NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐIỆN HÓA GALVANIC GIÁM SÁT TRẠNG THÁI ĂN MÒN CỐT THÉP TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC BỞI ION CLORUA

Cao Nhật Linh1, , D. S. Shevtsov2, Nguyễn Văn Chi1, Nông Quốc Quảng1, Lê Hồng Quân1, Đồng Văn Kiên1
1 Chi nhánh Ven Biển, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga
2 Khoa Hóa học, Trường Đại học Quốc gia Voronezh
Tác giả liên hệ:
Cao Nhật Linh
Chi nhánh Ven Biển, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga
Số 30 Nguyễn Thiện Thuật, Nha Trang, Khánh Hòa
Số điện thoại: 0862452609;  Email: cnlinh0812@gmail.com

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

RESEARCH AND DEVELOPMENT OF GALVANIC ELECTROCHEMICAL SENSORS FOR MONITORING THE CORROSION STATE OF STEEL REBAR IN AGGRESSIVE ENVIRONMENTS CONTAINING CHLORIDE IONS

This paper presents the results of a study on the corrosion of steel reinforcement in concrete pore solutions contaminated with chloride ions. With increasing chloride concentration, the open-circuit potential and the anodic polarization curve shift towards more negative potential values, the passive potential region of the anodic polarization curve decreases. The corrosion rate of reinforcement was evaluated according to the linear polarisation resistance technique. Accordingly, the corrosion rate of steel reinforcement is 4.53 µA/cm2 in the solution containing 1 M Cl-. In this study, galvanic electrochemical sensors with low carbon steel anodes and copper cathodes were developed. In an environment with no or low Cl- concentration, where the reinforcement is passivated, the corrosion current density of the sensor does not exceed 10.0 µA/cm2. The corrosion current of the sensor increases sharply under cathodic control with increasing chloride content. Thus, the developed sensor has a high sensitivity to chloride corrosion and is capable of detecting pitting corrosion caused by chlorides at an early stage.

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

1. Phạm Văn Khoan, Nguyễn Nam Thắng, Nguyễn Đăng Khoa, Trần Nam, Một số kinh nghiệm thiết kế và thi công sửa chữa kết cấu công trình bê tông cốt thép bị hư hỏng do tác động ăn mòn của môi trường biển Việt Nam, Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ hai về Sự cố và hư hỏng công trình xây dựng, Hà Nội, ngày 16/12/2003.
2. Cao Nhat Linh, Nguyen Van Chi, Dong Van Kien, Le Hong Quan, Nong Quoc Quang, Nguyen Duc Anh, Nguyen Thi Hong Xanh, Zyablov A. N., Evaluation of chloride corrosion in the survey of a reinforced concrete structure in Nha Trang Bay (Vietnam), Butlerov Communications, 2021, 67(8):74-78.
3. Bikul’Chus G., Chloride removal from reinforced concrete and relevant loss of strength, Protection of metals, 2005, 41(5):484-486.
4. Bertolini L., Elsener B., Pedeferri P., Redaelli E., Polder R., Corrosion of steel in concrete, Weinheim, Germany: Wiley-Vch, 2013, 414 pp.
5. ASTM C876, Standard test method for corrosion potentials of uncoated reinforcing steel in concrete.
6. AASHTO T358, Method of test for surface resistivity indication of concrete’s ability to resist chloride ion penetration.
7. Pereira E. V., Figueira R. B., Salta M. M. L., Fonseca I. T. E. D., A galvanic sensor for monitoring the corrosion condition of the concrete reinforcing steel: Relationship between the galvanic and the corrosion currents, Sensors, 2009, 9(11):8391-8398.
8. Shevtsov D. S., Zartsyn I. D., Komarova E. S., Relation between resistivity of concrete and corrosion rate of reinforcing bars caused by galvanic cells in the presence of chloride, Cement and Concrete Composites, 2021, 119:104026.
9. Tuutti K., Corrosion of steel in concrete, Stockholm, Swedish Cement and Concrete Research Institute, 1982, 468 pp.
10. Liu H., Zhang B., Liu H., Ji Z., Analysis of long-term durability monitoring data of high-piled wharf with anode-ladder sensors embedded in concrete, Frontiers in Materials, 2021, 8:703347.
11. Raupach M., Schiessl P., Macrocell sensor system for monitoring of the corrosion risk of the reinforcement in concrete structures, NDT&E International, 2001, 34(6):435-442.
12. Као Ньят Линь, Нгуен Ван Чи, Нонг Куок Куанг, Донг Ван Киен, Ле Хонг Куан, Зяблов А.Н., Миненкова И.В., Обнаружение ионов хлора на поверхности арматурных сталей после контакта с модельной средой методом масс-спектрометрии, Изв. вузов. Химия и хим. технология., 2022, 65(6):6-11.
13. Mansfeld F. The polarization resistance technique for measuring corrosion currents, Advances in corrosion science and technology, Springer, Boston, MA, 1976, p. 163-262.
14. Старовойтова Е.В., Андреев Н.Н., Гедвилло И.А., Жмакина А.С., Об использовании ПАВ при создании мигрирующих ингибиторов коррозии. Коррозия: материалы, защита, 2008, 10:22-25.
15. Song H. W., Saraswathy V. Corrosion monitoring of reinforced concrete structures-A Review, Int. J. Electrochem. Sci, 2007, 2(1):1-28.
16. Prakki A., Cilli R., Mondelli R. F. L., Kalachandra S., Pereira J. C., Influence of pH environment on polymer based dental material properties, Journal of dentistry, 2005, 33(2):91-98.