The course of the polarization process during electrochemical tests on reinforcement corrosion

• Autorzy: Jaśniok T. , Zybura A.

Warianty tytułu

PL

Przebieg procesu polaryzacji podczas elektrochemicznych badań korozji zbrojenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The modelling of corrosion tests on steel rod reinforcement has been shown. Three cases have been carried out — passivation, general corrosion and local corrosion. The liquid acting on the reinforcement in pores of concrete is modelled by alkaline solution and water. The tests have been carried out by the polarization method using counter electrodes of three different lengths. Potential changes of the outer edges of rods have been described too. The real corrosion rate of steel has been determined in the measuring vessel. Experimentally determined distribution of potential changes has been confirmed by calculations. The potential changes are insufficient to determine the polarization range, which the real corrosion current density dependents on. On the basis of tests in the measuring vessel it has been confirmed that the values of corrosion current density in models of reinforcement which are polarized on all its length may be recognized as real. The assumed polarization range of the oblong working electrodes has been determined by comparing the corrosion current density obtained by short counter electrodes, with the current density calculated under uniform polarization conditions.

PL

Przedstawiono badania korozyjne stalowych prętów modelujących zbrojenie elementów żelbetowych w trzech charakterystycznych przypadkach — pasywacji, korozji ogólnej wywołanej utratą właściwości ochronnych otuliny oraz korozji lokalnej występującej w obrębie zarysowania betonu. Działającą na zbrojenie ciecz w porach betonu odwzorowano roztworem zasadowym i wodą. Stan pasywny i korozję ogólną modelowano na elektrodach prętowych ze stali zbrojeniowej w roztworze zasadowym i wodzie. Korozję lokalną odwzorowano w wodzie na podobnej elektrodzie prętowej, lecz wykonanej ze stali zbrojeniowej i stali nierdzewnej. Badania przeprowadzono metodą polaryzacji stosując przeciwelektrody o trzech różnych długościach. Oddzielnym układem elektrycznym wyznaczono także wywołane polaryzacją zmiany potencjału skrajnych części prętów. Rzeczywistą szybkość korozji stali zbrojeniowej i nierdzewnej w identycznych roztworach określono metodą polaryzacyjną w typowym naczyniu pomiarowym. Wyniki pomiarów zmian potencjału świadczyły o spolaryzowaniu całych elektrod podłużnych. Wyznaczone eksperymentalnie rozkłady zmian potencjału potwierdzono obliczeniami metodą analogii układów przewodzących. Jednak uzyskane w ten sposób wyniki nie były wystarczające do określenia zasięgu polaryzacji, od którego zależy rzeczywista wartość gęstości prądu korozyjnego. Natomiast gęstość prądu korozyjnego wyznaczona elektrodami pomocniczymi o zróżnicowanych długościach wskazała na znaczenie zasięgu polaryzacji. Na podstawie badań w naczyniu pomiarowym stwierdzono, że wartości gęstości prądu korozyjnego w modelach zbrojenia polaryzowanego na całej długości można uznać za rzeczywiste. W przypadku polaryzowania elektrod podłużnych przeciwelektrodami o mniejszej powierzchni (60% i 20% długości elektrody badanej) gęstości prądu korozyjnego były mniejsze (stan pasywny i korozja ogólna) lub prawie identyczne (korozja lokalna). Odnosząc gęstość prądu korozyjnego uzyskanego za pośrednictwem krótkich przeciwelektrod do gęstości tego prądu wyznaczonego w warunkach odpowiadających rzeczywistej szybkości korozji określono umowny zasięg polaryzowania podłużnych elektrod badanych.

Słowa kluczowe

EN

corrosion of reinforcement; polarization tests; polarization range of reinforcement

PL

polaryzacja; przebieg procesu; badanie elektrochemiczne; korozja; zbrojenie

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 53, nr 1
• Strony: 109--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il.

Twórcy

autor

Jaśniok T.

autor

Zybura A.

• Faculty of Civil Engineering, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland,

Bibliografia

• 1. H. H. UHLIG, Corrosion and its prevention [in Polish], Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1976.
• 2. J. P. BROOMFIELD, J. RODRIGUEZ, L. M, ORTEGA, A. M. GARCIA, Corrosion rate measurements in reinforced concrete structures by a linear polarization device, SP-151 Concrete Bridges In Aggressive Environments Philip D. Cady Int. Symposium, 163-181, 1994.
• 3. K. R. GOWERS, S. G. MILLARD, On-site linear polarization resistance mapping of reinforced concrete structures, Corrosion Science, 35, 1593-1600, 1993.
• 4. C. ANDRADE, C. ALONSO, Corrosion rate monitoring in the laboratory and on-site, Construction and Building Materials, 10, 5, 315-328, 1996.
• 5. C. ANDRADE, C. ALONSO, On-site measurements of corrosion rate of reinforcements, Construction and Building Materials, 15, 141-145, 2001.
• 6. J. FLIS, S. SABOL, H. W. PICKERING, A. SEHGAL, K. OSSEO-ASARE, C.D. CADY, Electrochemical measurements on concrete bridges for evaluation of reinforcement corrosion rate, Corrosion, 49, 7, 601-613, 1993.
• 7. G. SONG, Theoretical analysis of the measurement of polarisation resistance in reinforced concrete, Cemant & Concrete Composites, 22, 407-415, 2000.
• 8. G. ROCCHINI, A theoretical study of the influence of the ohmic drop on polarization curves, Corrosion Science, 38, 4, 655-668, 1996.
• 9. C. ANDRADE, J. A. GONZALEZ, Quantitative measurements of corrosion rate of reinforcing steels embedded in concrete using polarization resistance measurements, Werkstoffe und Korrosion, 29, 515-519, 1978.
• 10. T. LIU, R. W. WEYERS, Modelling the dynamic corrosion process in chloride contaminated concrete structures, Cement and Concrete Research, 28, 3, 365-379, 1998.
• 11. J. P. BROOMFIELD, K. DAVIES, K. HLADKY, Permanent corrosion monitoring in new and existing rein-forced concrete structures, Materials Performance, 39, 7, 66-71, 2000.
• 12. J. P. BROOMFIELD, K. DAVIES, K. HLADKY, The use of permanent corrosion monitoring in new and existing reinforced concrete structures, Cement & Concrete Composites, 24, 27-34, 2002.
• 13. D. G. JOHN, A. N. MOOSAVI, Assessment of corrosion in a pressurised reinforced concrete bridge using novel electrochemical techniques, Corrosion in Pre-Stresed Bridge, 487-496, 1992.
• 14. W. MORRIS, A. VICO, M. VAZQUEZ, S.R. DE SANCHEZ, Corrosion of renforcing steel evaluated by means of concrete resistyvity measurments, Corrosion Science, 44, 81-99, 2002.
• 15. S. FELIU, C. ANDRADE, J. A. GONZALEZ, C. ALONSO, A new method for in-situ measurement of electrical resistivity of reinforced concrete, Materials and Structures, 29, 362-365, My 1996.
• 16. S. FELIU, J. A. GONZALEZ, C. ANDRADE, V. FELIU, On-site determination of the polarization resistance in a reinforced concrete beam, Corrosion, 44, 10, 761-765, 1988.
• 17. S. FELIU, J. A. GONZALEZ, M. L. ESCUDERO, S. FELIU JR., C. ANDRADE, Possibilities of the guard ring for electrical signal confinement in the polarization measurements of reinforcements, Corrosion, 46, 12, 1015-1020, 1990.
• 18. S. FELIU, J. A. GONZALEZ, C. ANDRADE, Electrochemical methods for on-side determinations of corrosion rates of rebars, ASTM STP 1276 - Techniques to Assess the Corrosion Activity of Steel Reinforced Concrete Structures, Philadelphia, 1995.
• 19. M. TULLMIN, L. MAMMOLITI, R. SOHDI, C. M. HANSSON, B. B. HOPE, The passivation of reinforcing steel exposed to synthetic pore solution and the effect of calcium-nitrite inhibitor, Cement Concrete and Aggregates, 17, 2, 134-144, 1995.
• 20. A. KISZA, Electrochemistry I. [in Polish], Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2001.