Badania porównawcze metodą EIS wpływu alkalicznego odczynu cieczy porowej betonu na stalowe pręty zbrojeniowe z powłoką i bez powłoki cynkowej

• Autorzy: Jaśniok M. , Kołodziej J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2016.5.6

Warianty tytułu

EN

Testing with EIS technique to compare the effect of alkaline pH of concrete pore solution on rebars with or without zinc coating

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Podjęto próbę doświadczalnej oceny porównawczej wpływu alkalicznego odczynu cieczy porowej betonu na stalowe pręty zbrojeniowe zabezpieczone ogniowymi powłokami cynkowymi i bez ochrony powłokowej. Próbki do badań wykonano z gładkich prętów średnicy 8 mm ze stali zbrojeniowej gatunku St3S. Stosując różne czasy kąpieli cynkowej uzyskano zróżnicowane grubości powłok ochronnych na stali. W celach porównawczych część prętów zbrojeniowych nie została ocynkowana. Badania korozyjne przeprowadzono metodą spektroskopii impedancyjnej w układzie trójelektrodowym. W trakcie pomiarów próbki stali znajdowały się w kontakcie z syntetyczną cieczą porową betonu o pH = 13,4. W ciągu 2. tygodni, w odstępach siedmiodniowych, wykonano 3 serie pomiarów impedancyjnych na próbkach z powłokami grubości 100 μm i 50 μm oraz na próbce stali bez powłoki. Uzyskane wyniki badań potwierdziły skrajnie odmienne zachowanie stali ocynkowanej i nieocynkowanej w cieczy porowej betonu o wysokim pH. Analiza badań wykazała brak korozji nieocynkowanej próbki w badanej cieczy porowej oraz bardzo intensywną korozję próbek ocynkowanych w pierwszych kilku dniach kontaktu z cieczą. Ponadto stwierdzono, że po tygodniu ekspozycji w cieczy porowej na próbce ze 100 μm powłoką cynkową procesy korozyjne uległy zahamowaniu, natomiast na próbce z powłoką 50 μm korozja zatrzymała się po dwóch tygodniach.

This paper describes an attempt to perform the experimental evaluation to compare the effect of alkaline pH of concrete pore solution on rebars protected with hot dip galvanized (HDG) zinc coatings and without the protection. Specimens for tests were prepared from smooth bars with the diameter of 8 mm, each made of St3S reinforcing steel. Zinc baths of different time resulted in different thickness of protective coats on steel. For comparative purpose, some rebars had not zinc coating. Corrosion testing was performed by electrochemical impedance spectroscopy in the three-electrode system. During measurements steel specimens remained in contact with synthetic pore solution with pH of 13.4. During two weeks, three series of impedance measurements were conducted at 7-day intervals for specimens with 100 μm and 50 μm coats and uncoated steel specimen. The test results confirmed entirely different behaviour of galvanized and non-galvanized steel in concrete pore solution at high pH. The performer analysis demonstrated no evidence of corrosion in non-galvanized specimen immersed in the tested pore liquid, and very intensive corrosion of galvanized specimens during first days of their contact with the liquid. Moreover, a 7-day exposure to the pore solution inhibited corrosion on the specimen with a 100 μm zinc coating, whereas the process observed on the specimen with a 50 μm zinc coating, was inhibited after two weeks.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcje betonowe; stal zbrojeniowa; powłoka cynkowana ogniowo; ciecz porowa betonu; korozja; elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna; EIS

EN

concrete structures; reinforcing steel; HDG; zinc coating; concrete pore solution; corrosion; electrochemical impedance spectroscopy; EIS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 5
• Strony: 170--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jaśniok M.

• Katedra Konstrukcji Budowlanych, Politechnika Śląska

autor

Kołodziej J.

• Katedra Konstrukcji Budowlanych, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] ASTM A767/A767M. 2015. „Standard Specification for Zinc-Coated (Galvanized) Steel Bars for Concrete Reinforcement”.
• [2] Bellezze, T., M. Malavolta, A. Quaranta, N. Ruffini, G. Roventi. 2006. „Corrosion behaviour in concrete of three differently galvanized steel bars”. Cement and Concrete Composites 28 (3) : 246–55.
• [3] FIB bulletin 49. 2009. „Corrosion protection of reinforcing steels – technical report”.
• [4] Ghosh Rita, D.D.N. Singh. 2007. „Kinetics, mechanism and characterization of passive film formed on hot dip galvanized coating exposed in simulated concrete pore solution”. Surface and Coatings Technology 201 (16-17) : 7346–59.
• [5] Głuszko Marian. 1998. „Korozja atmosferyczna konstrukcji stalowych i stalowych– ocynkowanych w otoczeniu zakładów przeysłu chemicznego. Metody ochrony”. Ochrona przed Korozją 41 (2) : 45–48.
• [6] ISO 14657. 2005. „Zinc-coated steel for the reinforcement of concrete”.
• [7] Kania Henryk, Piotr Liberski, Józef Wojtynek, Jacek Szuścik. 2010. „Ocena ochronnych właściwości antykorozyjnych powłok cynkowych po 20-letniej eksploatacji w środowisku kopalnianym”. Ochrona przed Korozją 53 (10) : 465–70.
• [8] Kayali Obada, Stephen R. Yeomans. 2000. „Bond of ribbed galvanized reinforcing steel in concrete”. Cement and Concrete Composites 22 (6) : 459–67.
• [9] PN-EN 1992-1-1. 2008. „Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków”.
• [10] PN-EN ISO 1461. 2011. „Powłoki cynkowe nanoszone na wyroby stalowe i żeliwne metodą zanurzeniową. Wymagania i metody badań”.
• [11] Tan Z.Q., C.M. Hansson. 2008. „Effect of surface condition on the initial corrosion of galvanized reinforcing steel embedded in concrete”. Corrosion Science 50 (9): 2512–22.
• [12] 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 : 134–44.
• [13] Vera Rosa, Ricardo Venegas, Ana María Carvajal, Francisco Corvo, Tezozomoc Pérez. 2012. „Performance of carbon steel and galvanized steel in reinforced concrete structures after accelerated carbonation”. International Journal of Electrochemical Science 7 (11): 10722–34.
• [14] Yeomans Stephen R. 2004. Galvanized Steel Reinforcement in Concrete. Elsevier.

Uwagi

PL

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