Undersøkelser av ledende anodemaling ved katodisk beskyttelse av armert betong anvendt på bruer og prøvefelt

Abstract

Katodisk beskyttelse brukes til å bekjempe armeringskorrosjon i betong, hovedsakelig forårsaket av kloridinntrengning. Kort fortalt stanses korrosjonen ved å gjøre armering til en enhetlig katode ved å montere en ekstern anode på/i betongen og påtrykke en likespenning mellom elektrodene. I denne oppgaven er det arbeidet med ledende anodemaling med strømfordelingsbånd som primæranode. I Oppgaven vurderes følgende:

• I hvilken grad evner anodesystemet å beskytte konstruksjoner med høy armeringstetthet og pågående armeringskorrosjon i varierende omfang. For å svare på dette ble et prøvefelt i et tett armert tilfluktsrom etablert.

• Hvordan har det gått med kystbruene som har vært beskyttet med disse anodesystemene over 20 – 30 år? Tre bruer beskyttet med ledende maling ble inspisert, hvorav grundigere undersøkelser ble utført på Verjeskiftet bru.

Utgangspunktet under hele oppgaven har vært å identifisere kritiske faktorer og områder med forbedringspotensial. Hva kan man lære i forhold til fremtidig bruk?

Det ble funnet at anodesystemet er i stand til å polarisere høy tetthet av armering med korrosjon i varierende omfang. Samtidig ble flere områder med forbedringspotensial identifisert. Mest overraskende var hvordan et ekstra strøk anodemaling over strømfordelingsbåndene resulterte i et kraftig forbedret anodesystem både i forhold til strømfordeling i anoden og økt beskyttelsesstrøm utfra samme spenning på 2V. Erfaringen bør nyttiggjøres ved fremtidig bruk av anodesystemet.

Under forsøket ble en kritisk faktor ved anodesystemet erfart. En ståltråd forbant anode og armering, denne resulterte ikke i en kortslutning, men ga høy lekkasjestrøm i prøvefeltet før den ble oppdaget. Slike «strømsluk» er vanskelige å oppdage da KB-anlegget tilsynelatende «fungerer greit» i tiden før ståltråden ble fjernet. Anbefalinger vedrørende feilsøk er gitt.

I prøvefeltet ble det utført en dyp reparasjon med flere lag med korrodert, og tett armering. Selv om mørtelen hadde god ledningsevne, var det vanskeligere å polarisere armeringslag nr. 2 enn det øvrige felt. Det anbefales å ha fokus på effekt av KB på armering under reparasjoner.

Hovedutfordringen med bruene viste seg å være ustabilitet i styresystem og manglende oppfølging. Dette gjør det vanskelig å vurdere langtidsfunksjonaliteten. Det er ikke mulig å si noe konkret om hvor mye akkumulert strøm anoden tåler over en periode på 19 år. Med utgangspunktet man har er det ingen indikasjoner på verken anodeforbruk (grafittoksidasjon) eller forsuring av grensesjiktet anode/betong på den undersøkte brua.

På Verjeskiftet bru, ble det ikke funnet betongskader til tross for ustabil drift av KB-anlegget. Dette har trolig sammenheng med en omfattende mekanisk reparasjon på 90-tallet. Videre har polarisering over lengre tid trolig gitt et bedre miljø rundt armeringen. Anodesystemets mekaniske egenskaper er ikke forringet, heft mellom anode/maling/betong og internmotstand i anoden er den samme etter 19 år. Dette illustrerer at varig god heft forutsetter grundig forbehandling og påføring av god overflatebehandling av anoden. Lokale avflassinger er utfordringen over lengre tid, også på Verjeskiftet bru. Ved generell slitasje, må gjenbehandling vurderes.

For å øke funksjonaliteten av fremtidige KB-anlegg med ledende maling anbefales reduksjon av mulige ledd i kretsmotstanden. Her kan nevnes grundig forbehandling, anodetykkelse over strømfordelingsbånd og fjerning av eventuelle slemmemasser. Tettheten av strømfordelingsbånd tilpasses armeringstettheten.

Ledende maling er et reelt alternativ på bruene til Statens Vegvesen. Ved å nyttiggjøre erfaringer i oppgaven, vil dette øke langtidsbestandigheten og -funksjonaliteten av systemet med ledende anodemaling.