соответственно.
- Разместите панели образцов на платформу вращающийся XCT документа, как показано на рисунке 5. Закройте дверцу XCT инструмента. Панель образца зажата между радиоактивный источник и приемник сигнала XCT инструмента.
- Запустите XCT операции программного обеспечения, установленного на компьютере, чтобы настроить параметры съемки. Настроить панель образца для стрельбы позицию.
- Настройка пикселей размер и масштаб фактор в таблице «управления image» XCT инструмент эксплуатации программного обеспечения.
- Запустите XCT инструмент, нажав кнопку старт для сканирования на панели образцов. Соберите отсканированные данные образца.
- Запуск пакета программного обеспечения на выше отсканированные данные для создания геометрических параметров панели образца соответственно.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Рисунок 6 показывает диаметром 500 мм длиной-вытравлено бар образца под углом 0 °, 45 °, 90 ° и 135 ° для каждого раздела по ее длине, измеряется с помощью Штангенциркули нониусные. Бары были затем разрезать на три части, как показано на рисунке 1.
Рисунок 7 представляет поперечного области не вытравлено бар образцов вдоль его длины, измеряется с помощью четырех и пяти методов, соответственно, для долгосрочной средней части 440 мм и 30 мм длинный конец.
На рисунке 8 показана пространственного изображения и три сечения коррозия бар образца, измеренная с помощью 3D сканирование XCT методов и, соответственно.
Рисунок 9 сообщает поперечного области панели коррозии образца по длине измеряется с помощью четырех и пяти методов для 300 мм и 30 мм длиной образцов.
В таблице 1 приведены диаметра длиной 30 мм-вытравлено бар образца измеряется с помощью суппорта, 3D сканирование и XCT методов.
Рисунок 1: сталь бар образца. Рисунок 1 показывает детали панели образцов. Две части длинный конец 30 мм 
и 
были использованы в качестве образцов-вытравлено. 440 мм длиной средней части 
использовалось корродированных бар образца. Три части были отрезаны от 500 мм длиной сталь бар на расстоянии 30 мм и 470 мм, соответственно, от левого конца стальной бар. Эта цифра была изменена от цифры 1 и 2 ли, и др. 16. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2: углы бар измерения диаметра с помощью штангенциркуль. Это показывает углов бар измерения диаметра с помощью штангенциркуль на каждого разреза вдоль панели длиной. Эта цифра была изменена на рисунке 3 ли, и др. 16. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3: устройство для метода осушения. Это показывает, электромеханические Универсальная испытательная машина (EUT) для метода дренажа. Эта цифра была изменена на рисунке 4 ли, и др. 16. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4: устройство 3D сканирование и отмеченные бар образцов. Это показывает устройство 3D сканирование и отмеченные бар образцов для проверки. Эта цифра была изменена на рисунке 5 ли, и др. 16.пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5: устройство XCT. Это показывает XCT документа и панель образцов для проверки. Эта цифра была изменена на рисунке 7 Li, и др. 16. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6: измеренная диаметром 500 мм, длиной не вытравлено бар с помощью штангенциркуль. Это показывает диаметром 500 мм длиной-вытравлено бар, измеряется с помощью штангенциркуль. Рисунок 6A показывает диаметров, измеренных в четырех разных углов в каждом разделе вдоль панели длиной. Рисунок 6B представляет максимум, минимум и отклонения измеренных диаметров в четырех различных углов. Эта цифра перепечатана из Рисунок 8 ли, и др. 16. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 7: измеренная секционные области не вытравлено бар образца по его длине. 7а Рисунок показывает измеренные секционные районах 440 мм длиной бар образца по длине до его коррозии. Рисунок 7B показывает измеренные секционные районах 30 мм длиной-вытравлено конец бар образцов. Эта цифра перепечатана из Рисунок 9 ли, и др. 16. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 8: spatial изображения и три поперечного сечения коррозия бар образца измеряется с помощью 3D сканирование и метод XCT. Рис. 8А показывает пространственного изображения образца давно проржавели бар 440 мм, измеряется с помощью 3D сканирование. Рисунок 8B представляет образы трех поперечных сечений коррозия бар образца, измеренная с помощью метода XCT. Эта цифра была изменена от цифры 10 и 11 ли, и др. 16. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 9: измеренная площадь поперечного сечения коррозия бар образца по его длине. Рис. 9A показывает измеренные площадь поперечного сечения образца давно проржавели бар 300 мм по длине. Рисунок 9B сообщает измеряемой области 30 мм длиной коррозия бар образца. Эта цифра сослался на рисунки 12 и 13, ли, и др. 16 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
| Диаметр (мм) | Суппорт метод | XCT метод | Метод сканирования 3D |
| Максимум | 14.22 | 14.27 | 14.34 |
| Минимум | 14.19 | 14.26 | 14.31 |
| Отклонение | 0,03 | 0.01 | 0,03 |
Таблица 1: измеренные диаметром 30 мм, длиной не вытравлено бар образца, используя суппорта, 3D сканирование и методы XCT. Это кратко максимального и минимального диаметра 30 мм длиной-вытравлено бар образцов, измеряется с помощью трех методов. Эта цифра была изменена из таблицы 1 ли, и др. 16.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Рисунок 6A и 6B показывают, что измеренных диаметров не вытравлено бар образца не значительно различаются по длине. Максимальная разница между измеренных диаметров вдоль панели составляет только около 0,11 мм с максимальное отклонение в 0,7%. Это указывает, что геометрия-вытравлено бар может также оцениваться с использованием штангенциркуль. Однако измеренных диаметров под разными углами же сечения отличаются друг от друга последовательно и значительно. Для панели данного образца, максимальных и минимальных диаметров 14.62 и 14.05 мм происходит под углом 45° и 135° с максимальное отклонение 4%. Другими словами сечение-вытравлено бар не идеально круговой, но эллиптическая. Следовательно, внимание следует уделять измерению бар диаметр когда фактическая площадь поперечного сечения рассчитывается непосредственно на основе измеренных Диаметр стальной бар.
Помимо измерения равнины диаметр с помощью Штангенциркули нониусные, мы также использовали XCT и 3D методы для измерения поперечного сечения ребер бара, для которого не могут быть легко использованы Штангенциркули нониусные. Мы нашли различные диаметры под разными углами для ребра-бар а также. Обычный бар образца используется в настоящем документе, поскольку она может быть измерена с помощью всех пяти различных методов для сравнения.
Стальной арматуры в железобетонных конструкций являются, главным образом в напряженности или сжатия. Следовательно для заданной прочности, несущей способности стальной полосы зависит от его площади поперечного сечения. Предполагая, что 4,0% разница между максимальным и минимальным бар диаметр разными углами и в баре сечения эллиптические, его площадь вычисляется по A=∏(d-0.04d)(d+0.04d)/4 = 0.998∏d2/4 с разницей 0,016% бар для Данный 4,0% разница диаметр штанги. Таким образом, из-за различных диаметров под разными углами, Бар уменьшается площадь поперечного сечения. Однако, этот бар площадь поперечного сечения различие кажется менее значительным, по сравнению с панелью диаметр разница в этом же разделе.
Рисунок 7а и 7B показывают, что секционные области панели-вытравлено измеряется с помощью методов потери массы, штангенциркуль измерений, 3D сканирование и XCT не существенно различаются от одного метода от другого, за исключением некоторых моментов, измеряется с помощью метод, дренаж. Это было, потому что там были некоторые неопределенности с использованием метода дренажа, таких как поверхностное натяжение воды колбы, связь между водой и трубки и содержание влаги бар поверхности. Например если панель поверхность слишком сухой, когда он смещен в контейнер водой, она будет поглощать некоторые воды прежде чем выполнять воду из контейнера. Если поверхностное натяжение воды лампы больше 90°, когда она течет через трубку, меньше воды может быть освобожден от контейнера через стеклянную трубку для первого бара перемещенных 10 мм. В результате, объем коррозии бара образца будет чрезмерно оценкам и фактической остаточной области панели коррозия будет под оценочная. В баре образца продолжает двигаться в контейнер, давление накапливается в трубку до тех пор, пока преодолеть сопротивление трения между поверхностью воды и трубки; Таким образом гораздо больше воды будет освобождаться для последующего 10 мм перемещенных бар образца в контейнер. В результате, объем коррозии бара образца будет, согласно оценкам и фактической остаточной области панели коррозия будет чрезмерно оценкам. Это причина, почему измеряемой области панели образца с помощью метода дренаж является менее стабильной и последовательной по сравнению с теми измеряется другими методами.
Кроме того, в таблице 1 также показывает, что диаметра длиной 30 мм не вытравлено бар образца измеряется с помощью штангенциркуль, 3D сканирование и метод XCT находятся близко друг к другу. Таким образом четыре методы потери массы, суппорт измерения, 3D сканирование и XCT метод может использоваться для определения секционные характеристики-вытравлено стали Бар более точно.
Кроме того, через всеобъемлющее сопоставление используемых инструментов, тест затраты, эффективность, точность измерения выше четырех различных методов, становится ясно, что суппорта метод является наиболее подходящим для измерения морфология коррозия стальной бар ввиду его простоты, высокая эффективность и точность по сравнению с другими методами.
Следует отметить, что, как показано на рисунке 1, вырезать торцевые поверхности обоих 30 мм длиной-вытравлено баров не были совершенно плоская и поперечно прямо. Это может вызвать некоторые расхождения о баре фактическая длина измеряется с помощью Верньер и, в свою очередь, отклонение вычисляемый секционные районах от измеренной массы потери или тома вариации. Таким образом есть некоторые различия измеряемых секционные районах-вытравлено баров рис. 7а и 7B.
Рис. 8А и 8В показывают, что за счет удаления металла из бар поверхности скачками через электрохимической реакции процесс, остаточные поперечные коррозия бар образец круговой ни эллиптический. Вместо этого он стал очень нерегулярно и разнообразный существенно по длине панели коррозия.
Рис. 9а и 9Б Показать остаточного области поперечного сечения коррозия бар образцов вдоль его длины, которые были измерены с помощью потерю массы, суппорты, дренажных метод, 3D сканирование и XCT. Ясно, что для коррозии бар образца, метод потери массы можно только производят средняя площадь поперечного сечения коррозия бар и остаются постоянным по всей длине. Он не отражает изменение фактической остаточной секции коррозия полосы вдоль его длины, как показано на рис. 8А и 8В. Кроме того потому что суппорта не может коснуться базы точечной коррозии на панели поверхности, его можно измерить только эквивалентный диаметр остаточной части коррозия бар. Из-за такой внутренней недостаток, метод суппорта меньше возможность измерить параметр морфологических коррозия бар образца точно.
Рис. 9а и 9Б также показывают, что остаточные области коррозия бар образца, измеренная с помощью XCT и 3D сканирования методы последовательно различаются по длине и близки друг другу. Однако метод XCT могут разместиться только образцы 30 мм. Таким образом метод XCT не может широко использоваться в практической технике. Кроме того, использование метода XCT также накладывает очень строгие требования по резки и подготовки бар образца. Если раздел бара образец не является прямой самолет, но криво или неравномерным, значительные отклонения могут быть сделаны и включены в баре секционные площадь измеряется с помощью метода XCT. 3D сканирование метод может вместить 440 мм длиной бар образца и достаточно точно измерить морфология-вытравлено и коррозия образцов. Она имеет существенные преимущества над другими четырех методов по точности, эффективности и применимости в измерении бар поверхности морфологии. Кроме того, метод 3D может также генерировать более полезную информацию морфологических бара образца, включая глубины коррозии ямы на бар поверхности, момент инерции, центр тяжести, моментов инерции бар секции и т.д. по его длине. Следовательно метод 3D сканирования является параметр режим наибольшего благоприятствования для измерения морфология стальной бар, особенно коррозия стальной бар.
Из выше результаты и обсуждения можно сделать следующие выводы. Для не коррозия стальной бар штангенциркуль является лучшим инструментом для измерения его морфологии. Он не только имеет высокую точность измерения, но также является наиболее экономичным. Хотя метод дренаж может измерить остаточное площадь поперечного сечения коррозия стальной полосы вдоль панели длина, точность измерения устройство требует дальнейшего улучшения. Его результаты измерений могут быть затронуты некоторые неопределенности, как surface tension воды луковицы, связь с потоком трубки и влажность поверхности, и т.д., и поэтому метод дренаж должен использоваться очень осторожно. Хотя метод XCT можно точно измерить остаточного раздел области коррозии стальной бар, Длина стальной полосы, которое он может вместить ограничено 30 мм. Метод 3D сканирования имеет существенные преимущества над другими четырьмя методами на аспектах точности, эффективности и применимости в измерении поверхностной морфологии стальной бар, особенно коррозия стальной бар. Кроме того он может генерировать гораздо более полезным морфология измерения коррозия стальной бар, такие как глубина приямка, секционные эксцентриситет и т.д. Это наиболее оптимальный метод для измерения морфологических параметров коррозия стальной полосы.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего сообщать.
Acknowledgments
Финансовую поддержку от Фонда национального естественных наук Китая (Грант № 51520105012 и 51278303) и (ключ) проект Департамента образования провинции Гуандун значительно признают авторы в Shenzhen University. (No.2014KZDXM051). они также поблагодарить Гуандун провинции ключ лаборатории прочности для морских гражданского строительства, колледж гражданского строительства в университете Shenzhen для тестирования удобства и оборудование.
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 |
References
- Cavaco, E. S., Bastos, A., Santos, F. A. D. Effects of corrosion on the behaviour of precast concrete floor systems. Construction & Building Materials. 145, (2017).
- Cavaco, E. S., Neves, L. A. C., Casas, J. R. On the robustness to corrosion in the life cycle assessment of an existing reinforced concrete bridge. Structure and Infrastructure Engineering. 14 (2), 137-150 (2017).
- Muthulingam, S., Rao, B. N. Non-uniform corrosion states of rebar in concrete under chloride environment. Corrosion Science. 93, 267-282 (2015).
- Apostolopoulos, C. A., Papadakis, V. G. Consequences of steel corrosion on the ductility properties of reinforcement bar. Construction & Building Materials. 22 (12), 2316-2324 (2008).
- Fernandez, I., Bairán, J. M., Marí, A. R. Corrosion effects on the mechanical properties of reinforcing steel bars. Fatigue and σ - ε behavior. Construction & Building Materials. 101, 772-783 (2015).
- Papadopoulos, M. P., Apostolopoulos, C. A., Zervaki, A. D., Haidemenopoulos, G. N. Corrosion of exposed rebars, associated mechanical degradation and correlation with accelerated corrosion tests. Construction & Building Materials. 25 (8), 3367-3374 (2011).
- Castro, H., Rodriguez, C., Belzunce, F. J., Canteli, A. F. Mechanical properties and corrosion behaviour of stainless steel reinforcing bars. Journal of Materials Processing Technology. 143 (1), 134-137 (2003).
- Almusallam, A. A. Effect of degree of corrosion on the properties of reinforcing steel bars. Construction & Building Materials. 15 (8), 361-368 (2001).
- Papadopoulos, M. P., Apostolopoulos, C. A., Alexopoulos, N. D., Pantelakis, S. G. Effect of salt spray corrosion exposure on the mechanical performance of different technical class reinforcing steel bars. Materials & Design. 28 (8), 2318-2328 (2007).
- Zhang, W., Song, X., Gu, X., Li, S. Tensile and fatigue behavior of corroded rebars. Construction & Building Materials. 34 (5), 409-417 (2012).
- Clark, L. A., Chan, A. H. C., Du, Y. G. Residual capacity of corroded reinforcing bars. Magazine of Concrete Research. 57 (3), 135-147 (2005).
- Chan, A. H. C., Clark, L. A., Du, Y. G. Effect of corrosion on ductility of reinforcing bars. Magazine of Concrete Research. 57 (7), 407-419 (2005).
- Zhu, W., François, R. Corrosion of the reinforcement and its influence on the residual structural performance of a 26-year-old corroded RC beam. Construction & Building Materials. 51 (2), 461-472 (2014).
- François, R., Khan, I., Dang, V. H. Impact of corrosion on mechanical properties of steel embedded in 27-year-old corroded reinforced concrete beams. Materials & Structures. 46 (6), 899-910 (2013).
- Torres-Acosta, A. A., Castro-Borges, P. Corrosion-Induced Cracking of Concrete Elements Exposed to a Natural Marine Environment for Five Years. Corrosion. 69 (11), 1122-1131 (2013).
- Li, D., Wei, R., Du, Y., Guan, X., Zhou, M. Measurement methods of geometrical parameters and amount of corrosion of steel bar. Construction & Building Materials. 154, 921-927 (2017).
- Kashani, M. M., Crewe, A. J., Alexander, N. A. Use of a 3D optical measurement technique for stochastic corrosion pattern analysis of reinforcing bars subjected to accelerated corrosion. Corrosion Science. 73 (13), 208-221 (2013).
- Tang, F., Lin, Z., Chen, G., Yi, W. Three-dimensional corrosion pit measurement and statistical mechanical degradation analysis of deformed steel bars subjected to accelerated corrosion. Construction & Building Materials. 70 (2), 104-117 (2014).
- Zhang, W., Zhou, B., Gu, X., Dai, H. Probability Distribution Model for Cross-Sectional Area of Corroded Reinforcing Steel Bars. Journal of Materials in Civil Engineering. 26 (5), 822-832 (2013).
- Wang, X. G., Zhang, W. P., Gu, X. L., Dai, H. C. Determination of residual cross-sectional areas of corroded bars in reinforced concrete structures using easy-to-measure variables. Construction & Building Materials. 38, 846-853 (2013).
- Stewart, M. G., Al-Harthy, A. Pitting corrosion and structural reliability of corroding RC structures: Experimental data and probabilistic analysis. Reliability Engineering & System Safety. 93 (3), 373-382 (2008).
- Darmawan, M. S., Stewart, M. G. Effect of Spatially Variable Pitting Corrosion on Structural Reliability of Prestressed Concrete Bridge Girders. Australian Journal of Structural Engineering. 6 (2), 147-158 (2015).
- Stewart, M. G., Mullard, J. A. Spatial time-dependent reliability analysis of corrosion damage and the timing of first repair for RC structures. Engineering Structures. 29 (7), 1457-1464 (2007).
- Kashani, M. M., Lowes, L. N., Crewe, A. J., Alexander, N. A. Finite element investigation of the influence of corrosion pattern on inelastic buckling and cyclic response of corroded reinforcing bars. Engineering Structures. 75, 113-125 (2014).
- Apostolopoulos, C. A., Demis, S., Papadakis, V. G. Chloride-induced corrosion of steel reinforcement - Mechanical performance and pit depth analysis. Construction and Building Materials. 38, 139-146 (2013).
- Imperatore, S., Rinaldi, Z., Drago, C. Degradation relationships for the mechanical properties of corroded steel rebars. Construction and Building Materials. , 219-230 (2017).
- Kashani, M. M. Size effect on inelastic buckling behaviour of accelerated pitted 1 corroded bars in porous media. Journal of Materials in Civil Engineering. 29 (7), (2017).
- Meda, A., Mostosi, S., Rinaldi, Z., Riva, P. Experimental evaluation of the corrosion influence on the cyclic behaviour of RC columns. Engineering Structures. 76, 112-123 (2014).
- Kashani, M. M., Crewe, A. J., Alexander, N. A. Structural capacity assessment of corroded RC bridge piers. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Bridge Engineering. 170 (1), 28-41 (2017).
- National Standard of the People's Republic of China. 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. , China Construction Industry Press. Beijing 100013, China. (2009).
