Nowa, nieniszcząca metoda diagnostyki procesów korozyjnych na konstrukcjach żelbetowych

• Autorzy: Filipek R. , Pasierb P. , Królikowska A. , Komorowski L. , Deja J. , Łagosz A. , Migdalski J. , Lewenstam A. , Plecha T. , Kaszuba S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2017.12.1

Warianty tytułu

EN

New, nondestructing diagnostic method of corrosion for reinforced concrete structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powszechnie stosowane metody diagnostyki korozji konstrukcji żelbetowych to metody niszczące wymagające odkrycia zbrojenia albo wycięcia próbek z obiektu do dalszej analizy laboratoryjnej. Znane są również rozwiązania komercyjne do oceny zagrożenia korozją obiektów żelbetowych stosujące wybrane metody nieniszczące. W tej pracy przedstawiono nową, nieniszczącą metodę diagnostyki obecności korozji konstrukcji żelbetowych bazującą na równoczesnej analizie trzech technik elektrochemicznych: potencjału stacjonarnego, impulsu galwanostatycznego oraz elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) wykonywanych na obiektach rzeczywistych. Ostatnia z metod stosowana jest powszechnie w pomiarach laboratoryjnych, jednakże pomiary wykorzystujące EIS w terenie, należą do rzadkości. Pomiary, z wykorzystaniem opracowanego zestawu elektrod, realizowane są w miejscach newralgicznych konstrukcji żelbetowych oraz szczególnie narażonych na korozję. Kompleksowa analiza wyników z trzech technik pozwala na ocenę obecności korozji konstrukcji żelbetowej w sposób nieniszczący.

EN

Destructive methods of corrosion diagnosis of reinforced concrete structures are still very common. Visual inspection involves removing of outer concrete layer or cutting samples for analysis in laboratory. Some nondestructive methods of corrosion investigation are also commercially available. In this paper, a new nondestructive method of rebar corrosion diagnosis in concrete structures is presented. It is based on complementary analysis of results obtained from three electrochemical techniques: electrochemical impedance spectroscopy (EIS), open circuit potential and galvanostatic pulse method and performed on-site. EIS is commonly used in the laboratory measurements, but on-site measurements are still very rare. Based on worked out electrodes set measurements are performed for places critical for the construction or particularly exposed to depassivation factors like chlorides. Complex analysis based on three different electrochemical techniques enables determination of corrosion presence in reinforced structures in nondestructive way.

Słowa kluczowe

PL

korozja; konstrukcje żelbetowe; metody nieniszczące

EN

corrosion; reinforced concrete structures; non-destructive methods

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 12
• Strony: 391--395
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Filipek R.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

autor

Pasierb P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

autor

Królikowska A.

• Instytut Badawczy Dróg i Mostów w Warszawie

autor

Komorowski L.

• Instytut Badawczy Dróg i Mostów w Warszawie

autor

Deja J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

autor

Łagosz A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

autor

Migdalski J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

autor

Lewenstam A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

autor

Plecha T.

• TPA Sp. z o.o.

autor

Kaszuba S.

• Centrum Technologiczne BETOTECH Sp. z o.o.

Bibliografia

• [1] Andrade C., C. Alonso. 1996. „Corrosion rate monitoring in the laboratory and on-side”. Construction and Building Materials 10 (5) : 315–318.
• [2] Andrade C., M. Keddam, X.R. Nóvoa, M.C. Pérez, C.M. Rangel, H. Takenouti. 2001. „Electrochemical behaviour of steel rebars in concrete: influence of environmental factors and cement chemistry”. Electrochimica Acta, 46 (24) : 3905–3912.
• [3] Bertolini L., B. Elsner, P.Pedoferri, E. Redaelli, R. Polder. 2013. Corrosion of Steel in Concrete, Prevention, Diagnosis, Repair, Wiley-VCH , Winheim, 2nd Ed.
• [4] Borsukov E., J.R. Macdonald. 2005. Impedance Spectroscopy; Theory, Experiment, and Applications, 2nd Ed. Wiley-Interscience.
• [5] Feliu S., J.A. González, J.M. Miranda, V. Feliu. 2005. „Possibilities and problems of in situ techniques for measuring steel corrosion rates in large reinforced concrete structures”. Corrosion Science 47 : 217–238.
• [6] Feliu V., J.A. Gonzalez, C. Andrade, S. Feliu. 1998 „Equivalent circuit for modelling the steel-concrete interface. I. experimental evidence and theoretical predictions”. Corrosion Science. 40 (6) : 976–993.
• [7] Gonzales J.A., A. Molina, M.L. Escudero, C. Andrade. 1985. „Errors in the electrochemical evaluation of very small corrosion rates – I. polarization resistance method applied to corrosion of steel in concrete. Corrosion Science. 25 (10) : 917–930.
• [8] González J.A, A Cobo, M.N González and S. Feliu. 2001. „On-site determination of corrosion rate in reinforced concrete structures by use of galvanostatic pulses”. Corrosion Science 43 : 611–625.
• [9] http://germann.org/products-by-application/half-cell-potential/galvapulse
• [10] http://www.colebrand.com/AdvancedEngineering/corrosionDignosis.htm
• [11] http://www.ndtjames.com/Cormap-II-s/100.htm
• [12] http://www.ndtjames.com/Gecor-8-p/c-cs-8.htm
• [13] http://www.ndtjames.com/Ohmcorr-Test-System-Resistivity-Meter-p/c-rm-8000.htm
• [14] http://www.proceq.com/nondestructivetestequipment/concrete-testing/moisture-corrosion-analysis.html
• [15] http://www.proceq.com/nondestructivetestequipment/concrete-testing/moisture-corrosion-analysis/resipod.html
• [16] Jaśniok M. 2013. Modelowanie układu stal–beton w pomiarach szybkości korozji zbrojenia metodą spektroskopii impedancyjnej. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [17] Lasia A. 2014. Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications. Springer.
• [18] MacDonald A. 1991. Evaluation of electrochemical impedance technology for detecting corrosion of rebar in reinforced concrete, National Research Council, Washington, DC-1991, SHRP- ID/UFR – 91-524 Vol. 1.
• [19] Norma ASTM C876-09, Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2009, DOI: 10.1520/C0876-09.
• [20] Roberge P.R. 2012. Handbook of Corrosion Engineering. 2nd Edition, McGraw-Hill.
• [21] Scuderi C.A., T.O. Mason, H.M. Jennings. 1991. „Impedance spectra of hydrating cement pastes”. Journal of Materials Science 26 : 349–353.
• [22] Song Ha-Won, Velu Saraswathy. 2007. „Corrosion Monitoring of Reinforced Concrete Structures – A Review”. International Journal of Electrochemical Science 2 : 1–28.
• [23] Wenner F. 1916. Bulletin of the US Bureau of Standards, Science Paper 12.
• [24] Zgłoszenie patentowe „Nieniszcząca elektrochemiczna metoda diagnostyki korozji prętów zbrojeniowych w zaprawie, zaczynie i betonie” w przygotowaniu.
• [25] Zgłoszenie patentowe „Zintegrowana przeciwelektroda wraz z elektrodą referencyjną do nieniszczących badań korozji obiektów żelbetowych metodami elektrochemicznymi” w przygotowaniu.
• [26] Zybura A., M. Jaśniok, T. Jaśniok. 2011. Diagnostyka konstrukcji żelbetowych, tom 2, Warszawa: PWN.

Uwagi

Badania przeprowadzono dzięki wsparciu finansowemu w ramach Programu INNOTECH, projekt nr K1/IN1/25/153217/NCBR/12.