Applicabilité et efficacité d'une protection galvanique aux aciers de précontrainte

Applicability and efficiency of galvanic protection to prestressed steel

• Auteur / Autrice : Hikmat Al Hajjar
• Direction : Ginette Arliguié, Gilles Escadeillas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie d'impédance

Électrochimie

Détérioration

Acier de construction

Anticorrosion

Béton à hautes performances

Béton armé

Béton précontraint

Protection cathodique

Mots clés libres

Protection galvanique

Protection cathodique

Maintenance électrochimique

Béton précontraint

Corrosion

Impédance électrochimique

Résumé

L'objectif de ce travail consiste à évaluer les avantages et les inconvénients de l'application d'une protection cathodique par anode sacrificielle sur des éléments en béton précontraint et de faire une comparaison avec la protection cathodique par courant imposé. On s'intéressera particulièrement à vérifier si ces systèmes de protection peuvent vraiment protéger les aciers en diminuant leur vitesse de corrosion, et éventuellement donner la possibilité de les repassiver. Pour réaliser cette étude, nous avons choisi deux types de corps d'épreuve : des poutrelles de béton en acier précontraint par pré-tension et des éprouvettes (modèles) de béton fabriquées au laboratoire avec des aciers d'armatures courants (HA), des aciers à haute résistance pour la précontrainte (HR), préalablement corrodés ou non et avec ou sans application de protection cathodique. Afin d'accélérer la corrosion, une agression chimique a été simulée soit par immersion partielle des corps d'épreuve dans une solution saline de NaCl de 35g/l, soit par ajout de 2% ppc de Cl- (sous la forme NaCl). Un courant galvanique, qui offre aux aciers un potentiel inférieur à -800 mV vs SCE et une dépolarisation supérieure à 100 mV après un temps de 4 heures, a été appliqué sur les poutrelles en béton précontraint et sur les éprouvettes modèles. Un autre système de protection par courant imposé, de densité 5mA/m² de la surface active de l'acier, a été appliqué sur les éprouvettes modèles. Les résultats obtenus montrent que le courant galvanique appliqué sur les poutrelles en béton précontraint peut augmenter les potentiels d'acier mesurés 24 heures après la déconnexion de l'anode sacrificielle, spécialement dans la zone intermédiaire. L'application de courant galvanique aux éprouvettes modèles augmente ces potentiels seulement dans le cas où les aciers étudiés ne sont pas corrodés avant le traitement. Enfin, l'application d'un courant imposé de 5mA/m² de la surface active de l'acier aux éprouvettes modèles était, en général, plus efficace. La prévention galvanique a diminué la vitesse de corrosion des éprouvettes modèles, et aussi des poutrelles en béton précontraint dans la zone intermédiaire et dans la zone immergée proche de l'anode. . .

The objective of this work is to evaluate the advantages and disadvantages of applying a cathodic protection by sacrificial anode on elements in concrete and make a comparison with cathodic protection by imposed current. It will focus particularly to verify if these protection systems can really protect steels by reducing the corrosion rate. To carry out this study, two types specimens were selected: beams of prestressed concrete (pre-tension) and samples (models) of concrete produced in the laboratory with high adhesion (HA) and high-strength (HR) steels reinforcement, previously corroded or not and with or without the application of cathodic protection. To accelerate corrosion, a chemical attack was simulated by partial immersion of specimens in a saline solution of NaCl 35 g/l, either by adding 2% ppc Cl- (in the form NaCl). A galvanic current, which offers a potential steel less than -800 mV vs SCE and a depolarization, a toff = 4 h, greater than 100 mV, was applied to prestressed beams and model specimens. Another system of protection by imposed current, with density equal to 5mA / m² of the active surface of the steel, has been applied to test models. The results show that the galvanic current applied to pre-stressed beams can increase the potential of steel measured 24 hours after the disconnection of sacrificial anode, especially in the intermediate zone. Thus, the application of galvanic current to model specimens increases these potential if the steel is not corroded before treatment. . .