Elektrokemiske ikke-destruktive undersøgelsemetoder

Transkript

1 Betonreparationsdagen 2008 Elektrokemiske ikke-destruktive undersøgelsemetoder Peter Vagn Nygaard, FORCE Technology

2 Konstruktionsbeton Universielt byggemateriale - Universielt korrosionproblem

3 Metoder til kortlægning af mulige korrosionsområder i betonkonstruktioner før skader opstår: ElektroKemisk Potentialemåling (EKP) Korrosionhastighedsmålinger - Elektrisk resistivitetsmålinger

4 ElektroKemisk Potentialemåling EKP - ElektroKemisk Potentiale måling: Måling af armeringens elektrokemiske potentiale, E corr Kvalitativ metode sandsynlighed for korrosion Beskrevet i ASTM C876 standarden ASTM 867 guidelines: Sandsynlighed for korrosion..>-200 mv 10 % - korrosion -200>..>-350 mv - tvivlsomt..<-350 mv 90 % - korrosion mv versus Cu/CuSo 4 (Broomfield et al. 1990) Arup, Stratfull, H., Grønvold, R. F. (1957). F. (1979). The corrosion Localisation of steel of corroding a reinforced reinforcement concrete by bridge. electrochemical Corrosion, potential 13: surveys

5 ElektroKemisk Potentialemåling ASTM 867 guidelines: Sandsynlighed for korrosion..>-83 mv 10 % - korrosion -83>..>-233 mv - tvivlsomt..<-233 mv 90 % - korrosion mv versus Ag/AgCl

6 ElektroKemisk Potentialemåling ASTM 867 guidelines: Sandsynlighed for korrosion EKP - ElektroKemisk Potentiale måling:..>-83 mv 10 % - korrosion -83>..>-233 mv - tvivlsomt Målte værdier afhægige af:..<-233 mv 90 % - korrosion -mv Dæklagstykkelsen versus Ag/AgCl - Betonens ledningsevne, der afhænger af: Fugt, karbonatisering salte, temperatur, etc. Tolkning baseret på absolutte værdier vanskeliggøres af alle faktorer - potentiale gradienter bør også anvendes!

7 Måling af korrosionshastighed Korrosionshastighed hvordan udtrykkes det? Materialetab [mm/år] Korrosionsstrømdensitet, i corr [µa/cm 2 ] Faraday s lov i corr beregnes ud fra den empiriske Stern-Geary formel: i corr = B R A P Michael Faraday

8 Elektrokemiske ikke-destruktive metoder Måling af korrosionshastighed Korrosionshastighed hvordan måles det? Strøm puls Potentiale respons i c orr = B RP A Måle område

9 Elektrokemiske ikke-destruktive metoder Måling af korrosionshastighed Korrosionshastighed Dæksel Drain ElektroKemisk Potentiale

10 Måling af korrosionshastighed Hvorfor måler alle så bare ikke korrosionshastigheder? Ingen standarder, enkelte anbefalinger eksisterer Kun 2-3 instrumenter på markedet De forskellige instrumenter bruger forskellige måleteknikker og giver meget forskellige resultater. Forskellige indstillinger af instrumenterne, dvs. måleparametre giver forskellige resultater GalvaPulse Måling og tolkning af data kræver specialist viden og er op til den enkelte!

11 Måling af korrosionshastighed Hvad betyder indstillingerne af instrumentet for korrosionshastigheden? Tid Korrosionshastighed Strøm Korrosionshastighed Strøm puls Potentiale respons i corr = B R P A Måle område

12 Måling af korrosionshastighed Hvad betyder indstillingen af tid og strøm for korrosionshastigheden? Passiv armering Stor effekt af både tid og strøm GalvaPulse Målestrøm [µa] Måletid [s]

13 Elektrokemiske ikke-destruktive metoder Måling af korrosionshastighed Hvad betyder indstillingen af tid og strøm for korrosionshastigheden? Aktivt korroderende armering Effekt af måletid, ingen af målestrøm GalvaPulse Effekten af måletid er ens uanset armeringens korrosionshastighed Måletid [s]

14 Måling af korrosionshastighed Korrosionsmålinger i praksis sek. Passiv armering Måle tid: kompromis mellem en acceptabel måletid og nøjagtighed Måle strøm: Lavest mulige strøm der giver fornuftige resultater. Aktiv korroderende armering Målestrøm og tid bør altid opgives sammen med resultater! Måletid

15 Elektrokemiske ikke-destruktive metoder Måling af korrosionshastighed Erfaringer fra praksis: Passiv armering 10 sek, 3 µa µa/cm2 GalvaPulse guidelines til tolkning af målte korrosionshastigheder [µa/cm2]: <0,5 Ingen korrosion 0,5 5 Lav 5 15 Moderat >15 Høj GalvaPulse

16 EKP - Korrosionshastighedsmålinger Betontilstand EKP GalvaPulse Bemærkninger Ubehandlet Halvvåd/tør Karbonat.? ja Korrosion mulig ved højere potentialer Klorid ja ja Ubehandlet Karbonat.? ja Sjældent forekommende våd Klorid? ja Korrosion eller iltmangel? Udludet? ja Korrosion mulig ved højere potentialer Overfladebehandlet Bitumen nej nej Elektrisk isolerende Våd, halvtør og tør Epoxy nej nej Elektrisk isolerende Andet?? Afhængig af modstand Inhibitorbehandlet iblandet nej ja Inhibitorer påvirker potentialet påført nej ja Inhibitorer påvirker potentialet Delamineret nej nej

17 Beton - elektrisk resistivitet Betonens elektriske resistivitet måles for: - At vurdere risikoen for korrosion - Vurdere (den mulige) korrosionshastighed hvis der er aktiv korrosion

18 Beton - elektrisk resistivitet Betonen resistivitet afhænger af: Fugt, klorid, karbonatisering, temp, etc. v/c, cement/binder type og indhold, curing, osv. Beton resistivitet Klorid indtrængning Beton resistivitet korrosionshastighed Polder, R. B. (2001). Test methods for on site measurement of resistivity of concrete a RILEM TC-154 technical recommendation, Construction and Building Materials, 15:

19 Beton - elektrisk resistivitet Risikoen for korrosion - mulig korrosionshastighed Polder, R. B. (2001). Test methods for on site measurement of resistivity of concrete a RILEM TC-154 technical recommendation, Construction and Building Materials, 15:

20 På trods af de glimrende mulighed for kortlægning af korrosionsforholdene i betonkonstruktioner med ikkedestruktive målinger bør disse altid supplers med ophugninger og/eller borekerner. Tak for jeres opmærksomhed!