Ekstrakcja chlorków

Elektrochemiczna ekstrakcja chlorków z betonu

zgodnie z norma PN-EN 1504 zasada 7 metoda 5

Występujące w środkach odladzających, w wodzie morskiej,  jony chlorkowe, niezależnie od stężenia wnikają w strukturę otuliny betonowej w obiektach inżynieryjnych  np. mostów, wiaduktów, tuneli , parkingi wielostanowiskowych, budowli morskich. Szybkość wnikania jonów chlorkowych rośnie wraz ze wzrostem stężenia roztworu chlorków przy powierzchni betonu, przepuszczalności betonu, wilgotności, oraz występowaniu rys w betonie. Obecność jonów chlorkowych w otoczeniu stali zbrojeniowej prowadzi do uszkodzenia warstewki pasywnej otaczającej pręty zbrojeniowe i rozpoczęcia procesów korozyjnych.  Zgodnie z przyjętymi normowymi kryteriami, rozpoczęcie procesów korozyjnych na powierzchni stali w betonie rozpoczyna się przy stężeniu jonów chlorkowych przekraczającym 0,4 % w stosunku do masy cementu lub zgodnie z kryterium Hausmana gdy iloraz stężenia jonów chlorkowych i wodorotlenowych przy powierzchni stali w betonie jest większy niż 0,6. W przypadku wykonywania remontów konstrukcji, w których beton jest skażony jonami chlorkowymi, naprawy wykonywane tylko przy zastosowaniu standardowych metod z użyciem materiałów naprawczych nie są skuteczne. Zaprawy naprawcze używane powszechnie do uzupełniania ubytków w betonie nie mogą i nie posiadają chlorków w swoim składzie. W momencie, w którym naprawionej konstrukcji żelbetowej dojdzie do kontaktu cieczy, która znajdujące się w porach betonu i zawiera chlorki, z cieczą z porów świeżej zaprawy naprawczej bez zawartości chlorków, to zgodnie z zasadą wyrównania stężeń roztworów dojdzie do błyskawicznej migracji chlorków do świeżej zaprawy naprawczej . Doprowadzi to do bardzo szybkiej korozji „tradycyjnie naprawionego” zbrojenia. W przypadku występowania jonów chlorkowych Cl- w betonie działających agresywnie na stal zbrojeniową,  można wykonać zgodnie z normą PN-EN 1504 zasada 7 metoda 5,  elektrochemiczną ekstrakcję chlorków z betonu/otuliny. Wywołując sztuczne pole elektryczne w obszarze skażonym, wywołany zostanie ,,ruch’’ jonów w kierunku powierzchni, z której agresywne chlorki zostaną usunięte co spowoduje odtworzenie warstwy pasywującej na powierzchni stali oraz odzyskanie przez beton ochronnych właściwości w stosunku do zbrojenia.

Fot nr 1. Występowanie jonów chlorkowych w betonie .

Podczas wykonywania elektrochemicznej ekstrakcji chlorków  z betonu, do stali zbrojeniowej podłączany jest ujemny biegun zasilania stałym prądem o napięciu od 12 do 24 Voltów i natężeniu do około 2 A/m2. Dodatni biegun zasilania podłączony jest do elektrody, przeważnie tytanowej znającej się w otoczeniu włókien celulozowych lub geowłókniny nasyconej roztworem zasadowym. Po włączeniu zasilania zainicjowane pole elektryczne pomiędzy zbrojeniem, a elektrodą powoduje, że jony o ładunku ujemnym (Cl-) rozpoczynają migrację w kierunku elektrody dodatniej. Jony chlorkowe przemieszają się przez pory w betonie i wytrącają się w elektrolicie oraz utleniają na powierzchni siatki anodowej. Podczas procesu elektrochemicznej ekstrakcji chlorków na bieżąco kontrolujemy stężenie chlorków w betonie.

Średnio zabieg elektrochemicznej ekstrakcji chlorków z otuliny betonowej trwa od 3 do 8 tygodni.

Fot nr 2. Schemat elektrochemicznej ekstrakcji chlorków .