Monitorování a analýza koroze výztužné oceli v železobetonových prvcích a konstrukcích akustickými metodami

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.