Долгосрочные показатели поврежденных коррозией железобетонных балок
В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований, направленных на расследование совокупный эффект от коррозии и устойчивого нагрузки на структурные исполнение железобетонных балок. В общей сложности девять пучков, каждый размером 152 Один луч был испытан, как девственница, а восемь пучков подвергаются ускоренной коррозии на срок до 310 дней с использованием современных методов впечатление. Четыре луча коррозии при длительной нагрузки, что соответствовало примерно 60% урожая нагрузки целинных пучка. Четыре остальных пучков держали выгружается в коррозионной воздействия. Результаты испытаний показали, что наличие постоянной нагрузки и связанные с ними изгиб трещин при коррозии воздействия значительно сократить время на коррозионное растрескивание и немного увеличил ширину коррозионной трещины. Наличие трещин при изгибе коррозионного воздействия исходно повышенных потерь стали по массе и, следовательно, сокращения в пучке силы. С течением времени, нет корреляции между сокращением в пучке прочность и наличие трещин изгиба наблюдалось ..
Ключевые слова: бетон, коррозии; растрескиванию; изгиб; стали.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема ухудшения бетонных конструкций в результате коррозии стальной арматуры получил всеобщее внимание. Принимая во внимание текущие кодексы практики, принимать рекомендации и меры предосторожности, чтобы избежать коррозии, что свидетельствует о коррозии стали в бетоне-прежнему поступают сообщения в полевых условиях. Есть многочисленные ссылки на исследования, проведенные расследования механизма коррозии, защита от коррозии, и скорость коррозии measurements.1-3 модели для предсказания времени начала коррозии на основе скорости диффузии CO 2 к югу ^ ^ газа и / или Cl ^ SUP - ^ ионами presented.4-5 для пучков с той же бетона и прутка диаметром, время от коррозии начала и до коррозионного растрескивания в первую очередь зависит от скорости коррозии после коррозионных initiation.6-7 увеличение скорости диффузии Cl ^ SUP - ^ ионов арматуры ускоряет depassivation стали и коррозии инициации. Таким образом, конкретные элементом, имеющим изгиб трещины из-за постоянной нагрузки, начинается коррозия быстрее, чем без трещин element.8-10 после начала коррозии, скорость коррозии зависит от наличия кислорода и влаги на катоде и на сопротивление конкретные между анодом и cathode.11 Практически не имеется сведений в литературе о влиянии присутствия изгибных трещин на скорость коррозии после начала коррозии произошло.
Образцы, имеющие трещины изгиба нижней электрического сопротивления и более высокий уровень кислорода и диффузии влаги в бетон, что позволит увеличить скорость коррозии после начала коррозии. Эффект увеличения коррозионной активностью по потере массы черной металлургии и по общей изгиб реакции коррозии железобетона (RC) пучков уделялось мало внимания в предыдущих исследованиях ..
Влияние коррозии на связь между характерными стали и бетона был исследован многими researchers.12-14 Несмотря на широкий разброс данных об этих исследователей, большинство из результатов испытаний показали, что прочность связи сначала увеличивается с увеличением коррозии, а затем непрерывной потери связи было отмечено после коррозионного растрескивания. В большинстве предыдущих исследований, касающихся влияния коррозии на пучок прочность, коррозионная было введено по всей длине пучка, чтобы он сократил возможности крепления арматуры bars.15-17 в полевых условиях, стальной арматуры в бетонных балок обычно выходит за пределы ширины опорного столбца. Если сбой связи сократили композитных действий только в средней части пучка, хорошо закреплены стальной арматуры, уменьшение связи не приведет к снижению несущей способности.
Таким образом, исследования, чтобы уточнить взаимодействие между степенью коррозии, коррозионная трещина шириной и грузоподъемность при наличии постоянной нагрузки в RC балок хорошо закреплены стальной арматуры. Результаты будут предоставлены материалы по моделям прогрессирующая потеря прочности и работоспособности вследствие коррозии стальной арматуры для прогнозирования срока службы ухудшение структуры RC.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для прогнозирования функционального срока службы проржавевших структур RC, это особенно важно выяснить, как поведение пучка изменения как коррозия прогрессирует. В настоящем документе сообщается о результатах испытаний серии предназначен для исследования совокупный эффект от коррозии и устойчивого нагрузки на структурные исполнении RC пучков. Ее целью является оказание помощи инженеров-практиков в правильно оценивать состояние существующих структур и / или оценки остаточного срока службы проржавевших структур RC.
Экспериментальная программа
В таблице 1 приведены экспериментальные программы. Образцов, кроме девственной uncorroded управления лучом делятся на две группы: А и B. Образцы группы-CN-50, CN-110, CN-210 и CN-310-подверглись 50, 110, 210, и 310 дней коррозионного воздействия, соответственно, без нагрузки. Образцы группы B, CS-50, CS-110, CS-210 и CS-310, были подвергнуты же время коррозионного воздействия в качестве образцов группы, соответственно, но при длительной нагрузки.
Образцы подробнее
Испытательного образца показана на рис. 1. Каждый образец 3200 мм, с поперечным сечением 152 х 254 мм. Усиление изгиба состоит из двух № 15 деформированных арматуры в растянутой зоне и два 8 мм в диаметре прутки в зоне сжатия. Поперечной арматуры состоит из 8 мм в диаметре простой стремена с 25 мм, покрытие расположенных на расстоянии 80 мм от центра (о / с) в сдвиговом службы и на 333 мм, о / с в постоянном регионе момент. Среднего восемь стремена в каждом образце были покрыты антикоррозионной эпоксидной смолой, чтобы защитить их от коррозии. Как дополнительную защиту, пленка была обернута вокруг стремя углы в точках контакта между продольными стальных стержней и хомутов. Нержавеющая сталь бар в виде трубки с 9,53 и 7,1 мм, внешний и внутренний диаметры, соответственно, оказался внутри исследуемого образца 80 мм от нижнего перекрытия образца в качестве катода при ускоренной коррозии. Коррозия была ограничена растяжение арматурной стали, расположенным в середине 1400 мм от образца.
Для depassify растяжение арматуры размещен в этом регионе, 2,25% Cl ^ SUP - ^ ионов (от веса цемента) был добавлен в бетонную смесь использовали для приведения среднего 1400 мм от образца до высоты примерно 100 мм от нижний потолок образца. Растяжение арматуры и нержавеющей стали бар были на расстоянии приблизительно 76 мм из одного конца образца и пробурено чтобы электрические соединения с источниками питания, чтобы быть для ускоренного процесса коррозии ..
Свойства материалов
Бетон, используемые в исследовании было поставлено местных производителей бетона. Нормальный портландцемент и максимальный размер 13 мм были использованы в бетонной смеси. Конкретные пропорции смеси по весу были следующими (цемент: песок: гравий: водоцементное отношение [ш /] с; 1:1.98:2.8:0.55). Бетон поставляется были асо / с от 0,4 до позволяют с добавлением соленой воды на месте. Theamount добавленной воды в месте был рассчитан дать окончательный / ц от 0,55 как это требуется в конкретный дизайн смеси. Соленые бетон используется для бросил нижней 100 мм, 1400 мм среднего пучка (см. рис. 1). Достаточные несоленого воды был добавлен в другой такой же конкретный пакет с начальным / ц от 0,4 до привести к окончательной ш / с в 0,55. Это пресный конкретные партии был использован для приведения остальных образца. Конкретные пропорции смеси были одинаковыми для всех образцов, так и смесь была спад от 20 до 180 мм до и после добавления воды, соответственно. 28-дневный прочность на сжатие, в среднем, 40 и 41 МПа, соответствующих стандартных отклонений 1,7 и 1,5 МПа для несоленое и соленое бетона, соответственно.
Растяжение арматуры были Grade 60, имеющих выход и пределы прочности 450 и 585 МПа, соответственно. 8 мм, прутки, применяемых для сжатия арматуры и в стременах было выхода и конечной сильные стороны 340 и 500 МПа, соответственно ..
Испытательная установка
Устойчивый загрузки системы метод нанесения постоянной длительной нагрузки в образцах группы B схематически показано на рис. 2. Нагрузки применяются с помощью механической загрузки кадра, в котором два пучка, были помещены компенсационный горизонтально. Верхней балкой была ориентирована с напряжением стороной вниз, а нижний луч был ориентирован с напряжением вверх. Система, применяемая четыре точки изгиба с постоянным моментом в середине третьего луча. Два рычаги были использованы для увеличения веса висели P 48 раз в середине разбрасыватель пучка. Разбрасыватель пучка распределить нагрузку в равной степени два загрузки точками, расположенными на концах средней трети верхней балкой. Учитывая собственный вес рычагов, величина нагрузки на середину разбрасыватель пучка примерно 48P 7 кН. Нагрузки был применен для проверки образцов примерно через 6 месяцев литья. Прикладного момент было эквивалентно примерно в 3,5 раза крекинга момент девственной пучка и примерно 60% от уступая момент девственной пучка ..
Изгиб трещины из-за постоянной нагрузки формируются в направлении, перпендикулярном к нейтральной оси пучка. Типичный образец изгиб трещины после загрузки на рис. 3. Изгибных ширина трещины, в среднем, около 0,15 мм, а средний интервал изгиб трещины составляет примерно 100 мм. Устойчивого загрузки системы был спроектирован и построен в Университете Ватерлоо основаны на результатах работы в университете Sherbrooke.18 После воздействия коррозии, испытательные образцы были протестированы на провал четыре точки изгиба с эффективной службы 3000 мм и сдвига службы до 1000 мм. Нагрузка была применена к перемещению управления с помощью серво-гидравлический привод на скорость перемещения 1,5 мм / мин. Прогиба от нагрузки ответ контролируется с помощью датчика нагрузки и линейной переменной почтительным преобразователь (LVDT), размещенные в середине пролета балки.
Ускоренной коррозии системы
Чтобы начать коррозии в испытательных образцов, прямой электрический ток 215 мА впечатление от нержавеющей стали и бар на растяжение арматуры. Растяжение арматуры были подключены к положительному выводу внешнего источника питания в качестве анода, а из нержавеющей стали бар был подключен к отрицательному полюсу источника питания в качестве катода. Для процесса коррозии действовать после начала коррозии, кислорода и влаги, должны быть доступны на поверхности внутреннего катода (нержавеющая сталь бар), внедренный в тестовом образце. Таким образом, два запотевания туман сжатого воздуха сопла, были использованы для распыления туман над опытных образцов. Эти сопла объединить воздуха и воды, обеспечить ультрадисперсных туман, который позволяет коррозии реакции на место. Для контроля влажности около испытательных образцов, они были помещены в полиэтиленовые покрытия, которые можно сложить для проверки образцов в процессе ускоренного коррозионного процесса. Рисунок 4 показывает фото опытных образцов в полиэтиленовые покрытия ..
Измерительная техника
Несколько методов измерения были использованы для обеспечения надежности результатов теста. Испытательные образцы были тщательно проверяются один раз каждые два часа, чтобы определить время, необходимое для появления первых видимых коррозионных трещин, т. е. время от коррозии начала и до коррозионного растрескивания. После появления первых видимых коррозионных трещин, коррозионных трещин шириной измерялась течением времени использования калибровочных с расчетной длиной 51 мм. Перемещения измерения проводились в дискретные моменты времени (раз в 1 до 2 недель) в течение процесса коррозии до начала испытания закончились. В конце каждого этапа и коррозии перед проведением испытаний монотонная нагрузка на провал, ржавые каждого пучка был тщательно проверен и коррозионной трещины шириной измерялась вдоль ржавых зоне образца на 100 мм интервалами. Специальный микроскоп, который предусматривает увеличение После коррозии фазы, все образцы были протестированы на провал под четыре точки изгиба для изучения влияния коррозии на изгиб поведения.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
Коррозии трещины и ширины
Коррозии образуются трещины в направлении, параллельном разъедают арматуры. Первый видимой коррозионной трещины наблюдается примерно через 53 и 95 ч, в среднем, для лучей коррозии и без длительной нагрузки, соответственно. Когда образцы были загружены в течение коррозии воздействия на изгиб трещины увеличились проникновения кислорода и влаги в бетон, который способствовал катодной реакции на поверхности из нержавеющей стали и бар сократили конкретные сопротивления. Кроме того, в настоящее внутренних микротрещин в лучах коррозии под нагрузкой из-за связи между действием и стали concrete20 мог бы открыть путь для движения ионов между внутренней катода (нержавеющая сталь бар) и анода (растяжение арматуры бары). Это увеличило коррозионной активностью и тем самым ускорили появление первой видимой коррозионной трещины.
В конце каждой фазы коррозии, но до проведения структурных испытаний на провал, подробную карту коррозионных трещин в каждом образце было обращено. Ширины коррозионных трещин с высокой точностью измерены по длине зоны ржавые балки. Рисунок 5 и 6 показывают схемы коррозионных трещин моделей для образцов из группы А и В, соответственно. Все образцы в группы, которые были ржавые, без груза, выставлены два продольных коррозионных трещин в нижней части перекрытия параллельно растяжение арматуры. Максимальная ширина трещины коррозии измерялась в образцах в группе были 0,9, 1,2, 2,3 и 2,9 в конце первой, второй, третьей и четвертой фаз коррозии, соответственно. Большинство образцов группы B, которые были коррозии под постоянной нагрузки, имел две продольные коррозионные трещины в нижней части перекрытия пучка параллельно растяжение арматуры в дополнение к линии коррозионных трещин, около 0,1 мм шириной каждая, наблюдается в дискретные места по бокам пучка на уровне растягивающих арматурной стали.
В процессе ускоренной коррозии, коррозионная трещина шириной измерялась с помощью калибровочного Demec. Demec моментов связан с конкретной поверхности, перпендикулярной к продольной оси коррозионной трещины на животик пучка. Из-за высокой относительной влажности в камере коррозии, большинство пунктов Demec потеряли свою связь с бетонной поверхности. Это поручили замены Demec точки на регулярной основе. Потому что коррозионной трещины шириной с высокой точностью измерены в конце каждого коррозии фазы во всех образцах, было решено записать только Demec данных датчик для двух пучков, которые были ржавые до конца четвертого этапа коррозионного воздействия ( 310 дней). Один из этих пучков коррозии при длительной нагрузки (CS-310), а другая была коррозия без нагрузки (CN-310). На рисунке 7 показана коррозионная трещина шириной от времени отношения для образцов CS-310 и CN-310.
Коррозионной трещины шириной от времени соотношение для загрузки и разгрузки пучки могут быть охарактеризованы как билинейную отношений. Для разгрузки пучка, CN-310, начальная скорость коррозии увеличения ширины трещины составляет примерно 18 мкм / сут в течение первых 50 дней после воздействия коррозии, то показатель снизился примерно до 6,5 мкм / сут в течение следующих 260 дней коррозионного воздействия . Для образца CS-310, которая была коррозия под постоянной нагрузки, начальная скорость коррозии увеличения ширины трещины составляет примерно 22 мкм / сут в течение первых 50 дней после воздействия коррозии, после чего показатель снизился примерно до 7 мкм / день до В конце теста.
После начала коррозии, скорость коррозии зависит от наличия кислорода и влаги на поверхности из нержавеющей стали в бар испытанного образца и на сопротивление конкретные между внутренними катода (нержавеющая сталь бар) и анода ( растяжение арматуры). Начальная скорость коррозии увеличения ширины трещины для нагруженного образца, CS-310, составляет приблизительно 22% выше, чем ставка для разгрузки образца, CN-310. Это можно отнести к открытым изгиб трещины под нагрузкой, что увеличение проникновения кислорода и влаги в бетон на поверхность из нержавеющей стали бар, который способствовал катодной реакции, сокращение конкретных сопротивления и, следовательно, увеличить коррозионную активность в течение этого стадии коррозии воздействия. Последующее снижение темпов увеличения коррозионной трещины шириной для загрузки и разгрузки образцов может быть связано с накоплением продуктов коррозии вокруг арматуры, которые будут препятствовать распространению SUP OH ^ - ^ и / ^ или Fe SUP 2 ^ ионов через слой ржавчины и, таким образом, уменьшить коррозию activity.21 Визуальный осмотр образцов после удаления бетона и перед извлечением стали купоны подтвердил выделение продуктов коррозии вокруг коррозии арматуры.
Стали массовые потери
В конце каждого этапа и коррозии после проведения структурных испытаний на провал, шесть купонов, три из каждого бара, каждый 200 мм в длину, были извлечены из ржавых зоне каждого образца. После удаления ржавчины в соответствии с ASTM G1-90, 19 стали купоны были произвести визуальный осмотр, чтобы выяснить влияние коррозии. Хотя наведенного тока было ровным слоем по всей длине стальной арматуры в соленой зоны, изучение купоны указал образования точечная коррозия на поверхности стали купоны для загрузки и разгрузки образцов. Эти наблюдения согласуются с данными других исследователей, которые наблюдали данные о стрелковом коррозионных язв на поверхности ржавых баров в конце ускоренной коррозии процесс, в котором впечатление текущий метод был использован, чтобы побудить corrosion.22-24 образование коррозионных язв на поверхности ржавые арматуры объясняется изменением проницаемости бетона.
Таким образом, три меньших образцов, каждый из 30 до 50 мм в длину, были взяты из регионов, где стали купоны чрезмерной коррозии, было очевидно, а затем взвешиваются для определения потери массы за счет стали к коррозии. Три uncorroded образцов были использованы в качестве контроля для стали массовые измерения потерь ..
Образцы группы, которые были ржавые, без груза, было среднем стали потери массы примерно в 8,9, 14,2, 22,2 и 31,6%, тогда как образцы группы B, которые были коррозии под постоянной нагрузки, имели среднюю стали потери массы примерно в 9,7 , 15,4, 22,8 и 30,0% через 50, 110, 210 и 310 дней соответственно. Стали результаты потеря массы показывает, что средняя стали массовые потери измеряются в лучах коррозии под постоянной нагрузки, были выше, чем измеренные в лучах коррозии без нагрузки примерно на 9 и 8% в конце первой и второй фаз коррозии, соответственно. Это, вероятно, в связи с открытым изгиб трещины в лучах коррозии при длительной нагрузки, что повышает доступность кислорода на поверхности из нержавеющей стали бар и, следовательно, способствовало катодной реакции. Балки с изгиб трещины, возможно, имел более высоким содержанием влаги, что позволило снизить конкретные сопротивления и тем самым способствовала движению ионов между внутренней катода (нержавеющая сталь бар) и анода (растяжение арматуры).
В конце третьей и четвертой фаз коррозии, 210 и 310 дней соответственно, увеличению потерь стали массы за счет присутствия изгибных трещин не наблюдается. Вероятно, это объясняется: 1) герметизации трещин изгиб продуктов коррозии, которые позволили бы сократить скорость диффузии кислорода и влаги в конкретные через изгиб трещины, и 2) тот факт, что ширина коррозионных трещин при таких высоких уровнях коррозии были настолько велики (более 0,9 и 1,1 мм для разгрузки и загружены лучей, соответственно), что дополнительные диффузии влаги и кислорода в бетон изгиб через трещины на этих стадиях воздействия мало влияет на коррозионную активность.
Коррозионная трещина шириной в зависимости от степени коррозии
Потеря массы стали результаты вместе с коррозионной трещины шириной измеряется в конце каждой фазы коррозии, были использованы для определения отношений между коррозионной трещины шириной и степень коррозии. Коррозионной трещины шириной измеряется по среднему 1000 мм от каждого образца по сравнению степень коррозии отношения изображен на рис. 8. Если W ^ ^ мин к югу определяется как минимальная ширина измеряется коррозионной трещины, W ^ ^ к югу ср определяется как средняя ширина измеряется коррозионной трещины, и W ^ ^ макс югу определяется как максимальное измеряемое коррозионной трещины следующие отношения могут не определена.
W ^ югу мин = 0,05 л ^ ^ к югу (1)
W ^ югу ср = 0.08m ^ ^ к югу л (2)
W ^ югу макс = 0.11m ^ ^ к югу л (3)
где т ^ л ^ к югу это процент потери массы за счет стали к коррозии.
Из рис. 8 видно, что все образцы не удалось работоспособности лимитов, установленных CSA A23.3-9425, когда они достигли степени коррозии, в течение 4 до 5% исходя из средней измеряется коррозионной трещины шириной (уравнение (2)). Это показывает, насколько важным является коррозии работоспособности железобетонных конструкций, так как железобетонная конструкция может не предельное состояние работоспособности для взлома на низком уровне коррозионных повреждений.
Реакция конструкции
В таблице 2 приводятся структурные результаты тестирования для всех образцов. Земля отклонения нагрузки-против-середине пролета для образцов из групп А и B, вместе с тем целинных света, показаны на рис. 9 и 10, соответственно. Следует отметить, что лучи коррозии под постоянной нагрузки не precracking этапе, поскольку они уже треснувший первоначально приложенной нагрузки в процесс коррозии. В конце каждой фазы коррозии, Нагрузка на пучков во время процесса коррозии был удален, а затем пучков перезагрузки на провал в структурных испытаний. Поведение пучка после его загрузки на уровень длительной нагрузки P к югу ^ S ^, что превышает крекинга нагрузки P ^ о ^ к югу и разгружались перед перезагрузки снова неудача на рис. 11,26 пучка первой загруженной в точку Б, которая находится на уровне постоянной нагрузки, а затем снятия нагрузки. Во время разгрузки из точки B, линия ВО описывает случай полного выздоровления неупругих деформаций, линия BD параллельно АО "относится к делу не имеет восстановления неупругих деформаций, а также линии BE касается конкретного случая, который лежит между двумя бывшими случаях как разгрузка и reloading.26 наклон линии BE, к югу ^ ^, представляет собой определенную ценность между склонах линии BO, к югу ^ е ^ и BD, к югу г ^ ^, и может быть определен по формуле.
К югу ^ ^ ^ =
Уравнение (4) и (5) показывают, что фактическая жесткость пучка при перегрузке, к югу ^ ^, возрастает как отношение уровня нагрузки, при котором пучок разгрузки (уровень постоянной нагрузки), чтобы выход нагрузки пучка (P ^ S ^ к югу / P ^ югу у ^), возрастает. Потому что выход нагрузок все ржавые образцов группы B, P ^ югу у ^, уменьшается по мере коррозии возросла, а уровень длительной нагрузки P к югу ^ S ^ оставались постоянными, соотношение (P ^ S ^ к югу / P ^ к югу у ^) и, следовательно, увеличить жесткость лучей коррозии при длительной нагрузки во время перегрузки к неудачи были выше, чем жесткость девственной пучка.
Влияние коррозии на грузоподъемность-Результаты испытаний образцов из группы, которые были ржавые, без груза, показали, что коррозия арматуры оказало почти никакого влияния на растрескивание нагрузки. Тем не менее, сокращение примерно 8, 14,5, 24,5 и 34% в урожайности нагрузки и примерно 6,5, 11, 20 и 29% в конечной силы были зарегистрированы после 50, 110, 210 и 310 дней коррозионного воздействия, соответственно, . Из таблицы 2, то можно увидеть, что загрузка пучков в процессе коррозии воздействия (образцы группа B) несколько увеличилась снижение урожайности нагрузки примерно 11 и 18%, а снижение прочности до примерно 12 и 14% после 50 и 110 дней коррозионного воздействия, соответственно. На 210 и 310 дней, никакой корреляции между наличием изгиб трещины и сокращение пучка прочности наблюдалось. Эти результаты согласуются с результатами измерений коррозии ширина трещины и стали измерения потери массы. Эти результаты показали, что лучи коррозии при длительной нагрузки был выше, стали потере массы и высокие темпы увеличения ширины коррозионной трещины, чем для образцов коррозии без нагрузки в течение первых двух этапах коррозионного воздействия.
Влияние коррозии на прогиб укрепления потенциала отклонение определяется как отклонение пучка на провал. Для образцов группы, которые были ржавые без нагрузки, отклонения потенциал увеличился примерно на 21 и 7% через 50 и 110 дней коррозионного воздействия, соответственно, по отношению к этой целинных пучка. После 210 и 310 дней коррозии, отклонение потенциала пучков примерно 15 и 20% ниже, чем у девственных света, соответственно.
Для образцов группы B, которые были коррозии под постоянной нагрузки, отклонения пропускная способность возросла как коррозия продвинулись до 110 дней коррозионного воздействия, при которых отклонение мощность приблизительно на 17% выше, чем у девственных пучка. Тогда отклонения потенциала уменьшается по мере коррозии продвинулись до конца испытания (310 дней коррозионного воздействия), на котором она была примерно на 9% ниже, чем у девственных пучка.
Так же конкретные площадь поперечного сечения и то же арматурной стали сжатия отклонение потенциала железобетона увеличивается пучка как площадь растяжение арматуры уменьшается ,27-28 Первоначальное увеличение отклонения потенциала коррозии пучков могут быть отнесены к сокращению в площади поперечного сечения на растяжение арматуры вследствие коррозии. Кроме того, связь ухудшения результатов в увеличении отклонения луча capacity.29 последующего уменьшения отклонения потенциала на уровне коррозии, которые были выше примерно на 15% потери массы стали могут быть отнесены к образованию коррозионных язв наблюдали на поверхности стальные прутья, которые сократили стали удлинение при разрушении и тем самым снизить общий потенциал отклонения ржавые балки. Сокращение стали удлинение при максимальной нагрузке на высоком уровне коррозионных повреждений сообщили в литературе. Андраде и др. al.30 сообщения о сокращении 30 и 50% в удлинения ржавые баров при максимальной нагрузке на сталь потери массы 15 и 28% соответственно, по сравнению с uncorroded бар.
Almusallam31 об уменьшении удлинения арматуры на несущую как уровень коррозии увеличивается выше 12,6% потери массы стали. Стоит отметить, что на 110 дней коррозионного воздействия (около 15% стали потеря массы), и за его пределами, отклонения мощности пучков коррозии при длительной нагрузки, в среднем, на 16% выше, чем у лучей коррозии без груза . Это, вероятно, потому, что образцы были коррозии под нагрузкой была выше, чем ухудшение связи коррозии образцов без нагрузки. Высшее связи ухудшение приведет к большей вращательных и отклонение потенциала, как сообщили в literature.29.
ВЫВОДЫ
В этой серии испытаний, долгосрочные показатели поврежденных коррозией железобетонных балок был исследован на протяжении четырех фаз коррозии (50, 110, 210 и 310 дней). Время от коррозии начала и до коррозионного растрескивания был записан, повышение коррозионной трещины шириной как коррозия прогресс контролируется, и потери стали массы в конце каждой фазы коррозии измерялась. Структурных производительности пучков на различных уровнях поражения коррозией рассмотрены. Основные выводы заключаются в следующем:
1. Длительной нагрузки, которые соответствуют approximately60% нагрузки выхода пучка в результате средний изгиб трещины шагом 100 мм, а средняя ширина трещины изгиба 0,15 мм. Наличие нагрузки и связанные с ними изгиб трещин при коррозии воздействия ускорили появление первой видимой коррозионной трещины. Время от коррозии начала и до коррозионного растрескивания сократились приблизительно на 44%, когда лучи коррозии при длительной нагрузки;
2. Скорость коррозии увеличения ширины трещины для theloaded пучка примерно на 22% выше, чем для разгрузки пучка при первых 50 дней коррозионного воздействия. Тогда этот показатель сократился и практически одинаковы для обоих загружаются и выгружаются пучков до начала испытания состава на 310 дней;
3. Максимальная ширина трещины коррозии измеряется в thebeams коррозии без нагрузки, 0,9, 1,2, 2,3 и 2,9 мм на 50, 110, 210 и 310 дней коррозионного воздействия, соответственно. Моделируемых условиях эксплуатации нагрузки увеличилась максимальная ширина коррозионной трещины 1,1, 1,4, 2,5 и 3,1 мм на 50, 110, 210 и 310 дней коррозионного воздействия, соответственно;
4. Коррозия арматуры снизили грузоподъемность РК пучков. Сокращения в пучке силы почти пропорционально снижению стали площадь поперечного сечения в результате коррозии;
5. Наличие изгиба трещины из-за устойчивого loadslightly увеличил сокращение потери массы стали и, следовательно, сокращения в пучке силы в первые 110 дней коррозионного воздействия. На 210 и 310 дней, не в силах из-за сокращения присутствия изгибных трещин при коррозии воздействия наблюдалась и
6. Для уровней коррозии менее чем до 15% потери массы стали, отклонение потенциала пучка увеличилось из-за коррозии, что сокращение площади растяжение арматурной стали. На более высоких уровнях коррозии, когда точечная коррозия произошло, отклонение потенциала пучка уменьшилось. Точечная коррозия был небольшой эффект на уменьшение отклонения потенциала, когда лучи коррозии под постоянной нагрузки.
Авторы
Эта работа выполнена при частичной поддержке финансирования научных исследований из сети центров передового опыта ISIS Канады по интеллектуальным зондирования для инновационных структур и естественным наукам и инженерным исследованиям Совета (СЕНТИ). Авторы выражают благодарность гражданской техники инженерии в Университете Ватерлоо за их помощь на протяжении всего тестирования.
Нотация
К югу ^ ^ = фактическая жесткость балки при повторной нагрузкой
К югу ^ е ^ = жесткость пучка в случае полного выздоровления при многократном повторении нагрузки
К югу ^ г = валовой жесткость пучка
м ^ к югу л = средний процент измеряется стали потери массы в результате коррозии
P ^ югу кр = крекинга нагрузки пучка
P ^ югу ы = уровень нагрузки, при которой луч выгружается
P ^ к югу и ^ = предел прочности пучка
P ^ югу у ^ = предел нагрузки пучка
W ^ югу ср = измеряется средняя ширина трещины коррозии
W ^ югу макс = максимальная измеряемая коррозионной трещины шириной
W ^ югу мин = минимальной измеренной коррозионной трещины шириной
Ссылки
1. Schie 1997, с. 56-62.
2. Хуссейн, SE; Rasheeduzzafar "Аль-Мусаллам, A.; и" Аль-Gahtani А.С., "Факторы, влияющие на пороге хлорида коррозии арматуры в бетоне", цемента и бетона исследований, V. 25, № 7, 1995, с. 1543 -1555.
3. Андраде, C.; Алонсо, MC, и Гонсалес, JA, "Первоначальные попытки использовать коррозии Измерения тариф для оценки долговечности арматуры", скорость коррозии стали в бетоне, ASTM STP-1065, 1990, с. 29-37.
4. Бажант, ZP, "Физическая модель коррозии стали в бетоне моря структур-теория", журнал структурного подразделения, ASCE, 1979, с. 1137-1153.
5. Брумфилд, ДП, Коррозия стали в бетоне, понимая, расследования и ремонт, E
6. Бажант, ZP, "Физическая модель коррозии стали в бетоне моря структур-приложения" Журнал структурного подразделения, ASCE, 1979, с. 1155-1165.
7. Уэйерс, RE, "срок службы Модель для железобетонных конструкций в хлоридных средах Ладена", ACI журнал Материалы, В. 95, № 4, июль-август 1998, с. 445-453.
8. Оно, Ю.; Praparntanatorn, S.; и Suzuki, К., "Влияние трещин и воды на цемент Отношение Macrocell Коррозия стали в бетоне," Четвертый Международный симпозиум по коррозии арматуры в бетонных конструкций, Робинсон колледж, Кембридж, Великобритания , 1996, с. 24-32.
9. Юн, S.; Wang, K.; Вайс, W.; и Шах, S., "Взаимодействие между загрузкой, коррозии, и работоспособность железобетона", ACI журнал Материалы, В. 97, № 6, ноябрь - Декабрь 2000, с. 637-644.
10. Мохаммед, T.; Оцуки, N.; Hisada, M.; и Шибата, T., "Влияние Ширина трещины и типы Бар на коррозию стали в бетоне," Журнал материалы в области строительства, ASCE, т. 13, № 3, 2001, с. 194-201.
11. Bentur, S.; Diamond, S.; Берке и Н. С. коррозии стали в бетоне: Основы и практика гражданской инженерии, E
12. Аль-Сулеймани, ГДж; Kaleemullah, M.; Basunbul, И. А. и Rasheeduzzafar, "Влияние коррозии и трещин на поведение Бонда и прочность железобетонных Участники" ACI Структурные Journal, V. 87, № 2, март - Апрель 1990, с. 220-231.
13. Родригес, Дж. Ортега, Л. М. и Casal, J., "Коррозия арматуры и срок службы железобетонных конструкций: от коррозии и облигаций Ухудшение" Международная конференция по бетону без границ ", Оденсе, Дания, т. 2, 1994 , с. 315-326.
14. Amleh Л., и Мирза, A., "Коррозия влияние на связь между стали и бетона", ACI Структурные Journal, V. 96, № 3, май-июнь 1999, с. 415-423.
15. Uomoto. T.; Цудзи, К. и Kakizawa, T., "Ухудшение механизма бетонных конструкций вследствие коррозии арматурных прутков," Труды Института Японии бетона, V. 6, 1984, с. 163-170.
16. Татибана, Ю.; Маэда, К. и Kajikawa, М., "механическое поведение RC Балки, пострадавших в результате коррозии арматуры," Третий международный симпозиум по коррозии арматуры в бетонных конструкций, Великобритания, 1990, с. 178-187.
17. Mangat, PS, и Elgarf, MS, "Прочность на изгиб бетонных пучков с разъедает усиление", ACI Структурные Journal, V. 96, № 1, январь-февраль 1999, с. 149-158.
18. Laoubi, K.; Эль-Salakawy, E.; Pigeon, M.; и Benmokrane, B., "Поведение бетонных балок Усиленный GFRP бары под постоянной нагрузки и замораживания / оттаивания," Прочность армированного полимера (FRP) композиты для строительства (КРСК 02), Монреаль, Квебек, Канада, 2002, с. 453-465.
19. ASTM G1-90, "Стандарт практики для подготовки, очистки, andEvaluating коррозии испытаний образцов," ASTM International, Запад Коншохокен, Пенсильвания, 2002, стр. 8.
20. Перейти к Ю., "Крекинг Бетонные крышки Наряду якоре Деформированные Бруски", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 68, № 4, апрель 1971, с. 224-251.
21. Лю, Ю. и Уэйерс Р., "Моделирование Время-коррозионного растрескивания в хлорид загрязненных Железобетонные конструкции", ACI журнал Материалы, В. 95, № 6, ноябрь-декабрь 1998, с. 675-681.
22. Берра, M.; Кастеллани, A.; и Коронелли Д., "Бонд из железобетона и коррозии бары," Седьмая международная структурных недостатков и ремонт, Эдинбург, Великобритания, 1997, с. 349-356.
23. Stanish, K.; Хутон, RD и Pantazopoulou, SJ ", коррозионного воздействия на прочность железобетона," Структурные ACI Journal, V. 96, № 6, ноябрь-декабрь 1999, с. 915-921.
24. Auyeung, Ю.; Balaguru, P.; и Чун, L., "Бонд Поведение Corroded бары усиление", ACI журнал Материалы, В. 97, № 2, март-апрель 2000, с. 214-220.
25. Канадская ассоциация стандартов A23.3-94, "Проектирование железобетонных конструкций", Канадская ассоциация стандартов, Rexadle, Онтарио, Канада, 1994, 220 с.
26. Брэнсон, DE, деформации железобетонных конструкций, McGraw-Hill, Inc, 1977, 546 с.
27. Парк Р., Paulay, T., железобетонных конструкций, John Wiley
28. Ting, S., и Новак, AS, "Эффект усиления потери стали района на изгиб Поведение железобетонных балок", ACI Структурные Journal, В. 88, № 3, май-июнь 1991, с. 309-314.
29. Eligehausen, R.; Ozbolt, J., и Майер, U., "Вклад бетона между трещинами в неупругих деформаций стали и выводы для оптимизации Бонд", Бонд и развития Длина Усиление: Дань уважения д-р Питер Gergely, SP-180, Р. Леон, под ред. Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1998, с. 45-80.
30. Андраде, C.; Алонсо, C.; Гарсия, D.; и Родригес, J., "Остальные Времена жизни железобетонных конструкций: Влияние коррозии на механические свойства стали," Международная конференция по жизни Прогнозирование структуры, подверженной коррозии, NACE , Кембридж, Великобритания, 1991, с. 546-557.
31. Almusallam A., "Влияние степени коррозии на свойства арматурной стали бары," Строительство и строительные материалы, V. 15, 2001, с. 361-368.
Тамер Эль Maaddawy является докторские стипендии в области гражданского строительства департамента в Университете Ватерлоо, Ватерлоо, Онтарио, Канада. Он получил степень бакалавра и магистра в области строительной техники из Университета Айн-Шамс, Египет и защитил докторскую диссертацию в несущие конструкции из Университета Ватерлоо. Его исследовательские интересы включают прочность, оценки результатов деятельности, реабилитации и аналитического моделирования железобетонных конструкций.
Входящие в состав МСА Халед Soudki является Канада заведующая кафедрой профессор инновационных структурных реабилитации в университете Ватерлоо. Он является членом комитетов МСА 222, коррозии металлов в бетоне; 440, армированных полимерных арматуры; 546, Ремонт бетонных и совместных ACI-ASCE Комитет 550, сборных железобетонных конструкций. Его исследовательские интересы включают коррозии, долговечность, восстановления и укрепления бетонных конструкций с использованием волоконно-армированные полимерных композитов.
Тимоти Топпер является заслуженный почетный профессор кафедры строительства в университете Ватерлоо. Его исследовательские интересы включают усталость поведение металлов и их компонентов, а также строительных материалов и их долговечности работы.