Монитор коррозии бетона с анодной лестницей CST730

Монитор коррозии бетона CST730 основан на принципе электрохимической импедансной диагностики. Оценка риска коррозии арматуры и долговечности бетона осуществляется путем измерения электрохимических параметров металлических электродов (анодов), встроенных в бетон на различных глубинах.

Зонд CP-73 Anode Ladder Probe использует лестничную конструкцию массива датчиков. Исследование кинетики развития коррозии арматуры в бетоне выполняется путем измерения потенциала свободной коррозии анодов анодной лестницы относительно электрода сравнения, гальванического тока между анодной лестницей и катодом, сопротивления между двумя соседними анодами, а также температуры и влажности бетона.

Основные функции

Измерение потенциала свободной коррозии:

Осуществляет мониторинг потенциала равномерно расположенных анодов относительно электрода сравнения. Распределение потенциалов позволяет выявлять зоны активной коррозии, при этом резкое снижение потенциала указывает на наличие активных коррозионных процессов.

Измерение гальванического тока:

Измеряет гальванический ток между всей анодной лестницей и катодом, отражающий влияние макрогальванической коррозии. Увеличение значения тока свидетельствует об ускорении коррозионных процессов.

Измерение удельного сопротивления бетона:

Удельное сопротивление бетона рассчитывается методом электрохимической импедансной спектроскопии переменного тока между двумя соседними анодами. Этот параметр используется для оценки плотности бетона и его проницаемости для хлорид-ионов. Снижение удельного сопротивления свидетельствует о повышении риска коррозии.

В процессе коррозии бетона проникновение CO2, хлорид-ионов и влаги вызывает постепенное продвижение фронта коррозии вглубь конструкции. По мере увеличения глубины проникновения коррозионного фронта потенциал электродов, гальванический ток и значения импеданса анодных массивов, расположенных на различных глубинах от поверхности, претерпевают существенные изменения. Анализируя кривые изменения электрохимических параметров анодов, расположенных на различных глубинах, во времени и пространстве, можно определить глубину карбонизации бетона. Это позволяет прогнозировать время начала коррозии арматуры внутри железобетонной конструкции и обеспечивает основу для принятия решений по профилактическому обслуживанию бетонных сооружений.

Рисунок 1. Схема принципа измерения продвижения фронта коррозии в бетоне с использованием анодной лестницы.

Описание зонда

1) Анодная лестница:
Состоит из равномерно расположенных анодных стержней, соединенных каркасом из нержавеющей стали, образующим трапециевидную конструкцию. В каркас из нержавеющей стали встроен температурный датчик. Внешний электродный стержень (катод) и арматурный стержень с резьбой установлены на определенном расстоянии для измерения гальванического тока, тока поляризации и удельного сопротивления бетона, что позволяет проводить исследования процесса депассивации бетона.

2) Опция:
Для мониторинга потенциала свободной коррозии углеродистых стальных стержней может быть установлен долговечный электрод сравнения.

3) Долговечность конструкции:
Все аноды и кабели устойчивы к воздействию щелочной среды и хлорид-ионов, что обеспечивает долговечность анодного лестничного зонда при длительной эксплуатации.

Рисунок 2. Схема конструкции анодной лестницы.

Области применения

Используется для мониторинга скорости карбонизации поверхностного слоя раствора в бетонных конструкциях (например, зданиях и мостах), мониторинга скорости коррозии арматуры и тенденций ее развития, а также для измерения потенциала свободной коррозии и скорости коррозии анодов из углеродистой или нержавеющей стали, расположенных на различных глубинах заложения, а также удельного сопротивления и температуры бетона.

Описание программного обеспечения

Программное обеспечение Anode Ladder Corrosion Monitoring System предназначено для проведения полевых коррозионных испытаний. Оно считывает данные измерений с монитора коррозии CST730 и сохраняет их в базе данных.

Результаты испытаний, полученные с различных устройств, могут отображаться в графическом виде. Поддерживается экспорт данных в форматы CSV и XLSX.

Все измеренные данные и графики могут быть легко распечатаны и сохранены.

Рисунок 3. Данные мониторинга потенциала свободной коррозии арматуры, импеданса арматуры и гальванического тока, полученные с использованием анодной лестницы.

Технические характеристики

Комплектация

1. Монитор коррозии с анодной лестницей CST730 ×1

2. Зонд мониторинга коррозии с анодной лестницей CP-73  ×1

3. Программное обеспечение для обработки данных ×1

4. Коммуникационный кабель RS485 ×1

Пример применения

На одном из морских мостов в провинции Чжэцзян (Китай) деформационные швы мостового полотна подвержены риску коррозии арматуры вследствие проникновения дождевой воды и воздействия противогололедных солей. В рамках проекта датчики анодной лестницы были предварительно установлены внутри деформационных швов, а для мониторинга в режиме реального времени процессов проникновения хлорид-ионов и состояния коррозии арматуры использовался монитор коррозии CST730.

Полученные данные выявили аномальные значения коррозионного потенциала в отдельных локальных зонах, что позволило своевременно выдать предупреждение о необходимости принятия мер по защите бетона и предотвратить повреждение конструкции.

Данная технология обеспечивает визуализированный контроль коррозионного состояния в скрытых зонах конструкции и позволяет перейти от стратегии реагирования на возникшие повреждения к стратегии предупреждения коррозионных процессов, повышая эффективность мероприятий по обеспечению долговечности мостовых сооружений.

Рисунок 4. Монтаж анодной лестницы в деформационном шве мостового настила