Cechy widm impedancyjnych stali w zaczynie cementowym, zaprawie i betonie

• Autorzy: Jaśniok, M.

Warianty tytułu

EN

Features of impedance spectra of steel in cement paste, mortar and concrete

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na podstawie danych literaturowych opisano charakterystyczne cechy widm impedancyjnych stali w zaczynie cementowym, zaprawie i betonie. Analizowane na wykresie Nyquista widma składają się z wysokoczęstotliwościowej charakterystyki betonu i niskoczęstotliwościowej charakterystyki stali. W ramach elektrodowej charakterystyki stali można wyróżnić dwa fragmenty widma oznaczane literami "A" i "B". Fragment "A" utożsamia się z właściwościami warstewki tlenkowej na stali, natomiast fragmentowi "B" przypisuje się charakterystyki warstwy podwójnej styku stal-ciecz porowa betonu. W ramach objętościowej charakterystyki betonu można wyróżnić trzy fragmenty widma oznaczane literami "C", "D" i "E". Fragmenty "C" i "D" najczęściej utożsamia się z właściwościami elektrycznymi warstwy podwójnej w styku fazy ciekłej i stałej betonu, a fragment "E" z rezystancją cieczy porowej. Alternatywnie, całej charakterystyce objętościowej widma przypisuje się zróżnicowane właściwości elektryczne trzech różnych ścieżek przewodzących w betonie. W artykule wskazano różnice w kształtach widm stali spasywowanej i korodującej, które ujawniają się w części elektrodowej. Ponadto został opisany wpływ procesu hydratacji cementu na kształty uzyskiwanych widm. Wszystkie zamiany kształtów widm impedancyjnych powiązano z występującymi zjawiskami fizykochemicznymi na stali, w betonie oraz na styku układu stal-beton.

EN

On the base of literature data the characteristic features of impedance spectra of steel in cement paste, mortar and concrete were described. Spectra analysed on the Nyquist plot consist of high-frequency features of concrete and low-frequency features of steel. As part of the electrode-related feature it is possible to distinguish two fragments of spectrum marked with letters 'A' and 'B'. The feature 'A' is being associated with properties of the oxide fi lm on the steel, however for feature 'B' the properties of double-layer of steel-concrete pore-liquid are being assigned. As part of the bulkrelated feature it is possible to distinguish three fragments of spectrum marked with letters 'C', 'D' and 'E'. The features 'C' and 'D' are most often identified with electric properties of double layer in the interface of liquid and solid phase of concrete, while feature 'E' with the resistance of the pore-liquid. As an alternative diversifi ed electric properties of three different conductive paths in concrete are being assigned to the entire bulk-related feature of the spectrum. In the paper differences in shapes of spectra of passive and corroding steel were shown, which are emerging in the electroderelated part. Moreover an influence of the cement hydration process on shapes of obtained spectra was described. All changes of spectra shapes were connected with physicochemical phenomena on steel, in concrete and at interface of steel-concrete system.

Słowa kluczowe

PL

elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna; stal; zaczyn cementowy; zaprawa cementowa; beton; cechy widm impedancyjnych

EN

electrochemical impedance spectroscopy; steel; cement paste; cement mortar; concrete; impedance spectra features

• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 1
• Strony: 2-7
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il.

Twórcy

autor

Jaśniok, M.

• Politechnika Śląska, Gliwice,

Bibliografia

• 1. S. Feliu, J. Gonzalez, M. Escudero, S. Feliu Jr., M. Andrade, Corrosion, 46, 12 (1990) 1015.
• 2. J. Gonzalez, M. Benito, S. Feliu, P. Rodriguez, C. Andrade, Corrosion, 51, 2, (1995) 145.
• 3. L. Lemoine, F. Wenger, J. Galland, ASTM STP 1065, Philadelphia1990, 118.
• 4. K. Matsuoka, H. Kihira, S. Ito, T. Murata, ASTM STP 1065, Philadelphia 1990, 103.
• 5. M. Jaśniok, A. Śliwka, A. Zybura, Ochr. Przed Koroz., 53, 4-5 (2010) 220.
• 6. M. Jaśniok, T. Jaśniok, A. Zybura, Przegląd Budowlany, 6 (2010) 48.
• 7. G. Song, Cement and Concrete Research 30 (2000) 1723.
• 8. C.A. Scuderi, T.O. Mason, H.M. Jennings, J. Mater. Sci., 26 (1991) 349.
• 9. S.J. Ford, J.D. Shane, T.O. Manson, Cement Concrete Research, 28, 12 (1998) 1737.
• 10. C. Andrade, M. Keddam, X.R. Novoa, M.C. Perez, C.M. Rangel, H. Takenouti, Electrochim. Acta 46 (2001) 3905.
• 11. P. Rodriguez, E. Ramirez, J.A. Gonzalez, Magazine of Concrete Research, 46, 167 (1994) 81.
• 12. J. Przyłuski, E. Czechowska, A. Królikowski, Ochr. przed Koroz., 41, 11 (1988) 276.
• 13. B. Siwiec, A. Królikowski, Ochr. przed Koroz., 38, 2 (1995) 36.
• 14. P. Xie, P. Gu, Z. Xu, J. Beaudoin, Cement and Concrete Research, 23 (1993) 359.
• 15. S.J. Ford, T.O. Manson, ASTM STP 1276 (1996) 146.
• 16. P. Gu, S. Elliott, R. Hristova, J. Beaudoin, R. Brousseau, B. Baldock ACI Mater. J., 94, 5 (1997) 385.
• 17. W.J. McCarter, R. Brousseau Cement Concrete Research, 20, 6 (1990) 891.
• 18. M. Jaśniok, Ochr. przed Koroz., 51, 1 (2008) 35.
• 19. M.F. Montemor, A.M. Simoes, M.G.S. Ferreira, Cement & Concrete Composites, 25 (2003) 491.