Practical and Economic Aspects of Application of Austenitic Stainless Steel, AISI 316, as Reinforcement in Concrete

جنبه‌های عملی و اقتصادی استفاده از فولاد زنگ نزن آستنیتی ۳۱۶ AISI ، به عنوان تقویت‌کننده در بتن

ABSTRACT

Reinforced concrete used for housing and industrial construction is often damaged due to corrosion of the reinforcement. The total cost in the EC for repair of damages caused by corrosion may be estimated from the cost in the UK on highways alone to be around ۵۰M ECU per year. A way to lengthen the lifetime of a structure is to use corrosion resistant reinforcing materials, e.g. stainless steel. The intelligent use of stainless steel, which means combining with traditional carbon steel in locations exposed to very corrosive environments, can be a very cost-effective option when considering different rehabilitation methods. However, most civil engineers have an unfounded fear of using stainless steel and carbon steel together in the same concrete structure. For this reason, the behaviour of the austenitic stainless steel, AISI 316, in connection with carbon steel has been evaluated in order to study the consequences of galvanic coupling for corrosion reinforced concrete structures. The experimental study includes results from different concrete samples, i which AISI 316, stainless steel, has been combined with carbon steel in the proportions that are foreseen for on-site applications. These results include measurements of the macrocouple current between stainless steel and carbon steel during exposure to accelerated ingress of chloride. Additionally, measurements of electrochemical potentials and corrosion rate of the macrocouple were made. The obtained results show that galvanic coupling with stainless steel results in an enhanced corrosion rate of the active carbon steel in a chloride-contaminated solution. A Life Cycle Cost calculation, based on practical cases of repaired bridge columns, has confirmed that the intelligent use of stainless steel in combination with carbon steel is very cost-effective.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

بتن تقویت‌شده‌ی مورد استفاده برای ساخت‌وساز خانه و سازه‌های صنعتی اغلب به دلیل خوردگی تقویت‌کننده، آسیب می‌بیند. هزینه‌ی کل در EC برای تعمیر آسیب‌های ناشی از خوردگی تنها برای بزرگراه‌های بریتانیا را می‌توان ECU M50 تخمین زد.

یک راه برای افزایش طول عمر سازه، استفاده از مواد مقاوم به خوردگی می‌باشد. به عنوان مثال فولاد ضد‌زنگ. استفاده‌ی هوشمندانه از فولاد، که به معنی ترکیب آن با فولاد‌های کربنی سنتی در مکان‌هایی که در معرض محیط بسیار خورنده است، می‌تواند انتخاب بسیار مقرون‌ به ‌صرفه‌ای در بین روش‌های مختلف توان‌بخشی ‌باشد. اما، بسیاری از مهندسین عمران یک ترس بی‌پایه برای استفاده‌ از فولاد ضد‌زنگ و فولاد کربنی به صورت هم‌زمان در یک ساختار بتنی، دارند. به همین دلیل، رفتار فولاد زنگ نزن آستنیتی ۳۱۶ AISI ، در ارتباط با فولاد کربنی به منظور مطالعه‌ی نتایج جفت‌شدن گالوانیک ساختار‌های بتنی تقویت‌شده در برابر خوردگی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمایش تجربی شامل نتایج نمونه‌های مختلف بتنی می‌باشد که در آن، فولاد زنگ نزن آستنیتی ۳۱۶ AISI ، با فولاد کربنی در نسبت‌هایی که برای اعمال در سازه، پیش‌بینی می‌شود، ترکیب می‌شود. این نتایج شامل اندازه‌گیری‌های جریان جفت‌شدگی ماکرو  بین فولاد ضد‌زنگ و فولاد کربنی در طی قرار‌گرفتن در معرض ورود شتاب‌یافته‌ی کلرید، می‌باشد. علاوه بر آن، اندازه‌گیری‌های پتانسیل‌های الکتروشیمیایی و نرخ خوردگی جفت‌شدگی ماکرو، انجام گرفته است.

نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که جفت‌شدگی گالوانیکی با فولاد ضد‌زنگ باعث افزایش نرخ خوردگی در فولادکربنی فعال در محلول‌های دارای کلرید، می‌شود. محاسبات هزینه‌ در طول‌عمر، بر پایه‌ی موارد عملی ستون‌های پل‌های ترمیم‌شده، تایید کرده‌اند که استفاده‌ی هوشمند از فولاد ضد‌زنگ در ترکیب با فولاد کربنی، بسیار مقرون به صرفه است.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.