PL166460B1 - Sposób normowania wewnetrznie wzmocnionego betonu poprzez usuwanie chlorków PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób normowania wewnetrznie wzmocnionego betonu poprzez usuwanie chlorków polegajacy na nakladaniu na zewnetrzna powierzchnie betonu przelegajacej tymczasowej powloki z materialu elektrolitycznego, osadzaniu w tej powloce podzielonej elektrody, przykla- daniu napiecia pradu stalego pomiedzy wewnetrznym wzmocnieniem betonu a podzielona elektroda i na odcinaniu tego napiecia po zakonczeniu normowania oraz na usuwaniu podzielo- nej elektrody i przylegajacej powloki, znamienny tym, ze na zewnetrzna powierzchnie betonu natryskuje sie samoprzylepna wlóknista pulpe celulozowa, uzyskana przez wstepne zmieszanie wlókien pulpy z plynem, a nastepnie po jej nalozeniu osadza sie w niej podzielona elektrode i wielokrotnie ponownie nawilza sie te samoprzylegajaca wlóknista pulpe, utrzymujac jej prze- wodnosc elektryczna w trakcie przykladania napiecia pomiedzy wewnetrznym wzmocnieniem betonu a podzielona elektroda, po czym te samoprzylegajaca pulpe usuwa sie i likwiduje. PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób normowania wewnętrznie wzmocnionego betonu poprzez usuwanie chlorków.

Jednym z poważnych problemów związanych z konserwacją wzmocnionego betonu jest korozja wewnętrznego wzmocnienia. W wielu przypadkach korozja wzmocnienia jest spowodowana zanieczyszczeniem chlorkiem. Może ono być wynikiem stopniowej absorpcji chlorków w dłuższym okresie czasu lub w niektórych przypadkach wynikiem wprowadzenia chlorków do betonu dla przyśpieszenia zestalania. Konwencjonalna technologia naprawiania betonu zanieczyszczonego chlorkami obejmuje fizyczne usuwanie zanieczyszczonego materiału i zastępowanie go świeżym betonem. Rozwiązanie to jest oczywiście kosztowne i powoduje skruszenie konstrukcji, przynajmniej jeżeli chodzi o powierzchnie pionowe i znajdujące się na powietrzu.

166 460

Znana jest dotychczas technologia elektrolityczna usuwania chlorków poprzez migrację jonów. W artykule J. E. Slatera, materials Performance, 1976,. str. 21-26, jest opisany sposób wykorzystania potencjału elektrycznego pomiędzy wewnętrznym wzmocnieniem a elektrodą powierzchniową, zanurzoną w płynnym elektrolicie znajdującym się na powierzchni betonu. Przy elektrodzie powierzchniowej wytwarzając dodatni biegun pola elektrycznego, ujemne jony chlorkowe wewnątrz betonu ulegają migracji poprzez beton na zewnątrz do elektrolitu, gdzie zostają utlenione do postaci gazowego chlorku przy elektrodzie lub reagują chemicznie ze składnikami w elektrolicie.

Doświadczenia opisane w artykule Slatera były przeprowadzone na zanieczyszczonych chlarkami pokładach mostowych, w których skorodowało wzmocnienie. Powierzchnia pokładu mostowego została podzielona na odcinku około 3,5 m², które były poddawane indywidualnej obróbce. Odcinki te wyposażono w uszczelnione zapory dla pomieszczenia płynnego roztworu elektrolitu. Zastosowany elektrolit stanowił roztwór wodorotlenku wapnia, z wymiennikami jonów lub bez. Zastosowano napięcia pomiędzy 100 a 120 V1 a prąd ulegał zmianie pomiędzy 28 a 100 amperów na odcinek. Slater uzyskał usunięcie do 90% chlorków z betonu w przeciągu 24 godzin. Gdy zastosowano elektrolit bez wymienników jonów, wówczas na platynowanych elektrodach tytanowych wydzielał się wolny chlor gazowy.

Technologia według Slatera z kilku przyczyn nie była przydatna na skalę przemysłową. Po pierwsze, przy napięciach proponowanych przez Slatera znaczące stają się względy bezpieczeństwa. Ponadto procedura ta jest skuteczna tylko dla usuwania chlorków z górnej powierzchni poziomej płyty. Jednakże dla konserwacji górnej powierzchni poziomej płyty stosunkowo prostsze i tańsze jest konwencjonalne usuwanie betonu. Metoda Slatera jest bardziej kosztowna niż konwencjonalne technologie.

Z opisu zgłoszeniowego EP-A-0 200 428 jest znany sposób normowania wewnętrznie wzmocnionego betonu, polegający na nakładaniu na zewnętrzną powierzchnię betonu przylegającej tymczasowej powłoki z materiału elektrolitycznego typu rzadkiej zaprawy cementowej ze środkiem opóźniającym twardnienie, jako jeden z materiałów odpowiednich do zastosowania jako przylegająca powłoka elektrolitowa, mająca odpowiednią przewodność, następnie na osadzaniu w tej powłoce podzielonej elektrody, przykładaniu napięcia prądu stałego pomiędzy wewnętrznym wzmocnieniem betonu a podzieloną elektrodą, odcinaniu tego napięcia po zakończeniu normowania i usuwaniu podzielonej elektrody oraz przylegającej powłoki elektrolitycznej.

Wadą tego sposobu, jakkolwiek zadowalającego pod wieloma względami, jest jednak stosunkowo duży ciężar stosowanej powłoki elektrolitycznej, co może utrudniać obsługiwanie wysokich konstrukcji budowlanych. Ponadto, środek opóźniający twardnienie nie może być ponownie nawilżany po zastosowaniu. Tak więc, gdy materiał powłoki ulegnie zestaleniu i wyschnie przed zakończeniem obsługi konstrukcji, wówczas staje się konieczne zdjęcie pierwszej powłoki i nałożenie nowej warstwy powłokowej.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu normowania wewnętrznie wzmocnionego betonu, w którym będą wyeliminowane problemy związane ze stosowaniem znanych sposobów normowania.

Sposób normowania wewnętrznie wzmocnionego betonu, polegający na nakładaniu na zewnętrzną powierzchnię betonu przylegającej tymczasowej powłoki z materiału elektrolitycznego, osadzaniu w tej powłoce podzielonej elektrody, przykładaniu napięcia prądu stałego pomiędzy wewnętrznym wzmocnieniem betonu a podzieloną elektrodą i na odcinaniu tego napięcia po zakończeniu normowania oraz na usuwaniu podzielonej elektrody i przylegającej powłoki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na zewnętrzną powierzchnię betonu natryskuje się samoprzylepną włóknistą pulpę celulozową, uzyskaną przez wstępne zmieszanie włókien pulpy z płynem, a następnie po jej nałożeniu osadza się w niej podzieloną elektrodę i wielokrotnie ponownie nawilża się tę samoprzylegającą włóknistą pulpę, utrzymując jej przewodność elektryczną w trakcie przykładania napięcia pomiędzy wewnętrznym wzmocnieniem betonu a podzieloną elektrodą, po czym tę samoprzylegającą pulpę usuwa się i likwiduje.

Jako płyn stosuje się wodę lub roztwór wodny, korzystnie roztwór wodorotlenku wapnia.

Na pulpę stosuje się w znacznej części regenerowany papier gazetowy.

166 460

Włóknistą pulpę wstępnie miesza się z płynem w przybliżonych· ilościach od około 8 litrów do około 10 litrów płynu na 2,5 do 3,0 kg włóknistej pulpy, i nakłada się ję na powierzchnię zewnętrzną w postaci warstwy o grubości około 4 do 5 cm.

W trakcie przykładania napięcia okresowo mierzy się różnicę potencjałów wewnętrznego wzmocnienia względem elektrody i czasowo odcina się przykładanie napięcia prądu stałego wówczas, gdy różnica potencjałów wykazuje stan powodujący wydzielanie się wodoru, prowadzący do powstawania kruchości wodorowej wewnętrznego wzmocnienia.

Podczas czasowego odcinania przykładanego napięcia prądu stałego, stosuje się napięcie prądu stałego o odwrotnej biegunowości pomiędzy wewnętrznym wzmocnieniem a powłoką.

Według wynalazku opracowano zatem ekonomiczny sposób elektrolitycznego usuwania chlorków z zanieczyszczonego betonu wzmocnionego, który może być przeprowadzany bezpiecznie przy umiarkowanych wymaganiach energetycznych i który może być stosowany na wysokie, pionowe i zwrócone ku dołowi powierzchnie konstrukcji budowlanych. Według wynalazku, w sposobie stosuje się materiał elektrolityczny w postaci samoprzylepnej włóknistej pulpy celulozowej, która może być nakładana lub może przylegać do pionowych powierzchni lub nawet powierzchni zwróconych ku dołowi. Podzielona elektroda jest osadzona wewnątrz przylegającej powłoki i tworzy dodatnią końcówkę obwodu elektrycznego. Po zakończeniu procesu, to znaczy gdy poziom zanieczyszczenia chlorkami został zredukowany do poziomu pożądanego, można usunąć przylegającą powłokę i elektrodę z powierzchni betonu. Z tego względu sposób według wynalazku różni się znacznie od katodowych układów ochronnych, przykładowo trwale zainstalowanych dla stałego utrzymywania potencjału elektrycznego pomiędzy wewnętrznym wzmocnienie a elektrodą powierzchniową.

Przylegająca powłoka elektrolityczna jest utworzona z mieszaniny włóknistej pulpy celulozowej i wody lub innego roztworu, który jest samoprzylegający do powierzchni betonu, i korzystnie stanowi regenerowany papier gazetowy, mieszany z roztworem płynnym przy wylocie dyszy rozpylającej, a włóknisto-płynna mieszanina jest natryskiwana na powierzchnię przeznaczoną do obróbki. Powierzchnia betonu wciąga część roztworu z natryskowej mieszaniny i powoduje mocne przyleganie mieszaniny do powierzchni betonu. Ze względu na mały ciężar i mocne przyleganie natryśniętej mieszaniny włóknistej pulpy, można przylegającą powłokę elektrolityczną ponownie nawilżać tak często jak to jest potrzebne, utrzymując tym samym optymalne warunki normowania w przedłużającym się często okresie trwania obróbki betonu.

Przeznaczona do obróbki powierzchnia betonu jest badana przez pobieranie próbek i sprawdzanie zawartości chlorku. Z tych początkowych badań można określić przybliżony czas potrzebny do uzyskania żądanego poziomu wyredukowania chlorku. Obróbkę można kontynuować aż do upływu wyznaczonego czasu, po czym można pobrać następny zestaw próbek dla ustalenia końcowych warunków procesu.

Przedmiot wynalazku zostanie wyjaśniony w podstawie rysunku, na którym fig. 1 stanowi częściowy rzut pionowy ściany betonowej przygotowanej do obróbki sposobem według wynalazku, z usuniętymi częściami dla pokazania niektórych dodatkowych szczegółów, fig. 2 - powiększony, częściowy przekrój wzdłuż linii 2-2 z fig. 1, a fig. 3 - uproszczony wykres typowej krzywej napięcie-czas dla napięcia odniesienia, wskazywanego dla określenia stanu stali wzmacniającej beton poddawany obróbce.

Na rysunku oznaczono jako 10 korpus betonowy wzmocniony stalą, który może mieć postać pionowej ściany lub konstrukcji szczytowej. Ściana betonowa zwykle zawiera szereg zatopionych, konwencjonalnych prętów wzmacniających 11 ze stali.

Według zgłoszenia macierzystego, betonowa konstrukcja 10, 11 zanieczyszczona chlorkami może być oczyszczona przez zastosowanie przyległej powłoki elektrolitycznej 12 na jednej powierzchni konstrukcji, korzystnie na najbardziej zanieczyszczonej.

Segmentowa elektroda 13, korzystnie w postaci rusztu z przewodzącego drutu, jest osadzona wewnątrz powłoki elektrolitycznej 12. Źródło 14 prądu stałego jest włączone pomiędzy wewnętrznymi prętami wzmacniającymi 11 i elektrodą 13. W przeciągu określonego czasu pole elektryczne powoduje elektrolityczną migrację jonów chlorku z wewnętrznych obszarów ściany betonowej, w pobliżu pręta wzmacniającego 11 aż do elektrolitycznej powłoki 12. Po wstępnie ustalonym okresie czasu obróbki, kiedy zawartość chlorku w betonie została wystarczająco zredukowana,

166 460 źródło 14 napięcia zostaje odłączone, elektroda 13 i powłoka elektrolityczna zostają usunięcte, a zewnętrzna powierzchnia 15 zostaje pokryta warstwą uszczelniającą (niepokazaną) dla przyhamowania wsiąkania następnych związków zawierających chlorek. Istotne jest, aby zewnętrzna elektroda 13 miała postać podzieloną. Najkorzystniej jest, gdy elektroda ta ma konstrukcję rusztu, zbudowanego z zestawu drutów 16 pod kątem prostym do drugiego zestawu drutów 17, przy czym druty te w punktach przecięcia są ze sobą zespawane punktowo lub inaczej połączone. Szczególnie korzystna postać elektrody 16 to ruszt z drutu 16,17 o średnicy około sześć mm z otworami około 10-15 cm na boku. Oczywiście szczegółowe konstrukcje elektrody mogą być rozmaite przy zachowaniu warunku, aby konstrukcja elektrody była możliwie jednolicie rozłożona na całej obrabianej powierzchni.

W wielu układach elektrolitycznych do obróbki betonu, w rodzaju, przykładowo, katodowych układów ochronnych lub układu według wspomnianego powyżej artykułu Slatera, zewnętrzny układ elektrody jest zbudowany z materiału takiego jak platynowany tytan, który nie reaguje na migrujące jony chlorku. W odpowiednich okolicznościach, podzielona elektroda stosowana w sposobie według wynalazku może być utworzona z podobnych materiałów. Materiały te mają jednak tę wadę, że wolny chlor gazowy wydobywa się do otoczenia, o ile nie zostanie zastosowany odpowiedni rodzaj wymiennika jonów. Uwalnianie się gazowego chlorku może stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa w razie nieodpowiedniej wentylacji. Zastosowanie wymienników jonowych powoduje jednakże dodatkowy 'koszt.

W zalecanym rozwiązaniu wynalazku, zewnętrzna elektroda 13 jest wykonana ze stali. Podczas procesu wolne jony chloru reagują ze stalą, powodując jej korodowanie. Zmniejsza to znacznie wydzielanie się wolnego chloru. W dłuższym okresie czasu korozja powoduje zmniejszenie przekroju poszczególnych drutów i zwykle konieczne staje się zwiększenie napięcia dla utrzymania pożądanych gęstości przepływu prądu. W niektórych przypadkach, gdy problem zanieczyszczenia chlorkami jest szczególnie poważny, powstawania produktów korozji można spowodować nieciągłości w konstrukcji podzielonej elektrody, co może wymagać wymiany elektrody 13.

W szczególności korzystnym rozwiązaniem wynalazku, druciana elektroda rusztowa 13 jest podparta w nieznacznym odstępie od przedniej powierzchni 15 betonowej konstrukcji za pomocą listew 18, zwykle w postaci drewnianych taśm około 2 cm z boku. Jak pokazano na fig. 1, listwy 18 mogą być przymocowane do powierzchni konstrukcji w postaci dużego rusztu o boku przykładowo około dwa metry. Podzielona elektroda 13 jest następnie zamocowana do listew za pomocą spinania klamrami lub w inny odpowiedni sposób, tak że zewnętrzna elektroda jest podparta w odpowiedniej odległości od powierzchni 15 konstrukcji betonowej.

Powłoka elektrolityczna 12 może w zasadzie być utworzona z dowolnego samoprzylegającego materiału utrzymującego wilgoć i mającego w takich warunkach odpowiedni stopień przewodności. Jak opisano w zgłoszeniu macierzystym, mogą to być niektóre postacie rzadkiej zaprawy cementowej z opóźnionym utwardzanie, tak aby nie ulegała zestaleniu w trakcie obróbki. Jednakże bardziej korzystnie powłoka elektrolityczna stanowi materiał celulozowy typu papier-mache', utworzony z mieszaniny pulpy celulozowej w wodzie lub innym roztworze takim jak roztwór wodorotlenku wapnia. Korzystnie w procesie stosuje się konwencjonalną postać papierowej pulpy, korzystnie lecz niekorzystnie utworzonej z papieru regenerowanego. Celulozowa pulpa jest nakładana na powierzchnię konstrukcji betonowej przez zmieszanie z roztworem w dyszy mieszającej 19 i natryskiwanie na powierzchnię betonowej konstrukcji zmieszanych meteriałów wychodzących z dyszy 18.

Korzystnie konstrukcja betonowa przed nałożeniem celulozowej warstwy jest sprawdzona pod względem zawartości wilgoci i w razie potrzeby wyregulowana. Można tego dokonać przez wydrążenie w betonie wgłębienia w odpowiednim miejscu i następnie uszczelnienie wylotu tego wgłębienia wystarczająco długo, aby ustabilizował się względny poziom wilgotności powietrza we wgłębieniu. Następnie mierzy się względny poziom wilgotności tego powietrza za pomocą konwencjonalnych środków. Jeżeli poziom wilgotności wynosi 90% lub mniej, wówczas pożądane jest spryskanie zewnętrznej powierzchni betonowej konstrukcji wodą aż do poziomu nasycenia. Po krótkim okresie suszenia powierzchni, na zwilżony beton natryskuje się warstwę mieszaniny pulpy celulozowej z wodą. Ze względu na porowatość betonu, mieszanina pulpy celulozowej z wodą lub pulpy z roztworem silnie przylega do powierzchni 15, ze względu na tendencję płynu w mieszaninie pulpy do wsiąkania w pory betonu.

166 460

Korzystnie, mieszanina pulpy z roztworem stanowi włóknistą pulpę zmieszaną jednolicie z roztworem w stosunku od około 2,7-1 do około 4,0-1 wody lub innego roztworu na kg suchych włókien. Te dwa materiały są łączone w dyszy mieszającej 19, do której jest doprowadzona włóknista pulpa w strumieniu przez rurę wlotową 22, łączącą się ze składnikiem płynnym dostarczanym rurą 23. Mieszanina pulpy z roztworem szybko zestala się do postaci masy papierowej, która jest samoprzylepna względem betonu i ma duży stopień samoprzylepności. Korzystnie, na powierzchnię betonu jest natryskiwana pierwsza warstwa masy papierowej na grubość równą w przybliżeniu grubości drewnianych listew 18 (np. około 2 cm). Po nałożeniu papierowej warstwy, do odsłoniętych powierzchni 24 listew przymocowuje się podzieloną elektrodę 13, przykrywając leżącą warstwę papierowej masy. Następnie na wierzch elektrody nastryskuje się dodatkową mieszaninę pulpy z roztworem dla uzyskania całkowitej warstwy grubości około 4-5 cm. Łącznie, na powierzchnię betonu zostaje nałożona mieszanina włókien pulpy z roztworem w ilości około 2,5-3,0 kg suchych włókien na metr kwadratowy powierzchni betonu oraz 8-10 litrów wody lub innego roztworu na metr kwadratowy powierzchni betonu.

Masa papierowa tworząca powłokę elektrolityczną 12, ze względu na zawartą w niej wilgoć, ma wystarczająco duży stopień przewodności dla możliwości korzystnego przebiegu procesu. Tym samym, do układu można podłączyć źródło 14 napięcia tuż po nałożeniu płynnej pulpy jak opisano. Oczywiście konieczne jest utrzymanie pewnego poziomu wilgoci w papierowej masie 12, co uzyskuje się przez spryskiwanie powierzchni medium elektrolitycznego 12 tak często jak to jest konieczne. Zwykle wystarczy dwukrotne spryskanie - na dzień.

Według wynalazku, utrzymuje się napięcie 14 dopóki poziom chlorku wewnątrz betonowej konstrukcji nie zostanie wystarczająco obniżony. Zwykle pobiera się drążone próbki w wybranych punktach przed rozpoczęciem procedury i na podstawie zmierzonej zawartości chlorku dla tych wstępnych próbek ustala się przybliżony czas trwania procedury normowania. Po upływie tego ustalonego okresu czasu można w razie potrzeby pobrać następny zestaw próbek dla ustalenia z większym stopniem dokładności warunków końcowej obróbki dla obniżenia zawartości chlorku w betonie do wstępnie określonego, zadowalającego poziomu.

W zwykłym przypadku, napięcie źródła 14 jest regulowane odpowiednio do utrzymania gęstości przepływu prądu pomiędzy układami wewnętrznej i zewnętrznej elektrody rzędu około jedna piąta amp/m² powierzchni betonu. Jednakże ze względów bezpieczeństwa, w każdym przypadku napięcie ma być utrzymywanie na poziomie 40 Woltów lub poniżej.

Według wynalazku, można zastosować monitorowanie stanu stali wzmacniającej dla uniknięcia jej polaryzacji w przeciągu dłuższego okresu czasu. Zwłaszcza tam gdzie stal wzmacniająca znajduje się w naprężeniu, przykładowo w niektórych rodzajach końcowo naprężonych lub wstępnie naprężonych, nie można stosować opisanej powyżej procedury dla usunięcia chlorków ze względu na niebezpieczeństwo kruchości naprężonej stali. W miarę postępowania procesu stal wzmacniająca stopniowo ulega polaryzacji. Gdy polaryzacja osiągnie poziom krytyczny, co może nastąpić w zwykłym procesie w przeciągu paru tygodni, to stan ten sprzyja wydzielaniu się wodoru, a naprężona stal może podlegać kruchości wodorowej. Sytuacja taka jest oczywiście wysoce szkodliwa dla konstrukcji pod naprężeniem.

W zalecanej praktyce wynalazku jest okresowo monitorowany stan wewnętrznej stali wzmacniającej. Gdy polaryzacja osiąga niebezpieczny poziom, wówczas procedurę można przerwać na wystarczająco długi okres dla rozproszenia polaryzacji lub można odwrócić kierunek prądu na krótki okres czasu w celu przyśpieszenia rozproszenia polaryzacji.

Korzystnie monitorowanie polaryzacji jest realizowane przez zastosowanie ogniwa połówkowego 25, osadzonego w betonie w bliskim sąsiedztwie pręta wzmacniającego. Gdy napięcie pomiędzy prętem wzmacniającym a ogniwem połówkowym (nazywanym tu napięciem odniesienia) osiągnie pożądany poziom, wskazujący krytyczny stopień polaryzacji, wówczas można przeprowadzić pożądane modyfikacje procesu (np. wyłączenie lub odwrócenie biegunowości napięcia). Dla przykładu, gdy ogniwo połówkowe 25 stanowi ogniwo miedź-siarczan miedzi, wówczas wystąpienia stanu niebezpiecznego sygnalizuje napięcie minus 1000 milivoltów, przy którym proces należy chwilowo zatrzymać lub na krótki okres czasu odwrócić kierunek prądu. Gdy ogniwo połówkowe 25 stanowi ogniwo ołów-tlenek ołowiu, wówczas poziom niebezpieczny określa pomiar plus 500 milivoltów.

166 460

W celu dokładnego zmierzenia napięcia odniesienia pomiędzy prętem wzmacniającym 11 a ogniwem połówkowym 25 na przykład miernikiem napięcia V, jest konieczne odcięcie głównego napięcia procesowego z zewnętrznego źródła 14. Tak więc, odpowiednio do korzystnej procedury według wynalazku, zewnętrzne napięcie jest odcinane w okresowych przedziałach czasowych, na przykład co każde dziesięć minut lub podobnie. Jak pokazano na fig. 3, gdy zostanie odcięte zewnętrzne napięcie, wówczas napięcie odniesienia spada wzdłuż krzywej 30, początkowo gwałtownie, a następnie bardziej powolnie gdy dochodzi do stanu granicznego stanowiącego właściwe napięcie odniesienia. Po przerwie pięciu do dziesięciu sekund, krzywa zaczyna się spłaszczać i można zauważyć, że napięcie odniesienia zdąża do określonego poziomu napięcia 31 którego wartość jest funkcją składu ogniwa połówkowego.

Na figurze 3 są przedstawione trzy cykle przerwy. W pierwszym cyklu, pod koniec okresu przerwy, napięcie odniesienia jest na poziomie wskazanym oznacznikiem 32, który korzystnie jest ponad wstępnie określonym poziomem niebezpiecznym. Następnie zostaje ponownie przyłożone zewnętrzne napięcie ze źródła 14. W przedstawionym drugim cyklu przerwy, około dziesięć minut później, pojawia się krzywa 33 spadku napięcia odniesienia, jednakże nie osiąga ona niebezpiecznego poziomu 31 i zostaje ponownie włączone napięcie zewnętrzne dla następnego cyklu. Pod koniec trzeciego pokazanego cyklu, krzywa 34 spadku napięcia przechodzi poniżej linii wskazującej stan depasywacji wewnętrznej stali. W tym momencie należy odciąć napięcie zewnętrzne na okres czasu wystarczający do umożliwienia rozproszenia polaryzacji stali lub też można przyłożyć napięcie zewnętrzne w odwrotnym kierunku na krótki okres czasu.

Jak można zauważyć, opisana procedura może łatwo podlegać automatycznemu sterowaniu za pomocą prostego układu mikroprocesowego, przykładowo zaprojektowanego na periodyczne przerywanie napięcia zewnętrznego i na monitorowanie krzywej spadku napięcia odniesienia.

W razie potrzeby można zastosować monitor półogniwa w połączeniu z dowolną wewnętrznie wzmocnioną konstrukcją, niezależnie od tego czy wewnętrzne wzmocnione jest pod naprężeniem. Jednakże zastosowanie takich regulatorów jest szczególnie istotne w przypadku naprężonego wzmocnienia.

Procedura według wynalazku stanowi szczególnie korzystny i skuteczny sposób usuwania z konstrukcji betonowych nadmiaru chlorków. Zastosowanie samoprzylegającego, zdejmowalnego materiału jako elektrolityczne medium powierzchniowe umożliwia prowadzenie zabiegów elektrolitycznych zarówno na pionowych powierzchniach jak i na powierzchniach zwróconych ku dołowi. Samoprzylegające medium pozostaje wystarczająco wilgotne dla zapewnienia odpowiedniego poziomu przewodności, a jednocześnie pozostaje przyległe i spójne w trakcie użytkowania i jest łatwe do usunięcia po zakończeniu procedury.

Szczególnie korzystne jest zastosowanie medium elektrolitycznego z materiału typu papiermache' utworzonego z pulpy celulozowej, którą zwykle może stanowić pulpa z papieru gazetowego zawierające kłaczkowate włókna. Włóknista pulpa może być pierwotna, jednakże ze względu na koszty bardziej korzystne jest stosowanie regenerowanego papieru gazetowego. Materiał pulpy zostaje zmieszany na miejscu z płynem i natryskuje się go na powierzchnię betonu, po nasączeniu do poziomu przynajmniej około 90% wilgotności względnej. Materiał papier-mache', nałożony na miejscu daje istotne korzyści dla procesu ze względu na wysoki stopień samoprzylegania do powierzchni betonu, co umożliwia jego łatwe stosowanie na powierzchniach pionowych i/lub napowietrznych. Podobnie, materiał ten jest lekki, co również ułatwia jego zastosowanie na takich powierzchniach. Zastosowanie medium elektrolitycznego typu papier-mache' na powierzchnię betonu jest proste i niekosztowne oraz można je nakładać za pomocą dyszy natryskowej, która jednocześnie miesza materiał. Ze względu na naturalny mały ciężar materiału papier-mache', jest zwykle pożądane przy jego stosowaniu oddzielne podpieranie zewnętrznej elektrody rusztowej, co zwykle jest realizowane za pomocą listew z drewna lub innego stosunkowo nieprzewodnego materiału.

Materiał typu papier-mache' stosowany jako medium elektrolityczne jest łatwy w utrzymaniu. Można go łatwo nawilżać poprzez okresowe spryskiwanie wodą lub innym roztworem. Jest on również bardzo trwały i można go łatwo utrzymać na miejscu przez czas obróbki, zwykle dwa do ośmiu tygodni. Ponadto, co jest szczególnie istotne, materiał typu papier-mache' można łatwo usunąć po zakończeniu obróbki na przykład za pomocą wysokociśnieniowego strumienia. Usunięcie zużytego materiału jest bardzo proste i stosunkowo niekosztowne.

166 460

W większości zastosowań, sposób według wynalazku korzystnie polega na użyciu zewnętrznej elektrody rusztowej wykonanej ze stali, osadzonej w przylegającym medium elektrolitycznym. Stosując stalowy ruszt elektrodowy, jony chlorku uwalniają się z betonu i migrują do medium elektrolitycznego, powodując korozję stali a tym samym wytwarzając produkty korozji ze stalą, zamiast wyzwalać się w postaci wolnego chlorku gazowego. W wielu przypadkach wyzwalania znacznych ilości wolnego chlorku jest niedopuszczalne ze względów bezpieczeństwa. Zastosowanie stalowej elektrody rusztowej, prowadzące do zużycia elektrody wskutek powstawania produktów korozji jest lepszym rozwiązaniem dla wymiany jonów. W większości przypadków narastania produktów korozji może być skompensowane zwiększaniem napięcia (do maksymalnego pożądanego napięcia 40 V).

W szczególnie trudnych przypadkach, elektrodę rusztową trzeba wymienić po jakimś czasie przed zakończeniem procesu. Jakkolwiek sposób według wynalazku nie wyklucza użycia bardziej konwencjonalnych materiałów na elektrody, takich jak platynowany tytan, to jednak zastosowanie na elektrody stali jest w większości przypadków zalecane jako najkorzystniejsze.

W dowolnej z rozmaitych modyfikacji, sposób według wynalazku może korzystnie być uzupełniony monitorowaniem polaryzacji wewnętrznego wzmocnienia stalowego jako istotnego kryterium kontrolnego. Ze względu na niebezpieczeństwo występowania kruchości wodorowej, dotychczas nie wydawało się możliwe zastosowanie opisnego elektrolitycznego sposobu usuwania chlorku w przypadkach utrzymywanego naprężenia wewnętrznego wzmocnienia stalowego, szczególnie przy konstrukcjach wstępnie naprężonych lub końcowo naprężonych. Według wynalazku jest zastosowanie stanu polaryzacji za pomocą takiego środka jak osadzone półogniwo. W miarę wzrostu polaryzacji wewnętrznego wzmocnienia, przy ciągłym prowadzeniu sposobu według wynalazku, polaryzacja jest monitorowana periodycznie. Gdy osiągnie ona poziom, przy którym jest pobudzane wydzielanie wodoru, powodującego prawdopodobieństwo wystąpienia kruchości wodorowej stali pod naprężenie, wówczas proces albo jest przerywany na pewien okres czasu dla polaryzacji lub też na krótki okres czasu odwraca się biegunowość napięcia dla spowodowania rozproszenia stanu polaryzacji. W ten sposób można bezpiecznie praktykować sposób w przypadku konstrukcji naprężonych.

Szczególne warianty rozwiązania wynalazku, zilustrowane i opisane powyżej, stanowią jedynie przykłady stosowania wynalazku i można stosować w ich obrębie pewne zmiany bez wykraczania poza zakres wynalazku, w pełni określony przez załączone zastrzeżenia patentowe.

FIG. I

FIG. 2

FIG. 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób normowania wewnętrznie wzmocnionego betonu poprzez usuwanie chlorków polegający na nakładaniu na zewnętrzną powierzchnię betonu przelegającej tymczasowej powłoki z materiału elektrolitycznego, osadzaniu w tej powłoce podzielonej elektrody, przykładaniu napięcia prądu stałego pomiędzy wewnętrznym wzmocnieniem betonu a podzieloną elektrodą i na odcinaniu tego napięcia po zakończeniu normowania oraz na usuwaniu podzielonej elektrody i przylegającej powłoki, znamienny tym, że na zewnętrzną powierzchnię betonu natryskuje się samoprzylepną włóknistą pulpę celulozową, uzyskaną przez wstępne zmieszanie włókien pulpy z płynem, a następnie po jej nałożeniu osadza się w niej podzieloną elektrodę i wielokrotnie ponownie nawilża się tę samoprzylegającą włóknistą pulpę, utrzymując jej przewodność elektryczną w trakcie przykładania napięcia pomiędzy wewnętrznym wzmocnieniem betonu a podzieloną elektrodą, po czym tę samoprzylegającą pulpę usuwa się i likwiduje.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako płyn stosuje się wodę lub roztwór wodny.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na pulpę stosuje się w znacznej części regenerowany papier gazetowy.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że włóknistą pulpę nakłada się na powierzchnię zewnętrzną w postaci warstwy o grubości około 4 do 5 cm.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że włóknistą pulpę wstępnie miesza się z płynem w przybliżonych ilościach od około 8 litrów do około 10 litrów płynu na 2,5 do 3,0 kg włóknistej p^ulpy.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że samoprzylegającą powłokę nakłada się w postaci warstwy o grubości około 4 do 5 cm, stosując mieszaninę od około 2,5 do około 3,0 kg włókien na około 8 do około 10 litrów płynu.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie przykładania napięcia okresowo mierzy się różnicę potencjałów wewnętrznego wzmocnienia względem elektrody i czasowo odcina się przykładanie napięcia prądu stałego wówczas, gdy różnica potencjałów wykazuje stan powodujący wydzielanie się wodoru, prowadzący do powstawania kruchości wodorowej wewnętrznego wzmocnienia.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że podczas czasowego odcinania przykładanego napięcie prądu stałego, stosuje się napięcie prądu stałego o odwrotnej biegunowości pomiędzy wewnętrznym wzmocnieniem a powłoką.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako płyn stosuje się roztwór wodorotlenku wapnia.