Korozyon takviyeli beton yapılardan alınan örnekler içinde klorür eşik değerini belirlemek için deneysel protokol

Bu yöntemin genel amacı, betonarmenin korozyona dayanma kabiliyetini karakterize eden önemli bir parametre olan klorür eşik değerini ölçmektir. Bu parametre, betonda klorür kaynaklı korozyonu tahmin etmek için mevcut tüm modellerde gereklidir. Klorür eşik değerlerinin kullanılan malzemeler gibi faktörlere büyük ölçüde bağlı olduğu iyi bilinmesine rağmen, standartlarda veya ders kitaplarında belirtilen genel değerlere güvenmek yaygın bir uygulamadır.

Yöntemimizin temel avantajı, inşaat mühendisliği yapılarının test edilmesine izin vermesidir. Bu, beton dayanımı gibi mekanik özellikleri test etmek için iyi bilinen yöntemlere benzer. Yapılardan alınan numuneleri test ederek, klorür eşik değerlerini büyük ölçüde etkileyen gerçek koşulları sağlıyoruz.

Örnek olarak, laboratuvarda üretilen numunelerde temsili olarak taklit edilemeyen çelik beton arayüz. Metin protokolünde açıklandığı gibi beton yapıdaki test alanlarını seçerek başlayın. Yaygın olarak takviye çeliği dedektörü olarak bilinen tahribatsız el tipi tarama cihazı ile betondaki takviye çelik çubuklarını bulun.

Çelik dedektörü test alanı içindeki beton yüzey üzerinde hem yatay hem de dikey yönde hareket ettirin. Tebeşir kullanarak, her bir takviye çelik çubuğunu beton yüzey üzerinde geçici olarak ızgara şeklinde işaretleyin. Çapı en az 150 milimetre olan karotların karotlu delineceği yerleri seçin.

Bunları beton bir yüzey üzerinde işaretleyin ve etiketleyin. Takviye çeliği segmentini içeren beton çekirdekleri ortak prosedürlere ve standartlara göre delin. Delme işleminden sonra, örneğin bir keski kullanarak beton çekirdeği yapıdan çıkarın.

Son olarak, laboratuvara taşıma sırasında nem koşullarını korumak için çekirdeği difüzyon tipi bir folyoya sarın. Su soğutmalı elmas kesim ile başlangıçta açıkta kalan taraf olan öndeki beton örtüyü azaltın. Numunenin 15 ila 20 milimetre aralığında nihai bir beton örtü kalınlığını hedefleyin.

Ardından, bir kablo bağlantısı kurun ve takviye çelik çubuk uçlarını maruz kalma testi sırasında yanlış korozyon başlangıcından koruyun. Bunu yapmak için, önce takviye çelik çubuğunun çapından biraz daha büyük bir iç çapa sahip bir karot matkabı kullanın ve her bir çubuk ucundaki çeliğin etrafındaki betonu maksimum 10 milimetre uzunlukta çıkarın. Çelik yüzeye yapışan çimento hamurunun kalıntılarını uygun aletler yardımıyla çizin.

Ardından, çelik çubukların uçlarından birine küçük bir delik açın ve çelik çubuğa bir kablo pabucu sabitlemek için metalik bir kendinden kılavuzlu vida kullanın. Bulamacı deliklere dikkatlice dökerek her iki çelik çubuk ucunun etrafında oluşan boşluğu yoğun bir çimento macunu, harç veya harç ile doldurun. Ayrıca kablo bağlantısının vida ucu pabucunu da kaplayın.

Az önce açıklanan prosedür, yanlış korozyon başlangıcını önlemek için çok önemlidir. Bu, çelik çubuk uçlarında korozyon anlamına gelir. Açıkta kalan yüzey alanını sınırlamak için, çekirdeğin yan yüzeyini bir epoksi reçine ile kaplayın, ayrıca takviye çelik çubuk uçlarını ve kablo bağlantısını da kaplayın.

Aynı epoksi reçine ile, açıkta kalan beton yüzeyin uç kısımlarını, daha önce yapısal beton yüzeyine en yakın olan çekirdeğin yan tarafına kaplayın. Bu taraftaki çelik çubuk boyunca 60 ila 80 mililitre arasında kaplanmamış açıkta kalan bir uzunluk bırakın. Tüm numuneleri, numune tarafı 15 ila 20 mililitre beton kaplı kalınlık sergileyecek ve aşağı bakacak şekilde tanka yerleştirin.

Çözeltinin alt taraflarından numunelere maruz kalmasına izin vermek için numuneleri küçük alanlara monte edin. Ardından, referans elektrodu maruz kalma çözeltisine yerleştirin. Tüm numuneleri, ortak referans elektroduna karşı takviye çelik çubuklarının potansiyellerini ayrı ayrı ölçebilen otomatik bir veri kaydediciye bağlayın.

Tankı, karot numunelerinin tüm alt taraflarının çözelti ile temas ettiği, ancak tamamen daldırılmadığı bir seviyeye kadar musluk suyuyla doldurun. Referans elektrot ile maruz kalma çözeltisi arasındaki teması koruyun, referans elektroduna karşı tüm numunelerin potansiyellerini ölçerek hemen veri kaydını başlatın. Klorür içermeyen çözeltide bir ila iki hafta sonra, maruz kalma çözeltisini ağırlıkça 3.5 sodyum klorür çözeltisi ile değiştirin.

Numunelerin potansiyellerini izlemeye devam edin ve her bir numunenin zaman içinde potansiyellerin kaydedilen gelişimini değerlendirerek ve korozyon başlatma kriterini göz önünde bulundurarak her bir numunenin korozyon durumunu düzenli olarak kontrol edin. 60 gün sonra, çözeltideki sodyum klorür konsantrasyonunu ağırlıkça% 7'ye yükseltin. 120 gün sonra, çözeltideki sodyum klorür konsantrasyonunu ağırlıkça% 10'a yükseltin.

Bundan sonra, klorür konsantrasyonunu bu seviyede tutun. Maruz kalma sırasında kaydedilen çelik potansiyellerini değerlendirirken, her bir numunenin korozyon durumunu kontrol etmek için korozyon başlatma için bu iki kriteri kullanın. İlk kriter, beş gün veya daha kısa bir süre içinde pasif seviyeden 150 milivolttan fazla potansiyel bir azalmadır.

İkinci kriter, takip eden 10 gün boyunca, elde edilen negatif seviyede sabit kalan potansiyelin daha da azalması veya maksimum 50 milivolt geri kazanılmasıdır. Korozyon başlatma için bu kriter karşılandığında, numuneyi derhal maruz kalma çözeltisinden çıkarın. Numunenin korozyona başlama süresini belgeleyin.

Numune analizine başlamak için önce çelik çubuğu çıkarmak için numuneyi bölün. Beton çekirdeği su soğutmalı elmas kesme bıçağıyla arka tarafından kesin. Bölümün arka yüzeye dik olduğundan ve takviye çelik çubuğuna paralel olarak hizalandığından emin olun.

Çelik çubuğa zarar vermemek için kesme derinliğinin çeliğe ulaşmadığından emin olun. Güvenlik marjı için yaklaşık 10 milimetre tutun. Bir keski veya benzeri bir alet yerleştirin ve betonu çelik çubuğun etrafına bölmek için beton çekirdeği ikiye bölün.

Takviye çelik çubuğunu betondan yavaşça çıkarın, bu, beton numunesinin iki yarısını çelik çubuğun izleriyle birlikte bırakır. Hem çelik yüzeyi hem de betondaki çelik çubuk izlerini inceleyerek çelik beton arayüzünün görsel görünümünü hemen belgeleyin. Klorür analizini gerçekleştirmek ve kritik klorür içeriğini belirlemek için, beton çekirdeğin her iki yarısında su soğutmalı elmas kesme yoluyla epoksi kaplı parçaları çıkarın.

Elde edilen prizmalardan, çelik çubuğa iki milimetreye kadar su soğutmalı elmas kaplama kullanarak betonu ve örtü bölgesini çıkarın. Daha sonra betonu öğütün ve öğütme tozunu toplayın. Bu taşlama adımının kalınlığı dört milimetredir.

Elde edilen beton tozu numunelerini 105 santigrat derecede sabit bir ağırlığa kurutun. Ardından, iki değerin ortalamasını hesaplayın. Spesifik numune için kritik klorür içeriği olan klorür analizinin sonucunu belgeleyin.

Değerin yüzde olarak betonun ağırlığına göre mi yoksa çimento ağırlığına göre mi ifade edildiğini belirttiğinizden emin olun. Bu şekil, laboratuvarda klorür maruziyeti sırasında izlenen çelik potansiyellerinin bir örneğini göstermektedir. Potansiyel, çok kısa bir süre içinde önemli ölçüde düşebilir, ancak korozyon süreci, potansiyelin başlangıçtaki pasif seviyesine doğru artması nedeniyle ortaya çıkan kararsız bir şekilde yayılmayabilir.

Yaklaşık 60 günlük maruziyette, potansiyel nihayet 150 milivolttan fazla düşer ve 10 gün boyunca negatif seviyede kalır. Böylece, numuneyi bölme kriteri yerine getirilir. Bu şekil, numuneyi ayırdıktan sonra çelik çubuk üzerinde görsel olarak görünen korozyon noktasının bir örneğini göstermektedir.

Kritik klorür içeriği için temsili sonuçlar, İsviçre Alpleri'ndeki 40 yıldan daha eski bir tünelden elde edildi. Grafik, 11 beton çekirdekten elde edilen sonuçları gösterir, böylece incelenen yapısal eleman için kritik klorür içeriğinin istatistiksel dağılımını verir. Korozyonun başlamasından sonra elde edilen tanımı arzulayan yapılardan elde edilen ampirik deneyimlerin aksine.

Bu yöntem, korozyon bozulması meydana gelmeden önce yapısal elemanlar veya belirli yapılar için klorür eşik değerlerini ölçebilir. Sabit tablolanmış klorür eşik değerlerini kullanmanın yaygın bir uygulaması ile karşılaştırıldığında, yöntemimizin mühendislik pratiğinde uygulanması, durum değerlendirmelerinin doğruluğunu ve yapıların kalan hizmetini analiz etmek için modellerin tahmin gücünü artıracaktır.