Katodiskt skydd av betongkonstruktioner.Termiskt sprutade offeranoder av zink – Etapp 2

Rapportnummer:  2015:134
Artikelnummer: 
Spridning: free
Författare:  Bror Sederholm, Anders Selander
Pris (tryckt rapport, ex. moms): 
Lagerstatus (tryckt rapport): Slut
Referat:
Våren 2010 startades forskningsprojektet Katodiskt skydd av betongkonstruktioner med termiskt sprutade offeranoder av zink. I projektet, som varit indelat i två etapper, gjordes i den första etappen en litteratur- och erfarenhetsinsamling om termiskt sprutade zinkanoder på befintliga
betongkonstruktioner. Även en tillståndsbedömning genomfördes på sprutade zinkskikt hos silgator i kylvattenvägar i Forsmark och på kantbalken vid Ölandsbron. På de utvalda objekten utfördes okulära undersökningar av zinkskiktens utseende och vidhäftning mot betongyta. Betongkärnor med påsprutat zinkskikt togs ut för undersökning i laboratorium.
Resultaten från dessa undersökningar finns redovisade i Elforsk Rapport nr 11:55 - Katodiskt skydd av betongkonstruktioner med termiskt sprutade offeranoder av zink, Ref 1.
I föreliggande rapport, som avslutar Etapp II, redovisas både resultat från kontrollerade laboratorieundersökningar av termiskt zinksprutade betongblock med ingjutna provstänger av kolstål som exponerats i olika relativa fuktigheter (75, 85, 97 och 100 %) samt resultat från kontrollmätningar av skyddsförmågan hos tre olika katodiskt skyddade betongkonstruktioner med termiskt sprutade offeranoder av zink. Vid termiska sprutningen av zink på betongkonstruktionerna har både ljusbågs- och flamsprutningsteknik använts.
Följande skyddade betongkonstruktioner ingick i undersökningarna:
- Kantbalkar till stödmur på Essingeleden, Stockholm (ljusbågssprutning).
- Betongvägg vid silgata 3, intagsbyggnaden vid Forsmark kärnkraftverk 1 och 2 (flamsprutning).
- Kantbalk, under- och insida brolåda, utefter Hjalmar Brantings väg, Göteborg (ljusbågssprutning).
Skyddsförmågan hos det termiskt sprutade zinkskiktet har utvärderats både på laboratorium och i fält genom potentialmätningar (enligt SS-EN 12696:2012 ”Katodiskt skydd av stål i betong – Konstruktioner i atmosfär”).
Resultat - laboratorieundersökning
Resultaten från potentialmätningar utförda på betongingjutna provstänger av stål som exponerats på laboratorium i klimatboxar med olika relativa fukthalter (75, 85, 97 och 100 %) visade att skyddsförmågan hos det termiskt sprutade zinkskiktet var god i samtliga miljöer.
Resultaten från utvärderingen av korrosionshastighet och maximalt frätgropsdjup av skyddade och oskyddade provstänger av stål exponerade ett år på laboratorium i klimatboxar med en relativ fukthalt av 97 och 100 % visade att korrosionshastigheten var låg (< 1,3 μm/år) hos både skyddade och icke skyddade provstänger förutom en provstång (ca 3,1 μm/år och ett maximalt frätgropsdjup av 525 μm) som varit oskyddad och exponerats i en klimatbox med en relativ fuktighet av 97 %. Övriga provstänger var helt oangripna av korrosion och detta gäller både skyddade och oskyddade provstänger.
Resultat - fältundersökning
Potentialmätningar utförda under det första året visade att samtliga termiskt zinksprutade betongkonstruktioner gav ett fullgott katodiskt skydd enligt den europeiska standarden, SS-EN 12696:2012 ”Katodiskt skydd av stål i betong – Konstruktioner i atmosfär”).
Efter ca 1½ års drift framgick det av resultaten från potentialmätningarna som utförts vid Essingeleden och vid vägbron i Göteborg att depolarisationen, (E(från, 24 tim) ), efter 24 timmars isärkoppling, var negativ vid en av fyra mätpunkter vid Essingeleden och vid tre av sex mätpunkter hos vägbron i Göteborg. Orsaken till den negativa depolarisationen som uppmätts vid frånkoppling av mätsond från armeringen är att mätsonden utsätts för läckströmmar från zinkskiktet vid mätningen. Hur stor denna påverkan blir är beroende av framför allt hur stor resistansen är mellan mätsond och armering/zinkskikt vid frånkoppling av mätsond.
Att använda termiskt sprutad zink för att katodiskt skydda armerade betongkonstruktioner mot korrosionsangrepp för betongytor som är placerade under vattenytan rekommenderas inte eftersom zinkens egenkorrosion är normalt mycket hög i kloridhaltigt vatten. Detta ger en allt för hög förbrukning av zinkskiktet vid anslutning till stålarmeringen, vilket förkortar det sprutade zinkskiktet livslängd.
För att kunna mäta skyddsförmågan hos ett galvaniskt katodiskt skydd så måste armeringen kunna elektriskt avskiljas från zinkskiktet vid en kontrollmätning av skyddsförmågan. Detta innebär att det inte får förekomma andra elektriska kontakter mellan armering och zinkskikt än via en t ex kopplingsplint som möjliggör att den elektriska kontakten mellan armering och det sprutade zinkskiktet kan brytas vid mättillfället.

Svenska Elföretagens Forsknings- och Utvecklings- Elforsk - AB, 101 53 Stockholm, Besöksadress: Olof Palmes gata 31, Tel: 08-677 25 30, Kontakt, Cookies