25658

ارزيابي عملكرد خوردگي آرماتور در سيستم‌هاي تعميري دال‌هاي بتني با روش‌هاي تعمير موضعي و روكش

دكتري

عمران-مهندسي مديريت و ساخت

1399-1400

1400.08.26

پرويز قدوسي

علي اكبر شيرزادي جاويد

عمران

تعمير موضعي به‌عنوان يكي از روش‌هاي متداول تعمير ‌خرابي‌هاي موضعي ناشي از خوردگي ميلگرد در بتن مي‌باشد. افزايش نرخ خوردگي در اطراف ناحيه تعميري ناشي از تشكيل پيل گالوانيك بين ناحيه تعميري و بتن پايه به نام آند تكويني شناخته‌شده است. هدف از تحقيق حاضر بررسي اثر ملات هاي تعميري مختلف بر روي عامل هاي كنترل‌كننده جريان خوردگي ماكرو پيل ناشي از تعمير موضعي مي‌باشد. همچنين اثر بعد تعمير برخوردگي ماكرو پيل و نيز اثر هم‌زمان تعمير موضعي با اجراي روكش در تعمير موضعي دال‌ها بررسي‌شده است. براي اين منظور نمونه‌هاي بتني با يك ناحيه تعميري و با ابعاد آزمايشگاهي و همچنين نمونه‌هاي دال تعميري با ابعاد نسبتاً بزرگ‌تر ساخته‌شده است. از ملات هاي تعميري حاوي سيمان پرتلند معمولي، 5 درصد و 9 درصد ميكرو سيليس و ملات حاوي لاتكس به‌عنوان ملات هاي تعميري استفاده گرديد. جريان ماكرو پيل و پتانسيل الكتروشيميايي ميلگرد بتن پايه و ملات هاي تعميري برداشت‌شده و پارامترهاي الكتروشيميايي ملات ها به دست آمد. نتايج نشان مي‌دهد استفاده از ملات هاي تعميري حاوي ميكرو سيليس منجر به كاهش چشمگير در نرخ خوردگي ماكرو پيل در مرز تعمير گرديده است. همچنين در محدوده مقاومت الكتريكي 50 تا 500 اهم‌متر (در مناطق مرطوب ساحلي) همواره واكنش‌هاي كاتدي كنترل‌كننده جريان بود. ازاين‌رو استفاده ازملات هاي تعميري با درجه فعاليت كمتر در پارامترهاي الكتروشيميايي در تعمير موضعي دال‌ها پيشنهاد مي‌شود. همچنين نتايج نشان داد بعد تعمير بر روي نرخ خوردگي ماكرو پيل حداكثر در مرز تعمير تأثيري ندارد، اما مي‌تواند با افزايش تا 100 سانتيمتر موجب افزايش نرخ خوردگي متوسط در بتن پايه تا 130 درصد شود و بعدازآن ثابت مي‌ماند. افزايش نيروي محرك به‌عنوان عاملي تأثيرگذار موجب افزايش نرخ خوردگي ماكرو پيل گرديد. نتايج نشان داد كه در تعمير با سطح بزرگ‌تر همچنان نيرومحركه عامل كنترل‌كننده جريان ماكرو پيل مي‌باشد. دستيابي به نيرومحركه كمتر از 200 ميلي ولت براي ملات هاي تعميري باسيمان پرتلند معمولي و كمتر از 300 ميلي ولت براي ملات هاي تعميري حاوي ميكرو سيليس و لاتكس منجر به نرخ خوردگي ماكرو پيل كم (كمتر از 0.5 ميكرو آمپر بر سانتيمتر مربع) و ناچيز (كمتر از 0.1 ميكرو آمپر بر سانتيمتر مربع) در تعمير موضعي گرديد. استفاده از روكش‌هاي حاوي ميكرو سيليس، لاتكس و پلي اوره همراه با تعمير موضعي منجر به كاهش نرخ خوردگي در دال بتن پايه و همچنين در اطراف مرز تعمير گرديده است.

1400/09/16

Investigation of rebar corrosion in the repair of concrete slabs with patch and overlay repair methods

11/17/2022 12:00:00 AM

The damage due to rebar corrosion in reinforced concrete structures annually causes high costs for employers and disrupts the safety and operation of structures. The patch repair is one of the common methods to modify localized damage of reinforced concrete structures. In reinforced concrete structures, the increase in the corrosion rate in the vicinity of the repair zone, due to galvanic cell formation, is known as the incipient anode effect. This study aims to investigate the effect of different repair mortars on the controlling factors (Anodic and cathodic polarization and ohmic drop) of macro-cell corrosion current, induced by patch repair. Also, the effect of repair dimensions on the macro-cell corrosion rate in slabs concrete patch repair and the simultaneous effect of patch repair with an overlay on slabs repair have been investigated. The results show that electrochemical compatibility point of view, the repair mortars containing micro-silica leads to a significant reduction in macro-cell corrosion rate at the vicinity of the repair zone.Also for electrical resistivity between 50 to 500 ohm.Meter (such as coastal structure) always the cathodic reaction in the controlling macro-cell current is dominant. Therefore, the use of repair mortars with a lower electrochemical parameters activity in slabs patch repair is recommended. The results also show that the repair dimensions have no effect on the maximum macro-cell corrosion rate. But, the average macro-cell corrosion increase at least 130% with the rise in the repair dimension to 100 cm, and then, it remained constant. Increasing the driving force as an effective factor increases the macro-cell corrosion rate. Achieving a lower driving force is usually accompanied by removing most of the area contaminated with the chlorine ion around the damaged zone and increasing repair surface. Achieving a lower driving force despite the increase in the repair area would be an appropriate repair strategy. The driving force of less than 200 mV for ordinary Portland cement repair mortars and less than 300 mV for repair mortars containing micro-silica and latex results in negligible(<0.1µA/cm²) and low(<0.5 µA/cm²) macro-cell corrosion rates in patch repairs. The use of overlays containing micro-silica, latex, and polyurea along with patch repair leads to a reduction of corrosion rate in the substrate concrete slab as well as around the repair border.

تعمير موضعي، , آند تكويني , عوامل كنترلي خوردگي ماكروپيل , بعد تعمير , روكش

Patch repair , Incipient anode , Macro-cell corrosion controlling factor , Repair dimensions , Overlay