view in publisher's site

Reinforced concrete structures: A review of corrosion mechanisms and advances in electrical methods for corrosion monitoring

Highlights•Non-uniform corrosion is expected irrespective of the depassivation mechanism.•Corrosion rate is mainly dependent on water content, temperature and pore-size distribution.•Concrete resistivity affects the current distribution when measuring corrosion rate.•Electrical tomography is of prime interest to account for concrete heterogeneity.•Monitoring of non-uniform corrosion in four-electrode configuration is promising.AbstractSteel corrosion is the main cause of deterioration of reinforced concrete (RC) structures. We provide an up-to-date review on corrosion mechanisms and recent advances in electrical methods for corrosion monitoring. When assessing corrosion mechanism, the inherent heterogeneity of RC structures and the significant effect of environmental factors remain major issues in data interpretations. The steel surface condition and local inhomogeneities at the steel–concrete interface appear to have an important effect on corrosion initiation. Considering uniform corrosion in atmospherically exposed RC structures, the two main influencing factors of the corrosion process are the water content and the pore structure at the steel–concrete interface. However, irrespective of the depassivation mechanism, i.e. carbonation or chloride-induced corrosion, non-uniform corrosion is expected to be the main process for RC structures due to local variations in environmental exposure or the presence of interconnected rebars with different properties. Future studies may then be focused on their effect on macrocell corrosion to gain further insights in the corrosion mechanisms of RC structures.Concerning corrosion monitoring using electrical methods, the half-cell potential technique with potential mapping is accurate for locating areas with a high corrosion risk. Recent developments in the measurement of concrete resistivity have shown that the use of electrical resistivity tomography allows to consider appropriately the inherent heterogeneity of concrete and provides more insights on transport phenomena (e.g. water and salts ingress) in the material. Nevertheless, during the corrosion propagation stage, the polarization resistance remains the most important parameter to be determined as it provides quantitative information of the corrosion rate. If conventional three-electrode configuration methods can supply an accurate determination in the case of uniform corrosion, they often fail in the case of macrocell corrosion in field experiments. Recent advances have shown that a four-electrode configuration without any connection to the rebar can rather be used for the non-destructive testing and evaluation of corrosion. If studies are still required to quantify the corrosion rate, this method appears sensitive to localized corrosion and thus more suitable to field investigations. Finally, the coupling of numerical simulations with complementary electrical and other non-destructive testing methods is essential for consolidating the results to provide a better diagnosis of the service life of RC structures.

سازه‌های بتنی مسلح: مروری بر مکانیسم‌های خوردگی و پیشرفت‌ها در روش‌های الکتریکی برای پایش خوردگی

نکات برجسته * خوردگی غیر یکنواخت بدون توجه به مکانیزم پسیواسیون انتظار می‌رود. * نرخ خوردگی عمدتا به محتوای آب، دما و توزیع اندازه منافذ بستگی دارد. مقاومت بتون بر توزیع جریان هنگام اندازه‌گیری نرخ خوردگی تاثیر می‌گذارد. * توموگرافی الکتریکی برای در نظر گرفتن عدم تجانس بتن بسیار مورد توجه است. * نظارت بر خوردگی غیر یکنواخت در پیکربندی چهار الکترودی، تعهد است. خوردگی فولاد زنگ نزن علت اصلی خرابی سازه‌های بتن مسلح (RC)است. ما مروری به روز بر مکانیزم‌های خوردگی و پیشرفت‌های اخیر در روش‌های الکتریکی برای نظارت بر خوردگی ارائه می‌کنیم. هنگام ارزیابی مکانیزم خوردگی، ناهمگونی ذاتی سازه‌های RC و تاثیر قابل‌توجه عوامل محیطی، مسائل مهمی در تفسیر داده‌ها باقی می‌ماند. به نظر می‌رسد شرایط سطح فولاد و غیر همگن بودن موضعی در سطح مشترک فولاد - بتن، تاثیر مهمی بر آغاز خوردگی دارند. با در نظر گرفتن خوردگی یکنواخت در سازه‌های RC در معرض اتمسفر، دو عامل اصلی تاثیر گذار بر فرآیند خوردگی، محتوای آب و ساختار منافذ در فصل مشترک فولاد - بتن می‌باشند. با این حال، صرف‌نظر از مکانیزم پسیواسیون، به عنوان مثال کربناته شدن یا خوردگی ناشی از کلرید، انتظار می‌رود که خوردگی غیر یکنواخت، فرآیند اصلی برای سازه‌های RC به دلیل تغییرات محلی در تماس محیطی یا حضور میله‌های متصل با ویژگی‌های مختلف باشد. مطالعات آینده ممکن است بر روی اثر آن‌ها بر روی خوردگی ماکروسل متمرکز شود تا دیدگاه‌های بیشتری در مورد مکانیزم‌های خوردگی سازه‌های RC به دست آید. نظارت بر خوردگی با استفاده از روش‌های الکتریکی، تکنیک پتانسیل نیم سلول با نگاشت پتانسیل برای یافتن نواحی با خطر خوردگی بالا دقیق است. پیشرفت‌های اخیر در اندازه‌گیری مقاومت ویژه بتن نشان داده‌است که استفاده از توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی امکان در نظر گرفتن مناسب ناهمگونی ذاتی بتن را فراهم می‌کند و بینش‌های بیشتری را در مورد پدیده انتقال (برای مثال نفوذ آب و نمک)در ماده فراهم می‌کند. با این وجود، در مرحله تکثیر خوردگی، مقاومت پلاریزاسیون مهم‌ترین پارامتری است که باید تعیین شود زیرا اطلاعات کمی از نرخ خوردگی را فراهم می‌کند. اگر روش‌های متداول پیکربندی سه الکترودی بتوانند تعیین دقیقی را در مورد خوردگی یکنواخت فراهم کنند، اغلب در مورد خوردگی ماکروسل در آزمایش‌ها می‌دانی شکست می‌خورند. پیشرفت‌های اخیر نشان داده‌است که پیکربندی چهار الکترودی بدون اتصال به میلگرد می‌تواند برای تست غیر مخرب و ارزیابی خوردگی استفاده شود. اگر مطالعات برای تعیین کمیت نرخ خوردگی مورد نیاز باشند، این روش به خوردگی موضعی حساس بوده و بنابراین برای بررسی‌های می‌دانی مناسب‌تر به نظر می‌رسد. در نهایت، جفت شدن شبیه‌سازی‌های عددی با روش‌های الکتریکی مکمل و دیگر روش‌های تست غیر مخرب برای تحکیم نتایج برای تشخیص بهتر عمر مفید سازه‌های RC ضروری است.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Materials Science
  • ترجمه مقاله General Materials Science
  • مقاله علوم مواد عمومی
  • ترجمه مقاله علوم مواد عمومی
  • مقاله Civil and Structural Engineering
  • ترجمه مقاله Civil and Structural Engineering
  • مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • ترجمه مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • مقاله Building and Construction
  • ترجمه مقاله Building and Construction
  • مقاله ساختمان‌سازی و ساخت و ساز
  • ترجمه مقاله ساختمان‌سازی و ساخت و ساز
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.