Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/15381
Title: Βλάβη διάβρωσης δομικού χάλυβα με επιλεκτική επικάλυψη με σύστημα wire flame
Other Titles: Corrosion damage of steel reinforcement with selective coating through wire flame
Authors: Κούστσακ, Γιαροσλάβ
Keywords: Χάλυβας οπλισμού
Αντιδιαβρωτική προστασία
Ψηγματοβολή
Επικάλυψη
Κόπωση
Keywords (translated): Steel reinforcement
Anti-corrosive protection
Shot-blasting
Coating
Fatigue
Abstract: Είναι γνωστό ότι η διάβρωση του χάλυβα οπλισμού αναγνωρίζεται ως κύρια αιτία υποβάθμισης της ανθεκτικότητας και της επιτελεστικότητας των κατασκευών οπλισμένου σκυροδέματος. Υπό το πρίσμα αυτό, διάφορες άμεσες ή έμμεσες μέθοδοι αντιδιαβρωτικής προστασίας του χάλυβα υιοθετούνται παγκοσμίως με στόχο την καθυστέρηση εμφάνισης διαβρωτικών φαινομένων στο χάλυβα. Βάσει αυτών, στην παρούσα πειραματική εργασία μελετάται η επιρροή των διαδικασιών καθαρισμού μέσω ψηγματοβολής με σωματίδια κορουνδίου και της επικάλυψης του δομικού χάλυβα B500c με κράμα αλουμινίου 15% και ψευδαργύρου 85% (Al15Zn85) στη βλάβη διάβρωσής του και τη μηχανική του συμπεριφορά σε συνθήκες ολιγοκυκλικής κόπωσης. Για τις ανάγκες της εργαστηριακής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 34 ράβδοι χάλυβα, διαμέτρου 10 mm και έκαστη συνολικού μήκους 200 mm, οι οποίες χωρίστηκαν σε τρεις υποκατηγορίες: α) 16 γυμνές ράβδοι αναφοράς (δίχως επικάλυψη), β) 9 ράβδοι με μερική επικάλυψη Al15Zn85 στις περιοχές μεταξύ των νευρώσεων του χάλυβα και γ) 9 ράβδοι με πλήρη επικάλυψη Al15Zn85. Η διαδικασία επικάλυψης, με πάχος 100 μm, πραγματοποιήθηκε με το σύστημα θερμικού ψεκασμού σύρματος με φλόγα (wire flame spray), ενώ προηγήθηκε ψηγματοβολή των δοκιμίων με σωματίδια κορουνδίου (Al2O3). Για την προσομοίωση συνθηκών διαβρωτικού περιβάλλοντος XS1, κατά ΚΤΣ 2016, πραγματοποιήθηκαν πειράματα επιταχυνόμενης διάβρωσης διατηρώντας τα δοκίμια σε θάλαμο αλατονέφωσης για χρόνους έκθεσης 60 και 90 ημέρες, ενώ για την περίπτωση των γυμνών δοκιμίων υπήρξε ένας επιπλέον χρόνος των 120 ημερών. Με την ολοκλήρωση της εργαστηριακής διάβρωσης και τον καθαρισμό των δοκιμίων (με χρήση μηχανικής βούρτσας και εμβάπτισης σε διάλυμα υδροχλωρικού οξέος), πραγματοποιήθηκαν μηχανικές δοκιμές ολιγοκυκλικής κόπωσης με επιβαλλόμενο εύρος παραμόρφωσης ±2.5%. Από τα αποτελέσματα της πειραματικής μελέτης φαίνεται ότι η διαδικασία της ψηγματοβολής με σωματίδια κορουνδίου, εκτός του καθαρισμού του χάλυβα, συνεισφέρει στη μηχανική του συμπεριφορά, καθώς συμπιέζει και ομαλοποιεί την εξωτερική ανάγλυφη επιφάνεια του χάλυβα, αυξάνοντας τη διάρκεια ζωής του υλικού. Ακόμα, η πλήρης επικάλυψη των ράβδων με Al15Zn85 προστατεύει επαρκώς το χάλυβα έναντι της διάβρωσης, ενώ στην περίπτωση των μερικώς επικαλυμμένων δοκιμίων καταγράφηκε μεγαλύτερη απώλεια μάζας σε σχέση με τα γυμνά αναφοράς.
Abstract (translated): It is known that the corrosion of steel reinforcement is recognized as a main degradation factor of the durability and performance of reinforced concrete structures. In this light, several direct or indirect anti-corrosive methods are adopted worldwide in order to delay the onset of corrosive phenomena. Based on these, in the present experimental work, the influence of the cleaning process through shot-blasting (with corundum particles) and the coating of structural steel B500c (with 15% aluminum and 85% zinc alloy) on corrosion damage and mechanical behavior in low cycle fatigue tests is studied. For the needs of the laboratory study, a total of 34 steel rebars, with 10 mm nominal diameter and each with a total length of 200 mm, were used, which were divided into three subgroups: a) 16 bare reference rebars (without coating), b) 9 rebars partially coated with Al15Zn85 in the areas between their ribs and c) 9 rebars fully coated with Al15Zn85. The coating process with a thickness of 10 μm, which was used was the Wire Flame Spray process, while preceded the shot-blasting with corundum (Al2O3) particles. To simulate the corrosive environmental conditions of XS1, by ΚΤΣ 2016, accelerated corrosion experiments were performed with the salt spray method for exposure times of 60 and 90 days, while in the case of bare specimens there was an additional time of 120 days. Upon completion of laboratory corrosion and cleaning of specimens (using a mechanical brush and their immersion in hydrochloric acid solution), mechanical tests of low cycle fatigue with an imposed strain range ±2.5% were conducted. From the results of the experimental study it appears that the cleaning process though shot-blasting with corundum particles, contributes to the mechanical behavior, as it compresses and smoothes the outer textured surface of the rebars, increasing their fatigue life. Furthermore, the full coating of the rebars with Al15Zn85 adequately protects the steel against corrosion, while in the case of the partially coated specimens a greater mass loss was recorded compared to the bare reference rebars.
Appears in Collections:Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DT_M_KUSHCHAK_YAROSLAV_1025950.pdf4.85 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.