הבנת ההתנהגות ארוכת הטווח של הפרה של פלדה בתנאים סביבתיים שונים

פלדה מוקדמת היא עמוד השדרה של הנדסה אזרחית מודרנית, מתן כוח דחיסה המאפשר מבנים קונקרטיים לעגל מרחקים גדולים לשאת עומסים כבדים. מגשרים ארוכי טווח ומבנים גבוהים להכיל כלי שיט בצמחים גרעיניים, האמינות של בטון מוכובש תלוי ביושרה ארוכת טווח של הטימוסים שלה.אבל, אלמנטים פלדה אלה אינם ניתנים להרסהההה במשך עשרות שנים של שירות, חשיפה, לטמפרטורה, לשרירים, ולעצב את אותם, מתחים כימיים חזקים, אם הם מסוגלים להזיז, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, תהליכים מכניים, בתנאי אבטחה, בתנאי אבטחה, בתנאי אבטחה, בתנאי אבטחה, אם הם בעלי השפעה, בתנאי אבטחה, בתנאי אבטחה, או יותר, בתנאי אבטחה, בתנאי אבטחה חזקים, אם הם מסוגלים, בתנאי בטיחותיים, או יותר, בתנאי אבטחה, אם הם מסוגלים, בתנאי אבטחה, עם עלויות יציבים, בתנאי אבטחה, עם עלויות מתוחים, עם עלויות מתוחים, עם עלויות מתוחים, עם עלויות מתוחים, עם עלויות מתוחכמות גבוהה, עם עלויות מתוחכמות גבוהה, בתנאי אבטחה מתוחים, עם מחלות עמידות, עם מחלות עמידות, עם מחלות עמידות, בתנאי אבטחה מתוחכמות גבוהה, עם עלויות חזקות, אם זה, עם עלויות חזקות, עם

מכניזם של התדרדרות ב Prestressing Steel

הפחתת פלדה מתחננת היא לעתים רחוקות תוצאה של סיבה אחת.במקום, היא נובעת מן הממשק של גורמים אלקטרוכימיים, מכניים וסביבתיים.זיהוי המנגנון הדומיננטי הוא המפתח לבחירת אסטרטגיות מניעה או תיווך מתאימים.

קורוזיה

קורוזיה נותרה האיום הנפוץ ביותר להפעיל פלדה.בסביבה אלקלקטית של בטון (pH בדרך כלל מעל 12.5), שכבה פסיבית דקה של תחמוצות ברזל מגנה על הפלדה מפני קורוזיה.סרט פסיבי זה יכול להישבר על ידי פחמן - התגובה של פחמן דו-חמצני אטמי עם סידן תחמוצת בטון, הפחתת pH ל- 9 - או על ידי משטח של צורות של נוזל חום פתאומי, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר ירידה של דלקות דלקתיות.

המונחים: Embrittlement

הידרוגן (HE) הוא מצב כשל חמור במיוחד עבור פלדה גבוהה סטריאנס בשימוש בהתמרות. מימן אטומי יכול להיכנס לליטייס פלדה במהלך הייצור (התמקצות, אלקטרו-פלינג), תוך נביחות גבוהה, או בשירות בשל הגנה קטוודית על פני דלקת או הדבקה חיובית לאחר נספג, אטומי מימן מטבולית לאזורים של לחץ גבוה, כגון לחץ על פני דלקת מפרקים או ירידה של שבועות.

מתח קורוזיה (SCC)

SCC היא התקפה סינרגית המשלבת מתח רבילי וסביבת קורוזית.עבור פלדה טרום מתח, סוכני SCC הנפוצים ביותר הם כלורידים, nitrates, פחמן.סדקים יוזמים פגמים משטח מיקרוסקופיים, בורות קורוזיה, או הכללות מתכתיות ו propagate באופן דרסטי לעשרותile לחץ בית המשפט יכול אפילו לגרום לתופעות מיקרו-CC רלוונטיות יותר מאשר בדיקות דלקתיות, באופן כללי, כגון עמידות ל- Stens.

עייפות ותדירות שומן

נוטה מתחנן הם חשופים ללחץ מחזורי מעומסי תנועה, רוח, התרחבות תרמית ורטטים. עייפות מחזור גבוהה יכול ליזום סדקים בהעלאת מתח כמו עיגון, מכשירים הפיכה, או בורות קורוזיה. עייפות Fretting מתרחשת בנקודות מגע בין פלדה ודק או בין חוטים בודדים במתח תחת תנועות oscillatory קטנות.זה הוא ספציפי במתחמי ביניים ועוגן בחוזקות מופחת של פלדה.

גורמים סביבתיים משפיעים על הפחתת

ממזר ו chloride

מבנים החוף, גשרים על פני המים הימיים, ומוסך החניה חשופים מלחים דהיים הם בסיכון ביותר. צ'ורידי ions חודרים בטון באמצעות ספיגה פלמרי, דיפוזיה, ונדידת, במיוחד ב ⁇ או סדק בטון.פעם על פני השטח פלדה, יחס קריטי של צ'וריד (בדרך כלל 0.4-1.0% על ידי משקל מלט) מספיק כדי לנתק את הזמן של פלדה, כמו לחץ דם רטוב, או ירידה מדויקת, לחץ דם רטוב, תלוי על ידי חומר ניקוי מגנטי (חום) וחום רטוב, לחץ דם רטוב, לחץ דם רטוב, לחץ דם רטוב, או ירידה מדויקת, לחץ דם רטוב, ירידה מדויקת, לחץ דם רטובה, ירידה במשקל של חומר ניקוי יעיל).

חום קיצוני ואש

טמפרטורות מאוישות לרכך פלדה ולהפחית את כוח התשואות שלה. at 300 ° C (57 ° F), פלדה מחוספסת מאבד כ -10% מכוחה; ב 500 מעלות צלזיוס (932F), אובדן עולה על 50%.בשריפה, בטון prestressed יכול לסבול מעומס נפץ עקב לחץ מים מפונק, חשיפת נוטה ישירות להבות.

התקפה כימית מהסביבה

אטמוספירה תעשייתית המכילה דו תחמוצת sulfur (SO2) או תחמוצות חנקן (NOx) לייצר גשם חומצי שיכול לתקוף בטון ולהפחית את ה- pH שלה Sulfates אדמה או מי קרקע יכול להגיב עם סידן hydroxide ו monosulfate כדי ליצור ettingite, גרימת סדקים נרחבים כי חשיפת פלדה.

פחמן וקונסוליזציה

פחמן הוא תהליך איטי המקטין את ה- pH הבטני מ 12.5-13 עד מתחת ל-9. ברגע שחזית הפחמן מגיעה לפלדה, השכבה הפסיבית מתמוססת, ומאפשרת קורוזיה להתחיל אם לחות וחמצן נוכחים. Carbonation מתקדמת מהר יותר בסביבות CO2 גבוהות (מנהרות טרנזיות, מבני חניה) ובטון עם עיכובים קלים של אלקלוקס.

אסטרטגיות עיצוב והגנה לטווח ארוך

בחירה חומרית

בחירת הציון הנכון של פלדה מתחוננת היא קו ההגנה הראשון.אפשרויות כוללות:

(FLT:0)Low-relaxation Steel (ASTM A416 דרגה 270)FIRLT:1: טיפול בחום כדי להפחית את הפחתת המרירות והלחץ, שיפור שימור המתח ארוך טווח.
(ב) ⁇ :0) ,Galvanized או epoxy-coated strandsFLT:1: לספק מחסום נגד כלורידים ולחות, עם זאת, יש להבטיח את השלמות הציפויה - שריטות או חגים יכולים להוביל להתקפה מקומית.
(בדוגמא: UNS S32205 duplex)cioFLT:1: מציע עמידות קורוזיה גבוהה אך בעלות גבוהה משמעותית.
(FLT:0) פלדה גבוהה סטרנגית עם תוספת ⁇ FLT:1: microalloying עם כרום, וניל, או niobium יכול לשפר את עמידות קורוזיה להפחית את הרגישות מימן.

מערכות הגנה

מעבר לפלדה עצמה, מספר מערכות מונדסות מרחיבות את חיי השירות:

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]
(ב) ⁇ :0 (Wax) או ציפויי גילוח 1 (Feloph:1) עבור נוטה בלתי מזוהים: פלדה מבודדת פיזית מן הלחות.
(FLT:0Cathodic Protection (CP)FIRLT:1: החל כאשר קורוזיה יזמה או קרובה. Impressed הנוכחית CP או aificial anodes (zinc, אלומיניום) יכול לעצור את קורוזיה על ידי קיטוב פלדה לפוטנציאל שבו קורוזיה היא בלתי אפשרית.
(FLT:0) כיסוי ו admixturessveFLT:1; הגדלת עומק הכיסוי (למשל, מ 25 מ"מ ל 50 מ"מ לסביבות אגרסיביות מתון) מעכב באופן דרמטי את הגעת כלורידי או זבוב אפר מפחית את יכולת ההסתה ואת הזיקוק מבנה pore.

פרטים עיצוביים

פרטים טובים מונעים לחות וסוכנים אגרסיביים להגיע לנטינים:

(ב) ⁇ :0) מערכות של ד"ר: על לוחות גשר, מושבים על הגשר, וכל משטחים אופקיים כדי למנוע את האיור.
(ב) ,0) ,ב"התחילה: "במגינים למנוע מים.
(ב) ,0) ניהול מלחים (FLT:1): באקלים קר, באמצעות קרום עמיד למים ותנועה הנושאת ציפוי מעל פני גשר.
(ב) ,0) , ⁇ ⁇ (AASHTO, יורוקוד 2) עם סובלנות לבנייה.
(ב) ⁇ 0Wrap SystemssveFLT:1: עבור מבנים קיימים, עטיפה פולימרית רבת סיבים (FRP) יכולה לספק מחסום לחות ולוסיף מגבלות.

פיקוח והערכה

גילוי מוקדם של הידרדרות מאפשר תיקון פרואקטיבי ולא החלפת חירום.טכניקות בדיקה מודרניות כוללות:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0) ניטור פליטה של פליטה אקוסמטית: 1) גילוי הפסקות חוט בשפלים לאחר לחץ דם.
(ב) חיישנים חשמליים:0 (ElectrochemicalsFLT:1): בדיקות פוטנציאליות והתנגדותיות מוטבעות כדי לעקוב אחר הסיכון קורוזי לאורך זמן.
(ב) ויקרא י"א:2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [15] שיטות מאגינו-אלסטיות (FLT:1): מדד אובדן מתח באנטינים חסרי מצפון.

התנהגות ארוכת טווח בבקשות ספציפיות

גשרים

גשרים הם היישום הנפוץ ביותר של גדול היקף prestressing. A 2013 סקר על ידי US US פדרלי כביש ניהול (FHWA) מצא כי מעל 15,000 גשרים בטון מוכוונים בארצות הברית היו לפחות 50 שנים, ורבע הראה כמה ראיות של קריסת גשר YVired (בפרקים) במיוחד מחסניות גשר צמיגים, שילוב של מלחים deicing, טעינה, רכיבה תרמיים, מאיץ של דכאים חמורים של 10 נקודות תורמות (ד) במיוחד על מנת למלא את הדימום גבוה (ב) עקב תקלות קשות).

בניינים וחנייה

בבניינים, נטונים חד-צדדיים נפוצים.הם כלכליים ומאפשרים לשוט דקים.עם זאת, הם רגישים לחות בתוקפנות אם לא חתומה כראוי.בחניון, חשיפה למלחים מתפתלים על ידי כלי רכב יוצרת סביבה אגרסיבית מאוד. הרבה מוסך קיים עכשיו דורש PT (מדבקות) נוטה לרטיחות או מחסינות, לאחר 30 שנים של מחסנים, 000, 000, 000 עם ⁇ , 000.

מים ופסולת

טנקים בטון מחודדים צינורות מים ושפכים עומדים בפני לחות רציפה, התקפה כימית מ sulfide מימן (H2S) בתפירה, ואפקט מיקרוביאלי. Wire-wounded cylinders בטון טרמפ (PCCP) סבלו מריכוז מימן כאשר הגנה קטוודית מוחלת לא כראוי. 1999 הכישלון של מים מרכזיים גדולים ב- PCCP בסן דייגו היה מיוחס לשימוש מימן-מפולגי של שימוש קריטי של קרישה.

תקנים, בדיקות, וכיוון מחקר

סטנדרטים

מסגרת קפדנית קיימת לבדיקה ומציינת פלדה מתחננת:

(FLT:0)ASTM A416 / A416MoriFLT:1: מפרט סטנדרטי עבור נמוך-Relaxation, Seven-Wire Steel Strand for Prestressed Concrete.
10138313: פלדה (הסטנדרט האירופי)
22.2RIRFLT: קורוזיה של פלדה מתחננת.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [ה]]: [ה] [ה]] [ה]] [ה]]: [ה] [ה]], [ה], [ה], [ה]]]]], [ה], [ה], [ה], [ה]], [ה], [ה]

סטנדרטים אלה מגדירים תכונות Tenile, הרפיה, כוח האג"ח, בדיקות עבור סדקים קורטוזיון מתח (למשל, בדיקת עומס קבועה בפתרון ammonium thiocyanate לכל EN ISO 15630-3), ובקרת איכות.

מחקר מתפתח

מחקר מתמשך מתמקד בשיפור ביצועים ארוכי טווח באמצעות:

(FLT:0) UHPCIRFLT (ה-UHPCIRFLT) 1:1: חוסר יכולת נמוכה מאוד וכוח גבוה מאפשרים כיסוי מופחת תוך מתן מחסום מעולה.
(ב) סגסוגת זיכרון (SMA) חיזוקים של LT:1) עבור גירוי עצמי או נזק התאוששות, אם כי עדיין לא מסחרי.
(FLT:0) , 000-החזקות של נוטה ל-FLT:1; סיבים אופטיים Bragg gratings מוטבעים ב-strands לספק מתח בזמן אמת, טמפרטורה, ו ניטור קורוזיה.
(FLT:0) מודלים מועדפים (Predictive ModelingFLT:1: מודלים סופיים של אלמנטים ההופכים את התחבורה כלורידית, קורוזיה אלקטרו-כימית והתנהגות מכנית מסייעים לייעל את חיי העיצוב.

מחקר בולט של מרכז המחקר להנדסה של אוניברסיטת Le High University ATLSS (2020) הראה כי באמצעות ציפוי נירוסטה פלדה על סטרנדים מתחזים סביבות מלח אגרסיביות להאריך את חיי העייפות על ידי יותר מ -300% בהשוואה סטרנדים לא מחוסנים.ממצאים כאלה מניעים עדכוני קוד לקראת אפשרויות עמידות יותר קורוזיות עבור תשתיות קריטיות.

מסקנה

פלדה מתח פועל לגבולות הביצועים החומריים.התנהגות ארוכת הטווח נשלטת על ידי איזון עדין בין תכונות חומריות, חשיפה סביבתית, עיצוב מבני ותחזוקה. האיומים החמורים ביותר - קורוזיה, התגלמות מימן, לחץ corrosion סדק, ועייפות מוכחת - ניתן לנהל באמצעות בחירה יעילה נגד חומרים קפדניים (הפחתה נמוכה, corrosion-resistantantantant כיתה), מערכות הגנה חזקות יותר (מתקני בקרה), כמו גם על ידי ניסויים סביבתיים, כמו גם על ידי קבוצות מתוחכמות, כמו גם על ידי קבוצות מתוחכמות, שמירה על פני השטח, כמו גם על פני השטח, כמו גם על פני השטח, שמירה על ידי קבוצות מתוחכמות, שמירה על ידי שמרנים יותר, כמו גם על פני השטח, כמו גם על פני 150 שנים מתוחכמות, שמירה על ידי שמרנים, שמירה על פני השטח, שמירה על פני השטח, כמו גם על ידי שמרנים, שמירה על ידי קבוצות אבטחה, שמירה על פני השטח, שמירה על פני השטח, כמו גם על ידי קבוצות אבטחה קפדנית, שמירה על ידי שמרנים יותר, שמירה על פני השטח, כמו גם על פני השטח, כמו גם על פני השטח, שמירה על פני השטח, שמירה על ידי בדיקות סביבתית, שמירה על ידי בדיקות קפדניות, שמירה על ידי שמרנים יותר,