PERFORMANCE EVALUATION OF CORROSION INHIBITORS FOR LOCAL CONDITIONS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Al-Sodani_Final_Thesis_PDF.pdf Download (18MB) | Preview

Arabic Abstract

لوحظ تدهور المنشآت الخرسانية بسبب تآكل حديد التسليح في العديد من المنشآت الصناعية وغير الصناعية في المناطق الساحلية من المملكة العربية السعودية. وكما هو معلوم، يتم إنفاق موارد ضخمة لإصلاح وإعادة تأهيل المنشآت الخرسانية المتدهورة، والتي تحتاج إلى إصلاح لتلبية عمرها التصميمي. كما تحتاج المنشآت الجديدة إلى اتخاذ التدابير الوقائية اللازمة لتفادي التدهور. وتشمل بعض التدابير الوقائية ما يلي: استخدام القضبان المطلية بالايبوكسي ((FBEC أو الموانع الكيميائية. وفي ظل ظروف التعرض القاسية، فان العمر الافتراضي للمنشآت الخرسانية المبنية باستخدام القضبان المطلية يمكن أن يكون محدوداً نظرا للتأثير الضار للأضرار التي قد تلحق بالقضبان المطلية. وبالتالي، فإن هناك اتجاها متزايدا نحو استخدام موانع الصدأ في تقليل تآكل حديد التسليح. وعلى الرغم من وجود بعض المعلومات عن استخدام موانع الصدأ، سواء محليا اوفي دول أخرى، فان هناك العديد من الجوانب، مثل تأثير درجة الحرارة ووجود ايونات الكلورايدات والكبريتات جنبا إلى جنب، على فعالية موانع الصدأ التي لم يتم دراستها. ولذلك، فان هناك حاجة ملحة لدراسة أداء موانع الصدأ في وجود درجة الحرارة ، الكلوريدات و الكبريتات. تم اجراء هذا البحث والذي يتكون من جزئين. الجزء الأول يتكون من تجهيز مجموعة من 66 عينة من حديد التسليح و التي تم غمرها في محلول يحاكي المحلول المائي للخرسانة وتغيير المعايير الثلاثة الرئيسية للتعرض (كلورايد و/أو كبريتات، مانع الصدأ ودرجة الحرارة) باستخدام طريقة Potentio-dynamic. وفي الجزء الثاني من هذا البحث، تم تجهيز مجموعة من 36 عينه خرسانيه لتقييم أداء الموانع المختارة في كل من العينات السليمة والمشققة طبقا للمواصفة ASTM G 109. وأظهرت نتائج (Potentio-dynamic Polarization) أن أداء جميع موانع الصدأ كان جيداً في التقليل من التآكل. ومع ذلك، فقد انخفض اداء هذه الموانع مع زيادة تركيز كلورايد و/أو الكبريتات ودرجة حرارة التعرض. وكان التآكل في عينات ASTM G 109الغير مشققه والتي تحتوي على موانع الصدأ أقل من ذلك في العينات التي لا تحتوي على موانع الصدأ (حوالي 3 الى 4 مرات أقل). علاوة على ذلك، فان عينات الخرسانة المتشققة التي تحتوي على الموانع الرابع والخامس أظهرت حماية افضل. إلا ان العينات التي تتضمن المثبطات الأول والثاني والثالث لم تنجح في توفير الحماية الكافية او في احسن الاحوال وفرت حماية محدودة لحديد التسليح. وقد استخدمت البيانات التي تم تطويرها في هذه الدراسة في اختيار موانع الصدأ الملائمة للظروف المحلية.

English Abstract

Deterioration of concrete structures due to reinforcement corrosion is noted in many industrial and non-industrial structures in the coastal areas of Saudi Arabia. Considerable resources are being expended to repair and rehabilitate the deteriorated concrete structures. While deteriorating concrete structures need to be repaired for meeting their design life, preventive measures need also to be taken to avoid deterioration in new construction. Some of the protective measures include: use of fusion-bonded-epoxy coated (FBEC) bars or chemical inhibitors. However, under severe exposure conditions, the service life of structures built with FBEC steel bars can be limited due to the detrimental effect of damage to the FBEC. Consequently, there is an increasing trend towards utilizing corrosion inhibitors to minimize reinforcement corrosion. Though there is some information on the use of corrosion inhibitors, both locally and in other countries, several aspects, such as the exposure temperature and the combined presence of chloride and sulfate ions, on the effectiveness of inhibitors have not been studied. Consequently, there is an urgent need to study the performance of inhibitors in the presence of temperature and chloride and sulfate concentration. This research program was conducted into two parts. The first part consisted of preparing a set of 66 steel specimens immersed in simulated concrete pore solution and varying the three key exposure parameters (chloride and/or sulfate concentration, inhibitor type and exposure temperature) using potentio-dynamic polarization method. In the second part of this research, a set of 36 mixtures of concrete specimens was prepared to evaluate the performance of the selected inhibitors in both sound and cracked concrete specimens according to ASTM G 109. Potentio-dynamic polarization results showed that all the inhibitors perform well in minimizing corrosion. However, their performance decreased with increasing the chloride and/or sulfate concentration and exposure temperature. The corrosion in ASTM G 109 uncracked specimens with the selected corrosion inhibitors was less than that in the control specimens (around three to four times lower). Further, in case of cracked concrete specimens, Inhibitor IV and Inhibitor V exhibited the best corrosion protection. However, the specimens incorporating Inhibitors I, II and III provided no or at best limited protection to the reinforcing steel. The data developed in this study were used in the selection of appropriate inhibitors for the local conditions.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering > Structural Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Al-Amoudi, Omar S. Baghabra
Committee Members:	Al-Gahtani, Ahmad Saad and Al-Dulaijan, Salah U. and Ahmad, Shamshad
Depositing User:	AL-SODANI AHMED ALAWI (g201002640)
Date Deposited:	12 Jun 2014 08:11
Last Modified:	01 Nov 2019 15:42
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139301