An overview of concrete reinforcement corrosion research at King Fahd University of Petroleum & Minerals

Abstract

The KFUPM corrosion research program at the Department of Civil Engineering is characterized by three types of investigations field studies exposure site studies and accelerated laboratory studies Condition surveys and field studies carried out on 62 concrete framed structures 1527 years old located in Eastern Saudi Arabia show that corrosion of reinforcement accompanied by spalling of concrete is the single most recurrent and damaging manifestation of concrete deterioration and that chloride content cover to reinforcement concrete quality and the electrical resistivity of concrete are the four predominant parameters affecting reinforcement corrosion severity From laboratory studies the following are advantageous type I rather than type V cement ; stainless steel clad reinforcement ; a low water cement ratio ; richer mixes ; finer aggregate grading and washed aggregate ; longer curing time ; and greater cover to reinforcement Corrosion in the precracking stage increases steelconcrete bond strength but in the postcracking stage cracking and corrosion cause degradation Addition of 02 % of polypropylene fibers by volume improves bond strength Based on the results of these studies the authors have made proposals for a code of practice to obtain enhanced durability of concrete structures in the Arabian Gulf region

تنقسم دراسة صدأ الحديد في قسم الهندسة المدنية بجامعة الملك فهد للبترول والمعادن إلى ثلاثة أقسام رئيسية دراسات ميدانية، ودراسات تعريض العينات إلى ظروف البيئة، ودراسات معملية والدراسات الميدانية تتلخص في القيام بعمل مسح ميداني واختبارات ميدانية على 62 مبنى خرسانيا مسلحا في المنطقة الشرقية أعمارها تتراوح بين 15 إلى 27 سنة، وهي حالات متفاوتة في التدهور ولقد وجد أن تصدع الخرسانة وصدأ الحديد هما أهم الأسباب في تدهور هذه المباني وذلك بالعلاقة مع العوامل التالية كمية الملوحة، والغطاء الخرساني لأسياخ التسليح، ونوعية الخرسانة، والتوصيل الكهربائي للخرسانة الذي له علاقة بصدأ الحديد أما الدراسات المعملية ودراسات تعريض العينات إلى ظروف البيئة فقد أظهرت الحقائق التالية أن الإسمنت النوع الأول أفضل من إسمنت النوع الخامس من حيث حماية أسياخ التسليح من الصدأ وأن الحديد المقاوم للصدأ أحسن من الأنواع الأخرى المدروسة وهي الحديد المكلفن، والحديد اللدن والحديد المطلي بطبقة عازلة من حيث مقاومته للصدأ، ويأتي بعده الحديد المطلي كما أثبتت الدراسات أن الخرسانة المصنوعة بنسب ماء إلى إسمنت أقلتكون أكثر مقاومة لصدأ الحديد، كما أن الخلطات ذات كمية الإسمنت العالي مع نسبة ماء إلى الإسمنت القليلة، لها مقاومة عالية أيضا وأما بالنسبة لمعالجة الخرسانة فكلما زادت مدة المعالجة زادت حمايتها للحديد من الصدأ، وكذلك كلما زاد الغطاء الخرساني لأسياخ التسليح زادت حماية الأسياخ من الصدأ وبالنسبة لدراسات شدة ترابط أسياخ التسليح مع الخرسانة وتأثير كمية الصدأ على شدة الترابط، فقد أثبتت هذه الدراسات أنه عند وجود كميات قليلة من الصدأ في أسياخ التسليح فإن شدة الترابط تزداد عن الحالة عند عدم وجود الصدأ، وذلك لأن سطح أسياخ التسليح أصبح أكثر خشونة ولكن عندما تزداد كمية الصدأ في أسياخ التسليح إلى حد تتصدع فيه الخرسانة فإن شدة الترابط تقل وذلك لعدة عوامل، منها وجود طبقة صدأ كبيرة تسهل تفكك أسياخ التسليح بالنسبة للخرسانة، وأن النتؤات الموجودة على الأسياخ يصغر حجمها واستنادا على هذه النتائج قام الباحثون بعمل اقتراحات لنظام (كود) للخرسانة والذي بواسطته يمكن إنتاج خرسانة ذات مقاومة عالية لظروف البيئة