Estimation of extended durability of concrete members with galvanized steel reinforcement based on measured corrosion rates

• Autorzy: Jaśniok Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2022.6.1

Warianty tytułu

PL

Szacowanie wzrostu trwałości elementu betonowego z ocynkowanym zbrojeniem stalowym na podstawie pomiarów szybkości korozji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Protective coating of reinforcement extends the period of safe use of reinforced concrete structures. However, the available literature does not present any methods for reliable evaluation of extended durability of concrete members with galvanized reinforcement compared with conventional rebars without any protection. This paper proposes a simple method of comparative evaluation of durability on the basis of corrosion current density in the function of time measured with polarization (LPR and EIS) methods. After converting distribution of corrosion current density into distribution of corrosion rate CR indicator, accumulated corrosion loss of zinc coating on a rebar was determined by numerical integration of the surface under the distribution of the CR indicator in the function of time. Then, as further corrosion rate of zinc coating was predicted until dissolution of its thinnest fragment, the extended durability of reinforced concrete member was estimated. This extended time was a result of applying the protective coating of reinforcement in the form of hot-dip galvanisation.

PL

W wyniku zastosowania ochrony powłokowej zbrojenia w konstrukcjach żelbetowych istotnie wydłuża się okres ich bezpiecznego użytkowania. W literaturze przedmiotu nie wskazuje się jednak sposobów miarodajnej oceny wzrostu trwałości elementów betonowych z ocynkowanym zbrojeniem w porównaniu z tradycyjnie wykonywanymi elementami z prętami, w wypadku których nie zastosowano żadnej ochrony. W artykule zaproponowano prosty sposób porównawczej oceny trwałości na podstawie realizowanych w funkcji czasu pomiarów gęstości prądu korozyjnego metodami polaryzacyjnymi (LPR i EIS). Po przeliczeniu rozkładów gęstości prądu korozyjnego na rozkłady wartości wskaźnika szybkości korozji CR sumaryczny ubytek korozyjny powłoki cynkowej na pręcie zbrojeniowym wyznaczono przez numeryczne całkowanie powierzchni pod rozkładem wskaźnika CR w funkcji czasu. Następnie, prognozując dalszą szybkość korozji powłoki cynkowej do momentu roztworzenia jej najcieńszego fragmentu, oszacowano czas wydłużenia trwałości elementu żelbetowego dzięki zastosowaniu ochrony powłokowej zbrojenia w formie ogniowej powłoki cynkowej.

Słowa kluczowe

EN

reinforced concrete structures; concrete; reinforcing steel; hot-dip galvanisation; coating protection; corrosion of reinforcement; chlorides; indicator of corrosion rate; durability; prediction

PL

konstrukcje żelbetowe; beton; stal zbrojeniowa; cynkowanie ogniowe; ochrona powłokowa; korozja zbrojenia; chlorki; wskaźnik szybkości korozji; trwałość; prognozowanie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 6
• Strony: 172--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jaśniok Mariusz

• Department of Building Structures, Faculty of Civil Engineering, Silesian University of Technology

• https://orcid.org/0000-0002-7628-0710

Bibliografia

• [1] Liu Y., Ooi A., Tada E., Nishikata A. 2019. “Electrochemical Monitoring of the Degradation of Galvanized Steel in Simulated Marine Atmosphere”. Corrosion Science 147: 273–282. DOI: 10.1016/j.corsci.2018.11.013.
• [2] Pokorný P., Pernicová R., Tej P., Kolísko J. 2019. “Changes of Bond Strength Properties of Hot-Dip Galvanized Plain Bars with Cement Paste after 1 Year of Curing”. Construction and Building Materials 226: 920–931. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.147.
• [3] Jaśniok M. 2018. „Zabezpieczenie stali zbrojeniowej przed korozją w betonie metodą cynkowania ogniowego”. Przegląd Budowlany 89: 18–23.
• [4] Yasakau K.A., Giner I., Vree C., Ozcan O., Grothe R., Oliveira A., Grundmeier G., Ferreira M.G.S., Zheludkevich M.L. 2016. “Influence of Stripping and Cooling Atmospheres on Surface Properties and Corrosion of Zinc Galvanizing Coatings”. Applied Surface Science 389: 144–156. DOI: 10.1016/j.ap-susc.2016.07.093.
• [5] Jaśniok M., Kołodziej J., Gromysz K. 2021. “An 18-Month Analysis of Bond Strength of Hot-Dip Galvanized Reinforcing Steel B500SP and S235JR+AR to Chloride Contaminated Concrete”. Materials (Basel) 14: 747. DOI: 10.3390/ma14040747.
• [6] Manning D.G. 1996. “Corrosion Performance of Epoxy-Coated Reinforcing Steel: North American Experience”. Construction and Building Materials 10 (5): 349–365. DOI: 10.1016/0950-0618(95)00028-3.
• [7] Wang X.H., Chen B., Gao Y., Wang J., Gao L. 2015. “Influence of External Loading and Loading Type on Corrosion Behavior of RC Beams with Epoxy-Coated Reinforcements”. Construction and Building Materials 93: 746–765. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.05.101.
• [8] Jaśniok M. 2018. „Zabezpieczenie powłokami epoksydowymi stali zbrojeniowej przed korozją w betonie”. Przegląd Budowlany 89: 31–35.
• [9] Yeomans S.R. (ed.). 2004. Galvanized Steel Reinforcement in Concrete. Amsterdam: Elsevier.
• [10] Ahmad S. 2003. “Reinforcement Corrosion in Concrete Structures, Its Monitoring and Service Life Prediction – A Review”. Cement and Concrete Composites 25 (4–5): 459–471. DOI: 10.1016/S0958-9465(02)00086-0.
• [11] Martinez-Echevarria M.J., Lopez-Alonso M., Cantero Romero D., Rodríguez Montero J. 2018. “Influence of the Previous State of Corrosion ofRebars in Predicting the Service Life ofReinforced Concrete Structures”. Construction and Building Materials 188: 915–923. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.08.173.
• [12] EN 1992-1-1. 2004. Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings. Brussels: CEN-CENELEC.
• [13] Jaśniok M., Sozańska M., Kołodziej J., Chmiela B. 2020. “A Two-Year Evaluation of Corrosion-Induced Damage to Hot Galvanized Reinforcing Steel B500SP in Chloride Contaminated Concrete”. Materials (Basel) 13 (15): 3315. DOI: 10.3390/ma13153315.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).