Kathodische Bescherming met opofferingsanodes

Transcriptie

1 Kathodische Bescherming met opofferingsanodes Bert Kriekemans Fortius Diest, België

2 Kathodische Bescherming (KB) Het principe van Kathodische Bescherming is niet nieuw. Het idee was eerst geïntroduceerd door Sir Humphrey Davis in 1824 Hij had het idee om koperen wanden van oorlogsschepen te beschermen door KB. De eerste KB systemen voor betonnen structuren waren geïnstalleerd in de 1970 s

3 Galvanische anodes types Ingebedde anodes Ingeboorde anodes Strip anodes

4 Typische beton reparatie Contact vlak Reparatie mortel Betonnen Structuur Reparatie mortel moet compatibel zijn met het bestaande beton

5 Ringanode effect :Reparatie versnelt corrosie Chloride vervuilde beton 2OH - Chloride vrije reparatie mortel 1 / 2 O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - Anode Fe Fe e - Fe Cl - FeCl 2 2e - Kathode FeCl 2 + 2OH - Fe(OH) 2 + 2Cl - 2Fe(OH) / 2 O 2 Fe 2 O 3 + 2H 2 O

6 Ringanode effect: Reparatie versnelde corrosie Chloride vervuilde beton Anode Fe Fe e - Fe Cl - FeCl 2 FeCl 2 + 2OH - Fe(OH) 2 + 2Cl - 2Fe(OH) / 2 O 2 Fe 2 O 3 + 2H 2 O Chloride vrije reparatie -350 mv 2OH mv 2e - 1 / 2 O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - Kathode -200 mv

7 Halo Effect Ringanode effect :Reparatie versnelde corrosie

8

9 Geinstalleerde Galvanische Anode Chloride vervuilde beton Anode beschermt galvanisch de omliggende wapeningstaven

10 Galvanische Anode effect Chloride vervuilde beton Chloride vrije reparatie -350 mv -200 mv GalvanischeAnode beschermt de wapening mv

11 Opofferingsanode met een zinkkern, mortelmantel met alkali-activator en bevestigingsdraden

12 Galvanische Anodes XP_Solid.jpg Galvashield XP Galvashield XPT Galvashield N

13 Anode Installatie Aangetaste beton verwijderen

14 Installatie van de anodes

15 Anode Installatie Installatie van de anodes rond de omtrek van de te repareren zone

16 Anode Installatie Meten of de anode goed contact geeft met de wapening

17 Anode Installatie Aanbrengen van reparatie mortel

18 Viaduct van Vilvoorde, Brussel Het viaduct is gebouwd van 1974 tot En is verschillende malen gerepareerd. De uitzetvoegen zijn in 1990 vervangen. Levensduur is 20 jaren. Het was dus tijd om de voegen te vervangen en andere werk te doen (vervangen vangrails, waterdichting, etc)

19 Viaduct van Vilvoorde Verwijderen van de vangrails en betonrot Putcorrosie werd vastgesteld

20 Viaduct van Vilvoorde Installatie van Galvashield XP 2

21 Controle van installatie met multimeter

22 Aanbrengen van reparatiemortel

23 Viaduct van Vilvoorde Aannemer : Aswebo NV Opdrachtgever: Agentschap van Wegen en Verkeer Studiebureel corrosie: ABG Consulting 500 Galvashield XP2 geïnstalleerd in Juli 2011

24 Ingeboorde opofferingsanodes

25

26 Ingeboorde anodes voor bescherming van gezond beton (met chloride vervuiling!) Geinstalleerd in voorgeboorde gaten Beschermt beton dat aangetast is. Corrosiebescherming van Hot Spots

27 Installatie van inboor anodes Corrosie activiteit is terug gedrongen De Anode beschermt de omliggende wapening

28 Afmetingen inboor anodes CC 65 CC 100 CC 135

29 Installatie van de ingeboorde galvanische anodes in kelder wanden aan kust

30 Corrosie control van wapening in ondergrondse constructie Probleem en diagnose Gebouw in omgeving van zee 3 verdiepen hoog. Water lekkage in kelder. Hoog grondwater niveau Systematische diagnose Visuele inspectie, Lekkage controle Laboratorium en site onderzoek Water samenstelling, chloride gehalte, sulphate gehalte, carbonatatie van beton, half cel potentiaal test, beton dekking & staal densiteit, kernboringen.

31 Analyse Water test :aanwezigheid van chemicaliën Half cel potentiaal meting van -350 mv, wat een hoge corrosie activiteit aangeeft Chloride test gaf aanwezigheid van chloride in beton aan

32 Conclusie Hoog risico voor verdere corrosie van de wapening door de chlorides in het water en in het beton. Resulterend in mogelijke structurele problemen van de wanden in de kelder.

33 Aanbeveling Corrosie Controle door de installatie van de ingeboorde galvanische anodes

34 STAP 1 Localiseren van de wapening

35 STAP 2 Kern boring, sleuven slijpen & reinigen

36 STAP 3 Aanbrengen van geleidende mortel

37 STAP 3 Installatie van de ingeboorde anodes

38 STAP 3 Installatie van de verbindingsdraden

39 STAP 3 Installatie van de verbinding met de wapening

40 STAP 4 Verbindingen nameten

41 Corrosie bescherming van brug over autostrade, LE TOUVET, Frankrijk

42 Locatie : Le TOUVET, Frankrijk (in de Alpen, regio Grenoble) Probleem : aantasting van wapening door dooizouten Behandelen van zones met chloride gehalte van 0,8 to 1,5 % Gebruik van ingeboorde galvanische anodes Behandelen van beschadigde zones ( chloride gehalte > 1,5 %) Gebruik van opofferingsanodes

43 Contractor s application

44 Contractor s application

45 Contractor s application

46 Contractor s application

47 Contractor s application

48

49

50 Effect in de tijd Na 10 jaar installatie

51 Na 10 jaar :onderzoek op dwarsbalken van een brug Geinstalleerd in 1999 Gemeten over 10 jaren

52 In situ analyse na 10 jaren Extent of pores containing white corrosion products Encasing Mortar Zinckcorrosie product Bright Zinc substrate (top darker layer scraped off) Coherent interface Zinc substrate Repair mortar Uncorroded tie wires (a) (b)

53 In situ resultaat van, XP anode Zinc core Verandering van Zink in Zink oxide Reparatie mortel Poriën gevuld met zink oxide/zink hydroxide corrosie producten Anode mortel

54 Galvanische Anodes in nieuwbouw Als algemene bescherming Of lokale bescherming Zones met hoog corrosiepotentiaal Kritische structurele delen Voegen

55 Ferry terminal aan de zee Ingebedde Galvanische Anodes voor kathodische bescherming van : Balken Kolommen Meer dan 15,000 anodes gebruikt

56 Galvanische bescherming aangebracht samen met versterking met gelijmde wapening met koolstofvezels

57 Punt Anodes vs. Strip Anodes

58 Punt anodes bescherming Beton reparatie Punt Anodes Invloed gebied Chloride vervuilde beton

59 Strip anodes bescherming Beton reparatie strip Anodes Beton Invloed gebied

60 Strip galvanische anodes Strip anodes zijn geprefabiceerd Zink rond een stalen kern Integraal verbonden Anode afmetingen en positionering: gebaseerd op staal-tot-beton oppervlakte ratio en levensduur

61 Voor bruggen Betonplaten/dek zijn in goede conditie Aantasting van landhoofd

62

63 Typische brug/landhoofd Aanloop dek Brug dek Aangetaste zone

64

65 Verwijderen van aangetaste beton Verwijderen tot 15 cm Als er meer dan 15 cm weggenomen wordt, moet er structurele versterking komen Tijdelijke schoring kan nodig zijn

66 Detail landhoofd reparatie met galvanische bescherming Vervangen van voeg Aanloop dek brug dek ± 15 cm beton (zelf verdichtend) Galvanische Strip Anodes 16 mm 20 cm 16 mm deuvels

67

68 Vooraanzicht

69 Innovative Concrete Pumping Technique

70 landhoofd na herstelling

71 Samengevat Grote keuze van corrosie preventie mogelijkheden en type anodes Lokale of algemene behandeling Systeemkeuze, gebaseerd op: Bestaande conditie, blootstelling in toekomst, duur van bescherming, onderhoud mogelijkheden, budget,..

72 Kathodische bescherming Dank u voor uw aandacht Bert Kriekemans