25302

امكان سنجي ارائه سيستم پايش سلامت سازه با استفاده از نسل جديد سنسورهاي تشخيص شروع خوردگي ميلگرد دراثر نفود يون كلر

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش مديريت ساخت

شهريور 1400

دكتر علي اكبرشيرزادي جاويد

مهندسي عمران

در بحث پايش سرلامت سرازههاي بتني، خوردگي ميلگرد در بتن از مهمترين رسريبهاي منجر به زوال سازههاي بتني ميبا شد. به غير از ا ستاندارد ASTM C-876 كه تنها پتان سيل و احتمال شروع خوردگي را برر سي مينمايد، ا ستانداردهاي ASTM G-59 و ASTM G-5 نيز رزمايش مقاومت نطبش و نطبش رندي ا ستيل 340 در محلول ا سيد سولفوريك در شرايو رزماي شگاهي ميباشررد.جريان خوردگي ميلگرد در خارج از بتن، در مواردي 10 برابر بزرگتر از جريان ميلگرد در داخل بتن اندازه گرفته شررده اسررت. براي تعيين دنيق جريان خوردگي پايش مسررتمر خوردگي ميلگرد در بتن امري اجتناب ناپذير ميباشرررد. با ثبت روند تغييرات پتانسررريل و جريان خوردگي تشررخيص فعال يا غيرفعال بودن و ترسرريم دنيق روند رندي ميلگرد در طول زمان پيش بيني نرخ خوردگي دنيق در سال مقدور خواهد گرديد. همچنين تشخيص شدت جريان وانعي خوردگي در هر زمان مورد نياز، به منظور محاسرربه ضررخامت كاهش يافته در ميلگرد و تعيين وضررعيت سررازه امكانپذير ميگردد. يكسرران نبودن روند خوردگي ميلگرد در بتنهاي مختلف و متغييرهاي متعدد محيو خوردگي، باعث گرديده كه تا كنون ا ستانداردي براي تعيين شدت خوردگي ميلگرد در بتن مشخص نشده باشد. در اين تحقيق سنسور مبتني بر استانداردهاي اينترنت اشيا نابل نصب درون بتن به منظور پايش پتانسيل و شدت خوردگي و فشار ناشي از توليد محصولات خوردگي ساخته شده و مورد رزمايش نرار گرفته ا ست. با ر سيدن به احتمال خوردگي 90% و افت پتان سيل نمونههاي بتني به 275- ميليولت در مقايسررره با كالومل نقره/كلريد نقره طبق رزمون نيم سرررلول، پتانسررريل خوردگي اندازهگرفته شررده با الكترود شرربه مرجع فاز جامد 120- ميليولت بوده اسررت. نتايج دريافتي از سن سور ساخته شده در سنجش پتان سيل خوردگي حداككر 2 ميليولت و در اندازهگيري چگالي جريان خوردگي در نمونههاي بتني حداككر 0.8 ميكرورمپر با نتايج دستگاه پتانسيواستات اختلاس داشته است. سنجش فشار ناشي از توليد محصولات خوردگي توسو سنسور پيزو مقاومتي بررسي شده است. اين سنسور نادر به اندازهگيري فشار ناشي توليد محصولات خوردگي در سطح ميلگرد با ح سا سيت بالا تا ف شار 0.5 مگاپا سكال ميبا شد. با پايش ف شار خوردگي، پي شگيري از گ سترش تركها و تخريب بتن امكانپذير مي شود. ت شخيص و تفكيك جريان خوردگي حفرهاي از خوردگي يكنواخت در ميلگرد كارگذاشته شده درون بتن و در نتيجه تشخيص دنيق مساحت سطح خورده ز شده در رزمايش مقاومت نطبش بسيار دشوار ميباشد. محاسبه دنيقتر شدت خوردگي و ضخامت كاهش يافته در ميلگرد توسو رزمايش مقاومت نطبش، با تشخيص و تفكيك فشار در سطح خورده شده از سطح سالم ميلگرد توسو سنسور فشار خوردگي امكانپذير ميگردد.

1400/07/16

Feasibility study of providing a structural health monitoring system using the new generation of rebar corrosion detection sensors due to chloride ion penetration

9/22/2022 12:00:00 AM

in the discussion of monitoring the health of concrete structures, rebar corrosion in concrete is one of the most critical damages leading to the deterioration of concrete structures. Apart from ASTM C-876, which only examines the potential for corrosion, ASTM G-59 and ASTM G-5 also test the polarization and polarization resistance of anode 340 in sulfuric acid solution in vitro. Rebar corrosion flow Outside the concrete In some cases, it is measured 10 times larger than the flow of rebar inside the concrete. Continuous monitoring of corrosion of rebar in concrete is inevitable to determine the corrosion flow accurately. By recording the trend of changes in potential and corrosion current, it will be possible to diagnose active or inactive and accurately draw the anodic trend of the rebar while predicting the exact corrosion rate per year. It is also possible to detect the intensity of the actual corrosion current at any time required to calculate the rebar's reduced thickness and determine the condition of the structure. The non-uniform corrosion process of rebar in different concretes and various variables of corrosion environment has caused that so far, no standard has been determined to determine the severity of rebar corrosion in concrete. In this research, sensors based on IoT standards installed inside concrete have been developed and tested to monitor the potential and intensity of corrosion and pressure caused by the production of corrosion products. According to the half-cell test, the corrosion potential measured with the solid phase quasi-reference electrode was measured with a corrosion probability of 90% and a potential drop of concrete specimens to -275 mV compared with silver/silver chloride calomel -120 mV. The results obtained from the sensor in measuring the corrosion potential up to 2 mV and in measuring the corrosion current density in concrete samples up to 0.8 μA differed from the results of the potentiostat device. A piezo-resistance sensor has investigated the pressure measurement caused by the production of corrosion products. This sensor can measure the pressure caused by corrosion products on the rebar surface with high sensitivity up to a pressure of 0.5 MPa. By monitoring the corrosion pressure, it is possible to prevent the spread of cracks and the destruction of concrete. It is challenging to detect and separate the corrosion flow of pitting from, and uniform corrosion in the rebar embedded in the concrete and, therefore, accurately identify the corroded surface area in the polarization resistance test. More accurate calculation of corrosion intensity and reduced thickness in rebar by polarization resistance test is possible by detecting and separating the pressure on the corroded surface from the healthy surface of the rebar by the corrosion pressure sensor.

خوردگي ميلگرد، سن سور ت شخيص پتانسيل و شدت خوردگي ميلگرد ، سنسور تشخيص شروع فشار خوردگي، الكترود شبه مرجع فاز جامد بر پايه سيمان، حمله كلر

Rebar corrosion, potential, and intensity corrosion detection sensor of rebar, Corrosion pressure initiation sensor, Cement-based solid-phase pseudo-reference electrode, Chloride attack