Μελέτη της προστασίας χάλυβα οπλισμού σκυροδέματος από την ατμοσφαιρική διάβρωση με αναστολείς διάβρωσης σε οργανικές επικαλύψεις

Abstract

Σκοπός της μεταπτυχιακής αυτής εργασίας είναι να εξεταστεί ο βαθμός στον οποίο είναι δυνατή η εφαρμογή της επιταχυνόμενης διάβρωσης, με ανοδική φόρτιση, σε δοκίμια χάλυβα οπλισμού σκυροδέματος επικαλυμμένα με οργανικές επικαλύψεις που περιέχουν οργανικούς αναστολείς διάβρωσης, μιας και αυτή έχει εφαρμοστεί στο παρελθόν σε δοκίμια από οπλισμένα κονιάματα με επιτυχία Στο θεωρητικό μέρος παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο του φαινομένου της διάβρωσης. Αναφέρονται τα διάφορα είδη της διάβρωσης και οι επιπτώσεις τους, τρόποι αντιμετώπισης της διάβρωσης (προστασία) και ο ειδικός ρόλος των επιστρωμάτων στη διαδικασία αυτή. Επιπλέον παρουσιάζονται οι κύριες μέθοδοι μελέτης του φαινομένου της διάβρωσης καθώς. Επίσης γίνεται μια εκτενέστερη αναφορά στα επιστρώματα και ειδικά στους πτητικούς αναστολείς διάβρωσης. Στο πειραματικό μέρος παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά του μεταλλικού υποστρώματος και η σύνθεση των οργανικών επιστρωμάτων καθώς και οι ηλεκτροχημικές δοκιμές οι οποίες εφαρμόστηκαν στα επικαλυμμένα χαλύβδινα δοκίμια. Η απόδοση των επικαλύψεων εκτιμήθηκε με την καταγραφή της χρονικής εξέλιξης του δυναμικού διάβρωσης με έκθεση των δοκιμίων στην ατμόσφαιρα, για 12 μήνες. Εξετάστηκε η εφαρμογή της μεθόδου της ανοδικής φόρτισης σε δοκίμια ΧΟΣ επικαλυμμένα με 2 συστήματα οργανικών επιστρωμάτων που περιέχουν πτητικό αναστολέα διάβρωσης και αξιολογήθηκε ο βαθμός επιτυχίας της εφαρμογής της ως επιταχυνόμενη μέθοδος για την μελέτη της αντιδιαβρωτικής προστασίας που παρέχεται από αυτά τα συστήματα σε δοκίμια ΧΟΣ. Η εξέταση της προστασίας που παρέχεται από τη διάβρωση μετά την εφαρμογή της μεθόδου της ανοδικής φόρτισης πραγματοποιήθηκε με μελέτη των ποτενσιοδυναμικών καμπυλών και συγκεκριμένα με τη μέθοδο της γραμμικής πόλωσης και της Tafel. Εκτιμήθηκαν ηλεκτροχημικοί παράμετροι όπως η πυκνότητα του ρεύματος διάβρωσης Ιcorr, η αντίσταση της γραμμικής πόλωσης Rp , και υπολογίστηκε ο ρυθμός διάβρωσης

The aim of this work is to examine the level at which we can implement an accelerating corrosion process, using the anodic charge method on reinforcing steel rebars coated with organic coatings that contain organic volatile corrosion inhibitors, since it has been applied successfully in the past for reinforced mortars . The use of this method aims for the examination of the anticorrosive performance of the coatings based on the VCI technology. In the theoretical part, the basic theory of corrosion is presented. The forms of corrosion are mentioned, as well as their consequences and the ways of protection against corrosion and the specific contribution of organic coatings in this procedure. Additionally, the most important methods which are used for the study of corrosion are presented. Since the use of coatings is the most popular and economical method from several protection systems for steel an extensive report on organic coatings, and their role on the prevention of corrosion follows. Also the use of corrosion inhibitors and their mechanism of action against corrosion is been reported. During the last decades the need for environmentally safe coatings gave the rise to many research studies with considerable results and promoted commercially the use of anticorrosive coatings containing vapor phase corrosion inhibitors. The performance against atmospheric corrosion of the aforementioned corrosion inhibitor was evaluated by means of corrosion rate measurements (electrochemical and weight loss measurements). The linear polarization and the Tafel techniques were used after the implementation of the anodic polarization method for the determination of the anticorrosive performance and the rate of protection against atmospheric corrosion examining electrochemical parameters such as corrosion current density, Icorr, and linear polarization resistance, Rp. The rate of the use of the anodic charge method gave as a result that this method cannot be used on reinforcing steel rebars coated with organic coatings that contain organic volatile corrosion inhibitors since the measurement’s results are different than those from weight loss. That is because it is know that the accelerating corrosion process do not always have the results that normal corrosion conditions do. That can be explained because of the different coating thickness and the increase of the pH on steels surface that leads to coating delamination