Ochrona Katodowa Zbrojenia

Ochrona katodowa zbrojenia jest elektrochemiczną metodą zabezpieczania konstrukcji żelbetowych przed korozją stali. Stosuje się ją zarówno w konstrukcjach, w których proces korozji już występuje, jak również jako ochronę prewencyjną zwiększającą trwałość obiektu.

Szczególne zastosowanie znajduje w konstrukcjach narażonych na działanie chlorków, takich jak mosty, wiadukty, parkingi wielopoziomowe, garaże podziemne oraz obiekty hydrotechniczne.

Galwaniczna ochrona katodowa wykorzystuje anody cynkowe połączone elektrycznie ze zbrojeniem. Anody dostarczają prąd ochronny, powodując polaryzację katodową stali i ograniczenie szybkości procesów korozyjnych.

System TopZinc® umożliwia wykonywanie zarówno lokalnej ochrony stref napraw, jak i projektowanych systemów ochrony katodowej większych powierzchni konstrukcji żelbetowych.

Na czym polega ochrona katodowa zbrojenia?

Ochrona katodowa polega na zmianie warunków elektrochemicznych na powierzchni stali w taki sposób, aby ograniczyć przebieg reakcji odpowiedzialnych za jej korozję.

W systemie galwanicznym zbrojenie jest elektrycznie połączone z anodą wykonaną z metalu o bardziej ujemnym potencjale elektrochemicznym – w systemie TopZinc® jest nim cynk.

Po wykonaniu połączenia powstaje ogniwo elektrochemiczne, w którym:

anoda cynkowa – ulega kontrolowanemu zużyciu i dostarcza prąd ochronny,

stal zbrojeniowa – zostaje spolaryzowana katodowo,

beton – stanowi elektrolit umożliwiający przepływ jonów.

Dzięki temu ograniczana jest szybkość reakcji anodowej zachodzącej na powierzchni chronionego zbrojenia.

Aby doszło do takiej sytuacji należy wytworzyć ogniwo galwaniczne pomiędzy metalem chronionym, czyli stalą zbrojeniową i materiałem o potencjale mniejszym od potencjału żelaza Fe2+, np (Cynkiem, Magnezem, Aluminium). Roztwór wodny w porach betonu będzie odgrywał rolę elektrolitu. W tak utworzonym ogniwie płynie prąd z materiału o potencjale mniejszym od potencjału żelaza, który możemy nazwać protektorem, do metalu chronionego czyli stali zbrojeniowej. W związku z tym, że w wytworzonym ogniwie protektor przyjmuje wartość ładunku ujemną i staje się Anodą, a metal chroniony przyjmuje wartość ładunku dodatnią i staje się Katodą, na anodzie dochodzi do reakcji utleniania – korozji, natomiast na metalu chronionym dochodzi do reakcji redukcji i tym samym na metalu chronionym nie dochodzi do procesów korozyjnych. W ten sposób tworzony jest system ochrony antykorozyjnej stali zbrojeniowej TopZinc^®.

Ten system ochrony antykorozyjnej stali zbrojeniowej nazywany jest ochroną katodową, metodą traconej anody lub metodą galwaniczną. Te trzy nazwy są równorzędne i dotyczą jednego systemu ochrony.

W przypadku wykonywania remontów,  napraw  konstrukcji żelbetowych, w których beton jest skażony chlorkami, a otulina skarbonatyzowana, naprawy konstrukcji żelbetowych wykonywane tylko przy zastosowaniu materiałów naprawczych nie są skuteczne. W wymaganiach normowych  znajdują się ograniczenia dotyczące zawartości jonów chlorkowych w zaprawach naprawczych do naprawy konstrukcji żelbetowej . W momencie, w którym w naprawionej konstrukcji żelbetowej dojdzie do kontaktu cieczy, która znajduje się w porach betonu i zawiera chlorki, z cieczą z porów świeżej zaprawy naprawczej bez chlorków, zgodnie z zasadą wyrównania stężeń roztworów dojdzie do migracji chlorków do świeżej zaprawy naprawczej do naprawy konstrukcji żelbetowej . Doprowadzi to do korozji „tradycyjnie naprawionego” zbrojenia. W takim przypadku podczas naprawy konstrukcji żelbetowej powinniśmy wykonać elektrochemiczna ekstrakcję chlorków  lub/oraz wykonać ochronę katodową zbrojenia przy zastosowaniu protektorów cynkowych TopZinc do ochrony katodowej zbrojenia zgodnie z normą  PN-EN 1504-9. W celu doboru liczby protektorów cynkowych TopZinc do ochrony katodowej zbrojenia w naprawianej konstrukcji żelbetowej musimy znać średnicę oraz długości prętów zbrojeniowych do ochrony, klasę ekspozycji wg normy PN-EN 206-1 oraz zakładaną liczbą lat ochrony. Po obliczeniu liczby potrzebnych protektorów cynkowych do ochrony katodowej zbrojenia, zalecane jest takie rozmieszczenie protektorów, aby zapewniony był równomierny rozdział prądu na całej długości pręta zbrojeniowego.

Zobacz także: Ochrona katodowa – zasada działania.