Wpływ na wyniki pomiarów impedancyjnych wzajemnego usytuowania przeciwelektrody i pręta zbrojeniowego jako elektrody badanej w syntetycznej cieczy porowej betonu

• Autorzy: Pamuła M. , Jaśniok M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2017.8.4

Warianty tytułu

Effects of measured electrical impedance of reciprocally arrangedcounter electrode and rebar as the working electrode in synthetic concrete pore solution

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule analizowano realne sytuacje pomiarowe, które mogą wystąpić podczas badań diagnostycznych szybkości korozji stalowego zbrojenia w konstrukcji betonowej. W celu uniknięcia wpływu na wyniki pomiarów niejednorodności struktury betonu, w badaniach beton odwzorowano syntetyczną cieczą porową o pH = 13,4. Pomiary prowadzono metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej w układzie trójelektrodowym. Elektrodą badaną był stalowy pręt zbrojeniowy średnicy 22 mm ze stali gatunku RB500. Przeciwelektrodę wykonano z blachy odpornej na korozję, a jako elektrodę referencyjną zastosowano Cl–/AgCl,Ag. W badaniu uwzględniono pięć wzajemnych, niesymetrycznych usytuowań przeciwelektrody z elektrodą referencyjną względem elektrody badanej. Jako dodatkowe zmienne parametry układu przyjęto trzy różne odległości badanego pręta od przeciwelektrody oraz trzy zróżnicowane szerokości przeciwelektrody. Analiza wyników wykazała istnienie bardzo wyraźnego wpływu na przebiegi widm impedancyjnych względnego przesunięcia między elektrodą badaną i przeciwelektrodą, natomiast zmienność pozostałych dwóch parametrów geometrycznych układu można uznać za mniej istotną.

EN

This paper presents the analysis of real measuring situations which can occur while conducting diagnostic tests on corrosion rate of steel reinforcement in a concrete structure. For the purpose of this research, concrete was modelled with synthetic pore solution with pH = 13.4 to avoid the impact of non-homogeneous structure of concrete on test results. Measurements were performed by electrochemical impedance spectroscopy in a three-electrode setup. A working electrode was a steel rebar with a diameter of 22 mm, made of steel grade RB500. A counter electrode was made of stainless steel, and Cl–/AgCl,Ag electrode was used as a reference electrode. The tests included five unsymmetrical arrangements of the counter electrode and the reference electrode against the working electrode. Three different distances between the tested rebar and the counter electrode and three different widths of the counter electrode were assumed as additional variable parameters of the setup. The analysed results indicated a very significant effect of the relative displacement between the working electrode and the counter electrode on shapes of impedance spectra. Variability of other two geometrical parameters seemed to be less important.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja betonowa; żelbet; korozja; zbrojenie; ciecz porowa betonu; badania polaryzacyjne; diagnostyka korozyjna; spektroskopia impedancyjna; EIS

EN

concrete structure; reinforced concrete; corrosion; reinforcement; concrete pore water; polarization tests; corrosion diagnostics; impedance spectroscopy; EIS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 8
• Strony: 255--261
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Pamuła M.

• Katedra Konstrukcji Budowlanych, Politechnika Śląska

autor

Jaśniok M.

• Katedra Konstrukcji Budowlanych, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Michael Pamuła. 2016. ,,The effect of counter electrode width on the polarization range around the rebar circumference during impedance measurements”. Ochrona Przed Korozją 59 (7) : 231–237.
• [2] Jaśniok Mariusz. 2013. ,,Investigation and modelling of the impact of reinforcement diameter in concrete on shapes of impedance spectra”. Procedia Engineering 57 : 456–465.
• [3] Jaśniok Mariusz. 2013. Modelowanie układu stal–beton w pomiarach szybkości korozji zbrojenia metodą spektroskopii impedancyjnej. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [4] Jaśniok Mariusz. 2014. ,,Analysis of the thickness of steel rebars cover in concrete effect on the impedance spectra in the reinforced concrete”. Cement Wapno Beton 1 : 46–58.
• [5] Jaśniok Mariusz. 2015. ,,Studies on the effect of a limited polarization range of reinforcement on impedance spectra shapes of steel in concrete”. Procedia Engineering 108 : 332–339.
• [6] Jaśniok Tomasz, Mariusz Jaśniok. 2014. ,,Electrochemical tests on corrosion of the reinforcement in reinforced concrete silos for cement”. Ochrona przed Korozją 57 (6) : 225–229.
• [7] Jaśniok Tomasz, Mariusz Jaśniok. 2016. ,,A simple method of limiting polarization range during measurements of corrosion rate of reinforcement in concrete”. Ochrona przed Korozją 59 (6) : 210–213.
• [8] Jaśniok Tomasz, Mariusz Jaśniok. 2016. ,,Range of polarization limited by a dielectric during electrochemical measurements of corrosion rate of steel reinforcement in concrete”. Ochrona Przed Korozją 59 (4) : 115–121.
• [9] Karthick S.P., S. Muralidharan, V. Saraswathy, K. Thangavel. 2014. ,,Long-term relative performance of embedded sensor and surface mounted electrode for corrosion monitoring of steel in concrete structures”. Sensors and Actuators, B: Chemical 192 : 303–309.
• [10] PN-EN 1992-1-1, 2008. ,,Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogolne i reguły dla budynkow”.
• [11] Poursaee A., C.M. Hansson. 2008. ,,Galvanostatic pulse technique with the current confinement guard ring: The laboratory and finite element analysis”. Corrosion Science 50 (10) : 2739–2746.
• [12] Song Ha-Won, Velu Saraswathy. 2007. ,,Corrosion Monitoring of Reinforced Concrete Structures – A Review”. International Journal of Electrochemical Science 2 : 1–28.
• [13] Tullmin M., L. Mammoliti, R. Sohdi, C. Hansson, B. Hope. 1995. “The Passivation of Reinforcing Steel Exposed to Synthetic Pore Solution and the Effect of Calcium-Nitrite Inhibitor”. Cement Concrete and Aggregates 17 : 134–144.
• [14] Wojtas H. 2004. ,,Determination of corrosion rate of reinforcement with a modulated guard ring electrode; analysis of errors due to lateral current distribution”. Corrosion Science, vol. 46 (7) : 1621–1632.
• [15] Zybura Adam, Mariusz Jaśniok, Tomasz Jaśniok. 2010. ,,O trwałości, diagnostyce i obserwacji konstrukcji żelbetowych”. Inżynieria i Budownictwo 66 (10) : 519–525.
• [16] Zybura Adam, Mariusz Jaśniok, Tomasz Jaśniok. 2011. Diagnostyka konstrukcji żelbetowych. Badania korozji zbrojenia i właściwości ochronnych betonu tom 2. Warszawa: PWN.
• [17] Zybura Adam, Mariusz Jaśniok, Tomasz Jaśniok. 2016. ,,Patent PL 224072 B1 – Sposób badania szybkości korozji zbrojenia zwłaszcza w konstrukcjach żelbetowych”. PL 224072 B1.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).