การศึกษาการเกิดสนิมของเหล็กเสริมในคอนกรีตผสมเถ้าลอยด้วยวิธีการวัดค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซล

Abstract

โครงการนี้มีมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาเวลาที่เหล็กเสริมในคอนกรีตเริ่มเกิดสนิม และหาสัดส่วนผสมคอนกรีตที่ทนทานต่อการเกิดสนิมของเหล็กเสริมในคอนกรีตเนื่องจากเกลือคลอไรด์ โดยวิะีการวัดค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซล ทำการศึกษาการเกิดสนิมของเหล็กเสริมในตัวอย่าง 2 ประเภท คือคอนกรีต และซีเมนต์เพสต์ ทั้งที่ผสมและไม่ผสมเถาลอย โดยศึกษาทั้งปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 และ 5 ตัวอย่างคอนกรีตมีอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน 0.50 0.55 และ 0.60 และมีสัดส่วนการแทนที่ปูนซีเมนต์ด้วยเถ้าลอยที่ 0.20 0.40 และ 0.60 ของปูนซีเมนต์ ส่วนตัวอย่างซีเมนต์เพสท์ มีอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน 0.40 และ 0.50 และใช้สัดส่วนการแทนที่ปูนซีเมนต์ด้วยเถ้าลอยและประเภทของปูนซีเมนต์เช่นเดียวกันกับตัวอย่างคอนกรีต ทำการบ่มในน้ำบริสุทธิ์เป็นเวลา 28 วัน หลังจากนั้นนำตัวอย่างมาแช่น้ำเกลือคลอไรด์ของโซเดียมคลอไรด์ที่มีความเข้มข้น 5% ของเหลือคลอไรด์ ทำการวัดค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลทุก ๆ 2 สัปดาห์สำหรับตัวอย่างคอนกรีต และทุกสัปดาห์สำหรับตัวอย่างซีเมนต์เพสท์ และทำการทดสอบกำลังรับแรงอัด และกำลังรับแรงดึงของตัวอย่างที่อายุ 28 วัน ของทุกสัดส่วนการผสม เมื่อระยะเวลาในการแช่เกลือคลอไรด์ของตัวอย่างผ่านไปเป็นระยะเวลา 14 สัปดาห์ พบว่ามีสัดส่วนผสมที่มีอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสานสูง เหล็กเสริมจะมีโอกาสเกิดสนิมได้มากกว่าที่สัดส่วนผสมที่อัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสานต่ำ และเมื่อพิจารณาสัดส่วนการแทนที่ปูนซีเมนต์ด้วยเถ้าลอยที่แตกต่างกัน พบว่าเมื่อสัดส่วนการแทนที่ปูนซีเมนต์ด้วยเถ้าลอยเพิ่มมากขึ้นเหล็กเสริมก็จะมีโอกาสเกิดสนิมได้มากขึ้น และที่สัดส่วนการผสมน้ำต่อวัสดุประสานและสัดส่วนการแทนที่ปูนซีเมนต์ด้วยเถ้าลอยเท่ากัน พบว่าตัวอย่างซีเมนต์เพสต์มีโอกาสเกิดสนิมได้สูงกว่าตัวอย่างคอนกรีตและหากพิจารณากำลังรับแรงอัดกับค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซล พบว่า เมื่อกำลังรับแรงอัดน้อย เหล็กเสริมมีโอกาสเกิดสนิมมากกว่าที่มีกำลังรับแรงอัดมาก The objectives of this research project are to find the depassivation time of corrosion of steel in concrete and to determine suitable mix proportion of concrete, which is more durable for protecting the corrosion of steel in concrete due to chloride attack. Half-cell potentials measurement was taken to observe the corrosion of steel in concrete and cement paste for both with and without fly ash. Two types of cement were used which were type I Portland cement (ordinary Portland cement) and type V Portland cement (sulfate-resisting Portland cemene) In this study, the comcrete specimens with water to binder ratio (w/b) of 0.50, 0.55 and 0.60 and fly ash replacement ratio (f/b) of 0.20, 0.40 and 0.60 were cast. The cement paste specimens with w/b of 0.40 and 0.50 and f/b of 0.20, 0.40 and 0.60 were prepared. All specimens were cured in pure water for 28 days before submerging in 5% chloride solution of NaCl. During chloride submersion, half-cell potentials of concrete specimens were measured for every 2 weeks and every week for cement paste specimens. The compressive strength and tensile strength tests of all specimens were performed at 28 days. From experimental result of half-cell potentials measurement after 14 weeks of chloride submersion, it was found that higher w/b had higher negative half-cell potentials than lower w/b. It mwant that higher w/b specimen had more possibility of corrosion of steel than lower one. This trend was same for both concreted and cement paste specimens. When considering the effect of fly ash replacement ratio in concrete and cement paste speciments, higher f/b ratio resulted in higher possibility of corrosion of steel than lower one. It was also found that cement paste specimens had more possibility of corrosion of steel than concrete specimens at the same w/b and f/b ratios. Specimens with higher compressive strength had lower opportunity of corrosion of steel.