Kathodische bescherming van wapeningsstaal

Kathodische bescherming (KB) van wapeningsstaal

Roestende wapening is de oorzaak van betonrot. Het wapeningsstaal in gewapend beton wordt normaal gesproken beschermt tegen corrosie door de alkaliteit van het beton. Door carbonatatie of chloride-indringing vervalt deze natuurlijke bescherming van het wapeningsstaal door het beton. Het wapeningsstaal zal gaan roesten. Roest (ijzeroxide) heeft een groter volume dan staal en zet zodoende dus uit. Dit kan stukken beton afdrukken en brengt de stevigheid en veiligheid van de betonconstructie in gevaar.Kathodische bescherming kan worden ingezet voor een elektrochemische bescherming van het wapeningsstaal tegen corrosie. Preventief of achteraf, zodat ondanks carbonatatie of chloride-indringing in beton het wapeningsstaal niet gaat roesten en de stevigheid van de constructie is gewaarborgd.

Corrosie van de wapening

Het corroderen van staal, de wapening in beton, is een elektrochemisch proces. Er worden elektronen uitgewisseld tussen; wapeningsstaal, water en zuurstof. De energie voor de stroomkring komt uit het wapeningsstaal. IJzer komt in de natuur alleen als oxide voor, Ijzererts. In de hoogovens wordt veel energiegebruikt om ijzer uit ijzererts te winnen deze energie blijf in het staal en het staal zal van nature terug willen keren naar de ijzeroxide vorm, waarbij deze energie vrijkomt.

De stroomkring loopt deels door de wapening en deels door het poriewater in het beton. op plaatsen waar de (positieve) stroom het wapeningsstaal verlaat, de zogenaamde anodeplaatsen, treedt corrosie op: het ijzer lost op en de wapening wordt aangetast. Op plaatsen waar de stroomkring weer het wapeningsstaal intreedt, de zogenaamde kathodeplaatsen, reageert zuurstof met water tot hydroxide, een onschuldig bijproduct. Het leeglopen van de "staal-beton-batterij" leidt tot roestvorming wat voor problemen zorgt in het beton omdat roest vele malen groter is dan het staal en zodoende druk opbouwt in het beton.

Kathodische bescherming van de wapening

Kathodische bescherming speelt in het op het elektrochemische proces van corrosie van het wapeningsstaal. Dit kan op twee verschillende manieren: Galvanische Kathodische bescherming (GCP) of Kathodische bescherming op basis van opgedrukte stroom (ICCP). Het achterliggende principe van de kathodische bescherming is hetzelfde: er wordt een 'beschermstroom' aangebracht tussen een anode en het wapeningsstaal. Waar tijdens het corrosieproces een anodeplaats en kathodeplaats in het wapeningsstaal aanwezig was en de energie uit het betonijzer kwam wordt de anodeplaats nu volledig overgenomen door de aangebrachte anode en wordt het wapeningsstaal volledig in de kathodische positie gedwongen. De opgedrukte stroom of het opofferingsmateriaal verandert het potentiaal rond het staal tot een niveau waarbij corrosie onmogelijk is. Twee van de positieve bijeffecten zijn dat de alkaliteit rond de wapening weer toe neemt en dat de chloride verdwijnt van de wapening. Ook als het systeem tijdelijk uit zou staan zal het wapeningsstaal dus niet direct weer corroderen.

Lees meer over Galvanische Kathodische bescherming (GCP)

Lees meer over kathodische bescherming op basis van opgedrukte stroom (ICCP)