Monitorování a analýza koroze výztužné oceli v železobetonových prvcích a konstrukcích akustickými metodami
Loading...
Date
Authors
Timčaková, Kristýna
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Disertační práce se zabývá studiem nedestruktivních akustických metod jako nástroje pro monitorování a analýzu koroze výztužné oceli v železobetonových prvcích. Pro tento úkol byly vybrány čtyři akustické metody – metoda impact-echo, metoda nelineární akustické spektroskopie, metoda akustické emise a ultrazvuková průchodová pulzní metoda. Pro ověření funkčnosti těchto metod bylo provedeno testování na třech sadách železobetonových vzorků, které byly vystaveny působení chloridu sodného, což vedlo ke korozi zabudované ocelové výztuže u těchto vzorků. Pro jednotlivé akustické metody byly navrženy vhodné parametry pro sledování koroze výztuže a byly navrženy experimenty, které prokázaly schopnost jednotlivých akustických metod korozi ocelové výztuže a její vliv na betonovou matrici odhalit a posoudit stav degradovaných prvků a konstrukcí. Rozbor výsledků měření na základě jejich porovnání ukazuje výhody a nevýhody jednotlivých metod a jejich praktického použití. Pro ověření výsledků byla provedena korelace s běžnými metodami, které jsou v současné době používané pro studium koroze, jako je například metoda měření elektrického odporu výztuže a zároveň byl povrch vzorků sledován pomocí konfokálního mikroskopu, který zachytil vývoj mikrotrhlin v průběhu degradace.
The dissertation thesis deals with the study of non-destructive acoustic methods as instruments for monitoring and analysing corrosion of reinforcing steel in reinforced concrete elements. Four acoustic methods were selected for this task - the impact-echo method, the nonlinear acoustic spectroscopy method, the acoustic emission method, and the ultrasonic pulse velocity method. To verify the functionality of these methods, testing was carried out on three sets of reinforced concrete samples that had been exposed to the effects of sodium chloride, which corroded the embedded steel reinforcement in these samples. Suitable parameters were proposed for individual acoustic methods to monitor corrosion of the reinforcements. In addition, experiments were designed to demonstrate the ability of the selected acoustic methods to reveal the corrosion of steel reinforcement and its influence on the concrete matrix and to assess the condition of the degraded elements and structures. The analysis of the measurement results based on their comparison shows the advantages and disadvantages of the individual methods and of their practical applications. To verify the results, correlation with common methods that are currently used for the study of corrosion was carried out and included for example the electrical resistivity measurement of the reinforcement and simultaneous monitoring of the sample surface using a confocal microscope to record the development of microcracks during the degradation.
The dissertation thesis deals with the study of non-destructive acoustic methods as instruments for monitoring and analysing corrosion of reinforcing steel in reinforced concrete elements. Four acoustic methods were selected for this task - the impact-echo method, the nonlinear acoustic spectroscopy method, the acoustic emission method, and the ultrasonic pulse velocity method. To verify the functionality of these methods, testing was carried out on three sets of reinforced concrete samples that had been exposed to the effects of sodium chloride, which corroded the embedded steel reinforcement in these samples. Suitable parameters were proposed for individual acoustic methods to monitor corrosion of the reinforcements. In addition, experiments were designed to demonstrate the ability of the selected acoustic methods to reveal the corrosion of steel reinforcement and its influence on the concrete matrix and to assess the condition of the degraded elements and structures. The analysis of the measurement results based on their comparison shows the advantages and disadvantages of the individual methods and of their practical applications. To verify the results, correlation with common methods that are currently used for the study of corrosion was carried out and included for example the electrical resistivity measurement of the reinforcement and simultaneous monitoring of the sample surface using a confocal microscope to record the development of microcracks during the degradation.
Description
Keywords
Železobeton, koroze ocelové výztuže, nedestruktivní testování, defektoskopie, akustické metody, impact-echo, nelineární akustická spektroskopie, akustická emise, ultrazvuková průchodová pulzní metoda., Reinforced concrete, corrosion of steel reinforcement, non-destructive testing, defectoscopy, acoustic methods, impact-echo, nonlinear acoustic spectroscopy, acoustic emission, ultrasonic pulse velocity method.
Citation
TIMČAKOVÁ, K. Monitorování a analýza koroze výztužné oceli v železobetonových prvcích a konstrukcích akustickými metodami [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. .
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství
Comittee
prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA, dr.h.c. - předseda,
prof. Ing. Marcela Fridrichová, CSc. - místopředseda,
doc. Ing. Jan Vaněrek, Ph.D. - oponent,
doc. ing. Petr Semerák, Ph.D. - oponent,
prof. RNDr. Igor Medveď, Ph.D. - oponent,
prof. RNDr. Pavla Rovnaníková, CSc. - člen,
doc. Ing. Nikol Žižková, Ph.D. - člen,
Ing. Štěpán Bohuš, Ph.D. - člen,
Ing. Tomáš Fojtík, Ph.D. - člen,
prof. RNDr. Ing. Stanislav Šťastník, CSc., Ph.D. - člen,
doc. Ing. Karel Kulísek, CSc. - člen,
doc. Ing. Radomír Sokolář, Ph.D. - člen,
doc. Ing. Pavel Schmid, Ph.D. - člen,
Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., MBA - člen,
doc. Ing. Tomáš Klečka, CSc. - člen,
doc. Ing. Jiří Bydžovský, CSc. - člen,
prof. Ing. Rudolf Hela, CSc. - člen
Date of acceptance
Defence
Dizertantka provedla řadu fyzikálních měření na korodovaných vzorcích, nalezla řadu závislostí vlivu koroze výztuže na beton. Práce je velice aktuální. Za hlavní nedostatky lze uvést nepříliš detailní měření koroze výztuže z hlediska mikrostruktury. V práci lze nalézt i řadu prohřešků proti pravidlům českého pravopisu a odborné terminologii. Byla vyzvednuta vynikající publikační aktivita dizertantky.
Otázky a odpovědi:
• Otázka: Jste si jista, že jste zvolila správná zkušební referenční tělesa ve vztahu k tématu Vaší disertační práce? Mám tím na mysli porovnání vyztužených a nevyztužených betonových vzorků. Myslím si, že Vámi zvolený název nebo postup není odpovídající.
Odpověď: My jsme nesledovali korozi výztuží, ale sledovali jsme veličiny, které jsme měřili dle způsobu zvolených metod. Studentka odpověděla s vysokou mírou nejistoty.
• Otázka: 1) Vhodnost akustických metod při monitoringu pórobetonových konstrukcí. 2) Zvyšování odolnosti ocelové výztuže v pórovitých betonech.
Odpověď: Na obě otázky byly odpovědi uspokojivé.
• Otázka: 1) Korespondence použitých měřících metod s ostatními diagnostickými metodami (měření tloušťky). 2) Bylo řečeno, že jde o výsledky základního výzkumu. Pak se domnívám, že nebyla (ke škodě studovaného tématu) sledována korespondence mezi teoretickými předpoklady, robustnost výsledků. 3) V důsledku koroze nastává objemová změna, způsobuje odloupnutí povrchové vrstvy. Lze z Vaší práce vyvodit, že tloušťka korozní vrstvy nemá vliv na porušení povrchové vrstvy betonu?
Odpověď: Odpovědi na otázky pouze dílčí, řada vlivů ovlivňujících korozní průběh nebyla zohledněna.
• Otázka: 1) Byla zhodnocena závislost velikosti experimentálních vzorků na výsledcích jednotlivých metod? 2) Jaké doplňkové metody jsou nutné v praxi pro zpřesnění finální analýzy konstrukce?
• Otázka: Jaká je možnost měření předpínacích lan – stupeň koroze?
Odpověď: Doktorandka částečně vysvětlila a popsala možnosti měření.
• Otázka: Kdy lze očekávat uplatnění daného výzkumu v praxi?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení