CZ20031375A3

CZ20031375A3 - Katodická ochrana železobetonu s napuštěním inhibitorem koroze

Info

Publication number: CZ20031375A3
Application number: CZ20031375A
Authority: CZ
Inventors: Efim Ya Lyublinski
Original assignee: Cor/Sci Llc
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2004-01-14
Also published as: CA2428016C; SK5702003A3; EA200300489A1; US6387244B1; CN1483092A; IL155558A0; MY127101A; EA004161B1; WO2002033147A8; EP1337689B1; KR100625953B1; JO2220B1; KR20040016446A; CN1243850C; EP1337689A1; AU2002214600A1; EP1337689A4; ATE424470T1; DE60137866D1; CA2428016A1

Description

Katodická ochrana železobetonu koroze s napuštěním inhibitorem

Oblast techniky

Přihláška je založena na prioritě přihlášky US 60/241 225 podané dne 18. října 2000.

Dosavadní stav techniky

Jsou popsány periodické nebo kontinuální způsoby potlačování koroze oceli obsažené v betonových konstrukcích. Zařízení nezbytné pro provádění těchto způsobů může být zabudováno do konstrukce při stavbě nebo dodatečně zabudováno do existující konstrukce. Systémy katodické ochrany se v oboru běžně používají, a je známo, že napuštění inhibitorem koroze je účinné pro zpomalení poškození korozí vystavením atmosféře, avšak neočekávaně přínosný účinek spojení těchto dvou technologií nebyl znám.

Přihláška je zaměřena na systém kombinující dodávání inhibitorů koroze s katodickou ochranou výztužných prvků, označovaných jako „armatury, v obvyklých železobetonových konstrukcích. Takovéto armatury se vyrábí z měkké oceli (označované také jako „černá ocel), která obsahuje méně než 1 % uhlíku ve spojení s méně než 2 % legovacích prvků. Konkrétněji, vynález popisuje několik způsobů pro poskytnutí požadované ochrany proti korozi katodickou ochranou, která může začínat bezprostředně na nově zabudovaných armaturách v konstrukcích ze železobetonu a/nebo předpjatého betonu, to znamená v konstrukcích jako jsou mosty, budovách včetně elektráren, námořních stavbách jako jsou doky, a vozovkách, které se staví; nebo může být systém podle vynálezu použit pro starší železobetonové konstrukce kontaminované solemi » · · · · <

-2Systém je určen pro kontrolu koroze ocelí vyztuženého betonu, který je kontaminován oxidy síry, oxidy dusíku, sirovodíkem, chloridy a uhličitany, a solemi pro ošetřování silnic, jako jsou chlorid sodný a chlorid draselný, které všechny pronikají betonovou konstrukcí a napadají ocelové armatury. Vynález spojuje napuštění povrchu betonové konstrukce inhibitorem pomocí elektrické hnací síly, a následující katodickou ochranu konstrukce buď pomocí obětované anody nebo pomocí vloženého proudu. Pro ještě lepší ochranu se silně kontaminovaná konstrukce očišťuje zpracováním, které odstraňuje škodlivé Při podstatném snížení korozivnosti prostředí obklopujícího ocel prostřednictvím elektroosmotického zpracování, pokud je potřebné následné napouštění inhibitorem koroze a použití vloženého katodického proudu, je ekonomičtější než při použití každého z těchto procesů zvlášť.

elektroosmotickým anionty z betonu.

Použitým inhibitorem může být kterákoliv známá sloučenina účinná pro potlačení koroze oceli v betonu. Takovéto sloučeniny jsou popsány v „Cement, Encyclopedia of Chemical Technology (Kirk-Othmer; John Wiley & Sons lne., NY, 5. vyd., 1993), sv. 5, str. 564-598; ACI Manual of Concrete Practice, díl 1, 1995 (American Concrete Institute, Detroit, MI 48219); Encyclopedia of Polymer Science and Technology, sv. 10, str. 597-615 (John Wiley & Sons, NY, 1969) a v dalších textech. Široce používané jsou anorganické dusitany, jako například dusitan vápenatý, který může obsahovat menší množství dusitanu sodného; mravenčan vápenatý a dusitan sodný, volitelně s triethanolaminem nebo benzoátem sodným; anorganické dusitany a estery kyseliny fosforečné a/nebo estery kyseliny borité; emulze olej ve vodě, kde olejová fáze obsahuje ester nenasycené mastné kyseliny a ethoxylovaný nonylfenol a ester karboxylové kyseliny s jedno-, dvoj- nebo alifatické troj sytným

- J • ·

alkoholem, a vodná fáze obsahuje nasycenou mastnou kyselinu, amfoterní sloučeninu, glykol a mýdlo; amidoaminy, tvořené oligomerními polyamidy majícími primární aminoskupinu, které jsou tvořeny reakčními produkty polyalkylenaminů s alkandikyselinami s krátkým řetězcem nebo jejich reaktivními deriváty; atd. Nejvýhodnější jsou inhibitory ionizovatelné ve vodném roztoku, avšak mohou být použity také organické sloučeniny, které nejsou ionizovatelné, v kombinaci s elektrolytem, který „zanese inhibitor do betonu.

Jako základna pro porovnání efektu kombinace způsobů, ve kterých jsou různé podmínky, se používá jako společný parametr efektivnost způsobu. „Efektivnost je pokládána za nulovou, jestliže způsob neposkytuje žádnou ochranu; efektivnost je definována jako množství kovu, které nebylo ztraceno díky ochraně, dělené množstvím kovu, které by bylo ztraceno bez ochrany, nebo jako (rychlost koroze bez ochrany) - (rychlost koroze s ochranou) děleno (rychlost koroze bez ochrany).

V následujícím popisu jsou použity následující termíny:

„E_c znamená korozní potenciál armatury. E_c se měří pomocí referenční elektrody umístěné v kontaktu s obvodovým povrchem vzorku betonu. Zapisuje se jako negativní vzhledem ke standardní vodíkové elektrodě.

„E_p znamená potenciál, při kterém se přivádí efektivní vložený proud pro katodickou ochranu.

„CD je proudová hustota, tj . proud dělený plochou armatury ve styku s betonem.

„CP je vložený proud pro katodickou ochranu, vložené proudy jsou rozlišeny označením.

různé

„EP-l a „EP-2 označuje stejnosměrný proud v oddělených obvodech pro elektroosmotické zpracování; EP-l odstraňuje anionty kontaminantů z betonu, EP-2 dopravuje kationty inhibitoru k výztužným prvkům.

„EL znamená elektrolyt, ve kterém jsou vzorky ponořeny - specifické elektrolyty a pořadí v jakém jsou použity je uvedeno v jednotlivých příkladech. EL-1 je agresivní solný roztok; EL-2 je roztok známého inhibitoru koroze.

Podstata vynálezu

Bylo zjištěno, že ocelí vyztužená konstrukce je chráněna proti poškození, když je aplikován první katodický vložený proud (CP-1) mezi primární anodu umístěnou v sousedství vnějšího povrchu železobetonu a ocel konstrukce, při potenciálu v rozmezí o 50 mV až asi 350 mV číselně větším než je naměřený korozní potenciál E_c; ocel funguje jako primární katoda; konstrukce je v podstatě nasycena roztokem inhibitoru koroze; s výhodou je konstrukce kontinuálně smáčena roztokem inhibitoru; tok prvního vloženého proudu je udržován dokud není proud relativně konstantní na úrovni alespoň poloviční než při jaké bylo započato přivádění prvního vloženého proudu. Pro indikaci korozního potenciálu armatur se používá referenční elektroda. Koncentrace iontů se zjišťuje měřením proudu při udržování zvoleného napětí.

Vynikající ochrana proti poškození betonové konstrukce je také poskytována sekundární katodou a sekundární anodou, které obě jsou umístěny v sousedství, avšak vně vzhledem ke konstrukci, a které umožňují současnou aplikaci stejnosměrného prvního elektroosmotického proudu a vloženého katodického proudu; stejnosměrný první elektroosmotický proud se aplikuje při zvoleném napětí neškodlivém lidem, • » • · * ·

na úrovni dostatečné pro inhibitoru do betonu; když

-5mezi sekundárními elektrodami, vpravení kationtů nebo aniontů tok prvního elektroosmotickéhoproudu klesne alespoň o polovinu, aplikuje se stejnosměrný vložený katodický proud. Je-li třeba, může se první elektroosmotický proud pak vypnout (když poklesl alespoň o polovinu) a pak aplikovat stejnosměrný vložený katodický proud.

Pro těžce kontaminované struktury, před aplikací stejnosměrného prvního elektroosmotického proudu, se aplikuje mezi sekundárními elektrodami stejnosměrný druhý elektroosmotický proud při zvoleném třetím napětí neškodlivém lidem, na úrovni dostatečné pro odstranění aniontů kontaminantů z betonu; druhý elektroosmotický proud se udržuje při v podstatě konstantním napětí až do poklesu proudu alespoň o polovinu.

Obecným cílem vynálezu tedy je poskytnout systém katodické ochrany, který může být použit v kombinaci s napouštěcím systémem pro napouštění inhibitorem koroze, buď postupně, nebo v podstatě současně; pro ještě lepší protikorozní ochranu, uvedenému systému může předcházet elektroosmotické zpracování, nebo, je-li to ekonomicky ospravedlněno, může být použito v podstatě současně pomocí soustavy sekundárních elektrod.

Když se použije vložený proud, při zjištění, že je proudová hustota příliš vysoká než aby byla ekonomická, řídící systém vytvoří elektrické propojení mezi sekundárními elektrodami. Když čidlo zjistí, že koncentrace inhibitoru odpovídající naměřené proudové hustotě je dostatečně nízká, přídavná anoda se odpojí. Jestliže je použita pro katodickou ochranu obětovaná anoda, znovu se ustaví galvanický obvod s armaturami. Je-li třeba, galvanický obvod s armaturami a anodou, ať již obětovanou nebo inertní, může být udržován v průběhu napouštění betonu inhibitorem.

-6• · · · · ·

Jestliže je betonová konstrukce těžce kontaminovaná, zahájí se elektroosmotické zpracování před napouštěním inhibitorem. Obvod pro elektroosmózu se rozpojí, když je naměřen pokles koncentrace soli na dost nízkou úroveň, aby bylo možno zapojit vložený katodický proud a udržovat je na určité úrovni, zpravidla v rozmezí o asi 150 mV až méně než 300 mV nižší než je korozní potenciál armatur, až do zvýšení proudové hustoty na více než 100 mA/m². Vložený proud se pak může odpojit. Řízení systému se provádí programovatelnými řídícími prostředky spojenými se zdrojem napětí.

Přehled obrázků na výkresech

Výše uvedené a další cíle a výhody vynálezu jsou nejlépe vysvětleny v následujícím podrobném popisu za pomoci schematických vyobrazení výhodných provedení vynálezu. Na obrázcích, kde stejné vztahové značky označují stejné prvky, představuj e:

obr. l(a) schematické znázornění systému napouštění inhibitoru v kombinaci se systémem katodické ochrany s vloženým proudem s inertní anodou zapuštěnou v zemi v blízkosti, avšak vně betonové konstrukce, obr. 1 (b) schematické znázornění systému napouštění inhibitoru v kombinaci se systémem katodické ochrany s obětovanou anodou zapuštěnou v zemi v blízkosti, avšak vně betonové konstrukce, obr. 2 grafické znázornění zařízení, ve kterém byly testovány vzorky betonu.

Příklady provedení vynálezu

Jako obětované anody byly použity tyče z hliníku nebo ze slitiny s vysokým obsahem hliníku nebo tyče z hořčíku nebo ze slitiny s vysokým obsahem hořčíku, zinku nebo slitiny s vysokým obsahem zinku, umístěné v blízkosti nebo zabudované do konstrukce v galvanickém spojení s ocelovými armaturami; nebo byly použity zinkem povlečené armatury; v obou případech, požadovaná hmotnost anody je množství kovu, které časem přechází do roztoku, toto množství kovu představuje množství elektřiny procházející galvanickým obvodem a doba, po kterou je spotřebováván kov (Faradayův zákon). Protože ochrana je požadována pro dlouhou dobu, a rychlost spotřeby anody je, jakmile koroze začne, zpravidla dost vysoká, je požadovaná hmotnost obětované anody pro dlouhou dobu, řekněme 100 let, vysoká. Kromě toho, periodické nahrazování anod pro zajištění trvalé ochrany je přinejmenším nepohodlné a často neproveditelné. Proto bylo použití takovýchto obětovaných anod do značné míry opuštěno ve prospěch použití vnějších zdrojů proudu pro zajištění vloženého katodického proudu na korodující kov. Řízením vloženého proudu není životnost konstrukce omezena korozí její ocelové výztuže.

Při katodické ochraně se nechává protékat vložený proud přes anodu do elektrolytu a pak do armatur v konstrukci. Takováto ochrana s ocelovými armaturami jako katodou, jak se obvykle provádí, je drahá, vyžaduje mnohem vyšší proudovou hustotu pro získání uspokojivě nízké úrovně koroze, než jaká je potřeba pro získání stejné protikorozní ochrany s armaturami v prostředí, které bylo zbaveno korozivních iontů, avšak ne v takovém rozsahu, aby byl proud potřebný pro katodickou ochranu vloženým proudem příliš vysoký, tzn. proudová hustota větší než asi 100 mA/m².

Na obr. 1 (a) je schematicky znázorněn sloupec 1. ze železobetonu, vyztuženého mříží armatur 2_, přičemž k obvodu tohoto sloupce je připojen rezervoár 8_ roztoku inhibitoru, takže roztok prosakuje sloupcem a nasycuje jej. Alternativně může být sloupec opatřen pláštěm, jek je popsáno v patentu US 5 141 607 (Swiat) . Sekundární anoda Ί_ je umístěna v roztoku _8 inhibitoru a sekundární katoda 6 je umístěna v sousedství sloupce, který je umístěn mezi sekundárními elektrodami pro umožnění protékání elektroosmotického proudu sloupcem 1. Konvenční obvod vloženého proudu je uspořádán pomocí primární inertní anody 10 a primární katody 2 (armatury), které jsou připojeny ke zdroji 5 proudu, zpravidla usměrňovači, pro přívod stejnosměrného proudu.

Sekundární elektrody, když jsou napájeny ze zdroje _5 proudu, zajišťuje snímání korozního

Programovatelné řídící prostředky spojené se zdrojem proudu monitorují a řídí změny spotřeby proudu, měřené jako proudová hustota indikované měřením průtoku proudu. Měřena jsou data týkající se korozního potenciálu E_c armatur, pH betonu a koncentrace solí v různých místech uvnitř sloupce.

v provozu, jsou rovněž Referenční elektroda ý potenciálu armatur.

Při průchodu proudu přes sekundární elektrody 6 a 7_ jsou kationty nebo anionty inhibitoru koroze vpravovány do betonu. Sekundární katoda 6 je umístěna ve styku se sloupcem a je smáčena roztokem a kationty z roztoku migrují skrze sloupec k sekundární katodě 6. Když koncentrace inhibitoru dosáhne předem stanovené úrovně, přídavná anoda se odpojí. Koncentrace inhibitoru je dostatečná pro umožnění, aby byla poměrně nízká proudová hustota vloženého proudu velmi účinná. Proto se vložený proud zapojí s armaturami katodicky připojenými konvenčním způsobem, a proud se udržuje dokud proudová hustota nepřekročí předem stanovenou úroveň, zpravidla 200 mA/m², s výhodou 100 mA/m².

Podle jiného provedení se inhibitor koroze napouští v podstatě současně s vloženým katodickým proudem.

-9Sekundární elektrody plní dvojí funkci- mohou být použity pro odstraňování korozivních látek jako Cl , CO3 , SO₄ ^2- a siřičitany z objemu železobetonu pomocí zvnějšku aplikovaného proudu mezi vnější katodu a vnější anodu pro elektroosmotickou polarizaci; nebo mohou být použity pro napouštění iontů inhibitoru do betonu. Inhibitor může být napouštěn do betonu také samotnou difúzí.

Systém katodické ochrany podle obr. 1 (b) používá obětovanou anodu 3, a stejně jako výše, betonový sloupec ji vyztužený mříží armatur 2_, je opatřen rezervoárem 8_ roztoku inhibitoru pro železobeton; a stejně jako výše jsou sekundární elektrody 6 a Ί_ elektricky připojeny ke kontrolnímu systému 9_, ^a referenční elektroda _4 je uspořádána pro měření E_c. Řídící prostředky řídí změny proudové hustoty.

Experimentální postup

Číslované vzorky ze železobetonových válců o průměru 10 cm a výšky 15 cm byly připraveny za použití 300 kg portlandského cementu na krychlový metr betonu. Ve středu každého válce byla podélně axiálně vložena rzi prostá tyč z uhlíkové oceli o průměru 1,0 cm 15 cm dlouhá. Před zabudováním do vzorku byla zaznamenána hmotnost každé armatury v každém vzorku. Po každém pokusu byl vzorek rozlomen a armatura byla vyjmuta, vyčištěna a převážena. Do každého vzorku byla zabudována v blízkosti středové tyče pH elektroda pro monitorování pH jako funkce času. Po každém pokusu byla horní část každé armatury, která poskytovala elektrické připojení jako druhá katoda, odříznuta v podstatě v zákrytu s horní částí betonu pro minimalizaci chyby v důsledku koroze horní části, nepokryté betonem, vystavené přímo korozivním prvkům v klimatizované komoře.

Pro urychlení atmosférického poškození, u kterého by • · • · · · • · · ·

- 10normálně bylo možno očekávat že nastane v průběhu desetiletí, byly všechny vzorky kondicionovány v klimatizované komoře opatřené agresivní umělou atmosférou. Atmosféra v kondicionační komoře měla následující složení:

chloridy Cl:

oxid siřičitý SO₂: relativní vlhkost RV: teplota v komoře:

1,5 g/m²h (měřena na povrchu válce) 30 mg/m³100 % °C

Efekt stárnutí v kondicionační komoře je odhadnutelný měřením pH každého vzorku jako funkce času, přičemž pH vzorků v jednotlivých časových úsecích bylo v rozmezí uvedeném v následující tabulce 1.

Tabulka 1

Den pH

12,0-13,4

7,6-9,1

7,4-8,3

6,8-8,0

Vzorky pak byly testovány pro stanovení korozivního účinku vysoce agresivního avšak v podstatě pH neutrálního solného roztoku EL-1, za specifických podmínek ochrany, ponořováním do tohoto roztoku. EL-1 byl připraven rozpuštěním následujících solí v destilované vodě; jejich koncentrace v EL-1 byly 25 g/1 NaCl, 2,5 g/1 MgCl₂, 1,5 g/1 CaCl₂, 3,4 g/1 Na₂SO₄ a 0,1 g/1 CaCO₃.

Na obr. 2 je znázorněna elektricky nevodivá plastová nádoba 10 naplněná elektrolytem EL-1, ve kterém je uprostřed umístěn kondicionovaný železobetonový vzorek 12 s horní částí armatury 11 vyčnívající z horního povrchu vzorku. Armatura 11 funguje jako katoda (zde označovaná jako „druhá katoda) a je připojena k zápornému výstupu N zdroje 13 proudu. Anoda 14 je zavěšená, oddálená od povrchu betonu a je připojena ke kladnému výstupu P zdroje 13 proudu pro uzavření obvodu s armaturou 11. Ačkoliv je znázorněna ·· ·· · · · · • · · · ·

-11jednotlivá anoda, mohou být použity násobné paralelní anody. Anoda 14' je zavěšená v EL-1 a je připojena ke kladnému výstupu Pj zdroje 13 proudu. Další katoda 15 (označovaná jako „první) je zavěšená v elektrolytu, oddálená od povrchu vzorku a je připojena k zápornému výstupu Nj zdroje 13 proudu.

Každá dvojice výstupů poskytuje proud pro obvod, který slouží jinému účelu, jeden pro katodickou ochranu vloženým proudem CP, a druhý pro elektroosmotické zpracování za účelem jednak (i) odstraňování korozivních aniontů z betonu pomocí „prvního stejnosměrného proudu EP-1 a jednak (ii) vpravení kationtů inhibitoru do betonu pomocí „druhého stejnosměrného proudu EP-2.

Referenční elektroda 16 je umístěna ve styku s obvodovým povrchem vzorku pro měření E_c. Po pouhých třech dnech se sotva naměří významný E_c, avšak po asi 10 dnech je asi 360 mV a zůstává v podstatě konstantní bez ohledu na to, ve kterém vzorku je armatura zabudována.

V první řadě pokusů byl na statisticky významném počtu vzorků měřen korozivní účinek elektrolytu EL-1 po 180 dnech v nádobě 10. Nebyla žádná protikorozní ochrana proti korozi solným elektrolytem EL-1, ve kterém byly vzorky ponořeny; E_cbyl měřen každý den. Korozivní účinek byl měřen po vyjmutí vzorku na konci tohoto 180 denního období, rozlámání vzorku pro vyjmutí armatury, a očištění armatury pro odstranění ulpívajícího betonu a rzi. Vyčištěná armatura pak byla zvážena a byla vypočtena hmotnostní ztráta. Při znalosti obvodové plochy čisté armatury a po připočtení její kruhové spodní plochy o průměru 1,5 cm byla vypočtena hmotnostní ztráta na cm². Pak, při hustotě oceli 7,9 g/cm³, a při znalosti doby, po kterou koroze probíhala, byla vypočtena rychlost koroze a vyjádřena jako tloušťka ztraceného kovu v

- 12 pm/rok.

Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 2.

Tabulka 2 - rychlost koroze bez ochrany

Den -E_c(mV) Rychlost koroze (μπι/rok) Efektivnost

180 360 190 0

Jak bylo možno očekávat, rychlost koroze musí dosáhnout v podstatě konstantní průměrné hodnoty asi 190 μιη/rok.

Ve druhé řadě pokusů byla měřena efektivnost tří příkladných inhibitorů koroze, každého jednotlivě bez aplikace proudu, po ponoření vzorků do roztoku inhibitoru po dobu 180 dní, takže beton byl nasycen roztokem inhibitoru. Každý den byl měřen E_c. Inhibitor byl dodáván jen difúzí, nebyl přiváděn žádný proud EP-1. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 3.

Tabulka 3 - rychlost koroze v přítomnosti inhibitoru, bez proudu EP-1, bez katodické ochrany

Označení	koncentrace mg/1	rychlost koroze μιπ/rok	efektivno st O.
A¹	10	142	22
A¹	100	85	55
B²	15	154	19
B²	130	6 6	66
C³	15	131	26
C³	130	57	70

A¹ je ekvimolární směs ZnSO₄ a NaH₂PO₄B² je organický dusitan C³ je organický aminofosfit

Ve třetí řadě pokusů byla měřena rychlost koroze konvenčně katodicky chráněných předem kondicionovaných • · · · · ·

- 13 (kontaminovaných) vzorků na konci období 180 dnů, během kterého byly saturovány EL-1. Vzorky nebyly zpracovány žádným inhibitorem, a neměly jinou ochranu než ochranu prvním vloženým proudem CP-1 při několika různých proudových hustotách. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 4.

Tabulka	4 -	rychlost koroze be
Den	CD rychlost kor mA/m² μιη/rok
180	15	138
180	120	48
180	195	10

Jak bylo možno očekávat, vyšších proudových hustotách, 120 mA/m² je efektivnost jen 7 inhibitoru, jen s CP-1 >ze efektivnost

O.

Ό lepší ochrana je získána při avšak i při proudové hustotě

o.

o .

Ve čtvrté řadě pokusů byla měřena rychlost koroze na konci období 180 dnů, a také v několika časových bodech v průběhu tohoto období, na několika kondicionovaných vzorcích ponořených v solném roztoku EL-1, pro stanovení protikorozní ochrany získané jen elektroosmotickým zpracováním stejnosměrným proudem EP-1 při 36 V pro odstranění aniontů kontaminantu. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 5.

Tabulka 5 - rychlost koroze jen s EP-1, bez inhibitoru, bez katodické ochrany

Den	EP-1 μΑ	rychlost koroze μΓη/rok	efektivnost o o
1	700-800	165	25
5 -	300-400	105	52
10	100-200	70	68
180	50-100	45	79

Je zřejmé, že jak kontaminanty opouštějí beton a roste • · • · · ·

14jeho odpor, tok proudu EP-1 se zmenšuje, přičemž rychlost koroze klesá a efektivnost roste. Poznamenejme, že po 10 dnech zpracování pomocí EP-1 je rychlost koroze 70 μιπ/rok a efektivnost 68 %.

V páté řadě pokusů byla měřena rychlost koroze na konci období 180 dnů, na vzorcích ponořených v EL-1, které byly nejprve elektroosmoticky zpracovány pro odstranění aniontů; EL-1 byl nahrazen roztokem inhibitoru EL-2 majícím danou koncentraci. Kationty inhibitoru pak byly vpraveny do betonu pomocí proudu EP-2 při 36 V. EP byl měřen v mA/dm³(míliampérech na 1000 cm³ betonu).

Příklad 1

V prvním provedení vynálezu byl vyhodnocen účinek kombinace napuštění inhibitoru jen přirozenou difúzí, s vloženým proudem CP-2, avšak bez elektroosmotického proudu EP-2, předem kondicionované vzorky byly vyjmuty z komory a zpracovány následovně:

1. Vzorek byl ponořen do inhibitoru EL-2 majícího danou koncentraci.

2. Každý den byl měřen E_c, a když byl zjištěn měřitelný E_c, byl zapnut stejnosměrný proud CP-2.

3. CP-2 poklesl na osminu a zůstával pak relativně konstantní.

4. Když se CP-2 zdvojnásobil, byl do nádoby přidán další roztok inhibitoru EL-2. Frekvence, s jakou byl doplňován EL-2, závisela na tom, jak dlouho trvalo, než se CP-2 zdvojnásobil.

5. Potenciál E_p CP-2 byl měřen každý den a představoval množství proudu. Měření všech vzorků jsou uvedena po 180 dnech. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 6.

• · · · • ·

Tabulka 6 - rychlost koroze s inhibitorem, CP-2 a bez EP-2

Označení	konc. μΑ	CD mA/m²	rychlost μΓη/rok	koroze efektivnost O o
A¹	10	45	36	81
A¹	10	60	7	96
A¹	20	31	40	79
A¹	20	38	8	96
A¹	je ekvimolární	směs ZnSO₄ a NaH₂PO₄

Z porovnání výše uvedených výsledků se vzorky, u kterých nebyl CP-2 odpojován (viz tabulka 6) je zřejmé, že při srovnatelných proudových hustotách byly získány srovnatelné efektivnosti.

Příklad 2

Ve druhém provedení vynálezu, účinek kombinace použití proudu pro vpravení kationtů inhibitoru do betonu s vloženým proudem CP-2, předem kondícionované vzorky byly vyjmuty z komory a zpracovány následovně:

1. Vzorek byl ponořen do inhibitoru EL-2 majícího danou koncentraci.

2. Každý den byl měřen E_c, a když byl zjištěn měřitelný E_c, byl zapnut stejnosměrný proud EP-2.

3. EP-2 poklesl na pětinu a zůstával pak relativně konstantní; pak byl zapojen CP-2 a udržován, dokud nebyl neměřen pokles na desetinu; v tomto časovém bodě zůstával E_crelativně konstantní. Když se CP-2 zdvojnásobil, byl do nádoby přidán další roztok inhibitoru EL-2. Frekvence, s jakou byl doplňován EL-2, závisela na tom, jak dlouho trvalo, než se CP-2 zdvojnásobil. Potenciál E_p CP-2 byl měřen každý den a představoval množství proudu. Měření všech vzorků jsou uvedena po 180 dnech. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 7.

• ·

Tabulka 6 - rychlost koroze s inhibitorem, EP-2 a CP-2

Označení	konc. μΑ	EP-2 μΑ	CD mA/m²	rychlost koroze μπι/rok	efektivnost o o
A¹	10	50-100	40	37	79
A	10	50-100	52	8	96
A	20	50-100	25	43	77
A	20	50-100	36	9	95
A¹	je ekvimolární	směs	ZnSO₄ a NaH₂PO₄

Příklad 3

Ve třetím provedení vynálezu, pro stanovení účinku použití vloženého proudu CP-2 pro ochranu betonu důkladně napuštěného inhibitorem EL-2, potom podrobení zpracovaných vzorků kontaminaci solným roztokem EL-1 v kombinaci s vloženým proudem CO-3, vzorky byly vyjmuty z komory a zpracovány následovně:

1. Vzorky byly ponořeny do inhibitoru EL-2 majícího danou koncentraci.

2. Každý den byl měřen E_c, a když byl zjištěn měřitelný E_c, byl zapnut stejnosměrný proud CP-2 (vložený proud v EL-2).

3. Poté, co CP-2 poklesl na osminu a zůstával relativně konstantní, byl odpojen.

4. Roztok inhibitoru EL-2 pak byl nahrazen solným roztokem EL-1, do kterého byl každý vzorek ponořen.

5. Bezprostředně poté byl zapojen třetí vložený proud CP-3 (označený zvlášť, protože se přivádí v EL-1).

6. Frekvence přepínání elektrolytu a použití CP-3 závisela na tom, jak dlouho trvalo, než se CP-2 zdvojnásobil.

5. Potenciál E_p CP-2 byl měřen každý den a představoval množství proudu. Měření všech vzorků jsou uvedena po 180 dnech. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 8.

• · · · • · · ·

- 17 Tabulka 8 - rychlost koroze s inhibitorem a CP-2, potom EL-1 a CP-3

Označení	konc. CD	rychlost μm/rok	koroze efektivnost Q, O
μΑ	mA/m²
A¹	10	45	34	82
A	10	55	8	96
A	20	35	38	80
A	20	40	7	96
A¹	je	ekvimolární	směs ZnSO₄ a NaH₂PO₄

Z porovnání výše uvedených výsledků se vzorky, u kterých nebyl CP-2 odpojován (viz tabulka 9) je zřejmé, že při srovnatelných proudových hustotách byly získány srovnatelné efektivnosti, avšak proudové hustoty v tabulce 9 jsou poněkud menší než proudové hustoty ve výše uvedené tabulce 8.

Příklad 4

Ve čtvrtém provedení vynálezu, předem kondicionované vzorky byly vyjmuty z komory a zpracovány v následujících krocích:

1. Vzorky byly ponořeny do roztoku iontového inhibitoru EL-2 majícího danou koncentraci.

3. Když EP-2 poklesl na pětinu a zůstával pak relativně konstantní, byl zapojen CP-2 a ponechán zapojen, dokud nebyl neměřen pokles na desetinu; v tomto časovém bodě zůstával E_crelativně konstantní. Když se CP-2 zdvojnásobil, byl do nádoby přidán další roztok inhibitoru EL-2. Frekvence, s jakou byl doplňován EL-2, závisela na tom, jak dlouho trvalo, než se CP-2 zdvojnásobil. Potenciál E_p CP-2 byl měřen každý den a představoval množství proudu. V průběhu pokusu nebyl vypínán EP-2. Měření všech vzorků jsou uvedena • · · · • · · ·

po	180	dnech.	Výsledky jsou uvedeny v následující	tabulce	9.
Tabulka	9 - r	ychlost koroze s inhibitorem, EP-2 a	CP-2
Označení konc. EP-2	CD rychlost koroze	efektivnost
		μΑ	μΑ	mA/m² pm/rok	o. O
A¹		10	50-100	35 39	79
A¹		10	50-100	50 8	96
A¹		20	50-100	20 43	77
A¹		20	50-100	35 9	95
		A¹ je	ekvimolární	směs ZnSO₄ a NaH₂PO₄
	Z	porovnání výše	uvedených výsledků se	vzorky,	u
kterých	bylo	provedeno	elektroosmotické zpracování	pro

odstranění aniontů kontaminantů (viz tabulka 10) je zřejmé, že efektivnost získaná se zpracováním inhibitorem jak je uvedeno výše je srovnatelná s efektivností získanou když jsou vzorky podrobeny dále předběžnému elektroosmotickému zpracování pro odstranění aniontů kontaminantů.

Příklad 5

V pátém provedení vynálezu byly postupně použity dva obvody pro elektroosmotické zpracování pomocí proudů EP-1 a EP-2, načež následovala katodická ochrana vloženým proudem CP.

Na začátku a v průběhu zpracování byl pomocí referenční elektrody kontinuálně měřen korozní potenciál armatur. Kroky každého pokusu jsou uvedeny dále:

1. Vzorky byly ponořeny do solného roztoku EL-1, a byl měřen E_c.

2. Když byl zjištěn měřitelný E_c, byl zapnut „první proud EP-1 pro snížení koncentrace korozivních aniontů v betonu.

3. EP-1 byl odpojen, když proud poklesl alespoň o polovinu, s výhodou na třetinu až pětinu.

4. Hned potom, s výhodou bezprostředně potom, byl solný

- 19roztok EL-1 nahrazen roztokem íonizovatelného inhibitoru EL-2 .

5. Byl zapojen druhý proud EP-2 pro vpravení kationtů inhibitoru do betonu.

6. EP-2 byl odpojen, když proud poklesl alespoň o polovinu, s výhodou na třetinu až desetinu.

7. Při vzorku ponořeném v EL-2 byl zapojen CP; CP byl udržován dokud proudová hustota (CD) nepoklesla alespoň o 50 %, s výhodou o činitel 2 a nejvýhodněji o řád, to znamená na desetinu; když CD zůstával v podstatě stálý při snížené úrovni, byl přidán další roztok inhibitoru EL-2, s výhodou dost pro zdvojnásobení proudu EP-2.

8. Přidávání EL-2 opět závisí na tom, jak dlouho trvá než se proudová hustota CD proudu CP zdvojnásobí.

Byla vypočtena rychlost koroze a proudová hustota.

Po pouhých třech dnech bylo sotva možno naměřit významný E_c, avšak po asi 10 dnech byl zjištěný E_c asi -360 mV a zůstával v podstatě konstantní bez ohledu na to, který vzorek armatury byl zabudován. E_c se uvádí vzhledem ke standardní vodíkové elektrodě.

Nakonec byly, pro srovnání, v šesté řadě pokusů vzorky elektroosmotický vyčištěny pomocí EP-1 při ponoření v EL-1, pak byly podrobeny stejnosměrnému proudu EP-2 při 36 V a druhému vloženému proudu CP-2 (uváděnému zvlášť, protože se zavádí v kombinaci s EP-2). CP-2 se zavádí při číselně vyšším potenciálu než je korozní potenciál naměřený při E_c(zpravidla asi -360 mV) při napětí asi 50 V. Poznamenejme, že druhý CP-2 je jiný než první CP-1. Měření všech vzorků jsou uvedena po 180 dnech. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 10.

Tabulka 10	- rychlost koroze s	inhibitorem, EP-2	a CP-2
Označení	konc. μΑ	EP-2 μΑ	CD mA/m²	rychlost koroze μιη/rok	efekt O O
A¹	10	50-100	16	31	83
A	10	50-100	25	8	98
A	20	50-100	8	26	86
A	20	50-100	11	9	95
B²	10	40-70	20	6	82
B	10	40-70	30	6	97
B	20	40-70	10	38	75
B	20	40-70	20	8	86
C³	10	30-80	25	30	80
C	10	30-80	35	6	97
c	20	30-80	20	32	83
c	20	30-80	25	6	97
A¹	je ekvimolární	směs	ZnSO₄ a NaH₂PO₄

B² je organický dusitan C³ je organický aminofosfit

Z výše uvedeného je zřejmé, že při kombinaci EP-2 a CP-2 je efektivnost inhibitoru mnohem větší než ochrana odstraněním korozivních aniontů pomocí stejnosměrného proudu EP-2 následovaným katodickou ochranou vloženým proudem CP-1; a účinnější než dvojí elektroosmotické zpracování, nejprve pro ostranění škodlivých aniontů a pak pro vpravení iontů inhibitoru do betonu.

Claims

1. Způsob zpracování železobetonové konstrukce napuštěním kationty inhibitoru, zahrnující měření korozního potenciálu oceli, umístění primární anody v sousedství vnějšího povrchu železobetonové konstrukce, přivádění vodného roztoku inhibitoru pro železobeton k anodě a v podstatě nasycení konstrukce roztokem inhibitoru, aplikaci stejnosměrného vloženého katodického proudu při zvoleném prvním napětím, neškodlivém lidem, mezi primární anodou a ocelí v konstrukci při potenciálu v rozmezí o 50 až 350 mV vyšším než naměřený korozní potenciál, udržování vloženého proudu, dokud proud není relativně konstantní na úrovni alespoň poloviční než je úroveň, při které bylo přivádění vloženého proudu započato.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že do konstrukce se kontinuálně přivádí roztok inhibitoru.

3. Způsob podle nároku 1, zahrnující uspořádání sekundární katody a sekundární anody v sousedství konstrukce, aplikaci stejnosměrného prvního elektroosmotického proudu při zvoleném druhém napětí neškodlivém lidem, mezi sekundární anodou a sekundární anodou, na úrovni dostatečné pro vpravení kationtů inhibitoru do betonu, a udržování druhého napětí prvního elektroosmotického proudu dokud proud neklesne alespoň o polovinu; a aplikaci přímého vloženého katodického proudu při zvoleném prvním napětí neškodlivém lidem, mezi primární anodu a ocel v konstrukcí při potenciálu v rozmezí o 50 až 350 mV vyšším než naměřený korozní potenciál.

• · ♦ · ♦ ·

4. Způsob podle nároku 3, zahrnující odpojení prvního elektroosmotického proudu, když proud klesne alespoň o polovinu, poté aplikaci stejnosměrného vloženého katodického proudu a udržování proudu při zvoleném prvním napětí dokud proud neklesne alespoň o polovinu.

5. Způsob podle nároku 3, zahrnující, před aplikací stejnosměrného elektroosmotického proudu, kontinuální přivádění vodného roztoku do betonu při aplikaci stejnosměrného druhého elektroosmotického proudu při zvoleném třetím napětí, neškodlívém lidem, mezi sekundární anodou a sekundární katodou na úrovni dostatečné pro odstraňování aniontů kontaminantů v betonu, a udržování třetího napětí druhého elektroosmotického proudu dokud proud neklesne alespoň o polovinu.

6. Způsob podle nároku 1, zahrnující odpojení prvního vloženého katodického proudu, přerušení kontaktu roztoku inhibitoru s betonem, kontinuální přivádění vodného elektrolytu do betonu při aplikaci stejnosměrného druhého vloženého katodického proudu při zvoleném prvním napětí neškodlívém lidem, mezi primární anodu a ocel v konstrukci při potenciálu v rozmezí o 50 až 350 mV vyšším než naměřený korozní potenciál.