Sprayed titanium coatings for the cathodic protection of reinforced concrete: Fid-Bau Portal

Sprayed titanium coatings for the cathodic protection of reinforced concrete

Brousseau, R. / Arsenault, B. / Dallaire, S. / Rogers, D. / Mumby, T. / Dong, D.

Die Eignung thermisch gespritzter Ti-Überzüge als Anodenwerkstoff zum kathodischen Schutz stahlbewehrten Betons wird untersucht. Die untersuchten Betonproben sind Blöcke (300 x 150 x 100 mm³) aus Portlandzement mit einem Zusatz von 1 % NaCl; die Bewehrung der Blöcke besteht aus zwei Stahlstäben (Durchmesser 20 mm). Als Spritzwerkstoff dienen Ti-Drähte (Durchmesser 1,5 mm); diese werden im Lichtbogen bei einem Gasdruck von 620 kPa, einer Spannung von (26,2+/-0,5) V und einem Strom von (175+/-15) A gespritzt; der Spritzabstand beträgt 15 cm. Vor dem Spritzen wird die Betonoberfläche auf 50 Grad C erwärmt. Die abgeschiedene Anodenfläche hat eine Größe von 46000 mm². Zur Aktivierung der Ti-Überzüge werden die drei Katalysatorsysteme Pt-Ir, Ru-Ti und Co-Oxid eingesetzt. Diese werden entweder auf der Betonoberfläche vor oder nach dem Spritzen der Ti-Überzüge angebracht, oder sie werden auf den geätzten oder ungeätzten Ti-Drähten vor dem Spritzen abgeschieden. Zur Prüfung der Wirksamkeit des kathodischen Schutzes der Betonblöcke werden die Ti-Überzüge anodisch und die Stahlstäbe kathodisch mit anodischen Stromdichten von 135 mA/m² polarisiert und die resultierenden Antriebspannungen gemessen. In zwei Fällen beträgt die anodische Stromdichte 22 mA/m². Die Messungen werden in einer relativen Luftfeuchtigkeit von (95+/-5) % über 95 d aufgenommen. Von den drei Katalysatorsystemen trägt nur das Co-Oxid zu einer bedeutenden Verminderung der Antriebsspannung bei; und dies ist nur dann der Fall, wenn sich der Co-Oxid-Katalysator direkt auf der Betonoberfläche befindet. Dabei ist es unerheblich, ob der Katalysator vor oder nach dem Spritzen des Ti-Überzugs angebracht wird. Die anderen beiden Katalysatorsysteme sind unabhängig von der Art der Anbringung ebenso unwirksam wie das Co-Oxid, wenn es auf dem Ti-Überzug plaziert ist. Eine nachfolgende Wärmebehandlung des Co-Oxids führt nicht zu einer Verbesserung der Resultate. Eine Erhöhung der Konzentration des Co-Oxids auf der Oberfläche der Betonblöcke bleibt ohne Einfluß auf die Ergebnisse. (Görges, U.)