Испытания железобетонных балок с поврежденных коррозией Stirrups
Экспериментальное исследование коррозии на срез условно-железобетонных балок не проводилось. Большого размера образцов были построены и встроенных стремена подвергаются ускоренной коррозии. Три разных уровней коррозии повреждения были произведены. Образцы были проверены и рейтингом в национальных руководящих принципов до начала испытаний. Состояние рейтингов, однако, не указывают на значительные различия между образцами или указать дифференциации в емкости. Тесты показали, что коррозия поврежденных образцов отмечались уменьшение сдвига потенциала и снижение общей деформации при разрушении. Последовательно поврежденных стремена оказали значительное влияние на структурные исполнении опытных образцов.
Ключевые слова: коррозия, повреждение; прочность на сдвиг.
ВВЕДЕНИЕ
Есть около 235000 условно железобетона (КПР), мостов, эксплуатируемых на федеральном шоссе. Из них более 21000 были оценены как "структурно недостаточны, 1 многие отнести к хлоридно-индуцированной коррозионных повреждений, 2, хотя всестороннее исследование не было проведено для количественной оценки фактического количества коррозии поврежденных мостов КПР. Большинство дефицита мостов КПР были построены до 1960 года. Из-за большого количества мостов и недостаточным отсутствия средств на ремонт или замену их, есть необходимость держать старение и ухудшение мостов в сервис, даже если они могут быть увеличение объема и веса грузовых автомобилей. В то же время, методы, которые могут точно соотнести видимых повреждений с рейтингом категории, что свидетельствует о структурной производительности не хватает.
Коррозия вложенных арматурной стали вызывает озабоченность по проблемам старения мостов КПР. Хлорид загрязнения является наиболее значимым фактором коррозии арматурной стали и многочисленные источники хлоридов существует. Наиболее распространенными являются ветра родился солей в прибрежных районах и обледенения дороги агентов в более холодных регионах. Страна в опасности для наращивания хлоридов на типичном разделе мост КПР приведены на рис. 1. Повышенный риск областей хлорида загрязнения поверхности палубы (ПОО соли) и интерьера моста балки и нижней палубе (ветер происхождения океанов соли). Фасции балки, как правило, в меньшей опасности из-за стиральной от осадков, но, может быть повышенный риск возле моста шпигат. Бетон обычно обеспечивает защиту от коррозии присущих для встраиваемых арматурного проката, но, с течением времени, хлоридов может достичь концентрации достаточно, чтобы вызвать коррозию. Время, необходимое для концентрации хлорида достичь пороговых уровней зависит от нескольких факторов, включая скорость, с которой хлоридов осаждаются на поверхности бетона, и удаляется из мойки, а также конкретные проницаемость и количество бетона, среди других.
После достижения концентраций хлористого хлорида коррозии порог на уровне арматуры, пассивный слой разрушается и коррозии может быть возбуждено (ACI рекомендует растворимых в воде хлоридов быть не менее 0,15 процентов веса цемента в бетоне для строительства нового здания подвергаются сухих условиях чтобы свести к минимуму corrosion7). Конкретные коррозии реакции будет зависеть от относительного количества воды и oxygen8, 9, но в результате потери арматурного проката площадь поперечного сечения и формирование широких продуктов коррозии, которые вызывают растрескивание бетона и нарушение сцепления стали из бетона. Типичные бедствия выставлены КПР элементов моста от коррозии включает в себя конкретные трещин, ржавчины окраски, расслоения, и сколов. Примеры corrosioninduced бедствие наблюдалось в 1954 марочных конкретные балки моста удален со службы, показаны на рис. 2.
Предыдущие исследования, связанные с коррозионное воздействие на выполнение элемента Конвенции о правах ребенка была сосредоточена на трех основных областях: изгиб поведение членов, облигаций скольжения поведение арматурного проката, а также механических свойств коррозии арматурного проката. Поведение коррозии поврежденных элементов КПР испытания при изгибе указал, что укрепление разъедает сталь, загрузка производственных мощностей и пластичности decreased.10 Бонд-12-скольжения поведение ржавые укрепления образцов полоса показывает потери связи с ростом разделе-loss.10, 12-14 Прочность ржавые бар укрепление было показано, что мало влияет, но в целом пластичности может быть значительно reduced.15, 16 исследований коррозионного воздействия на поведение сдвига элементов Конвенции о правах ребенка и соотношение видимых повреждений со структурными производительности не хватает. Исследование было начато расследование поведения КПР пучков с марочных детали подвергаются коррозии поперечной арматуры. Исследование сосредоточено на ускоренных коррозионных повреждений в стременах крупногабаритных образцов пучка, визуальные характеристики бедствия, а также эксперименты по структурной поведение и потенциал ..
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Воздействия коррозии на сдвиг потенциала conventionallyreinforced бетонных балок, не была широко изучена. Существующие оценки и оценки руководящих принципов, основанных на общей визуальной бедствия, которые не были связаны с фактической структурных исполнении бюджета за коррозионного повреждения членов. Данное исследование вносит свой вклад в понимание сдвига поведение поврежденных коррозией балки и поможет в оценке ущерба от коррозии на срез КПР балки и фермы. Кроме того, он работает факторов состояние и оценка показывает, что они не могут адекватно свидетельствуют структурные работы.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Испытательные образцы в этом исследовании, были разработаны с учетом 1950-х годов эпохи мост пропорции балки. Обследование нескольких мостов 1950-х годов о правах ребенка и анализ соответствующих положений дизайн time5 были проведены, чтобы получить разумную и представитель пропорции образца. Дизайн параметры были выбраны для представления сечения свойства при сдвига критической секции, на расстоянии примерно эффективная глубина от поддержки как просто поддерживать и непрерывных пролетов.
Описание образцов
Образца сечения была разработана с стволовых ширина 254 мм (10 дюйма), общая высота 610 мм (24 дюйма), эффективная глубина 521 мм (20,5 дюйма), а коэффициент усиления ( = 1,9%. Общая длина пучка была выбрана в качестве 3 м (10 футов) с 2,4 м (8 футов) расстояние между опорами. Span к эффективной глубины коэффициент равнялся 2,04, в котором содержится сдвига пролета с управляемым числом стремена подвергнуть ускоренной коррозии.
Три различные формы поперечного сечения были исследованы, как показано на рис. 3. Образцы Type R был прямоугольного сечения и был использован для изучения влияния стремя расстояния 203, 254 и 305 мм (8, 10 и 12 дюйма). Раздел типов T и включал неразрывно литой плите компонента. Эффективная ширина плиты определяли с помощью 6-е издание AASHO Стандартный Specification5 и находится под контролем длины пролета (L / 4). Type R и T образцах отражает сдвиг в положительную область момент, когда ИТ-типа образцов отражает сдвиг в область отрицательных момента, как на постоянное место поддержки. Типы образцов T и ИТ были построены с 254 мм (10 дюйма) стремя расстояние только. Все пучки нижнего слоя изгиб стали на якорь с помощью стандартного крюк крепления для предотвращения сбоев. Прочность сталь с эпоксидным покрытием, чтобы изолировать коррозии стремян в пределах испытательной службы. Stirrups в экспериментальном участке были простые черные арматуры с эпоксидной приложенной к его верхней изгиб местах, где электрическое соединение было сделано для источника тока.
Это было сделано для предотвращения коррозии и локализованных исключает провал крепления стремени в верхней части балки. Stirrups в uncorroded часть образцов была с эпоксидным покрытием и с шагом 152 мм (6 дюймов), чтобы обеспечить провал в пределах испытательной службы. Балки были определены с номером и буквенное обозначение: первое число, показывающее, стремя интервал использования единиц дюймов, буква, соответствующая геометрии поперечного сечения (R = прямоугольный луч, T = пучка с палубы в изгиб сжатие и IT = пучка с палубы в изгибе напряжения) и последнее письмо соответствующего коррозионного состояния ущерба. В качестве примера, образца 10RA имеет 254 мм (10 дюйма) стремя интервал, прямоугольного сечения, а ущерб состояние A..
Материалы и пробоподготовки
Конкретные пропорции смеси призваны отражать марочных 1950-х годов 22,7 МПа (3300 фунтов на квадратный дюйм) Класс смеси (AASHO, 1953) и не содержит никаких примесей. Бетон был предоставлен местным конкретных поставщиков и состоял из 309 кг / м ^ 3 ^ SUP (520 фунтов / ярд SUP ^ 3 ^) типа цемента I, 178 кг / м ^ 3 ^ SUP (300 фунтов / ярд ^ SUP 3 ^) воды, 1026 кг / м ^ 3 ^ SUP (1730 фунт / уй ^ ^ SUP 3) от 19 мм (3 / 4 дюйма) максимальный крупного заполнителя, а также 809 кг / м ^ 3 ^ SUP (1364 кг / уа ^ SUP 3 ф) мелкого заполнителя. Хлориды были добавлены в смеси с использованием х.ч. хлорида натрия (NaCl), которая растворяется в воде, а затем добавил к бетонной смеси в лаборатории. Количество NaCl добавил составила 4,9 кг / м ^ 3 ^ SUP (8,24 кг / уй ^ ^ SUP 3) для получения целевого Cl ^ SUP - ^ уровне 3 кг / м ^ 3 ^ SUP (5 фунтов / ярд ^ SUP 3 ^). Порошковая образцов, взятых у 28-дневных цилиндров и "А" образцов были использованы для количественной оценки фактического содержания хлоридов в соответствии с AASHTO T260-9417 и результаты приведены в таблице 1. Образцы из отдельных балок, ускоренной коррозии не были использованы, поскольку хлоридов могут быть введены или вымываются из пучков во время смачивания и сушки циклов ..
Образцы были отлиты из трех партий бетона, wetcured сроком на семь дней, а затем разрешается сушить лечения в течение по крайней мере 28 дней. После высыхания, ускоренной коррозии, был начат процесс. 28-дневного периода лечения время разрешается конкретные достижения расчетной прочности, так что коррозионно-индуцированного растрескивания не будет находиться под воздействием изменяющихся во времени прочности бетона.
Ускоренной коррозии стремена
После высыхания, образцы подвергались усиленной коррозии. 10R серии коррозии для достижения четырех государств ущерба. 8R и 12R серии были протестированы на двух государств ущерба. Серия 10Т и 10IT прошли испытания на три государства ущерба. Государство соответствует луч, не коррозионных повреждений. Ущерб государству B (света) соответствует целевой номинальной равномерного поперечного сечения потерь в размере 12% за стремена. Ущерб государству C (умеренный) соответствует целевой единый раздел, потеря 20%. Окончательный ущерб государству D (тяжелая) соответствует целевой единый раздел потери около 40%. Локализованные разделе потери могут быть значительно больше, чем равномерная потеря области. Образцы и соответствующие им коррозионного состояния ущерба приведены в таблице 1.
Ускоренной коррозии процесс был проведен с использованием коррозии ячейки пройти тока через стремена в пределах испытательной службы. Коррозионная ячейка состояла из 14 оцинкованной сетки проволоки 6 мм (1 / 4 дюйма) проволоки расстояние в обе стороны, выступающей в качестве катода. Mesh был сделан на стенки и дно балки. Стремена, 13 мм (№ 4) арматурного проката, выступал в качестве анода и были связаны параллельно с постоянным током. Смачивают полотенце, хлопок был помещен между оцинкованной сетки и бетонной поверхности, чтобы обеспечить электрический контакт. Хлопкового полотенца также позволило кислорода диффундируют к конкретному. Автоматизированная насосы распространен водой образца для поддержания смачивания и сушки циклов. Схема коррозии ячейке показано на рис. 4. Текущий был впечатлен через стремена при постоянной плотности тока. Плотность тока и коррозии исследования продукта на отдельных арматурного проката образцов встроенных в цилиндры были проведены, чтобы выбрать плотность тока 0,6 мА / см ^ SUP 2 ^ (9,83 мА / в. ^ ^ SUP 2) .18 Эта величина при условии достаточно быстро коррозии раз при генерации продуктов коррозии, аналогичные тем, которые наблюдались в этой области.
Величина тока, проходящего через стремена был обновляется ежедневно, используя закон Фарадея для поддержания плотности тока даже арматурного проката в области было сокращено из-за коррозии. Количество времени, чтобы произвести коррозии колебалась от 35 дней для легкого вреда (Государства В) на 169 дней для серьезного ущерба (государственный D) ..
Структурное тестирование
После пучков достигли цели коррозионного состояния повреждения, они были удалены от коррозии клеток и испытаны на провал. Балки были испытаны в четыре точки изгиба с погрузки расстоянии 305 мм (12 дюймов) друг от друга. Нагрузка была измерена с 1330 кН (300 кип) грузоподъемностью ячейку помещается между пучка разбрасыватель и гидравлического цилиндра. Перемещение в середине пролета пучка измерялась при middepth раздела. Деформация поддерживает измерялась с помощью перемещения преобразователей укладывать на опорные плиты. Поддержка деформации были затем вычитается из середине пролета перемещения для определения деформации образца. Бетонные напряжений, арматурного проката stressess, конец поворотов, а трещины шириной были также обнаружены. Crack ширины были измерены три пути: смещение Датчики устанавливаются в испытательном службы по диагонали для измерения деформаций в диагональной секции, отдельных преобразователей перемещения были установлены через диагональные трещины, как только они образуются, и с визуальной компаратора трещины на каждого шага нагрузки.
Установки испытания и размещение приборов на рис. 5. Загрузка вперед с двух начальных упругих циклов от 0 до 44 кН (от 0 до 10 KIPS), чтобы обеспечить данные были должным образом приобрел. После проверки сбора данных, увеличения нагрузки монотонно до отказа. Идет загрузка прерывается в 111 кН (25 койка) интервалов для маркировки и меры трещины ..
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
Visual ущерб от коррозии
Наиболее распространенным методом для оценки ущерба, причиненного структурных элементов через визуальные средства подготовку и знающие специалисты. В процессе ускоренной коррозии, трещин производится от коррозии были намечены и регистрируется. Области расслоения и сколы были также зарегистрированы. Перед проведением испытаний все лучи получили окончательной проверки и были оценены в соответствии Орегон Департамента транспорта США (ОДОТ) мост инспекционной Pocket кодирования Guide19, что соответствует национальным инспекции моста (НБР) guidelines.20 Чтобы обеспечить в рейтинге лаборатории образца в соответствии с поля практики, персонал ОДОТ инспекции, предусмотренных независимой оценки для исходных образцов. Элементы, которые были рассчитаны на данном исследовании связаны с пучком элементы только и включены: Пункт № 12, конкретные палубе голые; Пункт № 110, открытые балки / пучка; Smart Флаг № 358, палуба растрескиванию; Smart Флаг № 359 , потолок крекинга и НБР Пункт № 59, надстройки. Ключевые оценки, представленные здесь, по пункту № 110 и УП Пункт № 59. Рейтинг по пункту №
110 варьируется от 1 до 4, где 1 или почти никаких повреждений и 4 представляющие передовые ухудшения. НБР Пункт № 59 значений рейтинг диапазоне от 9 до 0, с 9 представляющих отличном состоянии и представляющих 0 удалось состоянии. Все элементы, за исключением пункта № 12, присваивается номер, а затем процент, который представляет собой область, затронуты. Пункт № 12 только оценен в номер. Например, пучок с огромный ущерб только половина пролета будет рассчитан на 110 Пункт № 4 к 50%. Рейтинг дается каждому образцу и диапазон номинальных значений приведены в таблице 1 ..
Рейтинги, присвоенные каждому из пучков были достаточно последовательны для различных коррозионных повреждений пучков, как показано в таблице 1. Хотя встроенный стремена в образцах претерпела существенные коррозионных повреждений (на основе мониторинга ток, проходящий через каждую стремя), рейтинг значения для образцов не были серьезными. Низкий УП Пункт № 59 рейтинг, которое дано было был 4 / 3. Этот образец, 10ITD, был областях откола со значительным отслоений и тяжелой ржавчины окрашивания. Большинство коррозии пучков получили № Статья 59 рейтинг 5 или 4. Рейтинг характерные для Пункт № 110 3 на 100% за коррозии образцов. Данный рейтинг указал признаки коррозии присутствовал на рабочем участке.
Для разных уровнях ущерба от коррозии, никаких существенных зрительной дифференцировки наблюдалось различие потенциал сокращения в структурных мощностью от умеренно сильно поврежден стремя образцов (количество стремя ущерба для образцов оценивалась путем контроля тока в стременах и применения Фарадея Закона). Все поврежденные образцов проявляется примерно такой же общий уровень визуальной коррозионно-бедствия связанные с большим покрытия трещин, отслоений и ржавчины окрашивания. Присвоило рейтинги не будет четко указано, производительность различия между образцами. Важно отметить, что коррозия на изгиб стальной было предотвращено для образцов. В-служба элементы как правило, имеют коррозии и прочность на изгиб и сдвиг арматурной стали. В результате коррозии и может привести к тяжелым откола, трещин, ржавчины и пятен и, скорее всего, дальнейшее снижение рейтинга визуального осмотра. Несоответствие между структурными производительность и визуальное рейтинг, однако, скорее всего, остаются ..
На основе регулярных визуальных проверок, трещин из-за коррозии, было документально для каждого из образцов. Наблюдаемые коррозионного растрескивания модели были неизменными для всех образцов. Первоначально, трещины произошло в фасции пучка, а затем распространяются вдоль ствола лицом к верхней и нижней частях света. На основании всех образцов, первоначальный крекинг произошел в средней номинальной потери части 2,9%, на основе закона Фарадея. В качестве исходной трещины росли, дополнительные растрескивание произошло около стремена формирования клиновидной начальной сколы. Продольная трещина распространяется на или вблизи расположения продольной стали, хотя изгиб стали не разъедают. Типичные трещин и расслоения структуры показаны на рис. 6 в суровых ущерб государственным испытаниям. Широкий коррозионно-индуцированной трещины зарегистрированы до начала структурных испытания 1 мм (0,04 дюйма). Несмотря на значительную площадь поперечного сечения потерь, обширные покрытия трещин, отслоений и ржавчины окраски, никаких серьезных откола произошло. Зондирование конкретные регулярно проводятся нажав поверхности с помощью молотка.
Значительные площади расслоения были отмечены, но достаточно участках контакта остается держать трещины конкретные крышку. После структурной испытания, испытания образцов была вскрыта и количество коррозионных повреждений бетона определяется в зависимости от объема внутренней ржавчины окрашивания. Ущерб от коррозии бетон был заключен на крышку, а основные области остались нетронутыми. На основании наблюдаемых ржавчины окраски, считается, что большая часть покрытия конкретных фактически delaminated, хотя некоторые связи подчеркивает, возможно, удалось разработать между стременах и бетонного ядра и частично связан бетона ..
Структурные производительности
Прямоугольные пучков Ключевые структурные величины ответа для каждого из образцов, испытанных приведены в таблице 2. Крекинг модели на конечной приведены на рис. 7 с тяжелым линия, изображающая провал трещины. Нагрузки перемещения ответы на прямоугольных пучков приведены на рис. 8 (а), (б) и (с) для образцов с 203, 254 и 305 мм (8, 10 и 12 дюймов) стремя расстояние, соответственно. Два механизма неудачи были замечены: сдвига при сжатии для слегка коррозии образцов (ущерб уровня А и В) и стремя, разрушения (повреждения уровня C и D). Образцы 8rd показал силу потери в размере 20% и снижение деформации при предельной нагрузки 37% по сравнению с uncorroded образца. Потеря прочности было 12, 19 и 30% для 10RB образцов, 10RC и 10rd, соответственно, по сравнению с аналогичным неповрежденным пучка. Сокращение деформации при максимальной нагрузке составляет 21, 36 и 33%, на 10RB образцов, 10RC и 10rd, соответственно, по сравнению с неповрежденными пучка. Образцы 12RD показал силу потери 10,5% и деформации потенциала потери 18%.
Пример диагонального деформаций в один из двух регионов инструментальной показано на рис. 9. Образцы 8RA (неповрежденных образца) показали признаки диагональных трещин при нагрузке меньше, чем у образца 8rd (сурово коррозии образца). Эта тенденция наблюдается во всех образцов, испытанных. Sheardiagonal ответ деформации uncorroded выставлены образцы высшего напряжения после диагональной растрескиванию, чем коррозии образцов, как показано на рис. 9 и 10 ..
Образцы были рассмотрены после аварии для оценки коррозионно-индуцированного повреждения бетона и стали. Коррозионных повреждений отличался от нагрузки воздействию в основе ржавчины окрашивания. Для плотно расположенные стремена (203 мм [8 дюйма]), крышка растрескивания от коррозии на отдельных стремена перекрываются, и большинство из боковой крышки был delaminated. Бетонные ущерба для промежуточного расстояния стремени (250 мм [10 дюймов]), показали, что коррозионно-индуцированного растрескивания покрытия на отдельных стремена просто перекрываются в формируемой поверхности с клиновидной расслоения в боковую крышку. Для широко расставленные стремена (305 мм [12 дюймов]), растрескивание был локализован вдоль ногу в стремя, мало взаимодействия между соседними сколы не наблюдалось. Из-за отсутствия перекрытия конкретные повреждения покрытия на широко расставленные стремена, за вычетом покрытия откола можно ожидать, и можно иметь коррозионных повреждений основных стремена, которые не могут производить значительные видимых повреждений поверхности. Измеренная ширина трещины не существенно различаться между различными образцами, за исключением случаев, когда диагональные трещины расположен очень близко к локально-уменьшенная площадь стремя ногу (образец 10RC).
Crack были шире ширины для коррозионных повреждений образцов, чем наблюдаемые в неповрежденных образца, хотя нагрузки были ниже. Это, вероятно, из-за местных податливость стремена по сниженным областях в сочетании с нарушение сцепления в стремя ноги. После неудачи, стремена через неудачи трещины (два или три стремена), были сняты, чтобы определить форму и локального минимума площади поперечного сечения ..
Перевернутый-T и T-пучков нагрузки перемещения поведения для T и перевернутого Т-балок с 254 мм (10 дюйма) стремени расстояния приведены на рис. 11 (а) и (б). Uncorroded образцов и образцов 10ITC выставлены сдвига сжатия неудач, а все остальные коррозии образцов удалось на стремя разрушения. Нагрузка индуцированных диагональные трещины напряжения в сети стала горизонтальной и распространяется по стволовых фланец интерфейс для коррозии образцов перевернутой-T. Для T-серии, образцами 10TD проявляли силу потери лишь 6%, а образцов 10TC показал способность потери 26% по сравнению с неповрежденных экземпляров. Образцы 10TC показал убыток деформации потенциала 38%, а образцов 10TD показали каких-либо существенных потерь в пластичности, по сравнению с неповрежденных экземпляров. Мощность потерь умеренно поврежденных Т-пучка (C ущерб) был выше, чем серьезно повреждены образца (D ущерба) в результате последовательных стремена с места максимальной площади поперечного сечения потерь совпадающие с расположением диагональные трещины ..
Перевернутый-T выставлены образцы прочность потенциала потери от 5 до 42% государств за ущерб, C и D, соответственно, по сравнению с неповрежденными пучка. Образцы 10ITC выставлены 9% снижения деформации при максимальной нагрузке в то время как 10ITD образцов показал 24%-ное снижение деформации при максимальной нагрузке по сравнению с неповрежденными образца. Пример диагонального деформаций в один из двух регионов инструментальной показано на рис. 10. Как видно из этого рисунка, при развитии диагональные трещины в Интернете, трещины стали достаточно широк с небольшим увеличением приложенной нагрузки. Это было вызвано значительным, местно уменьшена областях стремя, расположенных вдоль пути диагональные трещины в стебле. Это еще раз показывает, что лучи с последовательным локализованных коррозионных повреждений стремена могут не достаточно резко и значительно сократить возможности при образовании диагональные трещины в Сети бетона. Важно отметить, что характеристики этого образца на основе глобальной оценки членов, используя визуальные коррозии связанных бедствия не было выявлено более высоким потенциалом уменьшились структурные производительность, чем другие образцы поврежденных коррозией ..
Коррозии наблюдается в тканях и в форме перевернутой T-T пучков была аналогична наблюдаемой для серии 10R. Палубе часть лучей развитых трещины от коррозии стремена, но не расслаивания или отслаивание было отмечено в колоде плиты.
Оценки остальных области стремена
После проведения тестирования, стремена, расположенных в регионе неудачи были удалены из образца для определения фактической суммы потерь площадь сечения и степени поражения коррозией. После удаления стременах ноги были сокращены на управляемые части (длиной около 406 мм [16 дюймов]) и очищены в соответствии с ASTM G1-99,21 Все повреждения государств выставлены важные области, изъязвление. Ущерба для легкой коррозии (ущерб государству B), как правило только локализованные потери разделе. Такая же тенденция наблюдалась умеренная коррозии (ущерб государству C) с некоторой потерей единый раздел. Сильной коррозии (ущерб государству D) показал значительное локализованы и единообразное сечение потерь, а в некоторых случаях полная потеря раздел не наблюдалось. На всех стремена, коррозии индуцированных площадь поперечного сечения потерь было сосредоточено на наружные части панели. Раздел потери также в целом больше на или вблизи изгибов на стременах (верхней и нижней дуги). Для легкой и умеренной образцов, коррозии часть потерь была сосредоточена на продольных ребра.
Для умеренных и серьезно повреждены образцов, коррозии продолжал на этом месте в сочетании с равномерной коррозии в других местах. Локально значительные потери в стремя площадь поперечного сечения наблюдалось, как показано на рис. 12. Перелом ноги в стремени произошли в этих районах значительные потери локализованной области ..
Коррозионных повреждений была количественно определить как форму и локального минимума площади поперечного сечения. Равномерное разделе потерь определяется весовым методом, а местные минимальная площадь определяли с помощью контура gauge.22 Использование контурный калибр допускается прямое измерение неоднородном по периметру для коррозии арматуры и минимальной области были определены путем передачи контура фигуры графа бумага, сканирование изображений, а также на ввоз их в коммерчески доступных компьютерной разработки program.23 Процент разделе потерь был рассчитан на основе номинальной площади на 13 мм (№ 4) (126 мм2 [0,2 IN2]) бар. Измеренных площадей представлены в таблице 3. Как видно из этой таблицы, размер раздела потери могут быть совершенно разными в зависимости от выбранного измерения. В некоторых случаях, стремя может показать небольшой убыток единый раздел, но могла быть локализованной области тяжелой потерей разделе. В качестве примера, образца 10TC провалились из-за разрыва двух хомутов в местах крайней разделе убытков. Луч представляет собой промежуточное состояние ущерба, а при количественной разделе потерь основаны на единой значение Раздел потери были 21 и 18% для Stirrups S1 и S2, соответственно.
ВЫВОДЫ
Исследовательской программы по изучению структурных выполнения Конвенции о правах ребенка пучков с коррозионных повреждений встроенного сдвига арматуры проводилась. Структурные производительность для различных уровней коррозии была определена и усиление потери бар раздел количественно. На основании этого исследования можно сделать следующие выводы были сделаны:
1. Визуальный осмотр конкретных членов, обладающих коррозионной вложенных арматурной стали, которые полагаются на общие и общая характеристика повреждений членам уровне, не может адекватно указывают фактическое структурных исполнении бюджета, который в значительной степени зависит от местных и последовательного ущерба;
2. Инспекции структур для коррозионных повреждений в районах с высоким уровнем сдвига должна быть направлена на выявление последовательных стремена с ограниченной стремя сечения и соответствующие остальные районы эти стремена, а не общего общей визуальной бедствия;
3. Коррозия стремена производства неоднородной потери раздел по длине хомутов. Значительный ущерб местным коррозия наблюдается, особенно на высших коррозионного состояния ущерба. Уменьшена районов стремена привести к локализованным приносит и снижение пластичности. Переломы стремена произошло в сильно ржавые местах, ограничивая тем самым прочность и деформации потенциала;
4. Стеррап расстояние изменили степень повреждения бетона от расширения продуктов коррозии. В районах, плотно расположенные стремена, крышка крекинга дублирования и вызывает большие площади расслаивания и / или сколов. Когда стремена являются широко расставленные, ущерб для бетона может быть более локализованы;
5. Из-за отсутствия дублирования конкретных повреждения покрытия на широко расставленные стремена, растрескивание может не произойти, и, таким образом, выявление коррозионных повреждений основных стремян может быть трудно, используя только визуального осмотра;
6. Диагональ растрескивания конкретных веб произошло при меньших нагрузках uncorroded образцов. Тем не менее, ущерб от коррозии снижает способность стремена, чтобы ограничить диагональные трещины, после начала, и
7. Конвенция о правах ребенка балок со значительным стремя коррозии и локализованных площадь поперечного сечения потерь может не круто на диагональных трещин конкретного ядра.
Авторы
Это исследование было профинансировано Орегон Департамента транспорта и Федерального управления шоссейных дорог. С. Солтесс был координатором научных исследований и его помощь с благодарностью. J. Суонстром, ОДОТ Регион 2 моста инспектора, при условии указания относительно условий оценки. Г. Холкомб, С. Крамера, Б. Ковино младший, С. Буллард, М. Ziomek-Мороз, С. Маттес Департамента Олбани энергетических исследований в Центре служат руководством для проектирования и строительства ускоренной коррозии клеток, хлорид пороги образцов, а также уборка коррозионного повреждения стремена. Т. Potisuk гонконгских Локнер, Салем, Oreg. Оказал содействие в лаборатории испытаний, проведенных в Университете штата Орегон. Результаты и выводы являются мнениями авторов и не обязательно отражают точку зрения авторов проекта или лица признали.
Ссылки
1. Кох, GH; Brongers, ПНД; Томпсон, Н.; Virmani, YP и плательщика, JH, "Защита от коррозии Стоимость и превентивных стратегий в Соединенных Штатах", доклад № ФАД-RD-01-156, Федеральное управление шоссе департамента США транспорта, Вашингтон, 2002, 773 с.
2. Юнович, М., Томпсон, национальная гвардия "Защита от коррозии автодорожных мостов: Экономические последствия и управления методологии," Бетон International, V. 25, № 1, январь 2003, с. 52-57.
3. Ковино, BS; Крамер, SD; Холкомб, GR; Буллард, SJ и HM Laylor ", Postmortem из Ошибка мост" Бетон International, В. 21, № 2, февраль 1999, с. 39-45.
4. Крамер, SD; Ковино, BS; Буллард, SJ; Холкомб, GR; Рассел, JH, Нельсон, FJ; Laylor, HM и М. Солтесс, "Защита от коррозии и восстановления Стратегии для железобетонных мостов Прибрежные", цементных и бетонных композитов, 24 В., 2002, с. 101-117.
5. Американская ассоциация государственных служащих с автострадой, "Стандартная спецификация для автодорожных мостов", 6-е издание, AASHO, Вашингтон, DC, 1953.
6. Крамер, SD; Ковино-младший, BS; Холкомб, GR; Буллард, SJ; Dahlin, CL; Саммерс, Калифорния; Laylor, HM и Солтесс, М., "Оценка Роки-Пойнт Виадук бетона Beam-Заключительный доклад" Проект СРП 381, штат Орегон Департамента транспорта и Федеральное управление шоссе, ФАД-ИЛИ-RD-00-18, июнь 2000, 80 с.
7. ACI Комитет 222 "Коррозия металлов в бетоне (ACI 222R-96)," Американский институт бетона, Фармингтон штат Мичиган, 1996, 30 с.
8. Bentur, A.; Diamond, S.; Берке и Н. С. коррозии стали в бетоне, E
9. Кей, T., оценка и ремонт железобетонных конструкций, Longman Научно
10. 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.
11. Almusallam А.А., Аль-Gahtani, AS; Азиз, AR; Дахиль, FH и Rasheeduzzafar, "Влияние коррозии арматуры на изгиб Поведение из бетонных плит," Журнал материалы в строительстве, т. 8, № 3, 1996 , с. 123-127.
12. Кабрера, JG, "Ухудшение бетона В связи с арматурной стали коррозии", цементных и бетонных композитов, V. 18, 1996, с. 47-59.
13. Amleh Л., и Мирза, S., "Защита от коррозии влияние на смычке стали и бетона", ACI Структурные Journal, V. 96, № 3, май-июнь 1999, с. 415-423.
14. Stanish, K.; Хутон, RD и Pantazopoulou, SJ; "коррозионного воздействия на прочность железобетона," Структурные ACI Journal, V. 96, № 6, ноябрь-декабрь 1999, с. 915-921.
15. Almusallam, А. А. Влияние степени коррозии на свойства арматурной стали бары, "Строительство и строительные материалы, V. 15, 2000, с. 361-368.
16. Палссон Р., Мирза, MS, "Механические Ответ Коррозия арматуры брошенной железобетонный мост", ACI Структурные Journal, В. 99, № 2, март-апрель 2002, с. 157-162.
17. AASHTO T 260-94 "Отбор проб и тестирования на хлорид-ионов в бетонной сырье," Стандартные спецификации для транспорта Материалы и методы отбора проб и тестирования, 17 Edition, часть II-тесты, 1995.
18. Хиггинс, C.; Фэрроу, WC; Potisuk, T.; Миллер, TH; Yim, CS; Крамер, SD; Ковино-младший, BS; Холкомб, GR; Буллард, SJ; ZiomekMoroz, M.; и Маттес, SA , "Shear оценку потенциала CorrosionDamaged железобетонных балок," Проект 381 СРП, штат Орегон Департамента транспорта, 2003.
19. Орегон Департамента транспорта, "Pocket мост инспекционной кодирования руководство" Орегон Департамента транспорта, Салем, Oreg., 2001.
20. Федерального управления шоссейных дорог ", записи и кодирования Руководство по инвентаризации и оценке Структура мостов нации", доклад № ФАД-PD-96-001, Вашингтон, DC, 1995.
21. ASTM G 1-99, "Стандарт практики для подготовки, очистки и оценки коррозии образцов испытаний", 1996 Книга Стандарты ASTM, раздел 1: продукция черной металлургии, В. 3,02, 2001, с. 9-21.
22. Фэрроу, WCF III ", Shear оценки потенциала поврежденных коррозией железобетонных балок," MS тезис, Департамента по гражданским, строительства и инженерной экологии, Oregon State University, Covallis, Oreg., 2002.
23. Intergraph Corporation, SmartSketchLE версии 3,0, Хантсвилл, штат Алабама, 1999.
Входящие в состав МСА Кристофер Хиггинс доцент структурной инженерии в Департамент по гражданским, строительстве и экологической инженерии Университета штата Орегон, Корвалис, Oreg. Он получил от ОЧЭС Marquette University, Милуоки, штат Висконсин, его MS из Техасского университета в Остине, Остин, Техас, а также докторскую степень от университета Лихай, Бетлхем, Pa Его научные интересы включают в себя оценку и восстановления железобетонных мостов .
Входящие в состав МСА Уильям Фэрроу III является структурным инженером Ганнетт Флеминг инженеров и архитекторов, PC, Нью-Йорк, Нью-Йорк он получил степень бакалавра Университета Кларксона, Потсдам, штат Нью-Йорк, и его MS от Oregon State University.