Polarization investigations of tensioned rebars coated with sulphur polymer composite

• Autorzy: Książek M.

Warianty tytułu

PL

Badania polaryzacyjne prętów zbrojeniowych rozciąganych pokrytych polimerowym kompozytem siarkowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In paper presents investigation results of corrosion rate for steel reinforcement bars that have been covered with polymer coating and have been exposed to tensile stresses in a solution simulating pore-liquid of concrete. Experimental investigation of tendencies that occur during corrosion process of reinforcing steel covered with polymer and exposed to tensile stress has been attempted. To determine an effect of tensile stress on corrosion rate for St3S steel that has been covered with sulphuric coating and exposed to aqueous environment that was to simulate pore-liquid of concrete contaminated with chloride ions was an aim of the investigation. The samples underwent loading in an one-axial state of the stress including varied values of tensile stress, at the same time corrosion rate was determined potentiostaticaly. Potentiostatic investigation has been carried out in order to determine parameters describing corrosion rate of samples tested. Corrosion rate for the steel has decreased by orders of magnitude when covered with protective coating even though this latest became unseal at load exceeding. A small de-crease of corrosion rate has been found for the steel that has not been covered with polymer coating when placed in model pore-liquid of concrete and exposed to tensile stress increasing. The aim of investigation that has been led was to evaluate tendencies of the corrosion process for St3S reinforcing steel when covered with polymer sulphuric coating and exposed to tensile stress. Steel samples were loaded in a way that their yield points were much exceeded; in the same time these samples were exposed to an action of the solution the composition of which is similar to that of pore-liquid of concrete is and additionally contaminated with chloride ions (pH = 9.14). The composition said was as follows: 0.015 M NaHCO3 + 0.005 M Na2CO3 + -0.001 M NaCl. Corrosion rate for the steel has decreased by 2-3 orders of magnitude when covered with protective coating even though this latest became unseal at load exceeding 88.5 MPa.

PL

Przedstawiono rezultaty badań polaryzacyjnych prętów zbrojeniowych rozciąganych, pokrytych warstwą polimerowego kompozytu siarkowego, umieszczonych w modelowym roztworze odwzorowującym ciecz porową betonu skarbonatyzowanego, skażonego jonami chlorkowymi. Dążąc do określenia tendencji występującej w procesie korozji stali zbrojeniowej pokrytej powłoką polimerową wskutek działania naprężeń rozciągających, przeprowadzono badania eksperymentalne. Celem badań było określenie wpływu naprężeń rozciągających na szybkość korozji stali zbrojeniowej gatunku St3S-b pokrytej polimerową powłoką siarkową w środowisku wodnym odwzorowującym ciecz porową betonu skażonego jonami chlorku. Próbki obciążano w jednoosiowym stanie naprężenia, uwzględniając zmienne wartości siły rozciągającej, natomiast szybkość procesu korozyjnego określono na podstawie badań potencjostatycznych. Podczas badań określono szybkość korozji stali zbrojeniowej niepokrytej warstwą polimerowego kompozytu siarkowego, znajdującej się w modelowej cieczy porowej betonu pod wpływem wzrastających naprężeń rozciągających, a następnie stwierdzono kilka rzędów mniejsze szybkości korozji po zabezpieczeniu stali warstwą polimerowego kompozytu siarkowego. Przeprowadzone badania miały na celu oszacowanie tendencji przebiegu procesów korozyjnych stali zbrojeniowej gatunku St3S-b pokrytej polimerowymi powłokami siarkowymi pod wpływem działania naprężeń rozciągających. Próbki stalowe obciążono siłami powodującymi znaczne przekroczenie ich granicy sprężystości oraz poddano działaniu modelowego roztworu zbliżonego składem do cieczy porowej betonu skarbonatyzowanego i skażonego dodatkowo jonami chlorku (pH = 9,14) o składzie: 0,015 M NaHCO3 + 0,005 M Na2CO3 + 0,001 M NaCl. W niniejszych badaniach zaobserwowano niewielkie zmniejszenie się szybkości korozji stali zbrojeniowej, niepokrytej polimerową powłoką siarkową, w modelowej cieczy porowej betonu skarbonatyzowanego, pod wpływem wzrastających naprężeń rozciągających, a o 2 do 3 rzędów mniejsze szybkości korozji po naniesieniu na stal powłoki ochronnej.

Słowa kluczowe

EN

corrosion; reinforcing steel; tensile stress; polymeric sulphuric coating; polarization

PL

korozja; stal zbrojeniowa; naprężenie rozciągające; polimerowy kompozyt siarkowy; badanie polaryzacyjne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 9, nr 3
• Strony: 234--237
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Książek M.

• Wrocław University of Technology, Faculty of Composite and Special Material Technology, pl. Grunwaldzki 11, 50-377 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Gillot Z.E. et, al, Sulphur 82, London 1982, 1-45.
• [2] Nicles G., Inorganic Sulphur Chemistry, Amsterdam-London-New York 1968.
• [3] Tuller W.N., The Nature of Sulphur, Data Book, New York 1954.
• [4] Wieczorek G., Pore solution properties in concrete with chlorides, Kurdowski Symposium Science of cement and concrete, Kraków 2001.
• [5] Wieczorek G., Korozja zbrojenia inicjowana przez chlorki lub karbonatyzację otuliny, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2002.
• [6] Jaśniok T., Zybura A., Modelling of Polarization Range of Steel Bars in Corrosion Test of Reinforced Concrete, 14th Conference KONTRA 2004 Durability of Buildings and Protection Against Corrosion, Zakopane 2004.
• [7] Jaśniok M., Zybura A., Zabezpieczenie i regeneracja zagrożonych korozją konstrukcji z betonu, O przeciwkorozyjnym działaniu otuliny betonowej na zbrojenie, Przegląd Budowlany 2007, 1, 20-25.
• [8] Brandt A.M., Problem of durability of high performance concrete, RILEM-3C-Workshop Durability of HPC, Vienna 1994.
• [9] Cairns J., Ramli B.A., Influence of Rib Geometry on Strength of Epoxy-Coated Reinforcement, ACI Structural Journal 1995, I-II.
• [10] Czarnecki L., Garbacz A., Evaluation of polymer coating-crack-bridging ability, International Colloquium Industrial Floors 95, Esslingen 1995.
• [11] Czarnecki L., Garbacz A., Łukowski P., Clifton J., Polymer Composites for Repairing of Portland Cement Concrete. Compatibility Project, NIST Report. United States Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD 1999.
• [12] Czarnecki L., Emmons P.H., Naprawa i ochrona konstrukcji betonowych, Wyd. Polski Cement, Kraków 2002.
• [13] Hoła J., Experimentally determined effects of technological and service factors on stress-induced destruction of concrete under compression, Engineering Transactions 2002, 50, 251-265.
• [14] Jankowski L., Pędziwiatr J., Styś D., Some research problems due to the bond phenomenon between steel and concrete, 18th Symposium on Experimental Mechanics of So-lids, Jachranka 1998.
• [15] Jaśniok M., Jaśniok T., Zybura A., Assessment the corrosion risk of reinforcing concrete using the DC and AC methods, Gliwice 2003.
• [16] Ściślewski Z., Ochrona konstrukcji żelbetowych, Arkady, Warszawa 1999.
• [17] Thelford T., Coating Protection For Reinforcement, Comite Euro-International Du Beton, State of the Art Report 1995, 51.
• [18] Treece R.A., Jirsa J.O., Bond Strength of Epoxy-Coated Reinforcing Bars, ACI Materials Journal 1989, III-IV.
• [19] Zybura A., Modelling of the Reinforcement Corrosion of the Scratching Concrete Cover, Corrosion of Cement Paste, Kraków 1994.
• [20] Zybura A., Zabezpieczenie konstrukcji żelbetowych metodami elektrochemicznymi, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003.
• [21] Zybura A., Electrochemical corrosion protection of concrete structure reinforcements, Ochrona przed Korozją 2007, 1.
• [22] Hadje-Ghafari H. i in., Bond of Epoxy-Coated Reinforcement: cover, casting position, slump, and consolidation. ACI Structural Journal 1994, I-II.
• [23] Klakočar-Ciepacz M., Książek M., Investigation of the intensity of corrosion processes influence by tensile stress for reinforcing steel covered with sulphuric coating, Chemicals in sustainable agriculture, Jesenik 2003, 761-765.
• [24] Książek M., The sulphur binders-their potential possibilities of using in buildings, Scientific Papers of the Institute of Building Engineering of the Wrocław University of Tech-nology No. 75, Conferences No. 26 Composites materials, Wrocław 1999.
• [25] Książek M., The mechanical destruction of sulphur composites, Scientific Papers of the Institute of Building Engineering of the Wrocław University of Technology No. 80, Con-ferences No. 29, Composites materials, Wrocław 2001.
• [26] Książek M., Usefulness of polymer sulphur composites to the protection against corrosion of reinforcement and concrete, Doctoral dissertation, Series PRE report, No. 3/2004, Wrocław 2004.
• [27] Książek M., Polarisation for Reinforcing Steel Covered with Polymeric Sulphuric Coating under the Tensile Stress, 15th Conference KONTRA 2006 Durability of Buildings and Protection Against Corrosion, Zakopane 2006.