DK171247B1 - Korrosionsmålecelle - Google Patents

Description

i DK 171247 B1 korrosionsmAlecelle

Opfindelsen angår en korrosionsmålecelle til konstatering af begyndende korrosion og/eller til måling af korrosions-5 intensitet i konstruktions- eller armeringsstål, der er indstøbt i en betonbygningsdel, med flere i denne betonbygningsdel med indbyrdes afstande anbragte anoder af normalt konstruktions- eller armeringsstål, hvilke anoder er anbragt i forskellige dybe afstande fra betonbygningsdelens 10 overflade og over et udefra tilgængeligt måleelement er elektrisk forbundne med mindst én katode af ædlere materiale, som også med et mellemliggende isoleringsstykke kan være sat sammen med en anode til et føleelement.

15 Stålemner, der er indstøbt i beton, såsom profiljern eller stålarmering er, når de er indstøbt i rigtigt sammensat og udstøbt beton med en tilstrækkelig tyk betonoverdækning, i reglen varigt beskyttet mod korrosion. Denne korrosionsbeskyttelse skyldes ikke betonens uigennemtrængelighed, men 20 betonporevandets alkalitet, der sædvanligvis har en pH-værdi, der er større end 12,5. Under disse vilkår dannes der på ståloverfladen et tyndt, fastsiddende oxidlag, der praktisk taget fuldstændigt forhindrer korrosion. Herved bliver jernbeton først anvendeligt til udvendige byg-25 ningsdele, der er udsat for vejrliget.

Under bestemte, ugunstige betingelser kan armeringens korrosionsbeskyttelse imidlertid gå tabt. Til disse ugunstige betingelser hører byggefejl og særligt ugunstige miljø-30 vilkår.

Årsagen til korrosionen kan være en karbonatisering af betonen, der optræder, når kuldioxid fra luften reagerer med cementens alkaliske bestanddele. Som følge af en sådan ke-35 misk reaktion bliver pH-værdien mindre, og korrosions beskyttelsen går tabt. En anden korrosionsårsag er ind- DK 171247 B1 2 trængningen af chlorider i betonen, hvilket kan ske, når der for eksempel udstrøs vejsalt på betonkørebanen på en bro, og som i opløst form trænger ind i betonlegemets indre. Begge processer tager sin begyndelse ved betonover-5 fladen og fortsætter til betonnens indre til de der ind støbte stålemner, hvor de får det på disse fastsiddende oxidlag til at forsvinde. På ståloverfladen opstår der så en kritisk tilstand, i hvilken korrosionen sætter ind på ståldelene uden at dette i første omgang kan konstateres på 10 betonoverfladen. Korrosionsskader kan først konstateres, når korrosionen af stålet er forholdsvis vidt fremskredet og som følge af sprængningstrykket fra rustprodukterne får betonoverdækningen til at skalle af. Som regel er korrosionen da allerede så vidt fremskreden, at meget 15 omfattende og kostbare reparationsforholdsregler er nødvendige. I mange tilfælde er en reparation endda ikke mere mulig, således at man må nedrive bygningsværket og erstatte det med et nyt. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Omfanget af skader ved korrosion af armeringen i jernbeton- 2

og spændbetonkonstruktioner er forholdsvis stort. I

3 vejbygningskonstruktioner er de årligt nødvendige repara 4 tionsarbejder i dag mere end 1% af aktivmassens genanskaf 5 felsesværdi .

6 7

Til destruktionsfri overvågning af korrosionen af stålemner 8 i beton er det kendt i afstand fra betonoverfladen at 9 indstøbe målefølere, der er tilsluttet til et uden for 10 betondelen anbragt måleelement (DE 35 31 478 Al og DE 35 31 11 479 Al). Målefølerne består af to elektroder, hvoraf den 12 ene er fremstillet af det samme materiale som de i betonen 13 indstøbte, bærende stålemner eller armeringsindlæg, medens 14 den anden elektrode enten består af et andet, ikke 15 korroderende metal, for eksempel kobber, eller også er 16 fremstillet af betonstål, idet denne anden betonstålelektrode da er omsluttet med et elektrisk ledende hylster, DK 171247 B1 3 der forhindrer korrosion af denne anden betonstål-elektrode. Begge elektroder er så forbundet med hinanden over et måleelement ved hjælp af en leder, således at en elektrisk strøm vil opstå og kunne måles med måleelementet 5 i det øjeblik, hvor den aktive, af betonstål bestående og ubeskyttet i betonen liggende elektrode begynder at blive korroderet, for eksempel når fra betonoverfladen indtrængende chlorider har ødelagt dens beskyttende oxidlag. Den elektriske strøm, som viser den begyndende korrosion, 10 frembringes ved, at kobberet har et højere potentiale i spændingsrækken end normalt betonstål. Dette fører så til, at kobberet i en elektrolytisk opløsning virker katodisk, og det mindre ædle betonstål bliver anoden. Også med en ydre elektrisk forbindelse mellem en korroderende beton-15 stål-anode og en ikke-korroderende betonstål-katode optræder jernopløsningen kun ved anoden, medens blot hydroxyl-jondannelsen sker ved katoden. Korrosionsprocessen forløber, når de to elektroder dels er elektrisk ledende forbundet over en elektrisk ledende forbindelse og dels 20 elektrolytisk via en elektrolyt. Korrosionsprocessen har som følge, at elektroner strømmer fra anoden til katoden, det vil sige, der strømmer under korrosionen en elektrisk strøm, som også er tilgængelig for måling. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Med de kendte målefølere er det kun muligt i betonbyg 2 ningsdelen at registrere en enkelt horisont i hvilken må 3 lefølerens elektrode ligger. Optræden af en elektrisk strøm 4 i måleelementet kan derfor kun give udsagn, om der i 5 målefølerens korrosive elektrodes horisont er risiko for 6 korrosion. Hvor hurtigt en karbonatisering trænger ind i 7 betonen og hvornår der vil opstå korrosionsrisiko for de i 8 betonen indstøbte, bærende stålelementer kan ikke konsta 9 teres med kendte målefølere. Disse udgør desuden selv en 10 risiko for bygningsværket, fordi de kan ødelægge betonen, 11 så snart de lige som stålelementerne, som de skal beskytte, begynder at ruste.

DK 171247 B1 4

Der kendes endvidere en korrosionsmålecelle af den i indledningen omhandlede art (GB-A-2 039 049), hvor der i forskellige afstande fra en betonbygningsdels overflade er 5 indbygget flere anoder af normalt konstruktions- eller armeringsstål, som med isoleringsmateriale er indlejret i bøsninger af ædlere materiale, som danner katoderne. Disse katode-bøsninger er alle anbragt på en fælles grundplade, der består af det samme materiale som bøsningerne, og lige 10 som anoderne gennem en isoleret leder er sluttet til en måleindretning.

Denne kendte korrosionsmålecelle er meget uhåndterlig og må allerede forud for indbringningen af betonen i forskal-15 lingen anbringes på det armeringselement, der skal beskyt tes. Herved er det vanskeligt nøjagtigt at overholde anodernes ønskede afstande fra betonoverfladen.

Endvidere kan det let ske, at katode-bøsningerne eller de 20 frit i betonen lagte, isolerede ledere beskadiges ved ind-bringning af den friske beton i forskallingen. Yderligere kan hele korrosionsmåleindretningen forskyde sig i det indre af betonen, hvilket ikke uden videre kan opdages. Da der endvidere kun er et måleelement til stede, hvortil alle 25 anoderne skal tilsluttes, når et af de i forskellig afstand fra betonoverfladen anbragte elektrodepar frembringer en korrosionsstrøm. Herved kan det dog ikke uden videre fastlægges, hvilket elektrodepar, der har frembragt strømmen, og hvor langt en formindskelse af betonens alka-30 litet er skredet frem.

Formålet med opfindelsen er derfor at frembringe en korrosionsmålecelle af den i indledningen angivne art, så den på passende steder i de forskelligste betonbygningsdele let 35 kan indbygges i enhver ønsket stilling forud for eller efter indbringningen af den friske beton på en sådan måde, DK 171247 B1 5 at de enkelte anoder eller elektrodepar har en nøjagtigt bestemt afstand fra betonoverfladen.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen på den måde, at alle 5 elektroder eller af disse sammensatte føleelementer ved deres ender er forbundne til et enkelt føleorgan ved hjælp af langstrakte tværbjælker af et materiale, der ikke leder den elektriske strøm, og at de til betonoverfladen førende elektriske ledere er anbragt på tværbjælkerne.

10

Et sådant føleorgan, der er udformet som sprosseleder, kan fastgøres som en helhed forud for indbringningen af den friske beton i forskallingen, eller efter indbringningen af den friske beton fra oven stikkes ind i denne på en sådan 15 måde, at de enkelte elektrode-trin har den ønskede afstand fra betonoverfladen. Herved kan der ikke frygtes for en beskadigelse af føleorganerne.

Hvis der i det følgende er tale om et "ædlere materiale" 20 skal der herved forstås ethvert til fremstilling af en elektrode egnet materiale, som i spændingsrækken har et højere potentiale end normalt konstruktionsstål eller armeringsjern. Et sådant ædlere materiale er for eksempel sølv, kobber eller rustfrit stål. De af sådant mere ædelt 25 materiale fremstillede elektroder betegnes nedenfor som katoder uanset om de er fremstillet af rustfrit stål, kobber, sølv eller et andet materiale, som i forhold til normale, korroderende konstruktionsstål eller armeringsstål har et højere potentiale. Stål af alle typer såsom 30 profiljern, armeringsjern eller strengstål, der sammen med beton oparbejdes til jernbeton, spændbeton eller betonelementer, og som i det mindste delvis indstøbes i beton, benævnes nedenfor i almindelighed som "konstruktionsstål"; de af sådant stål frembragte elektroder betegnes som ano-35 der.

DK 171247 B1 6

Korrosionsmåleceller, der ifølge opfindelsen er udformet med flere i forskellige afstande fra betondelens yderflade anbragte anoder og flere til disse hørende måleelementer, gør det muligt at følge det tidsmæssige forløb af den fra 5 et bygningsværks overflade indad fremskridende karbonati- sering eller chloridisering af betonen og rettidigt at iværksætte beskyttelsesforholdsregler, når korrosionsrisikoen nærmer sig de i betonen indstøbte, bærende ståldele. Overvågningen af det tidsmæssige forløb af en mulig beska-10 digelse er særligt vigtig, fordi karbonatiseringsprocessen ikke forløber kontinuerligt og er meget afhængig af miljøpåvirkninger. For eksempel er det på denne måde muligt, at en først indledt karbonatisering eller chloridisering standser af sig selv, men senere igen sættes i gang og 15 forløber videre. Det er også vigtigt at erkende, om påbegyndte saneringsforanstaltninger er blevet virksomme, det vil sige, om en afdækning af betonoverfladen mod indtrængning af fugt har medført, at en igangværende chloridisering er blevet standset.

20

De til elektroderne sluttede, elektriske ledningstråde, som fører ud til betonoverfladen, kan så fastgøres til bygningselementets tværbjælker. Udformningen er som en sprosseleder, hvis sprosser består af katoderne og anoderne 25 henholdsvis af de i forhold til hinanden isolerede anode-katodepar, og hvis tværbjælker kan udgøres af rektangulære eller profilerede stave af isoleringsmateriale. Disse bygningselementer kan indstøbes i betonen svagt skrånende i forhold til betonoverfladen således, at elektroderne med 30 deres længderetning forløber omtrent parallelt med betonoverfladen, men har forskellige dybe afstande fra denne. De enkelte elektroder henholdsvis elektrodepar befinder sig så i forhold til overfladen i forskellig afstand, der ved bygningselementets hældning kan vælges 35 efter ønske. Endvidere har et sådant bygningselement i form af en sprosseleder den fordel, at de i forskellige niveauer 7 DK 171247 Bl anbragte elektroder henholdsvis elektrodepar er uafhængige af hverandre og gensidigt ikke påvirker hverandre. Ved indfyldningen af betonstøbemassen i forskallingen til det bygningsværk, der skal overvåges med korrosionsmålecellen, 5 kan betonen flyde ind mellem elektroderne henholdsvis elektrodeparrene i det i forskallingen i position anbragte bygningselement, så udstøbningen med betonstøbemasse ikke hindres. Man skal heller ikke frygte for, at der på grænsefladerne mellem bygningselement og beton skal dannes 10 veje langs hvilke chlorider særligt let kan trænge ind i betondelens indre.

For at beskytte de til elektroderne sluttede elektriske ledere kan hver tværbjælke være udformet med mindst et i 15 tværbjælkens længderetning forløbende hulrum, i hvilket den elektriske leder kan være ført.

Særlig hensigtsmæssigt er det, når hver anode er anbragt i en forskellig afstand fra betondelens overflade og har sit 20 eget tilhørende måleelement. Denne udformning har den fordel, at den fremadskridende karbonatisering eller chlori-disering af betonen automatisk angives af det respektive måleelement, hvis tilordnede anode indgår i den truede horisont .

25

Ved indbygningen af korrosionsmåleceller i betonbygningsværker forekommer det problem, at efter aktiveringen af en af hver enkelt målecelle, det vil sige efter korrosionens begyndelse og den hertil hørende korrosionsstrøm, korrode-30 rer anoden. Denne korrosion kan især ved de i nærheden af betonoverfladen anbragte anoder som følge af den dannede rusts sprængvirkning føre til sprækker i betonen og til afskalning af betondele på betonoverfladen. Den respektive enkeltmålecelle bliver herved uanvendelig. Endvidere be-35 skadiges bygningsværkets beton. Ved udkobling af det respektive føleelement, det vil sige ved afbrydning af den DK 171247 B1 8 elektriske forbindelse mellem anode og katode, kan man heller ikke forhindre anodens korrosion, fordi anodens betonstål efter enkeltelementets aktivering ligger i et betonmiljø, der ikke giver nogen korrosionsbeskyttelse. End-5 videre påvirkes enkeltcellens måleresultat i negativ retning ved den tiltagende korrosion.

For at overvinde disse vanskeligheder er det hensigtsmæssigt til i det mindste de anoder, der ligger nærmest en 10 betonoverflade, at tilslutte et polarisationsorgan, til hvilket den ved korrosion af anoden opstående korrosionsstrøm kan kobles, og som polariserer anoden således, at korrosionsstrømmen og dermed anodens korrosion bringes til ophør.

15

Polarisationen af anoden sker hensigtsmæssigt ved påtrykning af fremmed strøm efter princippet for katodisk korrosionsbeskyttelse. Fra en ekstern strømkilde (batteri eller galvanostat) tilføres der en elektrisk strøm fra katoden 20 til anoden. Derved beskyttes anoden mod yderligere korrosion, medens katoden som mere ædelt metal fortsat ikke korroderes.

En sådan udførelsesform har den fordel, at enkeltmålecel-25 lerne hver for sig kan "lægges i mølpose", når korrosionen er begyndt og en fortsat måling af korrosionsstrømmen ikke længere er nødvendig. Selv om anodens betonstål nu ligger i et korrosivt miljø, er det nu muligt ved påtrykning af en fremmed strøm at forhindre den videre korrosion af den af 30 konstruktionsstål eller armeringsjern fremstillede anode og herved forhindre den beskadigelse af betonen, som kan optræde som følge af korrosion af denne anode.

Det er særlig fordelagtigt, når den enkelte målecelles po-35 larisationsorgan er parallelkoblet og korrosionsstrømmen ved hjælp af en omkoblingskontakt valgfrit kan kobles til DK 171247 B1 9 målecellen eller til polarisationsorganet. Det er da muligt til enhver tid igen at indkoble den pågældende anodes henholdsvis det respektive føleelements målecelle og registrere den så optrædende korrosionsstrøm, som er et mål 5 for den til enhver tid forekommende korrosionsintensitet og tillader tilbageslutninger om korrosionsfaren. Ved at lægge det i korrosivt miljø beliggende føleelement i mølpose forhindres det også, at enkeltelementet som følge af korrosion kun leverer et unøjagtigt måleresultat. Herudover 10 frembringer de enkelte føleelementer ingen korrosionsprodukter, der kan medføre revnedannelse i betonen. Korrosionsmålecellen og dens enkeltelementer forbliver anvendelige igennem ønsket lange tidsrum.

15 For at kunne lægge hvert enkelt føleelement i mølpose kan man for eksempel anvende kendte galvanostatiske polarisationskoblinger. Det er dog særlig fordelagtigt, når polarisationsorganet indbefatter en potentiostat, der polariserer anoderne af betonstål således, at korrosionsstrømmen 20 bringes til ophør.

Ved en anden udførelsesform for opfindelsen kan ikke blot anoden, men også katoden bestå af det samme materiale som de i betonbygningsdelen indstøbte konstruktions- eller ar-25 meringsståldele. Herved anbringes katoden i større dybde fra betonbygningsdelens overflade end anoden.

Som katode foretrækkes så en i bygningselementets beton indstøbt konstruktionsståldel eller et armeringsemne af 30 armeringsjern.

Andre ejendommeligheder og fordele ved opfindelsen fremgår af den efterfølgende beskrivelse og tegningen, hvori flere udførelsesformer for opfindelsen forklares nærmere som ek-35 sempler. Tegningen viser i: DK 171247 B1 10

Fig. 1 en enkelt målecelle til en korrosionsmålecelle ifølge opfindelsen skematisk illustreret, fig. 2 en første udførelsesform for opfindelsen i ske-5 matisk snitillustration, fig. 3 en anden udførelsesform for opfindelsen i skema tisk snitillustration, 10 fig. 4 et elektrodepar i en tredie udførelsesform for korrosionsmålecellen ifølge opfindelsen sammenbygget til et enkelt bygningselement vist i plantegning, 15 fig. 5 den i en betonbygningsdel indstøbte korrosions målecelle ifølge fig. 4 i sideprojektion, fig. 6 en modificeret udførelsesform for et af flere elektrodepar sammensat bygningselement til en 20 korrosionsmålecelle ifølge opfindelsen i plan tegning, fig. 7 bygningselementet ifølge fig. 6 i projektion forfra, 25 fig. 8 korrosionsmålecelle ifølge opfindelsen med et bygningselement ifølge fig. 5 eller 6 og polarisationskobling for de enkelte elektrodepar, hvoraf fig. 8 kun illustrerer en enkelt kobling, 30 fig. 9 skematisk illustreret korrosionsmålecelle ifølge opfindelsen i hvilken såvel anoden som katoden består af sædvanligt konstruktionsstål, og 35 fig. 10 en ifølge princippet i fig. 9 i en jernbeton konstruktionsdel indstøbt korrosionsmålecelle DK 171247 B1 11 ifølge opfindelsen i skematisk snitillustration.

Princippet i korrosionscellen ifølge opfindelsen illustreres nærmere i fig, 1 ved hjælp af en enkelt målecelle 5 af den i udførelsesformen ifølge fig. 3 anvendte art.

I en betonkonstruktionsdel 1, der skal overvåges, er der indstøbt en katode 3 af rustfrit stål og en anode af normalt bygningsstål i sideværts afstand fra hinanden og i en 10 afstand 12 fra betonkonstruktionsdelens 1 betonoverflade eller -yderflade 2. I det illustrerede tilfælde holdes de to elektroder adskilt fra hinanden ved hjælp af et isoleringsemne 5 af elektrisk isolerende materiale, men er ved hjælp af dette indbyrdes stift forbundne, idet de er fast-15 klæbet til dette isoleringsemne 5, således at de sammen med dette danner et monolitisk føleelement. Isoleringsemnet 5 fastlægger på denne måde en valgt afstand mellem anoden 4 og katoden 3.

20 Til hver af elektroderne 3 og 4 er der tilsluttet en ledning 6, der begge er ført elektrisk isoleret ud gennem betonen, og gennem hvilke elektroderne 3 og 4 uden for be-tonyderfladen 2 er forbundne med hinanden. I denne elektriske forbindelse indgår et måleelement 7, der kan re-25 gistrere en elektrisk strøm mellem de to elektroder 3 og 4.

Udformningen af elektroderne kan vælges frit, idet størrelsen af deres berøringsflader med betonen dog bestemmer størrelsen af den for korrosionsintensiteten karakteri-30 stiske strømstyrke. Den af anode og katode bestående enkeltmålecelle er ikke elektrisk forbundet med betonkonstruktionsdelens normale armering eller med andre stål-elementer, der er indstøbte i betonkonstruktionen. * 35 Så længe den af elektroderne 3 og 4 dannede enkeltmålecelle ligger i et betonområde, hvori betonens alkalitet yder DK 171247 B1 12 armeringen korrosionsbeskyttelse, er såvel katoden 3 som anoden 4 overtrukket med et oxidlag og hermed beskyttet mod korrosion. I dette tilfælde strømmer der ingen strøm i strømkredsen, og der måles ingen strøm i måleelementet 7.

5 Dette betyder, at i det niveau eller den dybde, i hvilken føleelementet findes, er der ikke risiko for korrosion i den der anbragte armering.

Karbonatiseres betonen nu ude fra, eller trænger der i vand 10 opløst chlorid fra betonyderfladen 2 ind i betonkonstruktionsdelens 1 indre, ødelægges det oxidlag, der overtrækker anoden 4 af konstruktionsstål, så snart betonens karbonatisering eller chloridindholdet på dette sted overstiger en kritisk værdi. Anodens korrosionsbeskyttelse ta-15 bes hermed. Katoden 3 af rustfrit stål er som følge af sin kemiske sammensætning ikke underkastet korrosion.

Når den for eksempel som følge af udsættelse for chlorid-påvirkning nu ubeskyttede anode begynder at korrodere, 20 danner den sammen med katoden 3 af rustfrit stål et galvanisk element, der elektrolytisk er forbundet over betonen og elektrisk gennem de elektriske ledere 6 uden for betonen via måleelementet 7. Den af korrosionen frembragte elektriske strøm kan måles i måleelementet 7. Den er et mål 25 for, hvornår der i afstanden 12 fra betonyderfladen 2 forefindes korrosionsrisiko for den der værende armering eller andre stålelementer.

Strømmens absolutte styrke angiver under hensyntagen til 30 størrelsen af elektrodernes berøringsflader med betonen indikation af de korrosionsforhold eller korrosionshastigheder, man kan forvente, som er afhængige af mange påvirkninger, og som uden en sådan måling næppe kan skønnes. Med målemetoden ifølge opfindelsen kan der derfor opnås kvan-35 titative skøn over de forventelige korrosionshastigheder for armeringen.

DK 171247 B1 13

En udførelsesform for en korrosionsmålecelle ifølge opfindelsen er illustreret i fig. 2.

5 Som det fremgår af tegningen, er der i en betonkonstruk tionsdel 1 i en afstand 12.1 fra betonyderfladen 2 anbragt en katode 3 og en anode 4.1. Katoden 3 består i det illustrerede eksempel af en udførelsesform af rustfrit stål, men den kan også være fremstillet af kobber eller et andet 10 materiale, der er mere ædelt end konstruktionsstål. Anoden 4 består af det samme materiale som den i betonen indstøbte armering, nemlig af konstruktionsstål. Den er anbragt i sideværts afstand fra katoden 3 og lige som denne tilsluttet til en elektrisk ledning 6, som er elektrisk isoleret 15 mod betonen og ført ud af denne. De fra elektroderne 3 og 4.1 kommende ledningstråde 6 og 6.1 er, som det er nærmere forklaret ovenfor under henvisning til fig. 1, forbundet med hinanden via et måleinstrument 7.1. Yderligere er der i strømkredsen indbygget en lavohmsk modstand 8.1 på omkring 20 10 Ω, således at strømstyrken til enhver tid med må leinstrumentet 7.1 kan registreres ved måling af spændingsfaldet, uden at der gribes ind i strømkredsen, og uden at der på dette sted skal holdes et spændingsmåleapparat klar. Strømmens måling henholdsvis angivelsen af korrosion 25 kan ske med egnede elektriske koblinger på ønsket måde.

Ud over den første anode 4.1 er der anbragt andre elektroder 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 med indbyrdes sideværts afstande fra hverandre og i forskellige dybder, det vil sige i stedse 30 større afstande 12.2, 12.3, 12.4 og 12.5 fra beton yderf laden. Lige som den første anode 4.1 er også de andre anoder 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 hver tilsluttet til en ledning 6.2, 6.3, 6.4 og 6.5, der elektrisk isoleret er ført gennem betonen og ud af denne, og som hver for sig er forbundet 35 med et eget måleinstrument 7.2, 7.3 og så videre og derfra forbundet med den elektriske leder 6, der er tilsluttet til DK 171247 B1 14 katoden 3. I hver af de enkelte strømkredse er der også som forklaret ovenfor indskudt lavohmske modstande 8.2, 8.3, 8.4 og 8.5.

5 Det ses, at ved fremadskridende indtrængning af karbonati-sering eller af vandige chloridopløsninger fra betonyder-fladen 2 i betonkonstruktionsdelens 1 indre nåes den ene anode efter den anden af karbonatiseringen henholdsvis chloriderne, og de begynder efterhånden at korrodere med 10 tilsvarende tidsmæssige afstande samt at frembringe en strøm, der registreres af det respektivt tilhørende måleapparat 7.1 til 7.5, idet størrelsen kan eftermåles. Hermed er det muligt at erkende det tidsmæssige forløb for indtrængningen af de stoffer, der er i stand til at beska-15 dige armeringen, og det er muligt i rette tid at træffe foranstaltninger til rettidigt at sætte en stopper for ødelæggelsen.

En anden udførelsesform for opfindelsen er vist i fig. 3. I 20 denne udførelsesform er anoderne af konstruktionsstål 4.1 til 4.5 mekanisk forbundet med katoderne 3.1 til 3.5 med mellemliggende isoleringsemner 5 til monolitiske føle-elementer. Disse føleelementer er med passende isoleringslag 5’ elektrisk isoleret fra hverandre og sammenholdt til 25 et skiveformet celleelement, der i sin helhed kan blive indstøbt i betonkonstruktionsdelen. I denne forbindelse er de enkelte følerelementers elektrodepar forbundene via indbyrdes adskilte strømkredse 6.1 til 6.5 via ikke nærmere illustrerede måleinstrumenter 7.1 til 7.5, og også her er 30 der indskudt lavohmske modstande 8.

På samme måde som ved det tidligere beskrevne eksempel på en udførelsesform kan de af korrosion frembragte korrosionsstrømme, der optræder i de forskellige dybder 12.1 til 35 12.5, i hvilke følerelementerne findes, registreres af de respektive måleinstrumenter, idet man altid kan konstatere DK 171247 B1 15 det tidspunkt, hvor korrosionen begynder i den respektive dybde, idet man også kan registrere styrken af de respektive korrosionsstrømme, der optræder i de enkelte lag, til hvilke de enkelte føleelementer hører.

5 I de i fig. 4 til 8 viste eksempler på udførelsesformer for opfindelsen består føleorganet 15 af fire føleelementer af den under henvisning til fig. 1 nærmere forklarede art, det vil sige, at hvert føleelement er sammensat af en katode 3 10 af rustfrit stål og en anode 4 af konstruktionsstål, der så er forbundne med hinanden ved hjælp af et isoleringsemne 5 af elektrisk ikke-ledende materiale, og som er elektrisk isolerede fra hinanden. De enkelte føleelementer er med begge deres ydre ender 16a og 16b fastgjorte parallelt med 15 hverandre og med indbyrdes afstande fra hverandre til sideværts tværbjælker 17 og 18, der er fremstillet af et elektrisk ikke-ledende isoleringsmateriale, for eksempel af et passende plastmateriale, og i det i fig. 4 illustrerede udformningseksempel udformet med et rektangulært tværsnit.

20 Til hver af elektroderne 3 og 4 er der tilsluttet en elektrisk ledningstråd 6, der med fastgørelsesmidlet, for eksempel en nitte eller skrue 19, kan være tilsluttet elektrisk ledende, og som forbinder de respektive elektroder 3 henholdsvis 4 mekanisk stift med den 25 tilhørende tværbjælke 17 henholdsvis 18. De elektriske ledninger 6 til hvert elektrodepar eller føleelement 16 er ført ud til betonlegemets 1 betonyder flade 2 og også, som vist i fig. 2, hver forbundet med et måleapparatur 7, idet der også i hver strømkreds kan være indkoblet en målemod-30 stand 8. Disse måleapparaturer og målemodstande er dog ikke vist i fig. 4 til 7.

Som det ses i fig. 5, er føleorganet 15, i hvilket fem føleelementer 16 med de sideværts tværbjælker 17 og 18 er 35 stift forbundne med hverandre til et enkelt bygnings element, svagt skrånende i forhold til betonoverfladen 2 DK 171247 B1 16 indstøbt således i betonkonstruktionsdelen 1, at elektroderne forløber omtrent parallelt med betonoverfladen 2 og har forskellige afstande 12.1, 12.2, 12.3 og 12.4 fra denne. Herunder er der truffet foranstaltning til, at føle-5 elementerne indbyrdes mellem sig har samme afstand som det øverste føleelements afstand fra betonoverfladen 2.

Det i fig. 6 og 7 illustrerede føleorgan svarer i hovedsagen til føleorganet ifølge fig. 4 og 5. Forskellen er kun 10 den, at hver tværbjælke 17 henholdsvis 18 i det mindste er udformet med et i tværbjælkens længderetning forløbende hulrum 20, i hvilket føleelementets 16 til elektroderne 3 og 4 tilsluttede ledere 6 er ført. Tværbjælkerne kan være hulprofiler, for eksempel et firkantrør, således som det er 15 vist i venstre side af fig. 6 og 7; men de kan også være udformede som U-profil, således som det er antydet i højre side på fig. 6 og 7.

Ved udførelsesformen ifølge fig. 8 er føleorganet lige som 20 i de tidligere beskrevne udførelsesformer udformet som en slags sprosseleder og ligeledes indstøbt fladt skrånende i forhold til betonkonstruktionsdelens 1 betonoverflade 2. Af de ud gennem betonen førte, til de enkelte føleelementer tilsluttede, elektriske ledere er kun de elektriske 25 ledningstråde 6, som hører til det øverste føleelement, vist. De øvrige føleelementer, der er anbragt dybere inde i betonen, har enkeltvis måleelementer, således som det er illustreret i fig. 1 og 2; men de kan også have den samme målekobling 21, som er vist for det øverste føleelement 16.

30

Den til det øverste føleelement 16 hørende målekobling 21 har et måleapparat 22, der som i den i fig. 2 illustrerede udførelsesform består af måleelementet 7.1 og den lavohmske modstand 8.1. Måleapparatet 22 er parallelkoblet med et 35 polarisationsorgan 23, der omfatter en potentiostat 24. Med en skiftekontakt 25 med to kontakttunger 25.1 og 25.2 kan DK 171247 B1 17 den fra føleelementet 16 kommende elektriske leder 6 enten manuelt eller ved hjælp af et passende drev 26 valgfrit tilsluttes måleapparatet 22 eller polarisationsorganet 23. Herved er det muligt, når korrosionen af føleelementets 16 5 anode er begyndt, at måle korrosionsstrømmen med måleapparatet 22 og efter afslutningen af målingen dog at tilkoble lederen 6 til polarisationsorganet 23. Polarisationsorganets 23 potentiostat 24 polariserer så anoden af konstruktionsstål således, at korrosionsstrømmen og dermed 10 korrosionen af det pågældende føleelement, hvortil målekoblingen 21 er tilsluttet, bringes til ophør. Skal man senere kontrollere den til enhver tid aktuelle tilstand og den eksisterende korrosionsfare, kan måleapparatet 22 igen ved omskiftning af skiftekontakten 25 blive forbundet med 15 føleelementets elektriske ledere 6, for herved at konstatere korrosionsstrømmen og hermed den aktuelt forekommende korrosionsintensitet.

Opfindelsen er ikke begrænset til de viste eksempler på 20 udførelsesformer, men flere ændringer og variationsmulig heder er mulige uden at gå ud over opfindelsens rammer. For eksempel kan den i fig. 8 illustrerede målekobling også anvendes ved korrosionsmåleceller som de i fig. 2 og 3 viste. Yderligere kan der også anvendes en anden polarisa-25 tionskreds til føleelementet.

Korrosionsmålecellen ifølge opfindelsen kan også være udformet således, at ikke kun anoden, men også katoden er fremstillet af konstruktionsstål, men dog være anbragt dy-30 bere end anoderne i betonkonstruktionsdelen 1 i forhold til betonoverfladen 2. En sådan udførelsesform er skematisk vist i fig. 9. Når anoderne 11 ved en sådan udførelsesform nås af en karbonat i sering eller af chlorider, der fra betonoverfladen 2 trænger ind i betonkonstruktionsdelens 1 35 indre, ødelægges det oxidlag, der omslutter anoderne. Den dybere liggende katode 10 derimod, til hvilken chloriderne DK 171247 B1 18 10 endnu ikke er trængt frem, har endnu korrosionsbeskyttelse. Den dybere liggende elektrode 10 virker så automatisk som katode, medens den mere yderligt liggende elektrode 11 virker som anode. Denne udførelsesform for 5 korrosionsmålecellen har imidlertid den ulempe, at den ikke kan fungere mere, når også korrosionsbeskyttelsen på den dybere liggende elektrode 10 er gået tabt.

Den som katode fungerende, dybere liggende elektrode 10 kan 10 også være den i betonen indstøbte konstruktionsstål-armering, der skal overvåges. Det vil sige, at anoden 11 eller flere i forskellig dybde anbragte anoder 4.1 til 4.4 kortsluttes over hver et måleinstrument 7.1 til 7.4 med konstruktionsstålarmeringen 10B, således at der ikke skal 15 indbygges nogen speciel katode. En sådan udførelsesform er illustreret i fig. 10.

Claims (9)

1. Korrosionsmålecelle til konstatering af begyndende korrosion og/eller til måling af korrosionsintensitet i kon- 5 struktions- eller armeringsstål, der er indstøbt i en betonbygningsdel, med flere i denne betonbygningsdel (1) med indbyrdes afstande anbragte anoder (4) af normalt konstruktions- eller armeringsstål, hvilke anoder er anbragt i forskellige dybe afstande (12.1, 12.2,...) fra betonbyg- 10 ningsdelens (1) overflade (2) og over et udefra tilgængeligt måleelement (7) er elektrisk forbundne med mindst én katode (3) af et ædlere materiale, som også med et mellemliggende isoleringsstykke (5) kan være sat sammen med en anode (4) til et føleelement (16), kendetegnet 15 ved, at alle elektroder (3, 4) eller af disse sammensatte føleelementer (16) ved deres ender (16a, 16b) er forbundne til et enkelt føleorgan (15) ved hjælp af langstrakte tværbjælker (17, 18) af et materiale, der ikke leder den elektriske strøm, og at de til betonoverfladen (2) førende 20 elektriske ledere (6.1, 6.2, ...) er anbragt på tværbjæl kerne (17, 18).

2. Korrosionsmålecelle ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hver tværbjælke (17, 18) har mindst et i 25 tværbjælkens længderetning forløbende hulrum (20), der kan optage den elektriske leder.

3. Korrosionsmålecelle ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at hver anode (4.1, 4.2,...) er anbragt i 30 en forskellig afstand fra betondelens (1) overflade (2) og har sit eget tilhørende måleelement (7.1, 7.2, 7.3,.... ).

4. Korrosionsmålecelle ifølge et af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at føleorganet (15) er indstøbt 35. betonen (1) svagt hældende i forhold til betonoverfladen (2), så elektroderne (3, 4) med deres længderetning er 20 DK 171247 B1 orienteret omtrent parallelt med betonoverfladen (2), men har forskellige dybe afstande fra denne.

5. Korrosionsmålecelle ifølge et af kravene 1 til 4, 5 kendetegnet ved, at i det mindste føleorganets (15) anode (4), der ligger nærmest ved betonoverfladen (2), hører sammen med et polarisationsorgan (23), hvortil den ved anodens (4) korrosion opståede korrosionsstrøm kan føres, og som polariserer anoden (4), så korrosionsstrømmen 10 og dermed anodens (4) korrosion bringes til ophør.

6. Korrosionsmålecelle ifølge krav 5, kendetegnet ved, at polarisationsorganet (23) er parallelkoblet med den respektive måleindretning (22), og at korrosions- 15 strømmen med en omkoblingskontakt (25) valgfrit kan kobles til måleindretningen (22) og polarisationsorganet (23).

7. Korrosionsmålecelle ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at polarisationsorganet (23) har en po- 20 tentiostat (24).

8. Korrosionsmålecelle ifølge et af kravene 1 til 7, kendetegnet ved, at ikke blot anoden (11), men også katoden (10) består af det samme materiale som de i 25 betonbygningsdelen (1) indstøbte konstruktions- eller armeringsståldele, og at katoden (10) er anbragt i større dybde (12.2) fra betonbygningsdelens (1) overflade (2) end anoden (11). 30

9. Korrosionsmålecelle ifølge krav 8, kendetegnet ved, at katoden (10) er et i bygningselementets be ton (1) indstøbt konstruktionsståldel eller et armeringsemne af armeringsjern. 35