Tomasz Jaśniok | Silesian University of Technology (original) (raw)

Papers by Tomasz Jaśniok

W użytkowanych ponad 20 lat żelbetowych zbiornikach wody pitnej powstały uszkodzenia we-wnętrznyc... more W użytkowanych ponad 20 lat żelbetowych zbiornikach wody pitnej powstały uszkodzenia we-wnętrznych wypraw, co zaniepokoiło instytucje nadzoru budowlanego, ze względu na zagrożenie korozją zbrojenia i awarią konstrukcji. W celu wykazania rzeczywistego stanu zbrojenia podjęto badania korozyjne. Badania przeprowadzono na wyciętych z konstrukcji rdzeniach betonowych zawierających fragmenty prętów zbrojeniowych, które umieszczano w komorze korozyjnej w ściśle określonych warunkach termiczno-wilgotnościowych. W komorze modelowano przeciętne warunki występujące w zbiorniku napełnionym wodą oraz warunki sprzyjające rozwojowi procesu korozji. Wyniki badań wykazały brak przesłanek do bezzwłocznego wyłączenia z eksploatacji obiektu i umożliwiły dalsze użytkowanie z jednoczesnym przygotowaniem do generalnego remontu.

OCHRONA PRZED KOROZJĄ, 2019

Applied Sciences

This paper presents an improved procedure for conducting diagnostics tests on corrosion in reinfo... more This paper presents an improved procedure for conducting diagnostics tests on corrosion in reinforced concrete structures. This method consists in drilling cylindrical concrete cores with fragments of secondary steel reinforcement (e.g., spacer bars, stirrups, binders) from the selected areas of the structure. Then, a three-electrode system is arranged on those cylindrical cores under laboratory conditions. The fragment of steel rebar with concrete is used as the working electrode. Using the counter electrode in the form of a patented conductive coating applied on the core side wall with painting techniques and the graphite reference electrode placed in an opening made in the core near the reinforcement was the novelty of this method. Following the procedure, the occurrence of minimum and maximum corrosion rates in concrete is simulated in the climate chamber after determining, on the basis of historical weather data, extreme combinations of temperature, and relative humidity for a ...

Materials, 2020

The paper presents the finite element method model (FEM) which allows the forecasting of the evol... more The paper presents the finite element method model (FEM) which allows the forecasting of the evolution of damage in a concrete cover together with experimental verification of the model. The objective of the model is to define the corrosive volume strain tensor rate effected by corrosion, which comprises the accumulation of corrosion products in pore spaces as well as in micro-cracks which develop at the initial stage of cover degradation. The propagation of damage in the contact zone was captured by taking into account the function describing the degradation of the interface transition zone depending on the cover tightening time–critical time. The method of determining the critical time along with the method of taking into account the effective electrochemical equivalent of iron was also analyzed in this paper. The work presents the experimental verification of the model using an accelerated corrosion test of reinforcement in concrete and strain measurements with optical methods. T...

Architecture, Civil Engineering, Environment, 2017

This paper is focused on the problem of forecasting damage in reinforced concrete specimens as th... more This paper is focused on the problem of forecasting damage in reinforced concrete specimens as the consequence of chloride corrosion. The performed numerical calculations included time necessary for filling empty pore space and tightening corrosion products in the interfacial transition zone (ITZ) . In those calculations we assumed the formation of distortional strains in the ITZ layer caused by mass increase of corrosion products dependent on corrosion current intensity.

Procedia Engineering, 2017

This paper presents measurements of corrosion rate of reinforcement by means of the original meth... more This paper presents measurements of corrosion rate of reinforcement by means of the original method involving delimitation of the polarized area with an insulator. This method consists of a typical potentiostat connected with a three-electrode setup, in which a circular electrode used as the auxiliary electrode is placed on the surface of concrete, and the polarized area is delimited by making a notch along the whole thickness of concrete cover. The notch, finally filled up with resin, is ring-shaped with a diameter slightly larger than the diameter of the counter electrode. The results of this method were verified by conducting measurements in an aqueous extract from crushed concrete, with LPR and EIS methods. Its properties were modified to map various environmental conditions, e.g. strongly carbonated concrete, concrete saturated with chlorides, or concrete with satisfactory protective properties to reinforcement. Each of three extracts contained a polished rebar, and auxiliary electrodescircular and rectangular (with its side length equal to rebar length) in shape. A ring insulator was modelled with a fragment of the plastic tube. The comparative analysis of results obtained for partial polarization process by a circular electrode, with and without the insulator impact; and for the complete polarization by a counter electrode, revealed effectiveness of the proposed method under various environmental conditions. Electrical simulation was used to explain the effect of delimiting polarized area of rebar.

Procedia Engineering, 2017

This paper presents a method of conducting diagnostic tests for corrosion rate in concrete struct... more This paper presents a method of conducting diagnostic tests for corrosion rate in concrete structures, which has been patented by the authors. The method consists in drilling cores with embedded pieces of steel reinforcement from cylindrical structures, and arranging a three-electrode system on such cores to measure polarization with a potentiostat. The three-electrode arrangement uses a piece of steel reinforcement in concrete core as the working electrode, a stainless steel sheet placed on one of the core bases-as the counter electrode, and an electrode of constant and known potential as the reference electrode. Determining the maximum and minimum corrosion rate of a steel bar in the concrete core is the most important element of the developed method, in which changeable temperature and humidity conditions are modelled around the tested structure. Extremely adverse and highly favourable values of temperature and humidity are determined for individual tested structures. Those parameters can be monitored in a climatic chamber while measuring polarization resistance of the reinforcement. This paper also includes examples of practical application of this method in diagnostic tests conducted by the authors on responsible reinforced concrete structures

OCHRONA PRZED KOROZJĄ, 2016

OCHRONA PRZED KOROZJĄ, 2016

Poster prezentuje autorski sposób ograniczenia zasięgu prądów polaryzacyjnych na stalowym zbrojen... more Poster prezentuje autorski sposób ograniczenia zasięgu prądów polaryzacyjnych na stalowym zbrojeniu w betonie w trakcie pomiarów szybkości korozji. Badania przeprowadzono w wyciągu wodnym z rozdrobnionego betonu, który zobojętniono dwutlenkiem węgla, aby odwzorować beton silnie skarbonatyzowany. Pomiary wykonano w układzie trójelektrodowym dwiema metodami EIS i LPR. Elektrodą badaną był pojedynczy gładki pręt zbrojeniowy ze stali gatunku St3S, a elektrodą referencyjną Cl–/AgCl,Ag. Zastosowano dwa rodzaje elektrod pomocniczych – pasmową i kołową, obie wykonane ze stali odpornej na korozję. W celu ograniczenia zasięgu polaryzacji zbrojenia do roztworu wraz z elektrodą kołową wprowadzono izolator z rury PCV. Przyjęty pierścieniowy kształt izolatora jest odwzorowaniem w konstrukcji żelbetowej efektu nacięcia całej grubości otuliny zbrojenia wypełnienia powstałej szczeliny izolatorem elektrycznym równocześnie sklejającym uszkodzony beton. Badania polaryzacyjne wykonano w trzech wariantach, tj. stosując elektrodę pasmową oraz elektrodą kołową z ograniczeniem i bez ograniczenia rurą PCV. Analiza porównawcza uzyskanych wyników wykazała, że zastosowany pierścieniowy izolator w około 50% ogranicza rozpływ prądów polaryzacyjnych w stosunku do elektrody kołowej bez ograniczenia, co może wskazywać na skuteczność proponowanej metody.

W użytkowanych ponad 20 lat żelbetowych zbiornikach wody pitnej powstały uszkodzenia wewnętrznych... more W użytkowanych ponad 20 lat żelbetowych zbiornikach wody pitnej powstały uszkodzenia wewnętrznych wypraw, co zaniepokoiło instytucje nadzoru budowlanego, ze względu na zagrożenie korozją zbrojenia i awarią konstrukcji. W celu wykazania rzeczywistego stanu zbrojenia podjęto badania korozyjne. Badania przeprowadzono na wyciętych z konstrukcji rdzeniach betonowych zawierających fragmenty prętów zbrojeniowych, które umieszczano w komorze korozyjnej w ściśle określonych warunkach termiczno-wilgotnościowych. W komorze modelowano przeciętne warunki występujące w zbiorniku napełnionym wodą oraz warunki sprzyjające rozwojowi procesu korozji. Wyniki badań wykazały brak przesłanek do bezzwłocznego wyłączenia z eksploatacji obiektu i umożliwiły dalsze użytkowanie z jednoczesnym przygotowaniem do generalnego remontu.

OCHRONA PRZED KOROZJĄ, 2015

W artykule przedstawiono wyniki badań polaryzacyjnych metodami LPR i EIS wykonanych na próbkach ż... more W artykule przedstawiono wyniki badań polaryzacyjnych metodami LPR i EIS wykonanych na próbkach żelbetowych, po dwukrotnym wywołaniu w okresie 3 lat, zaawansowanych procesów korozyjnych na zbrojeniu w betonie. W trakcie badań czynnikiem korozyjnym były chlorki, a przebieg degradacji w komorze klimatyczno-korozyjnej stymulowano otrzymując temperaturę w przedziale 7C÷35C i wilgotność powietrza w zakresie 40%÷90%. Trzyletni monitoring rozwoju korozji zbrojenia w betonie pokazał, że wykonana po ponad dwuletniej przerwie ponowna inicjacja zaawansowanych procesów korozyjnych na stali w betonie nie spowodowała znacząco odmiennego rozkładu szybkości korozji, niż przy pierwszej inicjacji korozji. Ponadto długość okresu rozwoju korozji zbrojenia nie miała większego wpływu na uzyskane wyniki badań.

Procedia Engineering, 2015

Electrochemical tests on corrosion rate of reinforcement were performed on six concrete specimens... more Electrochemical tests on corrosion rate of reinforcement were performed on six concrete specimens reinforced with a single bar equipped with temperature and concrete moisture sensors. The specimens were kept in a climatic and corrosion chamber where ambient temperature was changing discretely in a temperature range of 7°C ÷ 35°C, and similarly humid conditions were changing in a range of 30% ÷ 90%. The tests were also conducted on specimens immersed in water at 7°C and 35°C. Temperature and moisture content in concrete at the bar surface were monitored throughout the tests. The objective of this work was to analyse the influence of rapid changes in climatic conditions maintained for a few-day cycles, on corrosion rate of reinforcement in concrete. The tests demonstrated that the current corrosion process models for concrete reinforcement which assumed an immediate response of corrosion rate to a change in climatic conditions, was correct only for temperature.

Przeprowadzone w niniejszym opracowaniu badania porównawcze uwzględniające szerokie spektrum wart... more Przeprowadzone w niniejszym opracowaniu badania porównawcze uwzględniające szerokie spektrum wartości rezystywności betonu otuliny wskazały na potrzebę przeprowadzania pomiarów korozji zbrojenia w istniejących konstrukcjach dwiema metodami - oporu polaryzacji lub spektroskopii impedancyjnej. Wybór jednej z tych metod jest uzależniony od stopnia zawilgocenia konstrukcji.

W użytkowanych ponad 20 lat żelbetowych zbiornikach wody pitnej powstały uszkodzenia we-wnętrznyc... more W użytkowanych ponad 20 lat żelbetowych zbiornikach wody pitnej powstały uszkodzenia we-wnętrznych wypraw, co zaniepokoiło instytucje nadzoru budowlanego, ze względu na zagrożenie korozją zbrojenia i awarią konstrukcji. W celu wykazania rzeczywistego stanu zbrojenia podjęto badania korozyjne. Badania przeprowadzono na wyciętych z konstrukcji rdzeniach betonowych zawierających fragmenty prętów zbrojeniowych, które umieszczano w komorze korozyjnej w ściśle określonych warunkach termiczno-wilgotnościowych. W komorze modelowano przeciętne warunki występujące w zbiorniku napełnionym wodą oraz warunki sprzyjające rozwojowi procesu korozji. Wyniki badań wykazały brak przesłanek do bezzwłocznego wyłączenia z eksploatacji obiektu i umożliwiły dalsze użytkowanie z jednoczesnym przygotowaniem do generalnego remontu.

OCHRONA PRZED KOROZJĄ, 2019

Applied Sciences

This paper presents an improved procedure for conducting diagnostics tests on corrosion in reinfo... more This paper presents an improved procedure for conducting diagnostics tests on corrosion in reinforced concrete structures. This method consists in drilling cylindrical concrete cores with fragments of secondary steel reinforcement (e.g., spacer bars, stirrups, binders) from the selected areas of the structure. Then, a three-electrode system is arranged on those cylindrical cores under laboratory conditions. The fragment of steel rebar with concrete is used as the working electrode. Using the counter electrode in the form of a patented conductive coating applied on the core side wall with painting techniques and the graphite reference electrode placed in an opening made in the core near the reinforcement was the novelty of this method. Following the procedure, the occurrence of minimum and maximum corrosion rates in concrete is simulated in the climate chamber after determining, on the basis of historical weather data, extreme combinations of temperature, and relative humidity for a ...

Materials, 2020

The paper presents the finite element method model (FEM) which allows the forecasting of the evol... more The paper presents the finite element method model (FEM) which allows the forecasting of the evolution of damage in a concrete cover together with experimental verification of the model. The objective of the model is to define the corrosive volume strain tensor rate effected by corrosion, which comprises the accumulation of corrosion products in pore spaces as well as in micro-cracks which develop at the initial stage of cover degradation. The propagation of damage in the contact zone was captured by taking into account the function describing the degradation of the interface transition zone depending on the cover tightening time–critical time. The method of determining the critical time along with the method of taking into account the effective electrochemical equivalent of iron was also analyzed in this paper. The work presents the experimental verification of the model using an accelerated corrosion test of reinforcement in concrete and strain measurements with optical methods. T...

Architecture, Civil Engineering, Environment, 2017

This paper is focused on the problem of forecasting damage in reinforced concrete specimens as th... more This paper is focused on the problem of forecasting damage in reinforced concrete specimens as the consequence of chloride corrosion. The performed numerical calculations included time necessary for filling empty pore space and tightening corrosion products in the interfacial transition zone (ITZ) . In those calculations we assumed the formation of distortional strains in the ITZ layer caused by mass increase of corrosion products dependent on corrosion current intensity.

Procedia Engineering, 2017

This paper presents measurements of corrosion rate of reinforcement by means of the original meth... more This paper presents measurements of corrosion rate of reinforcement by means of the original method involving delimitation of the polarized area with an insulator. This method consists of a typical potentiostat connected with a three-electrode setup, in which a circular electrode used as the auxiliary electrode is placed on the surface of concrete, and the polarized area is delimited by making a notch along the whole thickness of concrete cover. The notch, finally filled up with resin, is ring-shaped with a diameter slightly larger than the diameter of the counter electrode. The results of this method were verified by conducting measurements in an aqueous extract from crushed concrete, with LPR and EIS methods. Its properties were modified to map various environmental conditions, e.g. strongly carbonated concrete, concrete saturated with chlorides, or concrete with satisfactory protective properties to reinforcement. Each of three extracts contained a polished rebar, and auxiliary electrodescircular and rectangular (with its side length equal to rebar length) in shape. A ring insulator was modelled with a fragment of the plastic tube. The comparative analysis of results obtained for partial polarization process by a circular electrode, with and without the insulator impact; and for the complete polarization by a counter electrode, revealed effectiveness of the proposed method under various environmental conditions. Electrical simulation was used to explain the effect of delimiting polarized area of rebar.

Procedia Engineering, 2017

This paper presents a method of conducting diagnostic tests for corrosion rate in concrete struct... more This paper presents a method of conducting diagnostic tests for corrosion rate in concrete structures, which has been patented by the authors. The method consists in drilling cores with embedded pieces of steel reinforcement from cylindrical structures, and arranging a three-electrode system on such cores to measure polarization with a potentiostat. The three-electrode arrangement uses a piece of steel reinforcement in concrete core as the working electrode, a stainless steel sheet placed on one of the core bases-as the counter electrode, and an electrode of constant and known potential as the reference electrode. Determining the maximum and minimum corrosion rate of a steel bar in the concrete core is the most important element of the developed method, in which changeable temperature and humidity conditions are modelled around the tested structure. Extremely adverse and highly favourable values of temperature and humidity are determined for individual tested structures. Those parameters can be monitored in a climatic chamber while measuring polarization resistance of the reinforcement. This paper also includes examples of practical application of this method in diagnostic tests conducted by the authors on responsible reinforced concrete structures

OCHRONA PRZED KOROZJĄ, 2016

OCHRONA PRZED KOROZJĄ, 2016

Poster prezentuje autorski sposób ograniczenia zasięgu prądów polaryzacyjnych na stalowym zbrojen... more Poster prezentuje autorski sposób ograniczenia zasięgu prądów polaryzacyjnych na stalowym zbrojeniu w betonie w trakcie pomiarów szybkości korozji. Badania przeprowadzono w wyciągu wodnym z rozdrobnionego betonu, który zobojętniono dwutlenkiem węgla, aby odwzorować beton silnie skarbonatyzowany. Pomiary wykonano w układzie trójelektrodowym dwiema metodami EIS i LPR. Elektrodą badaną był pojedynczy gładki pręt zbrojeniowy ze stali gatunku St3S, a elektrodą referencyjną Cl–/AgCl,Ag. Zastosowano dwa rodzaje elektrod pomocniczych – pasmową i kołową, obie wykonane ze stali odpornej na korozję. W celu ograniczenia zasięgu polaryzacji zbrojenia do roztworu wraz z elektrodą kołową wprowadzono izolator z rury PCV. Przyjęty pierścieniowy kształt izolatora jest odwzorowaniem w konstrukcji żelbetowej efektu nacięcia całej grubości otuliny zbrojenia wypełnienia powstałej szczeliny izolatorem elektrycznym równocześnie sklejającym uszkodzony beton. Badania polaryzacyjne wykonano w trzech wariantach, tj. stosując elektrodę pasmową oraz elektrodą kołową z ograniczeniem i bez ograniczenia rurą PCV. Analiza porównawcza uzyskanych wyników wykazała, że zastosowany pierścieniowy izolator w około 50% ogranicza rozpływ prądów polaryzacyjnych w stosunku do elektrody kołowej bez ograniczenia, co może wskazywać na skuteczność proponowanej metody.

W użytkowanych ponad 20 lat żelbetowych zbiornikach wody pitnej powstały uszkodzenia wewnętrznych... more W użytkowanych ponad 20 lat żelbetowych zbiornikach wody pitnej powstały uszkodzenia wewnętrznych wypraw, co zaniepokoiło instytucje nadzoru budowlanego, ze względu na zagrożenie korozją zbrojenia i awarią konstrukcji. W celu wykazania rzeczywistego stanu zbrojenia podjęto badania korozyjne. Badania przeprowadzono na wyciętych z konstrukcji rdzeniach betonowych zawierających fragmenty prętów zbrojeniowych, które umieszczano w komorze korozyjnej w ściśle określonych warunkach termiczno-wilgotnościowych. W komorze modelowano przeciętne warunki występujące w zbiorniku napełnionym wodą oraz warunki sprzyjające rozwojowi procesu korozji. Wyniki badań wykazały brak przesłanek do bezzwłocznego wyłączenia z eksploatacji obiektu i umożliwiły dalsze użytkowanie z jednoczesnym przygotowaniem do generalnego remontu.

OCHRONA PRZED KOROZJĄ, 2015

W artykule przedstawiono wyniki badań polaryzacyjnych metodami LPR i EIS wykonanych na próbkach ż... more W artykule przedstawiono wyniki badań polaryzacyjnych metodami LPR i EIS wykonanych na próbkach żelbetowych, po dwukrotnym wywołaniu w okresie 3 lat, zaawansowanych procesów korozyjnych na zbrojeniu w betonie. W trakcie badań czynnikiem korozyjnym były chlorki, a przebieg degradacji w komorze klimatyczno-korozyjnej stymulowano otrzymując temperaturę w przedziale 7C÷35C i wilgotność powietrza w zakresie 40%÷90%. Trzyletni monitoring rozwoju korozji zbrojenia w betonie pokazał, że wykonana po ponad dwuletniej przerwie ponowna inicjacja zaawansowanych procesów korozyjnych na stali w betonie nie spowodowała znacząco odmiennego rozkładu szybkości korozji, niż przy pierwszej inicjacji korozji. Ponadto długość okresu rozwoju korozji zbrojenia nie miała większego wpływu na uzyskane wyniki badań.

Procedia Engineering, 2015

Electrochemical tests on corrosion rate of reinforcement were performed on six concrete specimens... more Electrochemical tests on corrosion rate of reinforcement were performed on six concrete specimens reinforced with a single bar equipped with temperature and concrete moisture sensors. The specimens were kept in a climatic and corrosion chamber where ambient temperature was changing discretely in a temperature range of 7°C ÷ 35°C, and similarly humid conditions were changing in a range of 30% ÷ 90%. The tests were also conducted on specimens immersed in water at 7°C and 35°C. Temperature and moisture content in concrete at the bar surface were monitored throughout the tests. The objective of this work was to analyse the influence of rapid changes in climatic conditions maintained for a few-day cycles, on corrosion rate of reinforcement in concrete. The tests demonstrated that the current corrosion process models for concrete reinforcement which assumed an immediate response of corrosion rate to a change in climatic conditions, was correct only for temperature.

Przeprowadzone w niniejszym opracowaniu badania porównawcze uwzględniające szerokie spektrum wart... more Przeprowadzone w niniejszym opracowaniu badania porównawcze uwzględniające szerokie spektrum wartości rezystywności betonu otuliny wskazały na potrzebę przeprowadzania pomiarów korozji zbrojenia w istniejących konstrukcjach dwiema metodami - oporu polaryzacji lub spektroskopii impedancyjnej. Wybór jednej z tych metod jest uzależniony od stopnia zawilgocenia konstrukcji.