Tensile strength of corroded steel bars

Tensile strength of corroded steel bars

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2021v42n1p103

Keywords:

Corrosion, Concrete, Steel reinforcement, Mechanical properties, Structures

Abstract

Among the pathological manifestations associated with reinforced concrete, corrosion of the reinforcement is one of the most serious issues since it is related to the durability of the structures and the safety of the users. Although the reinforcement in the structural components is protected by a covering layer, carbonation or the presence of chlorides in the concrete generates necessary conditions for corrosion of the reinforcement. This causes a reduction in the cross section and the generation of products that, due to their volumetric expansion, cause cracks in the interior of the concrete. This work evaluates the effects of corrosion on mechanical properties of corroded reinforcements through accelerated conditions in the laboratory. Steel bars installed inside cylindrical concrete specimens are subjected to accelerated corrosion, immersed in a saline solution with the application of an electric current for periods of 1, 3, 5 and 7 d. After corrosion, the steel bars are removed and their weight loss, degree of corrosion and tensile strength are evaluated. The results demonstrate an increased degree of corrosion with exposure time to the saline solution and the non-uniform reduction of the tensile strength of the bars due to the formation of corrosion pits with varying depth along the bar.

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Author Biographies

Flavia de Fatima Emi Murakami, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Master’s Student, PPGEC, UTFPR, Curitiba, Paraná, Brazil

Elizamary Otto Ferreira, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Master’s Student, PPGEC, UTFPR, Curitiba, Paraná, Brazil

Carlos Eduardo Tino Balestra, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Prof. Dr., PPGQB, UTFPR, Toledo, Paraná, Brazil,

Gustavo Savaris, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Prof. Dr., PPGEC, UTFPR, Curitiba, Paraná, Brazil,

References

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 52: agregado miúdo: determinação da massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro: ABNT, 2009. 6 p.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 53: agregado graúdo: determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro: ABNT, 2003. 8 p.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 67: concreto: determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro: ABNT, 1998. 8 p.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739: concreto: ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro: ABNT, 2007. 9 p.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. 238 p.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO 6892-1: materiais metálicos: ensaio de tração parte 1: método de ensaio à temperatura ambiente. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. 70 p.

APOSTOLOPOULOS, C.; PAPADAKIS, V. G. Consequences of steel corrosion on the ductility properties of reinforcement bar. Construction and Building Materials, Guildford, v. 22, p. 2316–2324, nov. 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.10.006.

APOSTOLOPOULOS, C. A.; DEMIS, S.; PAPADAKIS, V. G. Chloride-induced corrosion of steel reinforcement – mechanical performance and pit depth analysis. Construction and Building Materials, Guildford, v. 38, p. 139–146, jan. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.07.087.

BALESTRA, C. E. T. Influência do grau de corrosão na resistência à tração de armaduras: estudo de caso das fundações da Nova Ala Zero do ITA. 2013. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Infraestrutura Aeroportuária) - Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São Paulo, 2013.

CAIRNS, J.; PLIZZARI, G. A.; DU, Y.; LAW, D. W.; FRANZONI, C. Mechanical properties of corrosiondamaged reinforcement. ACI Materials Journal, Detroit, v. 102, n. 04, p. 256–264, jul./ago. 2005.

CASCUDO, O. Inspeção e diagnóstico de estrutura de concreto com problemas de corrosão da armadura. In: ISAIA, G. C. (Org.). Concreto: ensino, pesquisa e realizações. 1a ed. São Paulo: Instituto Brasileiro do Concreto, 2005, v. 2, p. 1071-1108.

GENTIL, V. Corrosão. Rio de Janeiro: LTC, 2011.

HELENE, P. R. L. Corrosão em armaduras para concreto armado. São Paulo: PINI, 1986.

HELENE, P. R. L. Contribuição ao estudo da corrosão em armaduras de concreto armado. 1993. Tese (Doutorado) — Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 1993.

IMPERATORE, S.; RINALDI, Z.; DRAGO, C. Degradation relationships for the mechanical properties of corroded steel rebars. Construction and Building Materials, Guildford, v. 148, p. 219–230, set 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.209.

ISAIA, G. C. Concreto: ensino, pesquisa e realizações: o concreto da era clássica a contemporânea. São Paulo: IBRACON, 2010. 1581 p.

KASHANI, M. M.; CREWE, A. J.; ALEXANDER, N. A. Nonlinear stress–strain behaviour of corrosiondamaged reinforcing bars including inelastic buckling. Engineering Structures, Oxford, v. 48, p. 417–429, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.09.034.

MEHTA, R.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: microestrutura, propriedades e materiais. São Paulo: Instituto brasileiro de concreto: IBRACON, 2014. 782 p.

MOTA, J. M. F.; BARBOSA, F. R.; SILVA, A. J. C.; FRANCO, A. P. G.; CARVALHO, J. R. Corrosão de armadura em estruturas de concreto armado devido ao ataque de íons cloreto. CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 54., 2012. Maceió. Anais [. . . ]. Maceió: [s. n.], 2012. p. 17.

NAVIDI, W. Principles of statistics for engineers and scientists. New York: McGraw-Hill, 2010. ORTEGA, N. F.; ROBLES, S. I. Assessment of residual life of concrete structures affected by reinforcement corrosion. HBRC Journal, [London], v. 12, n. 2, p. 114–122, ago. 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2014.11.003.

ROCHA, I. Corrosão em estruturas de concreto armado. Revista Especialize IPOG, Goiania, v. 1, p. 1–26, dez. 2015.

SEGALIN, L. P.; BALESTRA, C. E. T.; SAVARIS, G.; BRESSIANI, L. Effect of cooling method on concrete compressive strength after exposure to high temperatures. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina, v. 41, n. 1, p. 13-20, jan./jun. 2020. DOI: http://dx.doi.org/10.5433/1679- 0375.2020v41n1p13.

ZHU, W.; FRANÇOIS, R.; CORONELLI, D.; CLELAND, D. Effect of corrosion of reinforcement on the mechanical behaviour of highly corroded RC beams. Engineering Structures, Oxford, v. 56, p. 544–554, nov. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2013.04.017.

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Published

2021-06-30

How to Cite

Murakami, F. de F. E., Ferreira, E. O., Balestra, C. E. T., & Savaris, G. (2021). Tensile strength of corroded steel bars. Semina: Ciências Exatas E Tecnológicas, 42(1), 103–112. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2021v42n1p103

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