WO2010070174A1 - Dispositivo y procedimiento de uso para la eliminación de agentes agresivos y repasivación de la armadura de un hormigón armado con introducción de inhibidores aniónicos - Google Patents

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Definitions

  • the device presented in this patent belongs to the sector of the techniques and methods of protection, repair and preservation of reinforced concrete structures. Its practical application focuses on constructions already in service, old buildings, bridges or other types of structures in which corrosion zones have appeared in its reinforcement due to the presence of aggressive agents inside the concrete (such as chlorides and / or carbonation) ). It is, of course, a method for the elimination of the aggressive agents causing the corrosion of the reinforcement in these structures, both those that have penetrated the concrete in service from the outside environment, and because they have been added at the time of its construction. The method is completed with the repasivation of the armor by the introduction of anionic inhibitors, especially nitrites. The procedure presented is also applicable to cases in which there is still no corrosion or aggressive agent present for the reinforcements in the concrete and, only, it is desired to reinforce the protection of the passive layer, with the introduction of the anionic inhibitor.
  • reinforced concrete as a building material has been massive for several decades.
  • the nature of the concrete allows the protection of the reinforcements, not only by acting as a physical barrier to the penetration of the aggressive elements, but also, the aqueous content of the pores has a strongly alkaline character that favors the formation of a passive film that protects the armor against corrosion.
  • the porous characteristic of concrete allows the entry of aggressive reinforcements through the pores, such as the chloride ion or atmospheric CO2, or, in the same way, because chlorides are incorporated into the concrete during its manufacture.
  • the aggressive agent When the aggressive agent is in the environment of the reinforcement, it can cause the breakage of the passive protective film, thus initiating an active corrosion process that is accompanied by losses in the reinforcement section, and also, the generation of oxides of expansive character that, in the end, causes tensions within the concrete, even causing its cracking or delamination.
  • a structure may require a repair to recover its design benefits, guaranteeing its life in service.
  • a repair based on removing the concrete around the reinforcement, which is damaged by the corrosion phenomena to which it has been exposed as a result of the aggressive presence; the oxides of the reinforcement are cleaned and the concrete is replaced by a new concrete.
  • repair methodologies that propose the elimination of aggressive structure. These techniques are based on the application of an electric field between the armature connected as a cathode and an external anode. Among them, the electrochemical extraction of chloride and the realcalinization of concrete stand out.
  • the electrochemical extraction of the chloride focuses on the elimination of this ion from the interior of the concrete thanks to its transport favored by the electrostatic attraction of the same towards an external anode.
  • the realcalinization of the concrete seeks to recover the alkaline character of the aqueous phase of the concrete around the reinforcement, from the generation of hydroxyl ions that accompanies the connection of the reinforcement as a cathode.
  • Figure 1 summarizes, in a schematic way, two different types of device used in general.
  • a device containing an external electrode [104] immersed in a conductive solution [105] is placed in contact with the concrete surface to be treated [100].
  • This outer electrode acts as an anode connected to the positive pole of the voltage source [102]
  • the armature [103] acts as a cathode, connected to the negative pole of the voltage source [102].
  • Option B of the same figure 1 contemplates the possibility of connecting two external electrodes [104 ' ] and [106] between which it is located
  • the armor [103 ' ] and, in turn, both electrodes are immersed in conductive solutions [107] and [105 ' ].
  • a continuous voltage source [102 ' ] completes the assembly.
  • option A of Figure 1 There is a single outer electrode [104] that acts as an anode, immersed in an electrolyte [105], while the armature [103] acts as a cathode.
  • This option is presented in patent documents EP0200428, US35226, JP3093681, JP5178678, GB2279664, DE4229072.
  • the last invention focuses on the development of a device to avoid the treatment problems associated with variations in the thickness of the concrete coating from an electrolyte of non-negligible resistance.
  • Patent CA2076436 is mainly focused on the development of an apparatus for maintaining the porous structure of the continuously saturated concrete, thereby increasing the effectiveness of the method of eliminating chlorides from reinforced concrete structures.
  • option B of Figure 1 There are two external electrodes [106] and [104 ' ], which act respectively as cathode and as anode, immersed in individual elec- trolleys [107] and [105 ' ] and in contact with the surface of the concrete [100 ' ], while, in this approach, the reinforcement [103 '] is depolarized.
  • This option is only proposed in Spanish patent ES2151410 although it is only claimed to introduce corrosion inhibitors of any nature. If it is anion, the inhibitor is located in the cationic compartment [107] and, conversely, if it is a cation in the anodic compartment [105 ' ], without considering the elimination of aggressive (such as chlorides).
  • GB2322139 claims the application of an electric current between an external anode immersed in a solution embedded in a porous material adhered to the surface of the concrete and a cathode located internally in the concrete. This patent is focused on the design of a device for the reduction of chlorine gas production when the chloride ion reaches the anode from inside the concrete.
  • the procedure is based on the elimination of the aggressive agent for the reinforcements by the electrochemical performance of the system within the reinforced concrete, contemplating a simultaneous introduction of an anionic compound, preferably a nitrite, as a corrosion inhibitor in order to reinforce the generation of the passive film.
  • an anionic compound preferably a nitrite
  • the armature is in turn connected to the cathode, as can be seen in Figure 2.
  • the novelty of this proposal lies in the fact that the connection of two external electrodes [1] and [2] not only favors the elimination of the aggressive element (such as chlorides or carbonation of concrete) within the concrete [3] but also the transport of the anionic inhibitor through the coating of concrete [3].
  • the reinforcement [4] is connected to the external cathode [1]
  • any risk of corrosion thereof is avoided during the treatment and in addition to the generation of OH ions " on the surface of the reinforcement, the surrounding concrete is alkalized, an important action in case the concrete is carbonated.
  • the chloride ion By operating the system in this way for the particular case of the chloride ion, it is extracted from the concrete by migration to the compartment [5] that contains the external anode [2] connected to the positive pole of the current source [7]. Simultaneously, the transport of the anionic inhibitor (for example, calcium nitrite), placed in the compartment [6] in contact with the external cathode [1], is also accelerated through the concrete by the external anode [2]. In this way, the inhibitory anion (for example nitrite), crossing the concrete [3] from the external cathode [1] reaches the armature [4], connected as an internal cathode.
  • the anionic inhibitor for example, calcium nitrite
  • the anionic inhibitor is dissolved in the pores of the concrete and in the environment of the reinforcement, so that once the operation is finished, it can act on it, exerting its inhibitory action and favoring the formation of a new passive film.
  • FIG. 2 the essential parts and components of the device presented in this invention patent are described.
  • a part A (upper box) that contains the electronic devices to perform the treatment and a lower part, B, corresponding to the elements to be placed on the concrete structure to be treated are differentiated.
  • the components of both parts are:
  • Both the external cathode [1] and the external anode [2] that must cover the entire surface to be treated with concrete, consist of a conductive or metallic element, preferably of activated titanium oxide mesh (T ⁇ O2).
  • an anionic inhibitor compound justifies the presence of an anodic compartment [6] to contain the solution with the inhibitor (catholyte); likewise, the system requires the inclusion of a cathodic compartment [5] with a conductive electrolyte (anolyte), which may even contain a cationic inhibitor that can also penetrate the concrete block towards the reinforcement, during the treatment.
  • anodic compartment it is where the chlorides will be collected in the case of their extraction.
  • Both compartments, [5] and [6] contribute to favor the contact between the external electrodes and the concrete surface, as well as to accommodate the electrolytes of the anolyte and the catholyte, a porous material is placed, such as spontex , or similar.
  • connection of the reinforcement as a cathode favors the reaction of reduction of iron oxides that previously existed during its active corrosion, as well as its immunity against corrosion:
  • connection of the reinforcement as a cathode is also accompanied by a hydroxyl ion generation process that will contribute to maintaining the high pH of the concrete near the reinforcement and therefore the regeneration of the passive film will be favored.
  • the technical problem that is to be solved is to prevent the corrosion process of the reinforcement from appearing, or reproducing, for which the possibility of introducing a corrosion inhibitor can be considered. If it is cationic, there should be no difficulty in performing both operations simultaneously, introducing the inhibitor into the anode compartment and favoring its transport to the armature connected as a cathode, so that the possibility of using anionic inhibitors, such as nitrites, inhibitor that until now has proven to be the most effective inhibitor.
  • anionic inhibitors such as nitrites
  • option B of Figure 1 when leaving the armature without connecting to the current generator, is not very appropriate to perform both operations simultaneously, possibly because, since the armature is in the middle of a electric field, this is polarized to an intermediate potential acting, in a way as an anode, and thus avoiding the desirable passivation of the armor.
  • FIG. 4 the cross-section of the reinforcements are presented as circles [4]; since they are all in contact with each other, it is enough that the electrical connection between the external cathode [6] and the armature [4] is made on a of them.
  • This figure shows the lines of the applied electric field; in line it fills the electric field lines that go from the outer cathode [6] to the outer anode [5] and that transport the anionic inhibitor towards the mass of the concrete [3]) and, also, the dotted lines that go from the armor [4] to the external anode [5].
  • these discontinuous field lines do not appear between external cathode and armor since both electrodes are at the same potential.
  • Figure 6 indicates how the connection should take place to check the effectiveness of the treatment.
  • the device (after disconnecting the generator current [7] and opening the relay [8] of Figure 2) to check the effectiveness of the treatment is connected internally, as indicated in Figure 6, closing a circuit of three electrodes between those that measure the potential and the corrosion density of the armature with the potentiostat / galvanostat [10]: working electrode (armor [4]), auxiliary electrode (the external cathode [2] introduced in the compartment [5]) and reference electrode [11] directly in contact with the dissolution of the compartment [5], for measurements of corrosion potential and corrosion density of the armature.
  • Figure 7 shows the electrochemical response of the armature after the disconnection of the treatment in measurements of corrosion current density and corrosion potential.
  • COST 521 Corrosion of steel in reinforced concrete structures, Edt. Cigna R., Andrade de, C, Nurnberger, U., Polder, R., Weydert R. and Seitz E., European Communities, (2003) 82-111, values below 0.1 microA cm "2 they are considered negligible in terms of loss of steel due to corrosion of the reinforcement, thus confirming that after 10 days from the treatment, the situation of passivation of the reinforcement has been recovered, being protected against corrosion, a situation that has been maintained for more than 3 months since treatment.
  • a rectifier capable of giving a stabilized voltage of up to 12 V of direct current adjustable by means of the corresponding potentiometer.
  • the need to increase this tension can be contemplated depending on the thickness of the concrete block to be treated.
  • the maximum current that can be obtained from the device is set using another potentiometer. The values of the applied voltage as well as the current consumed can be seen in the corresponding instruments located on the control panel of the device in which three terminals (with the corresponding identifications) are located for the connection to the external electrodes and to a point of the armor.
  • the starter switch After placing the porous material impregnated with electrolyte of the catholyte and the anolyte on the outer walls of the structure to be treated and connecting the electrodes to the corresponding terminals, the starter switch is pressed, thereby closing the connection [8] of Figure 2 that connects the armature with the negative terminal to which the outer cathode is connected.
  • the voltage and current parameters are adjusted and the process begins.
  • the solutions with which the porous material (spontex or similar) is impregnated, with the anionic inhibitor solution, the one containing the outer cathode, and with water or conductive solution with cationic inhibitor, the one containing the outer anode, are periodically replenished. by a drip system or any other adaptable to physical conditions.
  • An appropriate electrical system continuously analyzes the intensity of the current through the mass of concrete to be treated and determines the moment at which the intensity falls almost instantaneously (see Figure 5) to more than 70%. By means of a timer, the current will be maintained for a time that will be previously set (in principle 24 hours).
  • the switch [8] and the mains voltage is sent to the potentiostat [10] which, depending on the current-time curve (figure 7), will allow obtaining the measurement of the resistance to polarization (R P ) in the armature, directly related to the current density and the corrosion potential, connecting the electrodes [2] and [11] to the armature [4], to know if the process has finished correctly. If, after a period of more than 15 days, no corrosion density values of less than 0.2 microA-cm "2 or corrosion potential> -250 mV (ESC) have been reached, it will be necessary to repeat the process. Given the duration of the confirmation of the effectiveness of the treatment (a minimum of about 90 days) the device may have an alarm system and / or cycle repetition. Detailed description of the figures.
  • Figure 4 Diagram of a cross section (zenith view) perpendicular to a reinforced concrete block.
  • the device for the treatment of electrochemical extraction of chlorides was mounted simultaneously to the incorporation of the anionic inhibitor as described in the present invention .
  • calcium nitrite, Ca (NÜ2) 2 0.5 M was used.
  • Figure 5 corresponds to the identification of the proper functioning of the stage of the treatment with the electric field, during the extraction of the chloride and introduction of the inhibitor. It is clearly seen how during the treatment there are high values of current passing through the system, greater than 10mAcm "2 indicative of the proper functioning of the procedure, as well as a sharp drop in the current when the end of the treatment had taken place, although in This case kept an extra time connected in order to know if the change was permanent.
  • Step 3 Evaluation of the treatment efficiency and analysis of the sample As described in the invention, after detecting a fall in the intensity recorded during the treatment connection, it was disconnected and periodic measurements of the corrosion potential were taken and of the corrosion current density of the armature to evaluate the effectiveness of the treatment and confirm that the armature after it recovered again a passive situation.
  • the concrete specimen was broken in order to make the visual evaluation of the surface state of the reinforcement. It was possible to analyze the chloride and nitrite content of the concrete pores to evaluate the efficiency of chloride extraction and the introduction of the inhibitor.

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Abstract

Dispositivo y procedimiento de uso para Ia eliminación de agentes agresivos en hormigón armado, y repasivación de Ia armadura por introducción de inhibidores aniónicos, mediante Ia colocación de dos electrodos externos, ánodo y cátodo, que situados sobre Ia superficie del hormigón a ambos lados de Ia armadura y Ia conexión a su vez de Ia armadura al cátodo. El montaje se completa con Ia conexión de Ia armadura al cátodo. La duración del procedimiento está controlada por el registro de Ia intensidad de corriente que pasa a través del sistema, de manera que éste se desconectará al registrar una brusca caída de esta intensidad. La eficacia del tratamiento se evalúa posteriormente, por medida de Ia densidad de corriente de corrosión y/o del potencial de corrosión.

Description

DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO DE USO PARA LA ELIMINACIÓN DE AGENTES AGRESIVOS Y REPASIVACIÓN DE LA ARMADURA DE UN HORMIGÓN ARMADO CON INTRODUCCIÓN DE INHIBIDORES ANIÓNI- COS.
Sector de Ia técnica
El dispositivo presentado en esta patente pertenece al sector de las técnicas y métodos de protección, reparación y preservación de las estructuras de hormigón armado. Su aplicación práctica se centra en construcciones ya en servicio, edificios antiguos, puentes u otros tipos de estructuras en los cuales hayan aparecido zonas de corrosión en su armadura debido a Ia presencia de agentes agresivos en el interior del hormigón (como cloruros y/o carbonatáción). Se trata, desde luego, de un método para Ia eliminación de los agentes agresivos causantes de Ia corrosión de Ia armadura en estas estructuras, tanto aquellos que hayan penetrado en el hormigón en servicio desde el ambiente exterior, como porque hayan sido añadidos en el momento de su construcción. El método se completa con Ia repasivación de Ia armadura por Ia introducción de inhibidores aniónicos, especialmente nitritos. El procedimiento presentado también es aplicable a los casos en los cuáles no exista aún una corrosión o agente agresivo presente para las armaduras en el hormigón y, tan sólo, se quiera reforzar Ia protección de Ia capa pasiva, con Ia introducción del inhibidor aniónico.
Estado de Ia técnica.
El empleo del hormigón armado como material de construcción ha sido masivo desde hace varias décadas. La naturaleza del hormigón permite Ia protección de las armaduras, no sólo al actuar como barrera física a Ia penetración de los elementos agresivos, sino que además, el contenido acuoso de los poros presenta un carácter fuertemente alcalino que favorece Ia formación de una película pasiva que protege a las armaduras frente a Ia corrosión. Sin embargo, en los últimos años cada vez son más frecuentes las situaciones de pérdida de prestaciones de las estructuras por problemas de corrosión de las armaduras antes de cumplirse el tiempo de vida en servicio para el que han sido diseñadas. Son notables las pérdidas económicas que se producen anualmente como consecuencia de este fenómeno tan natural. Desde luego, Ia característica porosa del hormigón permite Ia entrada de agresivos para las armaduras a través de los poros, como el ion cloruro o el CO2 atmosférico, o bien, del mismo modo, porque se incorporen cloruros al hormigón durante su fabricación. Cuando el agente agresivo se encuentra en el entorno de Ia armadura, puede causar Ia rotura de Ia película pasiva protectora, iniciándose así un proceso de corrosión activa que viene acompañado de pérdidas en Ia sección de las armaduras, e igualmente, Ia generación de óxidos de carácter expansivo que, al final, provocan tensiones en el seno del hormigón, llegando incluso a producir su fisuración o delaminación.
En ocasiones de Ia práctica habitual, cuando una estructura está expuesta a ambientes muy agresivos, es necesario recurrir al empleo de métodos adicionales de protección, como son los inhibidores de corrosión con el fin de au- mentar su resistencia, garantizando, de este modo, que Ia estructura cumpla con el "tiempo de servicio" para el que ha sido diseñada. En los últimos años, se están realizando estudios enfocados a evaluar Ia viabilidad de aplicar inhibidores de corrosión sobre Ia superficie del hormigón. Aprovechando Ia naturaleza porosa del hormigón, el inhibidor se transportará disuelto en el contenido acuoso de los poros, hasta alcanzar Ia armadura incrementando su resistencia a Ia corrosión.
En otras situaciones, por contra, una estructura puede requerir de una reparación que permita recuperar sus prestaciones de diseño, garantizando su vida en servicio. Generalmente, Io que se plantea es una reparación basada en eliminar el hormigón en torno a Ia armadura, que está dañado por los fenómenos de corrosión a los que ésta se haya visto expuesta como consecuencia de Ia presencia del agresivo; se limpian los óxidos de Ia armadura y el hormigón se sustituye por un hormigón nuevo. No obstante, en los últimos años, se está haciendo un importante esfuerzo en el desarrollo de metodologías de reparación que proponen Ia eliminación del agresivo de Ia estructura. Estas técnicas se basan en Ia aplicación de un campo eléctrico entre Ia armadura conectada como cátodo y un ánodo externo. Entre todas ellas destaca Ia extracción electroquímica del cloruro y Ia realcalinización del hormigón. La extracción electroquímica del cloruro se enfoca a Ia eliminación de este ion del interior del hormigón gracias a su transporte favorecido este por Ia atracción electrostática del mismo hacia un ánodo externo. La realcalinización del hormigón busca recuperar el carácter alcalino de Ia fase acuosa del hormigón en torno a Ia armadura, a partir de Ia generación de iones hidroxilo que acompaña a Ia conexión de Ia armadura como cátodo.
A continuación se presentan, por orden cronológico, las memorias de patentes en Ia que se describen los procedimientos, considerados como más representativos, relacionados con Ia extracción por vía electroquímica de productos perjudiciales (especialmente los cloruros) que por diversas circunstancias pueden haberse introducido en el hormigón dañando su armadura, así como, tam- bien, se explica Ia manera de conseguir Ia repasivación de Ia armadura del hormigón por introducción de inhibidores. Como podrá comprobarse, en ningún de ellos se ha tratado el problema (y, consecuentemente, no se propone una solución) de extracción del cloruro y Ia introducción de inhibidores anióni- cos. • 17/04/1985 EP0200428. Removal of chlorides from concrete.
• 11/01/1988 US4865702. Process of electrochemically re-alkalizing rein- forced concrete.
• 16/05/1989 US352266. Process for rehabilitating internally reinforced concrete by removal of chlorides. (véase ES2022031 ). • 18/04/1991 JP3093681. Desalting of re, src structure.
• 27/12/1991 JP5178678. Method for repairing concrete.
• 19/08/1992 CA2076436. Method and apparatus for the removal of chlorides from steel reinforced concrete structures. • 01/09/1992 DE4229072. Restoring reinforced concrete by electrolytic removal of chloride ions - using electrolyte with resistance not negligible compared with that of concrete to reduce decomposition of water caused by varying thickness.
• 07/07/1993 GB2279664. Anode for impressed current re-alkalization and dechlorination of reinforced concrete subjected to carbonation attack or aggressive ion penetration.
• 13/05/1994 US5427819. Corrosión inhibiting repair and rehabilitation treatment process for reinforced concrete structures.
• 24/01/1995 FR2729694. Process for the regeneration and protection of reinforced concrete.
• 15/02/1997 GB2322139. Electrochemical treatment of concrete (véase
WO9835922). • 30/05/1998 EP0962432. Method and apparatus for the removal of ionic impurities from reinforced concrete structures.
• 05/08/1998 ES2151410. Incorporaron of ionic and ionizable materials in a concrete structure consists of application of a water container and of an ionizable solution container to opposite sides of the concrete. • 18/10/2000 US6387244. Cathodic protection of reinforced concrete with impregnated corrosión inhibitor (véase WO0233147).
De Ia lectura de los documentos reseñados, se consigna que Ia mayor parte de las patentes presentadas hasta Ia fecha, están, preferente y únicamente, enfocadas a Ia rehabilitación de estructuras por extracción del ion cloruro o realcalinización del recubrimiento. En efecto, Ia Figura 1 resume, de un modo esquemático, dos tipos distintos de dispositivo empleados en general. En Ia opción A de Ia figura 1 , en contacto con Ia superficie de hormigón a tratar [100] se coloca un dispositivo que contiene un electrodo exterior [104] sumer- gido en una disolución conductora [105]. Este electrodo exterior actúa como ánodo conectado al polo positivo de Ia fuente de tensión [102], mientras que Ia armadura [103] actúa como un cátodo, conectado al polo negativo de Ia fuente de tensión [102]. La opción B de Ia misma figura 1 , contempla Ia posibilidad de conectar dos electrodos externos [104'] y [106] entre los que se sitúa Ia armadura [103'] y, a su vez, ambos electrodos se encuentran inmersos en sendas disoluciones conductoras [107] y [105']. Una fuente de tensión continua [102'] completa el montaje.
Cuál o cuáles son los electrodos exteriores hace que los diferentes modelos expuestos en los documentos antes referidos, se puedan clasificar en las dos opciones que aparecen a continuación descritas con un mayor detalle.
En Ia opción A de Ia figura 1 : Hay un solo electrodo exterior [104] que actúa como ánodo, inmerso en un electrolito [105], mientras que Ia armadura [103] actúa como cátodo. Esta opción se presenta en los documentos de patentes EP0200428, US35226, JP3093681 , JP5178678, GB2279664, DE4229072. La última invención se centra en el desarrollo de un dispositivo para evitar los problemas del tratamiento asociados a variaciones del espesor del recubrimiento de hormigón a partir de un electrolito de resistencia no despreciable. La patente CA2076436 está enfocada fundamentalmente al desarrollo de un aparato para mantener Ia estructura porosa del hormigón continuamente saturada, aumentando de este modo Ia eficacia del método de eliminación de cloruros de las estructuras de hormigón armado. En Ia invención US6387244 es importante destacar que no se propone un método para Ia extracción electroquímica del ion cloruro, sino una metodología de protección catódica de las armaduras. En otra invención patentada, Ia EP0962432, destaca Ia particularidad de emplear un ánodo de sacrificio, de modo que Ia armadura actúa como cátodo fren- te al ánodo de sacrificio, y el transporte del ion cloruro hacia el exterior del hormigón es forzado por Ia corriente galvánica que se produce por conexión entre ánodo y cátodo. Finalmente, en Ia ES2151410, el procedimiento no se plantea para eliminación del ion cloruro del hormigón sino para Ia introducción en él de especies iónicas o ionizables, (contemplando entre este tipo a los inhibidores catiónicos).
En Ia opción B de Ia figura 1 : Hay dos electrodos exteriores [106] y [104'], que actúan respectivamente como cátodo y como ánodo, inmersos en sendos elec- trolitos [107] y [105'] y en contacto con Ia superficie del hormigón [100'], mientras que, en este planteamiento, Ia armadura [103'] queda despolarizada. Esta opción sólo se propone en Ia patente española ES2151410 aunque sólo se rei- vindica para introducir inhibidores de corrosión de cualquier naturaleza. Si se trata de anión, el inhibidor se sitúa en el compartimento catiónico [107] y, por el contrario, si es un catión en el compartimento anódico [105'], sin contemplar Ia eliminación de agresivo (como cloruros).
Los documentos US4865702 y FR2729694 reivindican, solamente, Ia realcali- nización del hormigón armado. En US4865702 se propone un método de real- calinización electroquímica del hormigón. Sin embargo, en Ia patente FR2729694 Ia propuesta es un método para restaurar el pH del entorno de una armadura embebida en un hormigón, por medio de Ia difusión de una disolu- ción acuosa básica. Esto se lleva a cabo a partir de un electrodo externo (de un material distinto al de Ia armadura), de modo que entre ambas aparece una diferencia de potencial suficiente para provocar Ia migración de Ia disolución hacia el interior del hormigón.
El documento US63887244 propone un tratamiento de protección catódica de una estructura entre un ánodo externo y Ia armadura conectada como cátodo, contemplando Ia aplicación simultánea de un inhibidor de corrosión por flujo electroosmótico a partir de un circuito eléctrico secundario. A efectos de Ia presente patente, en US63887244 se está proponiendo un método de tratamiento diferente, al ser Ia protección catódica un tratamiento de protección permanente en contraste con el carácter temporal de los tratamientos de extracción de cloruros.
Igualmente, en Ia patente CA2076436 se plantea Ia aplicación de un inhibidor de corrosión simultáneo a un tratamiento de extracción de cloruros. Sin embargo en este caso, dada Ia disposición de los electrodos, con Ia armadura actuando como cátodo, no es posible favorecer el transporte de un inhibidor anió- nico, como es el caso propuesto en Ia presente patente. El documento US5427819 explica un procedimiento para Ia reparación de estructuras de hormigón armado basado en Ia eliminación del hormigón contaminado en torno a Ia armadura y posterior saturación de Ia armadura con un in- hibidor de corrosión.
El documento GB2322139 reivindica Ia aplicación de una corriente eléctrica entre un ánodo exterior sumergido en una disolución embebida en un material poroso adherido a Ia superficie del hormigón y un cátodo localizado intérnamente en el hormigón. Esta patente está enfocada al diseño de un dispositivo para Ia reducción de Ia producción de gases de cloro cuando el ion cloruro llega al ánodo procedente del interior del hormigón.
Descripción de Ia invención.
Descripción breve de Ia invención.
En Ia presente patente de invención se describe un procedimiento para Ia eliminación del agente agresivo del hormigón, causante de Ia corrosión de Ia ar- madura, acompañada por Ia regeneración de Ia película pasiva.
El procedimiento está basado en Ia eliminación del agente agresivo para las armaduras por Ia actuación electroquímica del sistema en el seno del hormigón armado, contemplando una introducción simultánea de un compuesto aniónico, preferentemente un nitrito, como inhibidor de corrosión a fin de reforzar Ia re- generación de Ia película pasiva. Para ello se propone un dispositivo, en el que además de dos electrodos externos entre los que se aplica un campo eléctrico, Ia armadura se conecta a su vez al cátodo, según se puede observar en Ia figura 2.
La novedad de esta propuesta reside en el hecho de que Ia conexión de dos electrodos externos [1] y [2] no sólo favorece Ia eliminación del elemento agresivo (como cloruros o carbonatación del hormigón) en el seno del hormigón [3] sino también el transporte del inhibidor aniónico a través del recubrimiento de hormigón [3]. Además, al estar conectada Ia armadura [4] al cátodo externo [1] se evita cualquier riesgo de corrosión de Ia misma durante el tratamiento y además al generarse iones OH" en Ia superficie de Ia armadura se alcaliniza el hormigón del entorno, acción importante en el caso de que el hormigón se encuentre carbonatado.
Al hacer funcionar el sistema de este modo para el caso particular del ion cloruro, este se extrae del hormigón por migración hacia el compartimento [5] que contiene el ánodo externo [2] conectado al polo positivo de Ia fuente de corriente [7]. Simultáneamente, el transporte del inhibidor aniónico (por ejemplo, nitrito calcico), colocado en el compartimento [6] en contacto con el cátodo externo [1], es también acelerado a través del hormigón por el ánodo externo [2]. De esta manera, el anión inhibidor (por ejemplo nitrito), al atravesar el hormigón [3] desde el cátodo externo [1] alcanza a Ia armadura [4], conectada como cátodo interno. Debido a Ia conexión de Ia armadura al cátodo ésta queda protegida de cualquier proceso de oxidación anódica durante del tratamiento. Así el inhibidor aniónico queda disuelto en los poros del hormigón y en el entorno de Ia armadura, de modo que una vez terminada Ia operación, puede éste actuar sobre aquella ejerciendo su acción inhibidora y favoreciendo Ia formación de una nueva película pasiva.
Descripción detallada de Ia invención.
En Ia Figura 2 se describen las partes y componentes esenciales del dispositivo presentado en esta patente de invención. Se diferencia una parte A (recuadro superior) que contiene los dispositivos electrónicos para realizar el tratamiento y una parte inferior, B, correspondiente a los elementos a colocar sobre Ia estructura de hormigón a tratar. Los componentes de ambas partes son:
a) Dos electrodos metálicos externos [1] y [2], en contacto con dos superficies opuestas del bloque de hormigón a tratar, y conectados respectivamente como cátodo [1] y ánodo [2]. b) La conexión eléctrica del cátodo, a Ia armadura interna del hormigón [4]. c) Dos compartimentos, católito [6] y anólito [5], que pueden ser un recipiente conteniendo las disoluciones y/o con material poroso (por ejem- pío, spontex, o similar) en contacto con los electrodos externos y conteniendo las disoluciones: disolución conductora o agua en el anólito [5] y disolución de inhibidor aniónico en el católito [6]. d) Un generador de corriente continua estabilizada, con mandos de ajuste de tensión de trabajo y corriente máxima [7]. e) Relé [8] para Ia conexión de Ia armadura [4] al cátodo exterior [1]. f) Aparatos de medida para Ia monitorización y registro de tensión eléctrica y de corriente [9a] generada durante el tratamiento. g) Un analizador de Ia corriente registrada [9b] con temporizador, para determinar el momento de desconexión y finalización del tratamiento. h) Un potenciostato/galvanostato [10] para confirmar a partir de medidas electro químicas Ia eficacia del tratamiento una vez terminado, i) Electrodo de referencia [11]. j) Un registrador de corriente de corrosión y del potencial de corrosión [12]
Para mayor claridad, en Ia figura 3 se describen en detalle los componentes de Ia parte B del dispositivo inventado, dichos componentes esenciales son:
[3] Hormigón, [4] armadura, [7], generador de corriente, [6] compartimento catódico, [1] cátodo externo, [2] ánodo externo, [5] compartimento anódico.
Tanto el cátodo externo [1] como el ánodo externo [2] que deben cubrir toda Ia superficie a tratar de hormigón, están constituidos por un elemento conductor o metálico, preferiblemente de malla de óxido de titanio activado (TΪO2).
La necesidad de introducir un compuesto inhibidor aniónico, justifica Ia presencia de un compartimento anódico [6] para contener Ia disolución con el inhibidor (católito); asimismo, el sistema exige Ia inclusión de un compartimento ca- tódico[5] con un electrolito conductor (anólito), que incluso puede contener un inhibidor catiónico que también puede penetrar en el bloque de hormigón hacia Ia armadura, durante el tratamiento. En el compartimento catódico es donde se recogerán los cloruros en el caso de Ia extracción de los mismos. Ambos com- partimentos, [5] y [6], contribuyen a favorecer el contacto entre los electrodos externos y Ia superficie del hormigón, así como para alojar los electrolitos del anolito y del catolito, se coloca un material poroso, como por ejemplo spontex, o similar.
La disposición de Ia interfase descrita, electrodos/compartimentos/compuestos inhibidores, constituyen una parte esencial de Ia invención, que se completa con Ia conexión de los electrodos con Ia armadura: cátodo externo conectado con armadura y ambos conectados al ánodo externo. Es conocido que una armadura se corroe como consecuencia de Ia presencia de agentes agresivos (como cloruros o carbonatación) en el hormigón que Ia rodea, bien porque procedan del ambiente exterior (ambiente marino, sales de deshielo, reacción con el CO2 atmosférico) o porque hayan sido incorporados desde el amasado. A partir de medidas electroquímicas, como el potencial de corrosión (ECOrr) y/o Ia resistencia a Ia polarización (RP), parámetro directamente relacionado con Ia velocidad de corrosión de las armaduras, es posible detectar este fenómeno. En Ia norma ASTM C-876-91 se recogen los criterios que asocian los valores del potencial de corrosión (ECOrr) de Ia armadura al riesgo de corrosión. En cuanto a los criterios de pasividad a partir de Ia velocidad de corrosión, empleados aquí como referencia, se recogen en el Informe final de Ia acción COST 521 , Corrosión of steel in reinforced concrete structures, Edt. Cigna R., Andrade, C, Nurnberger, U., Polder, R., Weydert R. and Seitz E., European communities, (2003) 82-11.
De este modo, una vez se ha detectado que una armadura está sufriendo un proceso de corrosión activa, en muchas ocasiones es necesario reparar Ia estructura en Ia que se encuentra. Entre los múltiples métodos de reparación que existen, en los últimos años están jugando un papel importante los métodos de reparación electroquímica de las estructuras, basados en Ia eliminación del agente agresivo de Ia estructura, según se ha descrito en cualquiera de los procedimientos de Ia opción A referidos en el apartado estado de Ia técnica.
El procedimiento que se describe continuación (esquematizado en Ia figura 3) contempla no solo Ia eliminación del agente agresivo, que en el caso del ion cloruro migrará desde el interior del hormigón hacia el anolito [5] (disolución conteniendo el ánodo exterior [2]), si no que al mismo tiempo, se introduce un inhibidor aniónico desde el catolito [6] (disolución conteniendo el cátodo exte- rior [1]) hacia el anolito [5], pasando por el hormigón [3] en contacto con Ia armadura [4] conectada a su vez al cátodo [1], todos ellos conectados al generador o fuente de corriente [7].
Adicionalmente, Ia conexión de Ia armadura como cátodo favorece Ia reacción de reducción de los óxidos de hierro que sobre ella existieran previamente durante su corrosión activa, así como su inmunidad frente a Ia corrosión:
FeOx + XH2O + 2xe" → Fe + 2xOH"
La conexión de Ia armadura como cátodo está acompañada también de un proceso de generación de iones hidroxilo que contribuirán a mantener el elevado pH del hormigón cerca de Ia armadura y por tanto se verá favorecida Ia regeneración de Ia película pasiva.
Como ya se ha apuntado en líneas arriba, el problema técnico que se trata de resolver es evitar que el proceso de corrosión de Ia armadura aparezca, o se reproduzca, para Io cual se puede plantear Ia posibilidad de introducir un inhibidor de Ia corrosión. Si éste es catiónico no debe haber dificultad en realizar ambas operaciones simultáneamente, introduciendo en el compartimento anó- dico el inhibidor y favoreciendo su transporte hacia Ia armadura conectada como cátodo, de modo que no se está contemplando Ia posibilidad de utilizar inhibidores aniónicos, como los nitritos, inhibidor que hasta Ia actualidad ha demostrado ser el inhibidor más eficaz. Este efecto inhibidor de los nitritos está explicado en Ia patente US5427819 ya citada, en Ia que se incluye como mecanismo de actuación del nitrito Ia reacción con los iones Fe++ en Ia superficie del acero de Ia armadura de acuerdo con el siguiente proceso:
2 Fe++ + 2 OH" +2 NO2 " →.2 NOt + Fe2 O3 + H2 O
En Ia citada patente se plantea Ia aplicación superficial de inhibidores de corrosión únicamente después del tratamiento de reparación por eliminación del hormigón dañado.
Se ha comprobado experimentalmente que Ia opción B de Ia figura 1 , antes comentada, al dejar Ia armadura sin conectar al generador de corriente, no es muy apropiada para realizar ambas operaciones simultáneamente, posiblemente debido a que, al estar Ia armadura en medio de un campo eléctrico, ésta se polariza a un potencial intermedio actuando, en cierto modo como ánodo, y evitando así Ia deseable pasivación de Ia armadura.
Se ha comprobado, así mismo, que estas dificultades pueden resolverse simplemente conectando Ia armadura al cátodo exterior como se indica en Ia figura 3. De esta manera, dado que el hormigón armado está constituido por barras, conectadas eléctricamente entre si, Io que permite que el campo eléctrico pase entre ellas. En Ia figura 4 se muestra Ia dirección y sentido del transporte de cloruro, OH" e inhibidor aniónico dentro de Ia probeta de hormigón. Como se indica en Ia figura 4, Ia línea llena indica que se está favoreciendo Ia introduc- ción de los nitritos en el hormigón y Ia salida de los cloruros del mismo, mientras que Ia armadura, actuando como cátodo, da lugar a un segundo campo (línea de puntos) que permite Ia reducción del óxido y generación de OH", al tiempo que el ion cloruro es electrostáticamente repelido por Ia superficie de Ia armadura, además de Ia llegada del inhibidor aniónico.
En concreto, en Ia figura 4 se presentan como círculos el corte transversal de las armaduras [4]; al estar todas ellas en contacto entre sí, basta que Ia conexión eléctrica entre el cátodo externo [6] y Ia armadura [4] se haga sobre una de ellas. En esta figura se representan las líneas del campo eléctrico aplicado; en línea llena las líneas de campo eléctrico que van del cátodo exterior [6] al ánodo exterior [5] y que transportan el inhibidor aniónico hacia Ia masa del hormigón [3]) y, también, se ven las líneas de puntos que van de las armaduras [4] al ánodo externo [5]. Naturalmente entre cátodo externo y armadura no aparecen estas líneas de campo discontinuas ya que ambos electrodos están al mismo potencial.
Es importante destacar que el procedimiento propuesto en Ia presente invención para Ia eliminación del agente agresivo y/o extracción del ion cloruro, al contemplar Ia conexión de Ia armadura como cátodo, favorecerá a su vez Ia regeneración de Ia película pasiva en situaciones en las que además de Ia presencia de cloruros exista un problema de carbonatación en las cercanías de Ia armadura. A su vez, Ia introducción simultánea del inhibidor aniónico va a contribuir a recuperar y reforzar Ia película pasiva sobre Ia armadura en situaciones en las que Ia extracción del ion agresivo (por ejemplo, el cloruro) haya sido parcial.
Procedimiento de control de funcionamiento del dispositivo durante el tratamiento.
Durante el tratamiento al aplicar el campo eléctrico desde el generador de corriente [7] en Ia figura 2, se detecta un incremento brusco de Ia corriente pasada por el sistema, registrada por [9a] y analizada por [9b], de forma que al producirse una caída brusca de corriente el temporizador de [9b] salta y se desconecta el generador de corriente [7] y salta el relé en [8]. En Ia figura 5 se muestra Ia medida de Ia densidad de corriente pasada durante Ia conexión del tratamiento llevado a cabo por aplicación de un voltaje de 12 V DC entre ánodo y cátodo mantenida durante 5 días. Esta gráfica prueba Ia posibilidad de disponer un sistema de control cuando se mide en modo continuo Ia intensidad que pasa a través de las armaduras durante el tratamiento. De esta forma, cuando se detecta una caída de este parámetro (superior al 70 %) se desconecta el sistema y finaliza el tratamiento. El análisis del contenido de los poros del hormigón en las proximidades de Ia armadura después del tratamiento ha mostrado que cuando tiene lugar esta caída de intensidad, se ha alcanzado una eficacia en Ia extracción de cloruros por encima del 75% y que el ion nitrito ha llegado a Ia armadura, estando presente en una concentración 0.1 M.
Criterio para determinar cuando el tratamiento ha terminado satisfactoriamente por medio de Ia medida de Ia densidad de corriente de corrosión de Ia armadura.
Cuando se termina el tratamiento, el inhibidor queda disuelto en los poros del hormigón y favorece Ia regeneración de Ia película pasiva al ejercer su capacidad protectora sobre los procesos de pasivación de Ia armadura. La figura 6 indica como debe tener lugar Ia conexión para Ia comprobación de Ia eficacia del tratamiento. El dispositivo (una vez desconectada Ia corriente del generador [7] y abierto el relé [8] de Ia figura 2) para comprobar Ia eficacia del tratamiento se conecta internamente, como se indica en Ia figura 6, cerrando un circuito de tres electrodos entre los que se mide el potencial y Ia densidad de corrosión de Ia armadura con el potenciostato/galvanostato [10]: electrodo de trabajo (armadura [4]), electrodo auxiliar (el cátodo externo [2] introducido en el compartimento [5]) y electrodo de referencia [11] directamente en contacto con Ia disolución del compartimento [5], para las medidas de potencial de corrosión y densidad de corrosión de Ia armadura.
En Ia figura 7 se puede observar Ia respuesta electroquímica de Ia armadura tras Ia desconexión del tratamiento en medidas de densidad de corriente de corrosión y del potencial de corrosión. En el Informe final de Ia acción COST 521 , Corrosión of steel in reinforced concrete structures, Edt. Cigna R., Andra- de, C, Nurnberger, U., Polder, R., Weydert R. and Seitz E., European commu- nities, (2003) 82-111 , los valores por debajo de 0.1 microA cm"2 se consideran despreciables en cuanto a pérdida de acero por corrosión de Ia armadura. De este modo se confirma que pasados 10 días desde el tratamiento, Ia situación de pasivación de Ia armadura se ha recuperado, encontrándose ésta protegida frente a Ia corrosión, situación que se ha mantenido durante más de 3 meses desde el tratamiento.
Procedimiento para llevar a Ia práctica el objeto de esta invención
A continuación se describe con detalle una de las posibles maneras de llevar a cabo el procedimiento objeto de Ia presente invención. El dispositivo propuesto (que ha sido el empleado en los ensayos del ejemplo que se expondrá a continuación), se esquematiza en Ia Figura 2 de Ia que pasamos a describir sus elementos fundamentales:
Partiendo de una fuente de corriente continua conectada a Ia corriente de Ia red de 220/380 V (salvo que se desee que Ia unidad sea autónoma, caso en el que será necesario utilizar baterías) se alimenta un rectificador capaz de dar una tensión estabilizada de hasta 12 V de corriente continua regulable mediante el correspondiente potenciómetro. En elementos de gran tamaño puede contemplarse Ia necesidad de aumentar esta tensión en función del espesor del bloque de hormigón a tratar. A efectos de evitar cortocircuitos, mediante otro potenciómetro se fija Ia corriente máxima que puede obtenerse del dispositivo. Los valores de Ia tensión aplicada así como Ia corriente consumida podrán verse en los correspondientes instrumentos situados en el panel de control del dispositivo en el cual se sitúan tres bornes (con las correspondientes identificaciones) para Ia conexión a los electrodos exteriores y a un punto de Ia armadura.
Tras situar el material poroso impregnado con electrolito del catolito y del anoli- to en las paredes exteriores de Ia estructura a tratar y conectar los electrodos a los bornes correspondientes, se pulsa el interruptor de arranque, con Io que se cierra Ia conexión [8] de Ia figura 2 que conecta Ia armadura con el borne nega- tivo al que se conecta el cátodo exterior. Se ajustan los parámetros de tensión y corriente y comienza a realizarse el proceso. Las soluciones con las que está impregnado el material poroso (spontex o similar), con Ia disolución de inhibidor aniónico, Ia que contiene el cátodo exterior, y con agua o disolución conductora con inhibidor catiónico, Ia que contiene el ánodo exterior, se reponen periódicamente mediante un sistema de goteo o cualquier otro adaptable a las condiciones físicas.
Un sistema eléctrico apropiado, analiza de forma continua Ia intensidad de Ia corriente que atraviesa Ia masa de hormigón a tratar y determina el momento en que Ia intensidad cae de forma casi instantánea (véase Ia figura 5) a más del 70 %. Mediante un temporizador se mantendrá Ia corriente durante un tiempo que se fijará previamente (en principio 24 horas).
Transcurrido este tiempo el sistema acaba su cometido y se desconecta de Ia fuente de corriente. Sin embargo, como es conveniente confirmar el estado de corrosión de Ia armadura y Ia eficacia del tratamiento, es importante tomar medidas de potencial de Ia corrosión y de Ia densidad de corriente de corrosión de Ia armadura tras Ia desconexión del tratamiento. Esta comprobación puede hacerse independientemente o bien incluyendo en el equipo una unidad co- mercial Ia cual puede conectarse como se indica en el esquema de Ia Figura 6. En este caso, cuando termina el proceso y se desconecta Ia fuente de tensión, se abre el interruptor [8] y se manda Ia tensión de red al potenciostato [10] el cual, en función de Ia curva corriente-tiempo (figura 7), permitirá obtener Ia medida de Ia resistencia a Ia polarización (RP) en Ia armadura, directamente rela- donada con Ia densidad de corriente y el potencial de corrosión, conectando para ello los electrodos [2] y [11] a Ia armadura [4] , para conocer si el proceso ha terminado correctamente. Si pasado un tiempo superior a 15 días no se han alcanzado valores de densidad de corrosión inferiores a 0.2 microA-cm"2 o potenciales de corrosión > -250 mV (ESC) será necesario repetir el proceso. Da- da Ia duración de Ia confirmación de Ia eficacia del tratamiento (un mínimo de unos 90 días) el dispositivo puede disponer de un sistema de alarma y/o de repetición del ciclo. Descripción detallada de las figuras.
Figura 1. Esquema de los dispositivos según las dos opciones de colocación de los electrodos de acuerdo con los documentos analizados en el apartado del estado de Ia técnica: Opción A y Opción B.
Figura 2. Descripción de componentes electrónicos en el montaje para llevar a cabo Ia presente invención: A) Descripción de los componentes electrónicos para llevar a cabo el procedimiento, B) componentes para colocar sobre Ia estructura.
Figura 3. Esquema simplificado de Ia manera de llevar a cabo Ia presente invención en el dispositivo B. Dirección del flujo de líneas de corriente
Figura 4. Esquema de un corte transversal (vista cenital) perpendicular a un bloque de hormigón armado.
Figura 5. Diagrama densidad de corriente-tiempo en el transcurso del trata- miento descrito en Ia presente invención.
Figura 6- Esquema del circuito potenciostático para confirmación de Ia eficacia del tratamiento.
Figura 7. Evolución temporal de Ia densidad de corriente de corrosión de Ia armadura tras el tratamiento de eliminación de agresivos (como cloruros) con introducción simultánea de inhibidor aniónico (como nitrito) en el hormigón.
Ejemplo de realización de esta invención.
Para demostrar Ia aplicación industrial de esta invención se realizó una prueba que consistió en Ia pasivación de una probeta de mortero armado, de 8x5.5x2 cm, fabricado con cemento portland y arena silícea en proporción 1/3 y agua/cemento= 0,5 añadiendo 1 % de cloruro en peso de cemento. El procedimiento de pasivado de Ia probeta se describe a continuación.
Paso 1. Preparación de las probetas
Se partió de una muestra de mortero contaminada con cloruro desde el inicio, para ello, el cloruro se añadió durante el amasado del bloque. Las probetas de mortero se mantuvieron en ambiente controlado de humedad (> 95 % HR) y temperatura (20 ± 2 0C) y periódicamente se tomaron medidas de potencial y densidad de corriente de corrosión a partir de un potenciostato dotado de un sistema de compensación de Ia caída óhmica (en este ejemplo AMEL 551 ). Las probetas de mortero con cloruro se mantuvieron un tiempo con elevados valores de intensidad de corrosión (> 0.2 microA cm"2) y posteriormente se llevó a cabo un tratamiento de reparación. Como compartimentos anódico y catódico se emplearon mantas de spontex.
Paso 2.Tratamiento de Ia probeta corroída
Una vez registradas densidades de corriente de corrosión indicativas de un proceso de corrosión activa para garantizar una corrosión sobre Ia armadura, se montó el dispositivo para el tratamiento de extracción electroquímica de cloruros simultánea a Ia incorporación del inhibidor aniónico según se ha descrito en Ia presente invención. En este caso se empleó nitrito calcico, Ca(NÜ2)2 0,5 M.
La figura 5, corresponde a Ia identificación del buen funcionamiento de Ia etapa del tratamiento con el campo eléctrico, durante Ia extracción del cloruro e introducción del inhibidor. Se aprecia claramente como durante el tratamiento se registran elevados valores de corriente que pasa por el sistema, superiores a 10mAcm"2 indicativos del buen funcionamiento del procedimiento, así como una caída brusca de Ia corriente cuando el final del tratamiento había tenido lugar, aunque en este caso se mantuvo un tiempo extra conectado con el fin de conocer si el cambio era permanente. Paso 3. Evaluación de Ia eficacia del tratamiento y análisis de Ia muestra Según se ha descrito en Ia invención, tras detectar una caída de Ia intensidad registrada durante Ia conexión del tratamiento éste se desconectó y se toma- ron medidas periódicas del potencial de corrosión y de Ia densidad de corriente de corrosión de Ia armadura para evaluar Ia eficacia del tratamiento y confirmar que Ia armadura tras el mismo recuperaba nuevamente una situación de pasividad.
Al final del ensayo, Ia probeta de hormigón se rompió con el fin de hacer Ia evaluación visual del estado superficial de Ia armadura. Se pudo hacer análisis del contenido de cloruro y de nitrito de los poros del hormigón para evaluar Ia eficacia de extracción de cloruros y de Ia introducción del inhibidor.
Los resultados de esta prueba se describen gráficamente en Ia Figura 7.
En cuanto a Ia figura 7, La determinación de Ia densidad de corriente de corrosión a Io largo del tiempo en Ia armadura tras el tratamiento que va descendiendo con el tiempo hasta alcanzar valores inferiores a 0,1 microAcm"2 que se mantuvieran constantes en el tiempo e indicando que Ia repasivación de Ia ar- madura se había logrado.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para eliminar agentes agresivos de un bloque de hormigón arma- do y repasivación de su armadura metálica mediante Ia introducción de inhibidores de Ia corrosión, caracterizado porque comprende las partes siguientes:
a) Dos electrodos metálicos externos [1] y [2], en contacto con dos superficies del bloque de hormigón a tratar, y conectados respectivamente como cátodo [1] y ánodo [2],
b) La conexión eléctrica del cátodo externo [1], a Ia armadura interna del hormigón [4],
c) Dos compartimentos, catolito [6] y anolito [5], que pueden ser un recipiente conteniendo las disoluciones y/o con material poroso (por ejemplo, spontex, o similar) en contacto con los electrodos externos y conteniendo las disoluciones: disolución conductora de inhibidor catióni co o agua en el anolito [5] y disolución de inhibidor aniónico en el catoli to [6],
d) Un generador de corriente continua estabilizada, con mandos de ajus te de tensión de trabajo y corriente máxima [7],
e) Un relé [8] para Ia conexión de Ia armadura [4] al cátodo exterior [1],
f) Aparatos de medida para Ia monitorización y registro de tensión eléctrica y de corriente [9a] generada durante el tratamiento,
g) Un analizador de Ia corriente registrada [9b] con temporizador, para determinar el momento de desconexión y finalización del tratamiento, h) Un potenciostato/galvanostato [10] para confirmar a partir de medidas electroquímicas Ia eficacia del tratamiento una vez terminado,
i) Electrodo de referencia [11],
j) Un registrador de corriente de corrosión y del potencial de corrosión [12].
2. Dispositivo según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque los electrodos, el ánodo [2] y el cátodo [1], están formados por una malla de titanio activado, eléctricamente conductora, y colocados en contacto con una superficie porosa (spontex o similar), humedecida con el compuesto inhibidor aniónico en contacto con el cátodo, y con agua, o inhibidor catiónico, en el ánodo.
3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el campo eléctrico asociado a una tensión continua aplicada entre los electrodos [1] y [2] guía los iones cloruro hacia Ia superficie del bloque en contacto con [2], mientras que los iones de los inhibidores se introducen en el bloque de hormi- gón hacia Ia armadura [4] conectada al electrodo [1] para pasivarla.
4. Procedimiento para eliminar agentes agresivos de un bloque de hormigón armado y repasivación de su armadura metálica, según las reivindicaciones anteriores, 1 , 2 y 3, caracterizado porque favorece Ia introducción de in- hibidores, y que comprende los pasos de aplicación siguientes:
a) polarizar positivamente el ánodo [2] del dispositivo (reivindicación 1 ) con una tensión eléctrica continua de valor determinado. El electrodo ánodo se coloca bajo contacto presionante en Ia superficie externa del bloque de hormigón, b) polarizar negativamente el cátodo [1] del dispositivo y Ia armadura del hormigón [4] (reivindicación 1 ) con una tensión eléctrica continua. El electrodo, previamente bien humedecido con una solución acuosa del compuesto inhibidor, se coloca en contacto presionante con otra superficie del bloque de hormigón.
5. Procedimiento según Ia reivindicación 4, caracterizado porque permite al usuario un continuo control de Ia intensidad de corriente eléctrica y así esta- blecer un criterio para dar por terminado el tratamiento, mediante una simple medida de Ia corriente eléctrica que circula entre ambos electrodos [1] y [2].
6. Procedimiento según las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque comprende el control preciso y continuo, por medio de un potenciostato [10], de Ia eficacia del tratamiento de eliminación de agentes agresivos, a partir de medidas electroquímicas.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 4, 5, y 6, caracterizado porque Ia conexión de las armaduras del hormigón a repasivar, al estar éstas conecta- das como cátodo, se facilita Ia regeneración de Ia película pasivante, al ser favorecidas por Ia penetración de productos inhibidores de Ia corrosión en aquellos casos en que los agentes agresivos, como los iones cloruro y Ia car- bonatación, hayan sido los causantes de Ia degradación de las armaduras.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 4, 5, 6 y 7, caracterizado porque Ia introducción simultanea de los agentes inhibidores contribuye a recuperar y reforzar Ia película pasivadora sobre Ia armadura, en casos o situaciones en los cuales Ia extracción, del ion, o iones, agresivos, o Ia eliminación de las condiciones agresivas, haya sido parcial.
9. Dispositivo y procedimiento, según las reivindicaciones 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8, caracterizados porque se permite su uso, o aplicación, en bloques de hormigón armado ya corroído con el fin de eliminar Ia causa de ese daño estructural. Así como también, en hormigón no dañado por Ia corrosión y mejorar, entonces, su pasivado ante posibles agentes agresivos de inclusión posterior.
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