Ocena skuteczności zabiegu elektrochemicznej ekstrakcji chlorków z betonu na podstawie badań polaryzacyjnych zbrojenia i stężenia chlorków

• Autorzy: Szweda Z. , Jaśniok T. , Jaśniok M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/41.2018.1.1

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the effectiveness of electrochemical chloride extraction from concrete on the basis of testing reinforcement polarization and chloride concentration

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Praca dotyczy oceny skuteczności metody elektrochemicznej ekstrakcji chlorków z betonu. W celu przyspieszenia naturalnie wolnego wnikania chlorków w betonową otulinę zbrojenia przeprowadzono proces migracji chlorków w polu elektrycznym. Następnie wykonano zabieg elektrochemicznej ekstrakcji chlorków. W trakcie wprowadzania chlorków do betonu, a także przed i po zakończeniu procesu ekstrakcji prowadzono badania mechanizmu przebiegu procesów korozyjnych zbrojenia metodą EIS. Po zakończonych pomiarach impedancyjnych wykonywano warstwowe ścieranie betonu otuliny, przygotowywano modelowe roztwory cieczy porowej, w których oznaczano stężenie chlorków i pH. Łączna analiza pomiarów impedancyjnych stalowego zbrojenia oraz profili chlorkowych i pvH betonu umożliwiła ocenę skuteczności zabiegu elektrochemicznej ekstrakcji. Wykonany zabieg silnie obniżył stężenie chlorków w betonie, ale nie w każdym przypadku zmniejszył szybkość korozji zbrojenia.

EN

This paper refers to the evaluation of the effectiveness of electrochemical chloride extraction from concrete. The naturally slow process of chloride ingress into concrete cover was accelerated by chloride migration in the electric field. Later we performed the process of electrochemical chloride extraction. The process mechanism of reinforcement corrosion was tested by EIS during the process of chloride ingress into concrete, before and after the extraction process. After completing impedance measurements, concrete cover ground in layers was used to prepare model solutions of concrete pore water, in which chloride concentration and pH values were determined. The total analysis of impedance measurements of steel reinforcement, chloride and pH profiles in concrete was used to evaluate the effectiveness of electrochemical extraction. That treatment greatly reduced chloride concentration in concrete, but not always decreased corrosion rate of reinforcement.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcje betonowe; stal zbrojeniowa; chlorki; pH; regeneracja betonu; elektrochemiczna ekstrakcja chlorków; ECE; pomiary impedancyjne; EIS

EN

concrete structures; reinforcing steel; chlorides; concrete repair; electrochemical chloride extraction; ECE; impedance measurements; EIS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 1
• Strony: 3--9
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Szweda Z.

• Wydział Budownictwa, Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Jaśniok T.

• Wydział Budownictwa, Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Jaśniok M.

• Wydział Budownictwa, Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] Ahmad Shamsad. 2003. “Reinforcement Corrosion in Concrete Structures, its Monitoring and Service Life Prediction – A Review”. Cement and Concrete Composites 25 (4–5 spec) : 459–471.
• [2] ASTM C876-91. 1999. Standard Test Method for Half-Cell Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete.
• [3] Brito Paulo S.D. 2013. “Monitoring of Electrochemical Chloride Extraction (ECE) from Reinforced Concrete Elements”. Journal of Materials Science and Engineering with Advanced Technology 8 : 1–26.
• [4] Chang C. C., W. Yeih, J. J. Chang, R. Huang. 2014. “Effects of Stirrups on Electrochemical Chloride Removal Efficiency”. Construction and Building Materials 68 : 692–700.
• [5] Fajardo G., G. Escadeillas, G. Arliguie. 2006. “Electrochemical Chloride Extraction (ECE) from Steel-Reinforced Concrete Specimens Contaminated By ‘artificial’ Sea-Water”. Corrosion Science 48 (1) : 110–125.
• [6] Feliu S., J.A. Gonzalez, C. Andrade. 1996. “Multiple-Electrode Method for Estimating the Polarization Resistance in Large Structures” Journal of Applied Electrochemistry 26 (3) : 305.
• [7] Fragerlund Goran. 1997. Trwałość konstrukcji betonowych.
• [8] Garcés P., M. J. Sánchez De Rojas, M. A. Climent. 2006. “Effect of the Reinforcement Bar Arrangement on the Efficiency of Electrochemical Chloride Removal Technique Applied to Reinforced Concrete Structures”. Corrosion Science 48 (3): 531–545.
• [9] Jaśniok Mariusz, Adam Zybura. 2007. “Zabezpieczenie i regeneracja zagrożonych korozją konstrukcji z betonu. Elektrochemiczne odtworzenie ochronnych właściwości otuliny betonowej (cz. IV)”. Przegląd Budowlany, nr 7–8 : 44–51.
• [10] Jaśniok Mariusz, Tomasz Jaśniok. 2007. “Metody diagnostyki zagrożenia korozyjnego zbrojenia w konstrukcjach żelbetowych. Zaawansowane badania elektrochemiczne (cz. IV)”. Przegląd Budowlany, no. 7–8 : 36–43.
• [11] Jaśniok Mariusz, Tomasz Jaśniok. 2007. “Metody diagnostyki zagrożenia korozyjnego zbrojenia w konstrukcjach żelbetowych (cz. II). Badania materiałowe” Przegląd Budowlany, no. 3 : 26–33.
• [12] Jaśniok Mariusz. 2013. Modelowanie kładu stal–beton w pomiarach szybkości korozji zbrojenia metodą spektroskopii impedancyjnej. Monografia, nr 470, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [13] 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, no. 1 : 46–58.
• [14] 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.
• [15] Mao Jianghong, Kaiqi Yu, Yidong Xu, Xixi Wu, Weiliang Jin, Chen Xu, Chonggen Pan. 2016. “Experimental Research on the Distribution of Chloride Ion Migration in Concrete Cover during Electrochemical Chloride Extraction Treatment”. International Journal of Electrochemical Science 11 (5) : 4076–4083.
• [16] Miranda J. M., A. Cobo, E. Otero, J. A. González. 2007. “Limitations and Advantages of Electrochemical Chloride Removal in Corroded Reinforced Concrete Structures”. Cement and Concrete Research 37 (4) : 596–603.
• [17] Miranda J. M., J. A. González, A. Cobo, E. Otero. 2006. “Several Questions about Electrochemical Rehabilitation Methods for Reinforced Concrete Structures”. Corrosion Science 48 (8) : 2172–2188.
• [18] PN-EN 206-1. 2003. Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
• [19] PN-ISO 9297. Determination of Chlorides. Titration Method with Silver Nitrate in the Presence of Chromate as Indicator (Mohr Methode).
• [20] Rodríguez P., E. Ramírez, J. A. González. 1994. “Methods for Studying Corrosion in Reinforced Concrete”. Magazine of Concrete Research 46 (167) : 81–90.
• [21] Szweda Zofia, Aadm Zybura. 2013. “Theoretical Model and Experimental Tests on Chloride Diffusion and Migration Processes in Concrete”. Procedia Engineering 57 : 1121–1130.
• [22] Szweda Zofia, Tomasz Ponikiewski, Jacek Katzer. 2017. “A Study on Replacement of Sand by Granulated ISP Slag in SCC as a Factor Formatting its Durability against Chloride Ions”. Journal of Cleaner Production 156 (5) : 569–576.
• [23] Szweda Zofia. 2017. “Skutki zastosowania procesu ekstrakcji chlorków z betonu – elektrochemicznej metody regeneracji konstrukcji żelbetowych – stan wiedzy”. Ochrona przed Korozją 60 (5) : 175–180.
• [24] 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 46 (7) : 1621–1632.
• [25] Zybura Adam, Mariusz Jaśniok, Tomasz Jaśniok. 2011. Diagnostyka konstrukcji żelbetowych. Badania korozji zbrojenia i właściwości ochronnych betonu, t.2. Warszawa. PWN.
• [26] Zybura Adam, Mariusz Jaśniok, Tomasz Jaśniok. 2013. “Ocena zagrożenia korozją zbrojenia konstrukcji żelbetowych. Cz. 2 – Elektrochemiczne badania korozyjne” Przegląd Budowlany, no. 1 : 46–51.
• [27] Zybura Adam. 2003. Zabezpieczenie konstrukcji żelbetowych metodami elektrochemicznymi. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).