The development and combination of electromagnetic non-destructive evaluation techniques for the assesment of cover concrete condition prior to corrosion - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

The development and combination of electromagnetic non-destructive evaluation techniques for the assesment of cover concrete condition prior to corrosion

Résumé

Electromagnetics (EM) non-destructive evaluation techniques are sensitive to parameters related to the durability of concrete. This research project investigated the potential of electromagnetic techniques to assess concrete durability and detect the presence of harmful agents (i.e moisture and chloride). The combination of three in situ electromagnetic techniques to assess concrete condition was also shown to have great potential. The first phase in this research project comprised a parametric study to assess the sensitivity of the different electromagnetic observables to concrete condition. Custom electromagnetic test equipment (an existing co-axial electromagnetic cell) and a mutli-ring dc-resistivity cell (developed as part of this thesis) were employed. Multiple linear regression models were then developed for each EM observable (dc-resistivity and dielectric permittivity) as a fonction of degree of saturation, choride content, porosity and diffusion coefficent. During the second phase EM evaluation techniques suitable for in situ measurements were used to assess the condition of homogeneous (unreinforced) concrete slabs. A multi-electrode dc-resistivity probe developed during this thesis, capacitive probe and ground penetrating radar (GPR) were employed. The techniques were combined to estimate the condition of each slab by non linear optimization of the regression models developed in the previous phase. It was found that electrical resisitivity tomography (ERT) using the newly developed multi-electrode resistivity probe was especially useful to assess gradients within concrete.
Sachant que les techniques d'auscultation electromagnétiques non destructives (EM) sont sensibles à de nombreux paramètres d'état des bétons, l'objectif de ce projet de recherche est d'étudier le potentiel de ces méthodes d'investigation EM pour évaluer la durabilité des bétons et détecter la présence d'agents agressifs. Dans un premier temps une cellule de mesure EM coaxiale-cylindrique et une cellule de résistivité multi-anneaux (mise au point conçue dans cette thèse) ont été utilisées pour une étude paramétrique. Des modèles de régression multi-linéaires ont été développés pour chaque observable EM (résistivité électrique et permittivité diélectrique) en fonction du degré de saturation, de la teneur en chlorures, de la porosité et du coefficient de diffusion de différentes formulations de bétons et mortiers. Dans un deuxième temps, des techniques de mesure EM in-situ ont été utilisées sur des corps d'épreuve homogène pour évaluer leur état : un capteur de résistivité multi-électrodes, développé dans le cadre de cette thèse, un capteur capacitif et un système radar. Ces techniques ont été combinées pour donner une estimation quantitative du taux de saturation, de la teneur en chorures et de la porosité des mélanges par optimisation non-linéaire des modèles de régression, développés dans la phase précédente. Enfin, l'aptitude de ces techniques in-situ à détecter des gradients a également été étudiée. Il a été constaté que la tomographie de résistivité électrique (TRE) utilisant le nouveau système multi-électrodes était particulièrement adapté à la détermination de gradients dans le béton d'enrobage.

Mots clés

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Dates et versions

tel-00918356 , version 1 (13-12-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00918356 , version 1

Citer

Raelize Loubser Du Plooy. The development and combination of electromagnetic non-destructive evaluation techniques for the assesment of cover concrete condition prior to corrosion. Materials. Université Nantes Angers Le Mans, 2013. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00918356⟩
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