Ograniczenie zasięgu polaryzacji izolatorem w pomiarach elektrochemicznych szybkości korozji stalowego zbrojenia w betonie

• Autorzy: Jaśniok T. , Jaśniok M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2016.4.6

Warianty tytułu

EN

Range of polarization limited by a dielectric during electrochemical measurements of corrosion rate of steel reinforcement in concrete

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Artykuł 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 i 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.

EN

This paper describes an original method for limiting the range of polarization currents over the steel reinforcement in concreto while measuring corrosion rate. The tests were conducted in the aqueous extract containing powdered concrete neutralised with carbon dioxide to model strongly carbonated concrete. The measurements were carried out in a three-electrode system using two methods: EIS and LPR. A single smooth rebar of St3S steel was a working electrode, and Cl–/AgCl,Ag was used as a reference electrode. Two types of counter electrodes were used, that is a disk and spade electrodes, both made of stainless steel. A nonconductive PVC pipe and a disk electrode were placed into the solution to limit the polarization range in reinforcement. Ring shape of a dielectric was to model the conditions of reinforced concrete structure when the reinforcement cover was cut through its thickness and the resulting crack was filled with an insulator which simultaneously fixed the damaged concrete. Three variants of polarization measurements were performed – with a spade electrode, and a disk electrode with or without a PVC pipe. The analysis of results demonstrates that the ring-shaped dielectric restricted the propagation of polarization current by ca. 50% compared to the the disk electrode without the PVC pipe, which could indicate that the proposed method is effective.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcje betonowe; stal zbrojeniowa; korozja zbrojenia; zasięg polaryzacji; metoda oporu polaryzacji; LPR; elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna; EIS

EN

concrete structures; reinforcing steel; reinforcement corrosion; linear polarization resistance; LPR; electrochemical impedance spectroscopy; EIS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 4
• Strony: 115--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jaśniok T.

• Katedra Konstrukcji Budowlanych, Politechnika Śląska

autor

Jaśniok M.

• Katedra Konstrukcji Budowlanych, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Andrade Carmen, Cruz Alonso. 1996. „Corrosion rate monitoring in the laboratory and on-site”. Construction and Building Materials 10 (5): 315–28.
• [2] Andrade Carmen, Cruz Alonso. 2001. „On-site measuremnts of corrosion rate of reinforcements”. Construction and Building Materials 15: 141–45.
• [3] Drobiec Łukasz, Radosław Jasinski, Adam Piekarczyk. 2010. Diagnostyka konstrukcji żelbetowych. Metodologia, badania polowe, badania laboratoryjne betonu i stali. Warszawa: PWN.
• [4] Griffiths David J. 2016. Podstawy elektrodynamiki. Warszawa: PWN.
• [5] Jaśniok Mariusz, Tomasz Jaśniok. 2007. „Metody diagnostyki zagrożenia korozyjnego zbrojenia w konstrukcjach żelbetowych. Zaawansowane badania elektrochemiczne (cz. IV)”. Przegląd Budowlany, nr 7–8 : 36–43.
• [6] Jaśniok Mariusz, Tomasz Jaśniok. 2015. „Sposób ograniczenia i identyfikacji powierzchni polaryzacji pręta zbrojeniowego w pomiarach polaryzacyjnych szybkości korozji zbrojenia zwłaszcza w konstrukcjach żelbetowych”. Zgłoszenie patentowe P.413881.
• [7] Jaśniok Mariusz, Tomasz Jaśniok, Adam Zybura. 2010. „Badania korozyjnego zagrożenia zbrojenia kielichowej konstrukcji budynku dworca kolejowego w Katowicach”. Inżynieria i Budownictwo, nr 5–6 : 249–53.
• [8] Jaśniok Mariusz, Andrzej Śliwka, Adam Zybura. 2010. „Zastosowanie pomiarów polaryzacyjnych do oceny stanu zbrojenia żelbetowej podpory wiaduktu”. Ochrona przed Korozją, nr 4-5 : 220–224.
• [9] Jaśniok Tomasz, Mariusz Jaśniok, Adam Zybura. 2013. „Badania szybkości korozji zbrojenia żelbetowych zbiorników na Wodę”. Ochrona Przed Korozją 56 (5) : 227–34.
• [10] Lemoine L., F. Wenger, J. Galland. 1990. „Study of the Corrosion of Concrete Reinforcement by Electrochemical Impedance Measurement”. W [in:] Berke N.S. et al. (eds.): Corrosion Rates of Steel in Concrete, ASTM STP 1065, 118–33. ASTM.
• [11] Majchrzak Ewa, Bohdan Mochnacki. 2004. Metody numeryczne. Podstawy teoretyczne, aspekty praktyczne i algorytmy. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [12] Matsuoka K., H. Kihira, S. Ito, T. Murata. 1990. „Corrosion Monitoring for Reinforcing Bars in Concrete”. W [in:] Berke N.S. et al. (eds.): Corrosion Rates of Steel in Concrete, ASTM STP 1065, 103–17.
• [13] Montemor M.F., M.P. Simões, M.G.S. Ferreira. 2003. „Chloride-induced corrosion on reinforcing steel: From the fundamentals to the monitoring techniques”. Cement and Concrete Composites 25 (4-5 SPEC): 491–502. doi:10.1016/S0958-9465(02)00089-6.
• [14] Zybura Adam, Mariusz Jaśniok, Tomasz Jaśniok. 2010. „O trwałości, diagnostycem i obserwacji konstrukcji żelbetowych”. Inżynieria i Budownictwo 66 (10): 519–25.
• [15] Zybura Adam, Mariusz Jaśniok, Tomasz Jaśniok. 2011. Diagnostyka konstrukcji żelbetowych. Badania korozji zbrojenia i właściwości ochronnych betonu, t. 2. Warszawa: PWN.
• [16] Zybura Adam, Mariusz Jaśniok, Tomasz Jaśniok. 2012. „Sposób badania szybkości korozji zbrojenia zwłaszcza w konstrukcjach żelbetowych”. Zgłoszenie patentowe P.400059.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.