DE102016222538B3 - Method and arrangement for assessing the corrosion and passivation of the reinforcement taking into account the moisture in reinforced concrete - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Korrosions- und Passivierungszustands an einem Stahlbetonbauteil (1), bei dem eine inerte Messelektrode (3) oberflächlich angeordnet wird, eine elektrisch leitende Verbindung zu einem Bewehrungsstahl (2) hergestellt wird, in den ein elektrisches Prüfsignal eingespeist wird. In die Messelektrode (3) wird ein negativer Kathodenschutzstrom (Ik) eingespeist. An der Messelektrode (3) werden simultan ein Korrosionsmesssignal (S1, S1‘) zur Bestimmung der Ladungen, die von Eisenionen durch die äußere Betonschicht (1.1) transportiert werden, und ein Feuchtemesssignal (S2, S2‘) zur Bestimmung der Feuchte der äußeren Betonschicht (1.1) gemessen. Das Korrosionsmesssignal (S1, S1‘) wird mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen, wenn das Feuchtemesssignal (S2, S2‘) mindestens eine minimale Messfeuchte anzeigt. Zudem betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining a state of corrosion and passivation on a reinforced concrete component (1), in which an inert measuring electrode (3) is superficially arranged, an electrically conductive connection to a reinforcing steel (2) is produced, into which an electrical test signal is fed becomes. In the measuring electrode (3), a negative cathode protection current (Ik) is fed. At the measuring electrode (3) are simultaneously a corrosion measurement signal (S1, S1 ') for determining the charges, which are transported by iron ions through the outer concrete layer (1.1), and a moisture measurement signal (S2, S2') for determining the moisture content of the outer concrete layer (1.1) measured. The corrosion measurement signal (S1, S1 ') is compared with a predetermined limit value when the moisture measurement signal (S2, S2') indicates at least a minimum measurement humidity. In addition, the invention relates to an arrangement for carrying out the method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Beurteilung stahlbewehrter Betonbauteile hinsichtlich der Korrosion und Passivierung der Bewehrung unter Berücksichtigung der Feuchte. The invention relates to a method and an arrangement for assessing reinforced steel concrete components with respect to the corrosion and passivation of the reinforcement, taking into account the moisture.
Die Metall- und hier insbesondere die Stahlkorrosion ist ein häufig zu beobachtendes Problem, das weitreichende Schäden hervorruft und indirekte und direkte Kosten in allen Industriebereichen verursacht. Dies gilt insbesondere auch für den Bereich der Bewehrungskorrosion im Stahlbetonbau. Metal and especially steel corrosion is a common problem that causes widespread damage and causes indirect and direct costs in all industrial sectors. This applies in particular to the field of reinforcement corrosion in reinforced concrete construction.
Bei Neubauten ist der Betonstahl in der Regel durch eine umgebende Passivierungsschicht vor Korrosion geschützt oder passiviert. Diese Passivierungsschicht wird durch die hohe Alkalität der Porenlösung als eine sehr dünne aber praktisch porenfreie Schicht um den Betonstahl gebildet. Die Passivierungsschicht verhindert oder hemmt das Vordringen oxidierender Ionen bis zum Bewehrungsstahl. Durch die Verringerung des pH-Wertes, z. B. durch Karbonatisierung oder insbesondere durch das Eindringen von Chloriden, wird das Passivierungsvermögen dieser Passivierungsschicht vermindert und die Passivierungsschicht schließlich zerstört. Dadurch geht der Korrosionsschutz für den Betonstahl verloren. Zum Auffinden korrodierter und korrodierender Bewehrung in Stahlbeton, von Korrosionsfolgeschäden und der Korrosionsneigung von Stahlbeton stehen verschiedene zerstörungsfreie und zerstörungsarme Verfahren mit begrenzter Aussagekraft zur Verfügung, beispielsweise das Ultraschall-Echo-Verfahren, das Impakt-Echo-Verfahren, Verfahren mittels Mikrowellen, induktiv und/oder kapazitiv messende Verfahren, thermografische Verfahren sowie radiografische Verfahren. In new buildings, the reinforcing steel is usually protected or passivated by a surrounding passivation layer against corrosion. This passivation layer is formed by the high alkalinity of the pore solution as a very thin but virtually non-porous layer around the rebar. The passivation layer prevents or inhibits the penetration of oxidizing ions down to the rebar. By reducing the pH, z. B. by carbonation or in particular by the penetration of chlorides, the passivation of this passivation layer is reduced and the passivation layer finally destroyed. As a result, the corrosion protection for the reinforcing steel is lost. For the detection of corroded and corroding reinforcement in reinforced concrete, corrosion consequential damage and the corrosion tendency of reinforced concrete, various non-destructive and non-destructive methods with limited validity are available, for example the ultrasonic echo method, the impact-echo method, microwave method, inductive and / or or capacitive measuring methods, thermographic methods and radiographic methods.
Aus dem Stand der Technik ferner bekannt sind elektrochemische Verfahren wie das elektrochemische Potentialmessverfahren, bei dem eine elektrische Spannung zwischen einem kontaktierten innenliegenden Bewehrungsstahl und der Außenfläche eines stahlbewerten Betonbauteils gemessen wird, welche bei vorliegender Korrosion typischerweise stärker negative Werte aufweist als bei vorliegender Passivierung des kontaktierten Bewehrungsstahls, aber mit großer Grauzone und nennenswerter Unsicherheit. Further known from the prior art are electrochemical methods such as the electrochemical potential measuring method, in which an electrical voltage between a contacted internal reinforcing steel and the outer surface of a steel-reinforced concrete component is measured, which in the present corrosion typically more negative values than in the present passivation of the contacted reinforcing steel but with a large gray area and significant uncertainty.
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Die Offenlegungsschrift
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Beurteilung der Korrosion und des Passivierungsvermögens einer Passivierungsschicht an der Bewehrung in bewehrtem Beton anzugeben, mit dem eine zuverlässige Ortung von aktiver Korrosion, passiver Korrosion bei ungenügender Feuchte oder beginnender Korrosion bei ausreichender Feuchte sowie eine Charakterisierung gegenwärtigen und künftigen Passivierungsverhaltens der Bewehrung ermöglicht wird. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Beurteilung der Feuchte eines stahlbewehrten Betonbauteils anzugeben, um das real ablaufende Ionengeschehen zu beurteilen. The invention is based on the object to provide a method for assessing the corrosion and the passivation capacity of a passivation layer on the reinforcement in reinforced concrete, with a reliable detection of active corrosion, passive corrosion in insufficient moisture or incipient corrosion at sufficient humidity and characterization current and future passivation behavior of the reinforcement. The invention is further based on the object of specifying a method for assessing the moisture content of a steel-reinforced concrete component in order to assess the actual progress of ions.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur Durchführung solcher Verfahren anzugeben. Furthermore, the invention is based on the object to provide an arrangement for carrying out such methods.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Anordnung wird die Erfindung durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst. The object is achieved in terms of the method according to the invention by the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei einem Verfahren zur Beurteilung des Korrosionszustands und zur Bestimmung des Passivierungsvermögens einer Passivierungsschicht einer Stahlbewehrung eines Stahlbetonbauteils wird eine inerte Messelektrode auf der Oberfläche des Stahlbetonbauteils angeordnet. Mittels eines Bewehrungsanschlusses wird eine elektrisch leitende Verbindung zu dem Bewehrungsstahl hergestellt, über die eine elektrische Prüfspannung eingespeist wird. Der Bewehrungsanschluss kann durch eine Kontaktöffnung in der äußeren Betonschicht zwischen dem Bewehrungsstahl und der Oberfläche des Stahlbetonbauteils eingebracht werden. Es ist möglich, eine solche Kontaktöffnung durch Aufbohren, Aufschlagen oder andere aus dem Stand der Technik bekannte Abtragsverfahren in das Stahlbetonbauteil einzubringen. Ferner sind Stahlbetonbauteile herstellbar, bei denen eine solche Kontaktöffnung bereits vorgesehen ist. In a method for evaluating the corrosion state and for determining the passivation capability of a passivation layer of a steel reinforcement of a reinforced concrete component, an inert measuring electrode is arranged on the surface of the reinforced concrete component. By means of a rebar connection, an electrically conductive connection to the reinforcing steel is produced, via which an electrical test voltage is fed. The reinforcement connection may be introduced through a contact opening in the outer concrete layer between the reinforcing steel and the surface of the reinforced concrete component. It is possible to introduce such a contact opening in the reinforced concrete component by boring, impacting or other known from the prior art Abtragsverfahren. Furthermore, reinforced concrete components can be produced, in which such a contact opening is already provided.
An der Messelektrode wird ein Korrosionsmesssignal als Spannung zwischen der Messelektrode und dem den Bewehrungsstahl kontaktierenden Bewehrungsanschluss gemessen. Das Korrosionsmesssignal wird durch die Ladungen bestimmt, welche die Passivierungsschicht durchbrechen können. Die Zahl der durch die Passivierungsschicht von Ionen transportierten Ladungen ist ein Maß für das Passivierungsvermögen der Passivierungsschicht um den Bewehrungsstahl. Bei vermindertem Passivierungsvermögen weist die Passivierungsschicht eine Zahl von Imperfektionen oder Fehlstellen auf, welche für Ionen durchlässig sind. Dadurch wird eine große Zahl von Ladungen, korrespondierend zur Zahl von Ionen, beispielsweise Eisenionen, die durch die Passivierungsschicht hindurchtreten, gemessen. Bei ausreichendem Passivierungsvermögen ist dagegen diese Zahl von Ladungen sehr gering bis gering. At the measuring electrode, a corrosion measurement signal is measured as the voltage between the measuring electrode and the reinforcing connection contacting the reinforcing steel. The corrosion measurement signal is determined by the charges which can break through the passivation layer. The number of charges transported through the passivation layer of ions is a measure of the passivation capability of the passivation layer around the reinforcing steel. With reduced passivation capability, the passivation layer has a number of imperfections or voids that are permeable to ions. Thereby, a large number of charges corresponding to the number of ions, for example, iron ions passing through the passivation layer are measured. With sufficient passivation capacity, however, this number of charges is very low to low.
An der Messelektrode wird über einen Ohmschen Vorwiderstand eine negative Kathodenschutzspannung angelegt, die von einer als belastbare Konstantspannungsquelle ausgebildeten Kathodenschutzspannungsquelle erzeugt wird. Wird die Messelektrode auf das Stahlbetonbauteil aufgesetzt, so wird über den Ohmschen Vorwiderstand ein negativer Kathodenschutzstrom eingespeist. Dadurch wird der Verlauf des Korrosionsmesssignals, das durch den Ladungsdruck beziehungsweise den Druck frei beweglicher Ionen in der Passivierungsschicht um den Bewehrungsstahl generiert wird, stabilisiert. Der über den Ohmschen Vorwiderstand in die Messelektrode eingespeiste Kathodenschutzstrom wirkt dem Druck der frei beweglichen Ionen, insbesondere der aus dem Bewehrungsstahl durch den anodischen Teilprozess der Korrosion gelösten Eisenionen, entgegen. Dadurch wird eine geringe Belastung der Passivierungsschicht erzeugt, die einen festen Arbeitspunkt für die Messung der frei beweglichen Ionen definiert. Somit wird Driften oder Schwimmen von Messwerten des Korrosionsmesssignals vermieden und die Zuverlässigkeit der Messung verbessert. Der in die Messelektrode eingespeiste Kathodenschutzstrom ist somit eine wesentliche Grundlage für die Erfassung des Korrosionsmesssignals wie auch aller übrigen Messgrößen des Verfahrens. At the measuring electrode, a negative cathode protection voltage is applied via an ohmic resistor, which is generated by a cathode protection voltage source designed as a loadable constant voltage source. If the measuring electrode is placed on the reinforced concrete component, then a negative cathode protection current is fed in via the ohmic series resistor. As a result, the course of the corrosion measurement signal, which is generated by the charge pressure or the pressure of freely movable ions in the passivation layer around the reinforcing steel, is stabilized. The cathode protection current fed into the measuring electrode via the ohmic series resistor counteracts the pressure of the freely mobile ions, in particular the iron ions dissolved from the reinforcing steel by the anodic partial process of corrosion. This creates a small stress on the passivation layer, which defines a fixed operating point for the measurement of freely mobile ions. Thus, drifting or floating of measured values of the corrosion measurement signal is avoided and the reliability of the measurement is improved. The cathode protection current fed into the measuring electrode is thus an essential basis for the detection of the corrosion measurement signal as well as of all other measured variables of the method.
Unter dem Einfluss des eingespeisten Kathodenschutzstroms wird ein asymptotisch abklingendes Korrosionsmesssignal gemessen, das einen maximalen Anfangswert am Beginn der Einspeisung des Kathodenschutzstroms aufweist. Dabei wirkt der Bewehrungsstahl mit der umgebenden Passivierungsschicht wie eine Elektrode eines Elektrolytkondensators. Das asymptotisch abklingende Korrosionsmesssignal wird durch den Aufladevorgang an diesem Elektrolytkondensator unter dem Einfluss des eingespeisten Kathodenschutzstroms bewirkt, wobei der maximale Anfangswert durch die Eigenschaften der Elektrolytkondensatorelektrode und des als Dielektrikum wirkenden Materials um den Bewehrungsstahl bestimmt wird. Somit kann der Anfangswert des Korrosionsmesssignals mit mindestens einem vorbestimmten Grenzwert verglichen werden, um das Passivierungsvermögen der Passivierungsschicht zu bestimmen. Beispielsweise kann ein Anfangswert des Korrosionsmesssignals oberhalb eines vorbestimmten Grenzwerts als ausreichendes Passivierungsvermögen bewertet werden. Durch Vergleich mit mehreren vorbestimmten Grenzwerten können entsprechend Abstufungen in der Bewertung des Passivierungsvermögens vorgenommen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein vorbestimmter Grenzwert von null Millivolt verwendet. Liegt der Anfangswert des Korrosionsmesssignals oberhalb dieses bevorzugten Grenzwerts, wird der Korrosionszustand als aktive Korrosion und/oder fehlerhafte Passivierung bestimmt. Liegt der Anfangswert des Korrosionsmesssignals unterhalb dieses bevorzugten Grenzwerts, so wird keine aktive Korrosion und/oder ausreichende Passivierung ermittelt. Under the influence of the injected cathode protection current, an asymptotically decaying corrosion measurement signal is measured which has a maximum initial value at the beginning of the injection of the Cathode protection current has. In this case, the reinforcing steel with the surrounding passivation layer acts like an electrode of an electrolytic capacitor. The asymptotically evanescent corrosion measurement signal is caused by the charging process on this electrolytic capacitor under the influence of the injected cathodic protection current, the maximum initial value being determined by the properties of the electrolytic capacitor electrode and the dielectric material around the reinforcing steel. Thus, the initial value of the corrosion measurement signal may be compared to at least one predetermined threshold to determine the passivation capability of the passivation layer. For example, an initial value of the corrosion measurement signal above a predetermined threshold may be evaluated as sufficient passivation capability. By comparison with a plurality of predetermined limit values, gradations can be made in the evaluation of the passivation capacity. In a preferred embodiment of the method, a predetermined threshold of zero millivolts is used. If the initial value of the corrosion measurement signal is above this preferred limit, the corrosion state is determined as active corrosion and / or defective passivation. If the initial value of the corrosion measurement signal is below this preferred limit, no active corrosion and / or sufficient passivation is determined.
Die Stärke des Abfalls des Korrosionsmesssignals wird durch das Passivierungsvermögen der Passivierungsschicht bestimmt. Je steiler das Korrosionsmesssignal abfällt, desto weniger Fehlstellen oder Imperfektionen weist die Passivierungsschicht auf. Somit kann zusätzlich ein Maß für die Steilheit des Abfalls des Korrosionsmesssignals, beispielsweise der Abfall beziehungsweise der negative Anstieg einer Geraden durch den Anfangswert und einen zweiten Wert des Korrosionsmesssignals in einem vorbestimmten Zeitabstand vom Anfangswert oder die Zeitkonstante eines angefitteten exponentiellen Abfalls, für die Bewertung des Passivierungsvermögens der Passivierungsschicht herangezogen werden. The magnitude of the drop in the corrosion measurement signal is determined by the passivation capability of the passivation layer. The steeper the corrosion measurement signal drops, the fewer defects or imperfections the passivation layer has. Thus, in addition, a measure of the steepness of the fall of the corrosion measurement signal, such as the slope of a line through the initial value and a second value of the corrosion measurement signal at a predetermined time interval from the initial value or the time constant of a fitted exponential decay, may be used to evaluate the passivation capability the passivation layer are used.
Der asymptotische Abfall des Korrosionsmesssignals wird von dem Ohmschen Vorwiderstand mitbestimmt, über den der Kathodenschutzstrom in die Elektrode eingespeist wird. Dieser Vorwiderstand kann in Abhängigkeit von der Messaufgabe unterschiedlich gewählt werden. The asymptotic drop of the corrosion measurement signal is determined by the ohmic series resistor, via which the cathode protection current is fed into the electrode. This series resistor can be chosen differently depending on the measurement task.
Simultan zum Korrosionsmesssignal wird ein Feuchtemesssignal gemessen, das die Feuchte in der Passivierungsschicht bestimmt. Nur bei ausreichender Feuchte in der Passivierungsschicht sind durch das Korrosionsmesssignal Unterschiede im Passivierungsvermögen erfassbar. Insbesondere verhindert eine zu geringe Feuchte den Transport von Ionen durch die Passivierungsschicht unabhängig vom tatsächlichen Passivierungsvermögen. Infolgedessen kann durch eine solche Messung fehlerhaft eine tatsächlich nicht vorhandene Passivierung als Pseudopassivierungsmessung vorgetäuscht werden. Simultaneously with the corrosion measurement signal, a moisture measurement signal is measured which determines the moisture in the passivation layer. Only in the case of sufficient moisture in the passivation layer are differences in the passivation capability detectable by the corrosion measurement signal. In particular, too little moisture prevents the transport of ions through the passivation layer, regardless of the actual passivation capability. As a result, such a measurement can erroneously simulate a passivation that is actually absent as a pseudo passivation measurement.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Korrosionsmesssignal mit mindestens einem vorbestimmten Grenzwert verglichen, wenn das Feuchtemesssignal mindestens eine für eine zuverlässige Messung als ausreichend erkannte minimale Messfeuchte anzeigt. Auf diese Weise wird eine fehlerhafte Bestimmung und/oder Interpretation des Passivierungszustands der Passivierungsschicht bei einer für die Messung unzureichenden Feuchte der Passivierungsschicht vermieden. In the method according to the invention, the corrosion measurement signal is compared with at least one predetermined limit value if the moisture measurement signal indicates at least one minimum measurement moisture detected as sufficient for a reliable measurement. In this way, a faulty determination and / or interpretation of the passivation state of the passivation layer is avoided in the case of an insufficient moisture of the passivation layer for the measurement.
Beispielsweise kann ein unzureichender Passivierungszustand dadurch ermittelt werden, dass das Korrosionsmesssignal beim Einschalten des Kathodenschutzstroms und/oder beim Aufsetzen der Messelektrode einen positiven maximalen Anfangswert annimmt und dann in der Art einer abklingenden Exponentialfunktion abklingt. Ein unzureichender Passivierungszustand oder das Vorliegen von Korrosion des Bewehrungsstahls kann alternativ oder unterstützend auch durch Auswertung des Zeitverlaufs des Korrosionsmesssignals ermittelt werden. Beispielsweise kann die Zeitdauer, während der das Korrosionsmesssignal positiv ist, bestimmt werden, und/oder die Zeitkonstante der abklingenden Exponentialfunktion geschätzt werden und/oder der Anstieg beziehungsweise Abfall des Korrosionsmesssignals bestimmt werden. In vorteilhafter Weise ist damit eine genauere und zuverlässigere Messung des Korrosionszustands, des Passivierungszustands und des zu erwartenden Korrosionsverlaufs bei einem Stahlbetonbauteil möglich. Ferner ist es möglich, aus dem Amplitudenwert und dem asymptotischen Abklingen, das heißt dem Verlauf der Differenz zwischen Spitzenwert und der Asymptote, unter Berücksichtigung des eingespeisten Schutzstroms eine Aussage über den Passivierungszustand abzuleiten. For example, an insufficient passivation state can be determined by the corrosion measurement signal assuming a positive maximum initial value when the cathode protection current is switched on and / or when the measuring electrode is placed on it, and then decaying in the manner of a decaying exponential function. An insufficient passivation state or the presence of corrosion of the reinforcing steel can alternatively or supportively also be determined by evaluating the time course of the corrosion measurement signal. For example, the time period during which the corrosion measurement signal is positive can be determined and / or the time constant of the decaying exponential function can be estimated and / or the rise or fall of the corrosion measurement signal can be determined. Advantageously, a more accurate and reliable measurement of the corrosion state, the passivation state and the expected course of corrosion in a reinforced concrete component is thus possible. Furthermore, it is possible to derive a statement about the passivation state from the amplitude value and the asymptotic decay, that is to say the profile of the difference between the peak value and the asymptote, taking into account the injected protective current.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird der in die Messelektrode eingespeiste Kathodenschutzstrom als Schutzstrommesssignal gemessen. Dieser Kathodenschutzstrom ist ein Maß für die Fremdelektronenzufuhr, die zur Verhinderung der Teilprozesse der Korrosion des Bewehrungsstahls erforderlich ist. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise die erforderliche Stromstärke für einen Kathodenschutzstrom ermitteln, der den Passivierungszustand eines von Korrosion betroffenen oder bedrohten Stahlbetonbauteils fortwährend verbessert oder erhält. Auch lässt sich feststellen, ob ein kathodischer Schutzstrom noch sinnvoll eingesetzt werden kann oder ob andere Maßnahmen wie z. B. Reparatur nötig sind. In one embodiment of the method, the cathode protection current fed into the measuring electrode is measured as a protective current measuring signal. This cathode protection current is a measure of the external electron input required to prevent the partial processes of corrosion of the reinforcing steel. As a result, the required current intensity for a cathode protection current can be determined in an advantageous manner, which continuously improves or maintains the passivation state of a reinforced concrete component affected or threatened by corrosion. It is also possible to determine whether a cathodic protection current can still be usefully used or if other measures such. B. Repair are needed.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Kathodenschutzstrom über einen auswählbaren oder veränderbaren Ohmschen Vorwiderstand von einer belastbaren Spannungsquelle entnommen, die eine Kathodenschutzspannung von minus 400 Millivolt abgibt. Durch Veränderung dieses Ohmschen Vorwiderstands kann der eingespeiste Kathodenschutzstrom verändert werden, wobei eine Erhöhung der Stromstärke des negativen eingespeisten Kathodenschutzstroms in einer Verringerung des Korrosionsmesssignals resultiert. Somit lässt sich zu jedem Wert des Korrosionsmesssignals, der unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, beispielsweise zu jedem negativen Wert des Korrosionsmesssignals, eine Stromstärke des negativen eingespeisten Kathodenschutzstroms zuordnen. Je geringer diese Stromstärke ist, umso besser ist das Passivierungsvermögen der Passivierungsschicht ausgebildet. Somit lässt sich in vorteilhafter Weise aus der Messung des Kathodenschutzstroms eine weitere Aussage über die Qualität der Passivierungsschicht gewinnen. Beispielsweise lässt sich daraus die Porosität bzw. die innere Bindung der Passivierungsschicht, also die Durchsetzung mit Imperfektionen oder Fehlstellen, die für Ionen durchlässig sind, bestimmen. In one embodiment of the method, the cathode protection current is taken from a loadable voltage source via a selectable or variable ohmic resistor, which outputs a cathode protection voltage of minus 400 millivolts. By changing this ohmic bias resistor, the injected cathode protection current can be changed, with an increase in the current intensity of the negative injected cathode protection current resulting in a reduction of the corrosion measurement signal. Thus, for each value of the corrosion measurement signal which is below a predetermined limit value, for example for each negative value of the corrosion measurement signal, a current intensity of the negative injected cathode protection current can be assigned. The lower this current is, the better the passivation capability of the passivation layer is formed. Thus, it is advantageously possible to obtain a further statement about the quality of the passivation layer from the measurement of the cathode protection current. For example, from this it is possible to determine the porosity or the inner bond of the passivation layer, ie the penetration with imperfections or imperfections which are permeable to ions.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Prüfspannung als ein Rechtecksignal mit einem oberen Spannungswert von 400 Millivolt während der aktiven oder High-Phase, einem unteren Spannungswert von 0 Millivolt während der inaktiven oder Low-Phase und einer Periodenlänge von 0,1 Sekunde ausgebildet. Mittels einer solchen rechteckförmigen Prüfspannung wird der Ladungsdruck beziehungsweise der Ionendruck, der auf die aus dem Bewehrungsstahl gelösten Eisenionen wirkt, konditioniert. Die Passivierungsschicht bewirkt eine Veränderung der Prüfspannung, insbesondere eine Verringerung der Amplitude, unter dem Gesichtspunkt der Feuchte. Die durch den Durchtritt durch die Passivierungsschicht verminderte Amplitude der Prüfspannung wird auch als Prüfsignal erfasst. Je höher die Feuchte der Passivierungsschicht ist, umso weniger wird die Amplitude der Prüfspannung durch die Passivierungsschicht vermindert. Eine vollkommen trockene Passivierungsschicht kann näherungsweise als isolierend angesehen werden und verändert das Prüfsignal. Bei hoher Feuchte resultiert ein Prüfsignal, das bei oder geringfügig über 400 Millivolt liegt. Eine wassersatte Passivierungsschicht kann als guter elektrolytischer Leiter angesehen werden, vermindert die Amplitude der Prüfspannung somit nur gering, gefunden wird ein Prüfsignal, das bei oder geringfügig unter dem oberen Amplitudenwert der Prüfspannung von 400 Millivolt liegt. Eine Passivierungsschicht mit einer für die Auswertbarkeit des Korrosionsmesssignals ausreichenden Feuchte hat ein Prüfsignal, das oberhalb von 385 Millivolt und bei oder unterhalb von 400 Millivolt liegt. Durch Vergleich des Prüfsignals mit einem vorbestimmten Prüfsignalgrenzwert von 385 Millivolt lässt sich somit prüfen, ob eine valides auswertbares Korrosionsmesssignal gemessen werden kann. In analoger Weise können andere vorbestimmte Prüfsignalgrenzwerte für andere obere Spannungswerte von rechteckförmigen Prüfspannungen ermittelt werden. Zu beachten ist, dass oberhalb einer maximalen Prüfspannung ein elektrischer Durchbruch der Passivierungsschicht vergleichbar mit dem elektrischen Durchbruch an einer in Sperrrichtung betriebenen Diode auftreten kann. In one embodiment of the method, the test voltage is formed as a square wave signal having an upper voltage value of 400 millivolts during the active or high phase, a lower voltage value of 0 millivolts during the inactive or low phase and a period length of 0.1 second. By means of such a rectangular test voltage, the charge pressure or the ion pressure, which acts on the iron ions dissolved from the reinforcing steel, conditioned. The passivation layer causes a change in the test voltage, in particular a reduction in the amplitude, from the viewpoint of moisture. The reduced by the passage through the passivation layer amplitude of the test voltage is also detected as a test signal. The higher the passivation layer moisture, the less the amplitude of the test voltage is reduced by the passivation layer. A perfectly dry passivation layer can be considered approximately insulating and alters the test signal. High humidity results in a test signal that is at or slightly above 400 millivolts. A water-proof passivation layer can be considered as a good electrolytic conductor, thus minimizing the amplitude of the test voltage, finding a test signal that is at or slightly below the upper amplitude value of the test voltage of 400 millivolts. A passivation layer with sufficient humidity for the readability of the corrosion measurement signal has a test signal that is above 385 millivolts and at or below 400 millivolts. By comparing the test signal with a predetermined test signal limit of 385 millivolts, it is thus possible to check whether a valid, evaluable corrosion measurement signal can be measured. In an analogous manner, other predetermined test signal threshold values for other upper voltage values of rectangular test voltages can be determined. It should be noted that above a maximum test voltage, an electrical breakdown of the passivation layer can occur comparable to the electrical breakdown at a reverse-biased diode.
Eine Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung eines Korrosionszustands an einem Stahlbetonbauteil umfasst eine für die Anordnung auf der Oberfläche eines Stahlbetonbauteils vorgesehene inerte Messelektrode mit Koppelflüssigkeit, eine für die elektrische Verbindung mit einem Bewehrungsstahl in dem Stahlbetonbauteil vorgesehenen Bewehrungsanschluss, eine für die Erzeugung und Einspeisung eines Prüfsignals in den Bewehrungsanschluss vorgesehene Prüfsignalquelle, eine für die Einspeisung eines Kathodenschutzstroms in die Messelektrode vorgesehene Kathodenschutzstromquelle, eine Messvorrichtung sowie eine Auswerteeinheit. An arrangement for carrying out a method for determining a corrosion state on a reinforced concrete component comprises an inert measuring electrode with coupling fluid provided for the arrangement on the surface of a reinforced concrete component, a reinforcement connection intended for the electrical connection to a reinforcing steel in the reinforced concrete component, one for the generation and feeding of a Test signal provided in the reinforcement connection test signal source, a provided for the supply of a cathode protection current in the measuring electrode cathode protection current source, a measuring device and an evaluation unit.
Die Messvorrichtung ist so ausgebildet, dass ein Korrosionsmesssignal bestimmt wird, welches Ladungen von Ionen misst, die aus dem Bewehrungsstahl gelöst werden und durch eine äußere Stahl-Zementsteingrenzfläche treten und an der Messelektrode aufgesammelt werden. Vorrichtungen zur Messung von Ladungen von Ionen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus Vorrichtungen zur Bestimmung eines pH-Werts über ein elektrochemisches Potenzial. The measuring device is designed to determine a corrosion measurement signal which measures charges of ions which are released from the reinforcing steel and pass through an outer steel cement interface and are collected at the measuring electrode. Devices for measuring charges of ions are known in the art, for example from devices for determining a pH above an electrochemical potential.
Die Messvorrichtung ist ferner so ausgebildet, dass simultan zum Wert des Korrosionsmesssignals ein Wert eines Feuchtemesssignals bestimmt wird. Das Korrosionsmesssignal wird durch die Kapazität eines Messfelds zwischen der Messelektrode und einem der Messelektrode gegenüberliegenden Abschnitt des Bewehrungsstahls bestimmt. Das Messfeld umfasst die Passivierungsschicht und die äußere Betonschicht, die den Bewehrungsstahl umgeben. Die Kapazität dieses Messfeldes lässt sich als Kapazität eines Elektrolytkondensators modellieren, wobei eine Elektrolytkondensatorelektrode durch den von der Passivierungsschicht umgebenen Bewehrungsstahl gebildet wird. Da dieser Elektrolytkondensator keinen Feuchteschutz aufweist, verändert die Feuchte im Bereich der Passivierungsschicht das Dielektrikum und somit auch die Kapazität des Elektrolytkondensators. Somit sind aus der Messung der Kapazität des Elektrolytkondensators Rückschlüsse auf die Feuchte im Bereich der Passivierungsschicht möglich. Vorrichtungen und Verfahren zur Messung der Kapazität von Elektrolytkondensatoren sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus handelsüblichen Digitalmultimetern. The measuring device is further designed such that a value of a moisture measurement signal is determined simultaneously with the value of the corrosion measurement signal. The corrosion measurement signal is determined by the capacitance of a measuring field between the measuring electrode and a section of the reinforcing steel opposite the measuring electrode. The measuring field comprises the passivation layer and the outer concrete layer surrounding the reinforcing steel. The capacitance of this measurement field can be modeled as a capacitance of an electrolytic capacitor, wherein an electrolytic capacitor electrode is formed by the reinforcing steel surrounded by the passivation layer. Since this electrolytic capacitor has no moisture protection, the moisture in the region of the passivation layer changes the dielectric and thus also the capacitance of the electrolytic capacitor. Thus, from the measurement of the capacitance of the electrolytic capacitor conclusions possible on the moisture in the area of the passivation layer. Devices and methods for measuring the capacitance of electrolytic capacitors are known from the prior art, for example from commercially available digital multimeters.
Das Korrosionsmesssignal beschreibt die unterschiedlichen Zustände der Passivierungsschicht, die sich abhängig vom Passivierungsvermögen als Isolator oder als Isolator mit Fehlstellen oder als aktiver spannungserzeugender Eisenoxidationsvorgang beschreiben lässt. The corrosion measurement signal describes the different states of the passivation layer, which depending on the passivation capability can be described as an insulator or as an insulator with defects or as an active voltage-generating iron oxidation process.
Die Messvorrichtung ist ferner so ausgebildet, dass simultan zum Korrosionsmesssignal und zum Feuchtemesssignal ein Schutzstrommesssignal bestimmt wird, welches den von der Kathodenschutzstromquelle in die Messelektrode eingespeisten Kathodenschutzstrom misst. Vorrichtungen zur Messung eines Stroms sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus handelsüblichen Digitalmultimetern. The measuring device is further configured such that a protection current measuring signal is simultaneously determined for the corrosion measurement signal and the moisture measurement signal, which measures the cathode protection current fed by the cathode protection current source into the measurement electrode. Devices for measuring a current are known from the prior art, for example from commercially available digital multimeters.
Die Auswerteeinheit ist mit der Messvorrichtung verbindbar und so ausgebildet, dass das Korrosionsmesssignal, das Feuchtemesssignal und das Schutzstrommesssignal auswertbar und optional grafisch darstellbar sind. The evaluation unit can be connected to the measuring device and designed so that the corrosion measurement signal, the moisture measurement signal and the protective current measurement signal can be evaluated and optionally graphically displayed.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann der Korrosionszustand an einem Stahlbetonbauteil zuverlässig, schnell und mit geringem Aufwand ermittelt werden. Insbesondere kann mittels einer einzigen Anordnung ein stabiler Messwert bei unterschiedlichen Feuchtegraden eines untersuchten Stahlbetonbauteils gewonnen werden, da eine aus einem Mangel an Feuchtigkeit resultierende verminderte Ionenbeweglichkeit bestimmt und in der Auswertung des Korrosionsmesssignals berücksichtigt wird. With the arrangement according to the invention, the corrosion state on a reinforced concrete component can be determined reliably, quickly and with little effort. In particular, by means of a single arrangement, a stable measured value can be obtained for different degrees of moisture of a tested reinforced concrete component, since a reduced ion mobility resulting from a lack of moisture is determined and taken into account in the evaluation of the corrosion measurement signal.
Bei einer Ausführungsform der Anordnung ist die Messelektrode aus einem inerten Material, z. B. Graphit, gefertigt. Aus Graphit gefertigte Messelektroden sind chemisch so widerstandsfähig, dass sie mit guter Näherung als inert betrachtet werden können, und weisen eine sehr gute Leitfähigkeit auf. Sie sind zudem kostengünstig herstellbar. In one embodiment of the arrangement, the measuring electrode is made of an inert material, e.g. As graphite, manufactured. Measuring electrodes made of graphite are chemically so resistant that they can be regarded as inert with good approximation, and have a very good conductivity. They are also inexpensive to produce.
Bei einer Ausführungsform der Anordnung umfasst die Messvorrichtung mindestens einen Analog-Digital-Wandler und gibt digitale Messsignale aus. Digitale Messsignale sind besonders einfach auswertbar. In one embodiment of the arrangement, the measuring device comprises at least one analog-to-digital converter and outputs digital measuring signals. Digital measuring signals are particularly easy to evaluate.
Bei einer Ausführungsform der Anordnung werden digitale Messsignale über ein Fernmeldeprotokoll an mindestens ein Mobiltelefon übertragen. Als Fernmeldeprotokoll kann beispielsweise eine E-Mail oder ein Kurznachrichtendienst wie der short message service (SMS) verwendet werden. In vorteilhafter Weise kann damit ein Prüfingenieur auch dann über Messungen informiert werden, wenn er nicht vor Ort ist. In one embodiment of the arrangement, digital measurement signals are transmitted via a telecommunications protocol to at least one mobile telephone. For example, an e-mail or a short message service such as short message service (SMS) may be used as the telecommunications protocol. Advantageously, a test engineer can be informed of measurements even when he is not on site.
Bei einer Ausführungsform der Anordnung sind/ist die Prüfsignalquelle und/oder die Kathodenschutzstromquelle batteriegespeist. In vorteilhafter Weise entfallen damit das Problem einer externen Referenz oder Bezugsmasse sowie das Problem eines Schutzleiters oder einer Erdung. Zudem ist eine solche Ausführungsform transportabel und unabhängig auch im Außenbereich oder auf Baustellen einsetzbar. In one embodiment of the arrangement, the test signal source and / or the cathode protection current source are / is battery powered. Advantageously, this eliminates the problem of an external reference or reference ground and the problem of a protective conductor or grounding. In addition, such an embodiment is transportable and independently used outdoors or on construction sites.
Bei einer Ausführungsform der Anordnung erfolgt die Batteriespeisung der Prüfsignalquelle und/oder der Kathodenschutzstromquelle mittels hochkapazitärer Akkumulatoren. In vorteilhafter Weise lässt sich dadurch bei geringem Gewicht und somit guter Transportierbarkeit der Anordnung eine ausreichend lange Betriebsdauer der Anordnung erzielen. Beispielsweise sind mit Akkumulatoren auf Lithiumbasis über 100 Betriebsstunden erzielbar. In one embodiment of the arrangement, the battery supply of the test signal source and / or the cathode protection current source takes place by means of high-capacity accumulators. Advantageously, a sufficiently long service life of the arrangement can thereby be achieved with a low weight and thus good transportability of the arrangement. For example, can be achieved with lithium-based batteries over 100 hours of operation.
Bei einer Ausführungsform der Anordnung ist die Auswerteeinheit als Notebook oder als Netbook ausgebildet. Für Notebooks oder Netbooks lassen sich im Vergleich beispielsweise zu einem Digitalen Signalprozessor mit geringem Aufwand Programme zur Auswertung von Messsignalen entwickeln oder verfügbare, handelsübliche Programme anpassen. Zudem sind Notebooks oder Netbooks leicht transportierbar und können über einen für eine Messung ausreichend langen Zeitraum unabhängig vom elektrischen Netz betrieben werden. Ferner weisen Notebooks standardisierte Ausgänge, beispielsweise Universal Serial Bus (USB) Ausgänge, auf, mit denen elektrische Messvorrichtungen, beispielsweise Konstantspannungsquellen oder Messvorrichtungen in der Art von Digitalmultimetern, ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Betriebsdauer eines Notebooks gespeist werden können. In one embodiment of the arrangement, the evaluation unit is designed as a notebook or as a netbook. For notebooks or netbooks, for example, compared to a digital signal processor, programs for evaluating measuring signals can be developed with little effort or available commercially available programs can be adapted. In addition, notebooks or netbooks are easily transportable and can be operated for a sufficiently long period for a measurement independent of the electrical network. Furthermore, notebooks have standardized outputs, such as Universal Serial Bus (USB) outputs, which can be used to power electrical meters, such as constant voltage sources or digital multimeter-type meters, without appreciably affecting the life of a notebook.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Anordnung eine Anzeigevorrichtung, die für die Anzeige digitaler Messsignale vorgesehen ist. Eine solche Anzeigevorrichtung kann durch ein Display und einen Computer gebildet sein, auf dem ein handelsübliches Computerprogramm zur Darstellung von Messwerten abläuft. Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise das Computerprogramm RealView der Firma ABACOM-Ingenieurgesellschaft GbR für die Darstellung von Messwerten bekannt. In one embodiment, the arrangement comprises a display device which is provided for the display of digital measurement signals. Such a display device can be formed by a display and a computer on which runs a commercially available computer program for displaying measured values. For example, the computer program RealView from ABACOM Ingenieurgesellschaft GbR is known from the prior art for displaying measured values.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Anordnung einen Datenspeicher, der für die Speicherung digitaler Messsignale vorgesehen ist. Datenspeicher für digitale Messsignale sind aus dem Stand der Technik beispielsweise als magnetische Festplatten oder als als Solid-State-Disk (SSD) bezeichnete Halbleiterspeicher bekannt. In one embodiment, the arrangement comprises a data memory which is provided for the storage of digital measurement signals. Data memories for digital measuring signals are known from the prior art, for example as magnetic Hard disks or as solid state disk (SSD) called semiconductor memory known.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Anordnung eine Übertragungsvorrichtung, die für die Übertragung digitaler Messsignale mittels eines Fernmeldeprotokolls an mindestens ein Mobiltelefon vorgesehen ist. Solche Übertragungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik beispielsweise als Modems für die Übertragung von Mobilfunkprotokollen wie Long Term Evolution (LTE) oder Long Term Evolution Advanced (LTE Advanced) bekannt. In vorteilhafter Weise können damit das erfasste Korrosionsmesssignal und das erfasste Feuchtemesssignal unabhängig vom Messort übertragen und ausgewertet werden. In one embodiment, the arrangement comprises a transmission device, which is provided for the transmission of digital measurement signals by means of a telecommunications protocol to at least one mobile telephone. Such transmission devices are known from the prior art, for example as modems for the transmission of mobile radio protocols such as Long Term Evolution (LTE) or Long Term Evolution Advanced (LTE Advanced). Advantageously, the detected corrosion measurement signal and the detected moisture measurement signal can thus be transmitted and evaluated independently of the measurement location.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Darin zeigen: Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
An der Grenzfläche zwischen dem Bewehrungsstahl
In Längsrichtung des Stahlbetonbauteils
Eine Messvorrichtung
Die Messvorrichtung
Beispielsweise kann die Auswerteeinheit
Mit dem Bewehrungsanschluss
Der Aufbau der Prüfsignalquelle
Die Prüfsignalquelle
Der Ausgang des Operationsverstärkers
Der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers
Somit erzeugt die Prüfsignalquelle
Mit der Messelektrode
Die Kathodenschutzstromquelle
Ist die Messelektrode
Durch Verstellung des Kathodenschutzstroms IK, der von der Kathodenschutzstromquelle
Bei Anwendung an einem Stahlbetonbauteil
Nachfolgend wird anhand eines in
Das Korrosionsmesssignal S1, S1‘ bewertet den Korrosions- beziehungsweise Passivierungszustand des unterhalb der Messelektrode
Eine gute Passivierung stellt eine Barriere für den Durchtritt von Eisenionen dar. Bei der Erfassung des Korrosionsmesssignals S1, S1‘ werden mittels der Messvorrichtung
Der Messschrieb
Ferner stellt der Messschrieb
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Stahlbetonbauteil Reinforced concrete component
- 1.1 1.1
- äußere Betonschicht outer concrete layer
- 22
- Bewehrungsstahl rebar
- 2.1 2.1
- Passivierungsschicht passivation
- 33
- Messelektrode measuring electrode
- 44
- Kontaktöffnung contact opening
- 55
- Bewehrungsanschluss rebar connection
- 66
- Messvorrichtung measuring device
- 77
- Auswerteeinheit evaluation
- 88th
- Prüfsignalquelle test signal source
- 8.1 8.1
- erste Konstantspannungsquelle first constant voltage source
- 8.2 8.2
- elektronisch schaltbarer Schalter electronically switchable switch
- 8.3 8.3
- Rechtecksignalgenerator Square wave generator
- 8.4 8.4
- Pull-Down-Widerstand Pull-down resistor
- 8.5 8.5
- Operationsverstärker operational amplifiers
- 8.6 8.6
- Ausgang output
- 99
- Kathodenschutzstromquelle Cathodic protection current source
- 9.1 9.1
- zweite Konstantspannungsquelle second constant voltage source
- 9.2 9.2
- Vorwiderstände resistors
- 9.2’ 9.2 '
- Potentiometer potentiometer
- 9.3 9.3
- Auswahlschalter selector switch
- 9.4 9.4
- Ausgang output
- 10 10
- aktive Korrosionsstelle active corrosion site
- 11 11
- Messschrieb measurement plot
- Up U p
- Prüfspannung Test voltage
- UK U K
- Konstantspannung constant voltage
- IK I K
- Kathodenschutzstrom Cathodic protection current
- RPD R PD
- Pull-Down-Widerstandswert Pull-down resistance
- S1, S1’ S1, S1 '
- Korrosionsmesssignal, Messsignal Corrosion measuring signal, measuring signal
- S2, S2’ S2, S2 '
- Feuchtemesssignal, Messsignal Humidity measurement signal, measurement signal
- S3, S3’ S3, S3 '
- Schutzstrommesssignal, Messsignal Protective current measuring signal, measuring signal
- TT
- erste Messdauer first measurement period
- T’ T '
- zweite Messdauer second measurement period
- tt
- Zeitachse timeline
Claims (10)
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DE (1) | DE102016222538B3 (en) |
WO (1) | WO2018091534A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109358108A (en) * | 2018-11-09 | 2019-02-19 | 南京航空航天大学 | A method of promoting coral concrete structural anticorrosion |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112540104B (en) * | 2020-12-17 | 2024-05-14 | 成都龙之泉科技股份有限公司 | Concrete matrix corrosion control quality detection method |
CN113007611B (en) * | 2021-02-18 | 2022-12-02 | 呼和浩特中燃城市燃气发展有限公司 | Monitoring system for gas pipeline crossing river bottom |
CN115656027B (en) * | 2022-11-01 | 2023-06-13 | 哈尔滨工业大学 | Multifunctional wireless node for electrochemical monitoring of corrosion of steel-concrete structure |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT71224B (en) | 1913-11-03 | 1916-02-25 | Johan Ludvig Holming | Self-lubricating ball bearing for spinning mill spindles and other high-speed machine parts. |
DE2335419A1 (en) * | 1973-07-12 | 1975-02-06 | Battelle Institut E V | Measurement of danger of corrosion of concrete reinforcement - involves application of electrode to concrete and connection to steel reinforcement |
GB2224852A (en) * | 1988-11-10 | 1990-05-16 | Taywood Engineering Limited | Monitoring corrosion of elements embedded in concrete |
ATE71224T1 (en) * | 1986-08-29 | 1992-01-15 | John B Miller | PROCEDURE FOR LOCATING AREAS OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES NEEDING REPAIR. |
WO1997009603A1 (en) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Force Instituttet | A method of determining the rate of corrosion in reinforced concrete |
US20120012470A1 (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Brigham Young University | Methods and apparatus for analysis of concrete cover in reinforced concrete structures subject to reinforcement corrosion |
CH708249A2 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Markus Büchler | Method for determining the passivating properties of metal surfaces in the electrolyte and for the localization of corrosion. |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0581915B1 (en) * | 1992-02-21 | 1996-02-07 | WIETEK, Bernhard | Electrode for determining the state of corrosion of metal reinforcement in concrete constructions |
DE102005031350A1 (en) * | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Pci Augsburg Gmbh | Process for the cathodic corrosion protection of reinforcements of reinforced concrete plants |
KR100890592B1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-03-25 | 한국건설기술연구원 | Method for measuring corrosion rate of steel in concrete |
JP2012198121A (en) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Seiko Epson Corp | Sensor device and measuring method |
JP5796344B2 (en) * | 2011-05-13 | 2015-10-21 | セイコーエプソン株式会社 | Sensor device |
DE102012108746A1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-04 | CITec Concrete Improvement Technologies GmbH | Method for automatic diagnosis of corrosion processes of steel in concrete, involves providing article measuring cell with compound arrangement that is made of metal electrodes and electro-chemical reference electrodes |
ITMI20130484A1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-09-30 | St Microelectronics Srl | INTEGRATED ELECTRONIC DEVICE FOR MONITORING OF HUMIDITY AND / OR ACIDITY / ENVIRONMENTAL BASIS AND / OR CORROSION |
DE102015203398A1 (en) * | 2015-02-25 | 2016-08-25 | Koch GmbH | Process for producing a cathodic corrosion protection for the protection of reinforcing steel in a reinforced concrete structure |
-
2016
- 2016-11-16 DE DE102016222538.3A patent/DE102016222538B3/en active Active
-
2017
- 2017-11-15 WO PCT/EP2017/079329 patent/WO2018091534A1/en unknown
- 2017-11-15 EP EP17801438.7A patent/EP3542144A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT71224B (en) | 1913-11-03 | 1916-02-25 | Johan Ludvig Holming | Self-lubricating ball bearing for spinning mill spindles and other high-speed machine parts. |
DE2335419A1 (en) * | 1973-07-12 | 1975-02-06 | Battelle Institut E V | Measurement of danger of corrosion of concrete reinforcement - involves application of electrode to concrete and connection to steel reinforcement |
ATE71224T1 (en) * | 1986-08-29 | 1992-01-15 | John B Miller | PROCEDURE FOR LOCATING AREAS OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES NEEDING REPAIR. |
GB2224852A (en) * | 1988-11-10 | 1990-05-16 | Taywood Engineering Limited | Monitoring corrosion of elements embedded in concrete |
WO1997009603A1 (en) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Force Instituttet | A method of determining the rate of corrosion in reinforced concrete |
US20120012470A1 (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Brigham Young University | Methods and apparatus for analysis of concrete cover in reinforced concrete structures subject to reinforcement corrosion |
CH708249A2 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Markus Büchler | Method for determining the passivating properties of metal surfaces in the electrolyte and for the localization of corrosion. |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109358108A (en) * | 2018-11-09 | 2019-02-19 | 南京航空航天大学 | A method of promoting coral concrete structural anticorrosion |
CN109358108B (en) * | 2018-11-09 | 2021-11-30 | 南京航空航天大学 | Method for improving corrosion resistance of coral concrete structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018091534A1 (en) | 2018-05-24 |
EP3542144A1 (en) | 2019-09-25 |
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