Les joints de chaussées sont mis en oeuvre pour contrôler la fissuration due aux conditions thermiques et environnementales. Par ailleurs, les goujons d?acier sont couramment utilisés au Québec dans la réalisation de dalles de chaussées en béton jointées, appelées communément dalles courtes goujonnées. Ils permettent le transfert des charges dues au trafic entre les dalles au niveau des joints. Il s?avère aujourd?hui que les conditions environnementales rencontrées en Amérique du Nord (et plus particulièrement au Québec) et l?emploi de sels de déglaçage en hiver, favorisent les phénomènes de corrosion et de dégradation au niveau des joints qui sont un élément structural prépondérant vis-à-vis de la durabilité de ces structures de chaussées. Des goujons de polymères renforcés de fibres de verre (PRFV) peuvent être une alternative sans corrosion à ceux d?acier et/ou revêtus d?époxy actuellement mis en oeuvre. Ils permettent une conception de durabilité accrue et à coûts moindres (durée de service allongée, entretiens réduits). Ce projet propose une série d?essais en laboratoire, pour d?une part caractériser les propriétés et le comportement à court et long terme de goujons de PRFV, et d?autre part réaliser des expérimentations structurales sur des spécimens de dalles de chaussées jointées. Un des objectifs est de proposer une méthodologie de design en vue de leur utilisation dans de futurs projets.Les goujons de PRFV qui font l?objet de ces essais sont fabriqués par la compagnie Pultrall Inc. de Thedford Mines (Québec, Canada). Deux types de goujons de PRFV sont étudiés dans le cadre de ce projet de recherche (résine polyester et vinylester) ; couvrant une gamme de sept diamètres allant de 25,4 mm à 44,5 mm.

Plus de 30 000 structures en béton armé ont été installées par Hydro-Québec au cours des 30 dernières années. Ces structures, préfabriquées ou coulées sur place, subissent d'importants problèmes de dégradation avec le temps. La pression hydrostatique constante du sous-sol accélère l'infiltration de l'eau, parfois saturée de sels de déglaçage, dans le béton. L'eau réagit avec les armatures d'acier qui se corrodent prématurément. La corrosion des armatures cause ensuite la fissuration prématurée du béton ce qui augmente de débit l'infiltration d'eau, etc.. Le problème peut être résolu en remplaçant l'armature en acier par de l'armature non corrodable en matériaux composites, telles que les barres en polymères renforcés de fibres de verre (PRFV). Ce mémoire présente un résumé des normes canadiennes en vigueur qui régissent l'utilisation des matériaux composites. De plus, une revue de la littérature est effectuée pour le poinçonnement des dalles conventionnelles et renforcées de PRFV. La conception préliminaire des dalles sous charges pondérées et de service est ensuite effectuée pour les chambres renforcées d'acier et de PRFV. Il est démontré lors de la conception préliminaire que les deux types de chambres (renforcées en acier et en PRFV) comportent certains manques sous charges pondérées. Ces manques peuvent être simplement réglés apportant des modifications mineures au ferraillage. Trois types d'essais expérimentaux sont effectués sur huit spécimens de taille réelle. L'essai de compression simule les charges verticales (la pression des terres, le trafic, le camion de tirage, etc.). L'essai de traction avec poulies simule un tirage de câbles sur les murs, le plancher et le plafond. L'essai de traction direct simule le tirage de câbles sur un seul ancrage. L'essai de compression démontre que pour les chambres renforcées de PRFV avec coulis cimentaire entre les pièces, les déformations sur les armatures et sur le béton, les déplacements et la fissuration des chambres sont adéquats pour des charges de service et pondérées selon le devis de performance proposé par Hydro-Québec. L'essai de tirage avec poulies se termine chaque fois avec la rupture de la soudure de l'anneau au plancher. Pour toutes les chambres, les déformations sur les armatures et sur le béton, les déplacements et la fissuration sont adéquats selon le devis de performance proposé. L'essai de tirage direct se termine par la rupture en poinçonnement du mur. Pour toutes les chambres, les déformations sur les armatures et sur le béton, les déplacements et la fissuration sont adéquats selon le devis de performance proposé. De plus les équations de poinçonnement de la norme S806-12 sont toujours conservatrices par rapport aux valeurs expérimentales obtenues.

Engineering : Chemical / M. Tech. (Chemical Engineering)

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Zinc coated steels are widely used in the automotive industry, because of the improved protection against corrosion. Their use has consequences for the resistance welding process, which is the most widely used method of joining body panels. The zinc coating alloys with the copper electrode, resulting in increased electrode wear, and a reduction in electrode life. The welding current must be increased, because of the reduced contact resistance and thus heavier cables and power sources are required. A novel form of power source, the Medium Frequency Direct Current inverter, offers advantages over the traditional AC transformer. The higher operating frequency results in a lighter transformer, and a smaller welding current may be used, because the DC welding current generates heat at a constant rate, and is thus more effective than an AC power source. A potential advantage of this technology is that the increased frequency allows improved resolution in monitoring and control. Novel signal conditioning circuitry was developed, allowing significant improvement in the time resolution of the voltage and resistance signals. A series of welding trials was conducted, while monitoring the welding process. The correlation between weld quality and various process variables was assessed, and a control algorithm to compensate for electrode wear was proposed. This algorithm, based on a constant voltage principle, was implemented on a bespoke welding timer. A significant improvement in electrode life was obtained using this technique. The control algorithm was shown effective experimentally, but practical limitations do not permit testing under all possible conditions. A numerical model of the spot welding process, using Finite Difference technique, was developed. Following successful validation, the model was used to predict the performance of the control algorithm under various conditions of electrode wear. The results indicate that a constant voltage algorithm can compensate for an increase in electrode tip diameter, but that a change in contact resistance may result in unsatisfactory welds.

This thesis summarizes ongoing work to develop low-cost, wireless, resonant sensor array that can be used to monitor corrosion in infrastructure systems. A magnetically coupled sensor array is presented and analyzed using circuit model. The array acts as a magneto-inductive waveguide and the impedance discontinuities caused by corrosion (or other defects) lead to reflection. The relationship between the relative position of defects and pass band characteristics is investigated, providing a technique to determine the location of targets. A configuration for increased sensitivity and a method for defect localization are presented. / text

<p>Heat exchanger tubes are commonly made from stainless steel.In a heat exchanger both the process fluid and the cooling orheating media can be corrosive. It is therefore important to beable to select materials that do not suffer from corrosion.Current methods in this area, however, suffer from limitationsand shortcomings. This thesis concerns corrosion tests forgeneral corrosion, dewpoint corrosion and stress corrosioncracking, respectively. For evaluation of general corrosion ofsuperduplex stainless steels in hydrochloric acid and sulphuricacid the importance of activation was studied. The results showthat activation has a great influence on the test result.Further the results indicate that experimental differences canbe the explanation for previously reported differences incorrosion resistance of superduplex stainless steel that havebeen attributed to the alloying with Cu and W. Furthermore, asimple test loop for testing stainless steels under dew formingconditions with a formed condensate of 1 % hydrochloric acidhas been developed. In the work constant strain and constantload test result have been compared and the observationsindicate that the differences can be explained by differencesin the relaxation properties of the materials.</p><p><b>Key words:</b>corrosion testing, heat exchanger, stainlesssteel, general corrosion, immersion tests, activation, stresscorrosion cracking, constant load, u-bends, relaxation,dewpoint corrosion</p>

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The corrosion chemistry of two active-metal systems has been studied primarily with X-ray Photoelectron Spectroscopy. First, the interaction of metallic lithium thin films with simple glass surfaces was investigated. Li was deposited on SiO₂, sodium silicate, potassium silicate, and B₂O₃ glasses in an ultra-high vacuum deposition and analysis chamber. The reaction of Li with SiO₂ results in substantial reduction of the glass matrix to form a thin product layer. A negatively-charged Si species was identified based on an unusually low XPS Si(2p) binding energy. The interaction of Li with alkali silicate glasses resulted in substantially less matrix breakdown than for SiO₂, but exchange of lithium for either sodium or potassium cations occurred at the Li/glass interface. The reaction between Li and B₂O₃ was limited to the top layers of the glass, as a passivating layer formed at the Li/B₂O₃ interface. Investigations into the oxidation of polycrystalline iron surfaces were initiated. Clean surfaces were exposed to controlled amounts of pure oxygen gas. The resulting oxide composition and thickness was determined using ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS), electron energy loss spectroscopy (EELS), and XPS. The results indicated the formation of a bilayer structure, with FeO near the oxide-metal interface, and Fe₃O₄ at the outer surface. Film growth was approximately logarithmic with time, and was strongly pressure dependent. Studies of the electronic properties of the characterized iron oxide surfaces were conducted by measuring the rate of electron transfer between the surface and redox-active species in an electrochemical cell. A strong dependence on film thickness was indicated. Photoemission of electrons from a solid is an inherently complex process; this is especially the case for XPS of clean and oxide-covered active metals. Improved theoretical models of XPS lineshapes were developed which provided new insight into the physical processes involved in photoemission. Additionally, these models provided improved qualitative and quantitative data interpretation through the use of least-squares fitting techniques.

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