Loading
Notes d'étude
Study Reminders
Support
Text Version

Préparation des surfaces et traitements de protection, partie IV

Set your study reminders

We will email you at these times to remind you to study.
  • Monday

    -

    7am

    +

    Tuesday

    -

    7am

    +

    Wednesday

    -

    7am

    +

    Thursday

    -

    7am

    +

    Friday

    -

    7am

    +

    Saturday

    -

    7am

    +

    Sunday

    -

    7am

    +

Bonjour, c'est la troisième conférence de ce module sur la préparation de surface et les traitements de protection. Nous allons examiner les traitements de protection pour le renforcement de l'acier dans cette conférence.
 
Lors de la dernière conférence, nous avons examiné un revêtement anti-corrosif ou un revêtement de zinc ainsi qu'une protection cathodique sacrificielle anodique ou une protection cathodique galvanique. Dans la conférence d'aujourd'hui, nous allons examiner ces trois éléments qui se trouvent dans le texte bleu. Le premier est impressionné par la protection cathodique actuelle, nous allons l'appeler ICCP dans les prochaines diapositives. La deuxième technique que nous allons examiner est la réalkalisation électrochimique, nous allons l'appeler ERA dans les prochaines diapositives. Et la troisième est l'extraction électrochimique de chlorure, qui est que nous allons l'appeler ECE dans les prochaines diapositives.
 
Donc, si vous regardez la protection cathodique actuelle impressionnée, nous avons directement affaire à l'acier et à la protection de l'acier de la corrosion, dans la re-alkalisation électrochimique, nous allons augmenter le niveau de pH qui a baissé dans le béton pour que l'acier soit protégé et dans le troisième cas encore lorsque nous parlons d'extraction électrochimique de chlorure, nous retirons essentiellement les chlorures du béton ou de la surface de l'acier intégré de sorte que
la corrosion ne peut pas se poursuivre. Donc, si vous regardez la dernière EER et la CEE, nous travaillons sur le milieu environnant de l'armature en acier, alors que dans la protection cathodique actuelle impressionnée, nous cherchons à inverser le flux actuel.
 
Ainsi, dans la protection cathodique en cours, il s'agit d'un schéma montrant comment fonctionne le système. Comme vous le voyez ici, le filet de couleur bleu est placé sur la surface du béton et vous pouvez voir la couverture en béton, la région où ces flèches sont montrées, c'est-à-dire la couverture en béton et le renforcement en acier est protégé et en haut de cela, un fond de recouvrement est fourni qui est ceci et le maillage est fourni entre le fond de recouvrement ou parfois même à l'intérieur du fond de recouvrement et du substrat en béton. Maintenant, vous pouvez voir ici le circuit électrique que nous parlons là où le courant ou les électrons sont tirés du maillage et fournis au renforcement qui est incorporé dans le béton. Ainsi, les électrons s'écouleront comme cela vers l'acier, puis ils protégeront le renforcement de la corrosion ultérieure même si l'environnement du béton est fortement contaminé.
 
 
 
 
Et cette technique est largement utilisée dans les structures à grande échelle où vous pouvez très bien surveiller le système car l'un des principaux défis à cet égard est de s'assurer que les systèmes sont mis en place et qu'ils ne sont pas perdus ou vandalisme se produit, etc. Donc, nous le couvrons plus tard. Mais il y a des défis et des avantages aussi à propos de cette technique.
 
Maintenant, quelles sont les choses qui sont nécessaires pour les matériaux utilisés pour cette technique? La première chose est l'anode que le maillage, que nous utilisons doit être résistant à la corrosion, il ne doit pas se corroder, car après l'installation, le fond de recouvrement sera à nouveau exposé au même environnement riche en chlorure et, en peu de temps, ce matériau ne devrait pas être corrodé. Donc, si vous utilisez un maillage en acier, cela peut ne pas fonctionner parce que le treillis d'acier va se corroder très rapidement et qu'il ne pourra pas fonctionner pendant une longue période.
 
En général, nous utilisons du titane activé ou quelque chose qui est très résistant à la corrosion et qui est aussi un très bon conducteur électrique. Et donc, ce titane, c'est le titane activé. Donc, l'idée est que nous n'utilisons pas vraiment le titane ou le titane pur, mais on couche le titane avec des oxydes métalliques mélangés typiquement ils sont appelés comme MMO et pourquoi nous avons enduit ce qui est pour que le maillage qui est utilisé est hautement conducteur et en même temps électrocatalytique.
 
En d'autres termes, il fournit une corrosion suffisante pour se produire ou des électrons suffisants qu'il fournit parce que si vous utilisez du titane pur, il est très résistant à la corrosion, donc la quantité de courant qui est requise peut aussi être plus élevée pour conduire la même quantité d'électrons du maillage anodique. Donc, ce type de métal avec des oxydes métalliques mélangés revêtement sur le titane qui nous fournit à la fois la résistance à la corrosion et en même temps une corrosion suffisante ou une quantité suffisante d'électrons sont disponibles avec la tension raisonnable que nous pouvons appliquer.
 
Il s'agit également d'un maillage, d'un ruban, d'un tube, d'un fil ou d'une tige. Aussi différents types que vous voyez sur ces photos sur le côté droit, vous pouvez voir que c'est un ruban ici en haut à droite, puis un tube en bas à droite et aussi un maillage sur l'image du centre. De plus, le matériau cémentitieux utilisé comme superposition devrait également être raisonnablement bon, de sorte que vous n'avez pas vraiment créé un environnement hautement corrosif pour le maillage lui-même. Donc tout est très important, l'acier, le matériau anodique, et le matériau de recouvrement.
 
Je vais vous montrer quelques exemples où cela se fait. Vous pouvez voir ici très bien ce maillage en haut de cette zone de couverture en béton et sur le côté droit également vous pouvez le voir à partir d'une structure similaire, juste pour vous montrer comment ce système fonctionne et puis il est connecté électriquement.
 
Et aussi ce maillage est ancré au béton car il est montré ici sur la droite, vous pouvez voir ici le maillage est en fait ancré dans le substrat en béton, la préparation de la surface doit être faite correctement et ensuite vous placez le maillage sur le dessus et l'ancre correctement sur la surface et ensuite sur le dessus vous appliquez un matériau cementitieux superposé, vous pouvez voir ici sur le côté droit que le béton projeté est appliqué. Et ce que vous voyez ici est un plan d'eau probablement riche en chlorures et un environnement très corrosif. Dans un tel environnement, cette technique fonctionne très bien, seul le problème est qu'elle doit être contrôlée de manière adéquate et continue. Si vous dites à 20, 25 ans de vie, vous devez vous assurer que pendant toute la période, la quantité de courant est effectivement fournie parce que, parfois, ce qui se passe, c'est que les connexions électriques sont perdues et que le système ne fonctionne plus.
 
Donc, c'est un avantage quand on parle du système de sacrificiel d'anode galvanique, c'est que ces systèmes fonctionnent sans surveillance continue, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un système dynamique. Ainsi, une fois installés et sécurisés à l'intérieur du béton, ils continueront à fournir le courant tel qu'il est demandé.
 
Maintenant, c'est encore un autre exemple, pour un ruban anode, vous pouvez voir comment un ruban a l'air et des fentes sont découplé sur du béton, puis inséré dans la région de couverture de béton et qui est alors recouvert de sorte qu'il peut protéger le renforcement en acier à l'intérieur. Ainsi, chaque fois que vous parlez d'ICCP, il y a une unité électrique ou un redresseur qui contrôle la quantité de courant à fournir sur le maillage ou le ruban, ou sur tout système d'anode dont vous parlez. Même si les anodes sont intégrées, pour que le système fonctionne, vous avez besoin d'un courant électrique qui est appliqué à l'extérieur, contrairement à ce qui se trouve dans le système d'anode sacrificiel où il n'y a pas d'unité électrique externe.
 
Ici ICP, vous avez une unité électrique externe qui fournit une quantité connue ou une quantité prédéfinie de courant. Dans le cas de SSCP, il n'existe pas de quantité prédéfinie de courant, il s'agit d'un système dynamique. Donc, le dépendant de la demande d'électrons, il va fournir beaucoup d'électrons. C'est la principale différence entre les deux.
 
Il s'agit d'un autre exemple de l'endroit où vous appliquez un système de peinture conductrice, vous pouvez voir sur le côté droit est la préparation et sur le côté gauche un système peint, c'est un travail terminé où vous pouvez voir de la peinture conductrice à ce sujet. Donc au lieu de fournir un maillage, c'est essentiellement une couche de peinture, une couche de peinture qui est en fait conductive dans la nature.
 
A présent, ses anodes montées en surface discrète. Comme vous le voyez ici, beaucoup de ces anodes se sont forées dans le mur de béton et elles sont toutes connectées électriquement pour faire fonctionner le système. C'est ainsi que fonctionne ce système.
 
en béton entourant le, juste à proximité de l'armature en acier. Donc, cela aide aussi à s'assurer que même s'il y a une certaine gazéification qui est aussi très alcaline.
 
Mais ce n'est pas vraiment l'objectif principal de ce processus. Le but principal est de déplacer tout le chlorure de la surface de l'acier vers l'extérieur. Donc, une fois que vous avez retiré tout le chlorure, alors nous pouvons oublier la corrosion induite par le chlorure, peut être une autre forme, mais c'est différent, dans ce cas, si vous parlez d'une structure, qui est exposée aux chlorures et si vous êtes sûr que la corrosion se produit à cause des chlorures ou si la corrosion va se produire à cause de la présence de chlorure, alors c'est une très bonne technique à adopter pour enlever tout le chlorure ou extraire tout le chlorure du voisinage de l'armature en acier à l'extérieur du béton et ensuite vous pouvez dire que maintenant la structure est telle qu'elle était au jour un.
 
Donc, l'idée est la corrosion peut être arrêtée si la concentration des ions chlorure à la surface de l'acier est amenée sous le seuil de chlorure ou apportée à une valeur minimale qui était probablement au début ou pendant le temps de construction.
 
Maintenant, regardons quels matériaux sont nécessaires pour effectuer l'extraction électrochimique du chlorure. En gros, dans la diapositive précédente, j'ai montré une ligne rouge, qui est essentiellement la maille anodique pour que nous puissions utiliser l'acier, c'est suffisant parce qu'il s'agit d'une structure temporaire, nous n'allons pas maintenir ce maillage de façon permanente dans la structure. En fait, nous ne le garons même pas à l'intérieur du béton, il reste à l'extérieur du béton comme vous le voyez ici. Le maillage est conservé à l'extérieur mais dans une éponge ou dans un milieu humide ou un support conducteur, la région jaune.
 
Maintenant, l'acier est moins cher et parfois selon la quantité de chlorure qui est dans le béton, s'il faut vraiment s'appliquer pendant une très longue période, vous pouvez consommer une partie de l'acier pendant ce processus lui-même parce que l'acier est l'anode ici. Donc, à cause de cette raison, parfois les gens utilisent aussi la maille de titane parce que si vous pensez à un type de travail répétitif, vous ne voulez peut-être pas que la matière anodique soit consommée. Donc, vous allez pour quelque chose qui est très résistant à la corrosion et les gens sont aussi habitués à la maille de titane, mais qui pourrait parfois conduire à l'extraction de béton aussi en d'autres mots l'enlèvement du béton. Donc, vous devez voir quelle est la durée de l'application de tension requise, puis examiner les implications en termes de coûts, puis décider si un maillage en acier est suffisant, si tel est le cas, aller pour qu'il aille autrement pour le maillage en titane.
 
 
 
 
 
 
Maintenant l'électrolyte, quel est le type d'électrolyte est cette région jaune dans cette diapositive ou dans les milieux conducteurs. Maintenant, vous avez besoin d'eau potable ou d'eau de bonne qualité pour faire cette solution d'hydroxyde de calcium. Et ce qui réduit le risque d'être acide parce que quand on dit de l'hydroxyde de calcium il donne à un pH suffisamment élevé ou beaucoup d'ions hydroxyde, et quand il ne devient pas acide, il empêche l'extraction du béton. Maintenant, d'autre solution qui est utilisée est la solution de borate de lithium, elle peut avoir une caractéristique ajoutée de l'élimination de l'ASR, s'il y a un cas où l'ASR et le chlorure y sont présents, alors vous pouvez dire la solution de borate de lithium, mais si vous n'avez pas de problème ASR, vous pouvez aller avec de l'hydroxyde de calcium ou une solution à pH élevé peut être utilisée.
 
Alors, maintenant, comparez les deux premiers graphiques ici quand vous allez de gauche à droite. Donc, vous pouvez voir ici, la gauche est avant l'application de la CEE ou l'extraction électrochimique de chlorure et la bonne est après l'application de la CEE, vous pouvez voir que cette région est relativement dense ou elle est remplie de cristaux d'hydroxyde de calcium et nous pouvons très clairement voir qu'il y a des cristaux d'hydroxyde de calcium dans l'image.
 
Maintenant, regardons les avantages et les inconvénients de l'extraction électrochimique. Donc, certains des avantages sont, les barres d'armature sont passivées dans toute la zone traitée parce que vous utilisez le maillage pour le faire, donc, presque toute la région reçoit un traitement équivalent, et la cause première de la corrosion est le chlorure qui est effectivement traité, donc les chlorures sont enlevés, et ensuite il est non destructif dans la nature, il n'endommage pas vraiment les barres d'armature en acier, qui est embarqué ou même le béton. Et c'est un temps requis est très faible pour quelques semaines, vous pouvez en fait extraire tous les chlorures. Donc c'est une très bonne stratégie de réparation d'une certaine façon, si vous êtes capable de le faire avant que la corrosion ne commence, alors c'est très bien de faire. Mais le problème est parfois que nous ne pouvons pas le faire sur toutes les structures que nous avons, en fonction de la forme et de la taille de cette structure.
 
Et certaines expériences ont déjà prouvé que certains chlorures sont encore laissés sur la surface de l'acier, donc dans de tels cas une application prolongée de la tension est nécessaire et aussi de fortes densités de courant lorsqu'elles s'appliquent, elle peut réduire certains des composés ferriques dans les produits de corrosion à la magnétite, ce qui augmente la porosité qui réduit le volume de ces produits de corrosion, lorsqu'il diminue et cela signifie augmenter la porosité et très probablement affaiblir la liaison de liant d'acier. Donc, ces choses pourraient se produire. Donc, vous avez dû être mis en garde contre tout cela, mais ce sont de très bonnes techniques à adopter.
 
La troisième technique que nous allons parler aujourd'hui est la réalkalisation électrochimique. Il s'agit d'une technique qui peut être appliquée lorsque la structure en béton est exposée à la carbonatation dans une région où la concentration de dioxyde de carbone est élevée. Donc, sur la photo sur le côté gauche on le montre comme la partie centrale, vous ne voyez pas ce patch vert, il ’ s en gros la région avec un faible pH et comme il est sur le côté droit, le tableau montre après le traitement que la portion qui a un pH bas a aussi un pH élevé. Donc, lorsque vous avez un pH élevé, l'acier est protégé, lorsque le pH est bas, l'acier n'est pas protégé. Donc, vous devez re-alkaliser cette partie, qui a un faible pH, pour que l'acier puisse être protégé. Alors, comment pouvons-nous le faire?
 
Ici, la cause première de la corrosion de l'acier est la carbonatation, c'est-à-dire la réduction du pH. Maintenant, par cette application, nous augmentons le pH à la surface de l'acier, par lequel la couche passive est réformée et protège l'acier, certainement une méthode non destructive et un traitement temporaire, un traitement temporaire pour quelques jours n'est requis que. Maintenant, les inconvénients sont une longue période de traitement est requise pour le béton à faible taux de ciment d'eau très résistif et ne convient que pour le béton partiellement carbonaté.
 
Maintenant, je vais vous montrer quelques exemples. C'est un aéroport aux États-Unis où vous pouvez voir, cette partie en bas à droite comme la région de fermeture, vous pouvez voir beaucoup de maillage en acier est fournie et puis le chlorure est extrait. Et dans ce cas, à la fois l'extraction de chlorure et la réalkalisation se produisent, deux choses sont faites en même temps.
 
Et il s'agit d'une image de fermeture. Un point ici est donc, si les barres d'armature en acier ont une couverture très limitée, alors quand vous allez pour une nouvelle alcalinisation, vous ne voulez pas appliquer plus de courant à cet acier particulier, ce qui pourrait créer des problèmes supplémentaires. Nous devons donc parfois isoler les régions qui ont de très petites couvertures.
 
C'est un exemple où l'extraction de chlorure d'électro chimique a été appliquée et vous pouvez voir ici la photo avec une colonne de béton fortement appelée sur un pont et sur le même pont, les capuchons pliés en béton sont également corrosifs. Et c'était très clairement le test préliminaire, il a été découvert que les chlorures sont la cause première de cette corrosion. Donc, il a été décidé de retirer les chlorures ou de s'attaquer à la cause première. Retiré le chlorure à l'aide de cette technique d'extraction du chlorure électrochimique Et comme vous le voyez sur cette photo ici, en bas à droite vous pouvez voir beaucoup de ces unités électriques et le bouchon plié entier est également, le papier-mache est conservé et appliqué et ensuite il est recouvert de feuilles de plastique pour empêcher l'évaporation ou maintenir l'environnement humide et puis le courant est appliqué.
 
Et vous pouvez voir que ce type de techniques est appliqué sur des structures à grande échelle. Bien sûr, vous devez vraiment penser à différentes techniques et quelles sont les meilleures techniques qui peuvent être utilisées au cas par cas.
 
Maintenant, c'est une vieille église, comme vous voyez sur la partie inférieure droite, la boîte rouge, il y avait 8 colonnes en béton, qui soutiennent le dôme de cette église. Et on a trouvé que c'était complètement carbonaté. Donc, la technique de la réalkalisation électrochimique a été adoptée dans ce but, je vais vous montrer une photo sur la diapositive suivante, des hauts et des bas.
 
Mais ici vous pouvez voir comment il est corrodé et vous pouvez voir ici la corrosion. Donc, il y avait beaucoup de lieux où la corrosion était observée et qui était une structure patrimoniale, ils voulaient vraiment enlever tout ce chlorure ou s'adresser à la cause première avant qu'une réparation soit effectuée.
 
Donc, dans cette approche, au départ, le patchwork a été fait, puis la technique de réalkalisation a été adoptée et s'est assurée que la couverture en béton est complètement libre de l'environnement à bas pH ou qu'elle a un pH élevé pour protéger l'armature à l'intérieur, vous pouvez voir ici un maillage est utilisé pour appliquer cette technique de re-alkalisation électrochimique.
 
Ceci est à nouveau pour la même colonne de béton initialement, des carottes de béton ont été tirées et on a trouvé que la carbonatation était la raison et aussi après le traitement, vous pouvez voir une partie de cette région près de l'armature maintenant bien protégée ou le pH est très élevé près de l'armature.
 
 
Donc, pour résumer, nous avons examiné principalement ces trois techniques, impressionné la protection cathodique actuelle, puis l'extraction électrochimique de chlorure et nous avons aussi examiné la re-alkalisation électrochimique. Ainsi, la protection cathodique actuelle impressionnée peut être adoptée lorsque vous disposez d'un très bon système pour surveiller la performance du système sur une longue période. En d'autres termes, si c'est à cause de ces appareils électriques qui sont installés sur le site et que nous avons besoin de s'assurer que ces appareils électriques ne sont pas dégradés ou endommagés ou que vous savez, volés par quelqu'un. Donc, si de telles choses peuvent être assurées qu'elles ne sont pas volées et qu'elles fonctionnent vraiment bien et si le taux de corrosion est très élevé ce système fonctionne mieux que la protection cathodique pour l'anode sacrificielle. Mais parce que lorsque vous parlez de ces types de réparation, nous parlons de 20 à 25 ans de vie et dans une si longue période de vie si le système doit fonctionner, vous devez vous assurer que le système et les composants sont également très bien protégés.
 
Ensuite, nous regardons l'extraction électrochimique de chlorure, qui s'attaque principalement à la cause première. Donc, dans les deux dernières techniques, nous nous adressons principalement à la cause première, c'est-à-dire dans un cas, c'est le chlorure dans l'autre cas, c'est le CO2 ou le pH. Ainsi, l'extraction électrochimique de chlorure est très bonne lorsque vous voulez protéger la structure contre la corrosion ultérieure pendant une longue période et fonctionne très bien si elle est effectuée avant le début de la corrosion. Donc, encore une fois en tant que technique de maintenance préventive, cela peut être très bon, les deux peuvent être très bonnes et la re-alkalisation électrochimique peut aussi être considérée comme une technique de prévention. Et c'est très bien quand on veut protéger l'acier pendant très longtemps en réalkalisant l'acier et en protégeant l'acier de la corrosion.
 
Et ce sont les références que nous avons utilisées deux diapositives sur cela et avec que nous terminons la conférence d'aujourd'hui. Je vous remercie.