آزمایش پتانسیل خوردگی یا نیم پیل

آزمایش پتانسیل خوردگی یا نیم پیل (هافسل)
امروزه آزمایشهای غیرمخرب بتن تاثیر و عملکرد مناسب و کابردی در تعمیرات سازه های بتنی دارد. آزمایش های غیرمخرب بتن با در اختیار قرارداد داده های مختلف سازه های موجود ، به کارشناسان و متخصصین این انکان را می دهد تا در خصوص عملکرد ، نیاز ها و روش های تعمیرات و بازسازی سازه های بتنی قضاوت و تصمیم گیری نمایند.

از جمله آزمایش های غیرمخرب بتن، هافسل ( نیم پیل ) می باشد. این آزمایش با ارائه پتانسل خوردگی، به طراحان و کارشناسان فرآیند طرح و اجرای ترمیم و بازسازی سازه های بتنی امکان تصمیم گری برای عملیات های انجامی را می دهد.

در متن زیر به شرح آزمایش هافسل، محدودیت ها، ضریب اطمینان قرائت ها ، روش کار و .. پرداخته می شود. شما می توانید برای کسب اطلاعات تکمیلی در این خصوص و در صورت نیاز همکاری با این مجموعه در زمینه آزمایش هافسل (نیم پل یا پتانسل خوردگی) در انواع سازه های بتنی با بخش فنی و پشتیبانی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

اندازه گیری پتانسیل نیم پیل (هافسل)
این روش در سالهای اخیر توسعه یافته و وقتی خوردگی آرماتور محتمل باشد با موفقیت بطور گسترده بکار می‌رود و معمولاً شامل اندازه‌گیری پتانسیل فولاد آرماتور تعبیه شده نسبت به یک نیم پیل ( هافسل ) مرجع واقع در سطح بتن است که در شکل 6.7 نشان داده شده است. این روش در ASTM C876 (158) آمده است.

7.1.2.1. تئوری، ابزار و روند کار. نیم پیل ( هافسل ) مرجع معمولاً یک پیل ( هافسل ) سولفات مس / مس یا کلرید نقره / نقره است اما ترکیبات دیگری بکار می‌رود (159). انواع مختلف پیل ( هافسل ) مقادیر مختلفی از پتانسیل سطح تولید کرده و اصلاح نتایج در یک پیل ( هافسل ) استاندارد مناسب ممکن است در هنگام تفسیر ضروری باشد. بتن مانند یک الکترولیت عمل می کند و منطقه آند خوردگی آرماتور فولادی در مجاورت نزدیک نقطه آزمون را می‌توان از نظر تجربی با اختلاف احتمالی اندازه گیری شده با ولت‌سنج دارای امپدانس بالا ارتباط داد.

جدا کردن پوشش بتن برای ایجاد تماس الکتریکی با آرماتور فولادی معمولاً ضروری است. این اتصال بسیار مهم است و یک پیچ self-tapping توصیه می شود اما پیوستگی الکتریکی کافی معمولاً در یک تور یا قفس آرماتور وجود دارد تا از نیاز به اتصالات مکرر جلوگیری کند (160). آماده‌سازی سطح از جمله مرطوب کردن نیز احتمالاً برای تصمین تماس مناسب ضروری خواهد بود. روش های دو پیل ( هافسل )ی، با اجتناب از نیاز به اتصالات الکتریکی به آرماتور را می توان برای آزمون مقایسه‌ای بکار برد (159) اما چندان مورد اطمینان تصور نمی‌شود.

این ابزار پایه بسیار ساده بوده و بررسی غیرمخرب سطح یک عضو بتن را برای تهیه نقشه های کانتر ایزو پتانسل میسر می‌کند که در شکل 7.7 نشان داده شده است.

طیف وسیعی از ابزار که به لحاظ تجاری در دسترس است از جمله دستگاه های تک خوانشی دیجیتالی (شکل 8.7) و همچنین دستگاه های چندپیل ( هافسل )ی و چرخشی (شکل 9.7) با ورود خودکار داده ها و امکانات چاپی که برای آزمون سریع و اقتصادی نواحی بزرگ طراحی شده است.

2.2.1.7 قابلیت اطمینان، محدودیت‌ها و کاربردها: مطالعات اولیه در مورد پتانسیل نیم پیل ( هافسل ) (163) در درجه اول مربوط به عرشه های پل مرتفع در آمریکا است که در هر زمستان مقدار زیادی نمک ضد یخ به بتن‌های غیر ضد آب اضافه می‌شود. در شرایطی که دسترسی فراوانی به اکسیژن وجود دارد و آلودگی کلریدی از سطح وارد می شود، دستورالعمل های تفسیری را می توان برای ارزیابی خطر وقوع خوردگی ارائه کرد (جدول 1.7). در اعمال این دستورالعمل‌ها در شرایط محیطی مختلف باید دقت کرد. مطالعات بر روی عرشه پل اروپایی (164) که در آن غشاءهای ضد آب بکار رفته یا نمک های ضد یخ اغلب کمتر بکار می‌رود، مجموعه متفاوتی از دستورالعمل های تفسیری را در پی دارد.

با اینکه تماس مرطوب بین نیم پیل ( هافسل ) و بتن مورد نیاز است، مرطوب کردن کامل سطح بتن می تواند نتایج بالقوه بسیار منفی تری تا 200 میلی ولت به بار آورد (165، 160) در حالی که بتن کاملاً اشباع از آب ممکن است قحطی اکسیژن را در پی داشته به مقادیر احتمالی منفی‌تر از 200- میلی ولت منجر شود.

جدول 1.7 راهنمای عمومی تفسیر نتایج آزمون الکتریکی (طبق منابع 158 و 162)

پتانسل نیم پیل ( هافسل ) (میلی ولت) متناسب با الکترود مرجع سولفات مس/مس

درصد شانس خوردگی فعال

< -350 -200 تا -350 > -200

90٪

50٪

10٪

مقاومت ویژه (اهم – سانتیمتر)

احتمال خوردگی معنی‌دار (بتن غیراشباع وقتی فولاد فعال شده است)

<5000

5000-10 000

10 000-20 000

Ø 20 000

بسیار بالا

بالا

کم تا متوسط

کم

مطالعات بر روی بتن کربناته نشان داده است (167) خوردگی معمولاً با خوانش پتانسیل نیم پیل ( هافسل ) در محدوده 200 میلی ولت تا 500 میلی ولت ارتباط دارد اما با گرادیان احتمالی از گرادیان مشاهده شده با آلودگی خارجی کلریدی بسیار کم عمق‌تر است.

وقتی کلریدها در بتن وجود دارد، به دلیل استفاده از شتاب دهنده کلرید کلسیم در ترکیب اصلی، خوردگی معمولاً با خوانش احتمالی نیم پیل ( هافسل ) در محدوده 100+ میلی ولت تا 400- میلی ولت ارتباط دارد و طیف پتانسیل هایی که نواحی به سرعت در حال خوردگی و ظاهرا بدون خوردگی را از هم جدا می‌کند اغلب بسیار محدود است. گرادیان‌های احتمالی نیم پیل ( هافسل ) اغلب به دلیل مجاورت نزدیک میکرو پیل ( هافسل ) های خوردگی مجاور روی سطح آرماتور فولادی غالباً کم عمق است.

در پرتو این معیارهای تفسیری متناقض، در حال حاضر استفاده از مقادیر احتمالی مطلق به عنوان وسیله ارزیابی احتمال وقوع خوردگی رایج‌تر است. رسم نقشه های کانتور ایزو پتانسیل مانند شکل 7.7 ترجیح داده می شود. ریسک خوردگی محلی با «نواحی ویژه» از مناطق آند منفی‌تر و گرادیان احتمالی شیب دار مشخص می شود که با خطوط ایزو پتانسیل با فاصله نزدیک مشاهده می شود. مناطق منفی‌تر از 200 میلی ولت از «پتانسیل زمینه‌ای» اغلب نشان دهنده فعالیت خوردگی است (160).

در انجام یک نظرسنجی بالقوه، شبکه اولیه 0.5 متر تا 1 متر معمولاً برای نمونه‌برداری پتانسیل‌های سطحی بکار می‌رود. در مناطق مورد توجه خاص، یا وقتی فعالیت خوردگی ریز پیل ( هافسل ) محتمل است، شبکه ریز 0.1 متری را می توان بکار برد. باید اذعان کنیم روش نیم پیل ( هافسل ) نمی تواند نشان دهنده میزان واقعی خوردگی باشد یا حتی نمی‌تواند نشان دهد خوردگی قبلا آغاز شده است. این آزمون فقط مناطقی را نشان می دهند که نیازمند بررسی بیشتر است و ارزیابی احتمال وقوع خوردگی را می توان با اندازه‌گیری مقاومت ویژه در این مناطق بهبود بخشید.

این روش هنگام ارزیابی شرایط نگهداری و تعمیر کاربرد وسیعی دارد و به ویژه در یافتن مقایسه‌ای مناطقی که خوردگی در آن ممکن است سبب مشکلات آتی شود و مناطقی که خوردگی بدون شواهد قابل مشاهده در سطح قبلا در آن روی داده است مفید است. به علاوه، این روش اغلب برای تأیید این مساله کاربرد دارد که پس از ترمیم سازه بتن مسلح آسیب دیده ناشی از خوردگی، انفعال بازگردانده می‌شود.