Zasada działania

Schemat działania Topzinc

Ochrona katodowa zbrojenia.

Aby doprowadzić do sytuacji, że procesy korozyjne nie będą pojawiały się na stali zbrojeniowej należy stworzyć układ, w którym stal zbrojeniowa będzie elektrodą dodatnią czyli katodą. Wówczas na katodzie będzie dochodziło tylko i wyłącznie do reakcji redukcji i procesy korozyjne nie będą zachodziły.

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®. Ochrona katodowa zbrojenia, ochrona katodowa zbrojenia

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.

Ochrona katodowa zbrojenia, ochrona katodowa zbrojenia

In order to prevent corrosion processes from occurring on the reinforcing steel, a system should be created in which the reinforcing steel will be the positive electrode, i.e. the cathode. Then only reduction reactions will take place at the cathode and corrosion processes will not occur. For such a situation to occur, a galvanic cell must be created between the protected metal, i.e. reinforcing steel, and a material with a potential lower than that of Fe2+ iron, e.g. (Zinc, Magnesium, Aluminum). The water solution in the pores of the concrete will act as an electrolyte. In the cell created in this way, the current flows from the material with a potential lower than the potential of iron, which we can call the protector, to the protected metal, i.e. reinforcing steel. Due to the fact that in the cell produced, the protector takes a negative charge and becomes the Anode, and the protected metal takes a positive charge value and becomes a Cathode, an oxidation reaction – corrosion in reinforced concrete takes place on the anode, while a reduction reaction takes place on the protected metal and thus no corrosion processes take place on the protected metal. This is how the TopZinc® corrosion protection system for reinforcing steel is created.

This corrosion protection system for reinforcing steel is called concrete cathodic protection, sacrificial zinc anode or galvanic method. These three names are equivalent and refer to one protection system.

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.

In the case of renovations and repairs of reinforced concrete structures, in which the concrete is contaminated with chlorides and the cover is carbonated, repairs of reinforced concrete structures performed only using repair materials are not effective. The standard requirements include restrictions on the content of chloride ions in repair mortars for repairing reinforced concrete structures. When, in the repaired reinforced concrete structure, the liquid contained in the pores of the concrete and containing chlorides comes into contact with the liquid from the pores of the fresh repair mortar without chlorides, in accordance with the principle of equalizing the concentrations of the solutions, the chlorides will migrate into the fresh repair mortar to be repaired. reinforced concrete structure. This will lead to corrosion of the „traditionally repaired” reinforcement. In such a case, when repairing a reinforced concrete structure, we should perform electrochemical extraction of chlorides and/or perform cathodic protection using TopZinc zinc protectors for cathodic protection of the reinforcement in accordance with the PN-EN 1504-9 standard. In order to select the number of TopZinc zinc protectors for cathodic protection of reinforcement in the reinforced concrete structure being repaired, we must know the diameter and length of the reinforcing bars to be protected, the exposure class according to the PN-EN 206-1 standard and the expected number of years of protection. After calculating the number of zinc protectors needed for cathodic protection of the reinforcement, it is recommended to arrange the protectors in such a way as to ensure even distribution of current along the entire length of the reinforcing bar.