Anode en ruban MMO pour la protection du béton : ce que les normes ne vous disent pas

Anode en ruban MMO pour la protection du béton : ce que les normes ne vous disent pas

Les structures en béton armé présentent un défi unique en matière de protection cathodique. L'électrolyte est alcalin et à haute-résistivité. L'anode doit être encastrée ou fixée à la surface du béton. Et l’ensemble doit durer des décennies sans entretien. L'anode à mailles en ruban MMO est devenue une solution standard, mais son application correcte nécessite de comprendre ce que les normes écrites oublient.

Pourquoi le béton est difficile pour les anodes

Le béton a un pH généralement supérieur à 12,5. Cet environnement passif protège naturellement les armatures en acier jusqu'à ce que la contamination par le chlorure ou la carbonatation brise le film passif. Pour une protection cathodique à courant imposé, l'anode doit fonctionner dans le même environnement alcalin. De nombreux types d'anodes se dégradent rapidement dans le béton car le pH élevé attaque le revêtement ou le substrat.

Le revêtement IrO2/Ta2O5 sur une anode à mailles en titane MMO est exceptionnellement stable dans des conditions alcalines. Le substrat en titane forme un film passif qui résiste à l’eau interstitielle du béton. Cette compatibilité chimique est la raison pour laquelle les fiches techniques des anodes à mailles en ruban MMO mentionnent souvent la protection du béton comme application principale.

Les deux méthodes d'installation

La première méthode est le maillage intégré. L'anode en treillis de titane MMO est attachée à la cage d'armature avant le coulage du béton. Le béton entoure complètement le treillis. Cette méthode offre la répartition du courant la plus uniforme car l'anode se trouve à la même profondeur que le renfort. Cependant, une fois coulé, le treillis n’est plus accessible pour être réparé.

La deuxième méthode consiste en un maillage-monté en surface. Une fois le béton durci, l'anode en ruban MMO est fixée à la surface du béton à l'aide de broches en plastique ou d'un adhésif. Une fine couche de revêtement cimentaire conducteur ou d'électrolyte pulvérisé recouvre le treillis. Cette méthode permet un accès futur mais nécessite un système de connexion électrique plus complexe.

Les exigences actuelles sont inférieures à ce que vous pensez

Pour l'acier dans le béton passif, la densité de courant de protection n'est que de 0,2 à 2 mA par mètre carré de surface en acier. Cela représente un-dixième du courant nécessaire pour l'acier enfoui dans le sol. Les valeurs nominales de courant publiées pour l'anode à mailles en ruban MMO, telles que 2,8 mA/m ou 3,5 mA/m, sont bien supérieures à celles requises par les applications concrètes. Cette capacité excédentaire signifie que la durée de vie du béton se situe presque toujours dans la fourchette haute de 20 à 100 ans.

Ne concevez pas trop. L’utilisation d’un maillage à courant nominal plus élevé que nécessaire gaspille du matériel. La spécification de 10 mm x 76 m avec 2,8 mA/m est suffisante pour la plupart des tabliers de pont en béton et des structures de stationnement. Utilisez uniquement des mailles de 19 mm ou plus pour les coulées sur de très grandes-zones où moins de passages d'anodes réduisent le travail d'installation.

Le problème caché de la production de gaz

Toutes les anodes à courant imposé dans le béton génèrent de l'oxygène et du chlore gazeux à la surface de l'anode. Dans les applications encastrées, ce gaz doit s’échapper à travers la structure poreuse du béton. Si du gaz s'accumule, il crée une barrière résistive qui augmente la tension et réduit la distribution du courant.

La structure maillée de l'anode en maille de titane MMO permet au gaz de s'échapper par les ouvertures. Une anode en bande solide emprisonnerait le gaz en dessous. La taille des trous du maillage affecte directement la libération de gaz. Pour les applications en béton noyé, les ouvertures de 2,5 x 4,6 x 0,6 mm sont adéquates. Pour les applications-montées en surface avec un revêtement conducteur, l'ouverture plus grande de 34 x 76 x 0,89 mm offre une évacuation des gaz encore meilleure.

Inadéquation thermique entre le titane et le béton

Le titane a un coefficient de dilatation thermique de 8,6 x 10^-6 par degré Celsius. Le béton mesure environ 10 à 12 x 10^-6. La différence est faible mais pas nulle. Dans les structures soumises à des cycles de gel-dégel ou à une exposition au feu, la dilatation différentielle peut provoquer le décollement du treillis monté en surface. C'est pourquoi l'anode en ruban MMO montée en surface doit être fixée avec des attaches flexibles, et non avec de l'époxy rigide. Le maillage a besoin d'espace pour se déplacer légèrement par rapport à la surface du béton.

Différences en matière d'inspection et de surveillance

Contrairement aux applications sur sol dans lesquelles vous mesurez directement le potentiel de l'anode-au-terre, les applications sur béton nécessitent une électrode de référence en argent-chlorure d'argent intégrée à proximité de l'armature. Cette électrode de référence mesure le potentiel de l'acier par rapport à un étalon stable. L'anode en maille de titane MMO elle-même ne peut pas servir de référence car son potentiel varie en fonction de la densité de courant.

Installez au moins trois électrodes de référence par zone anodique. Lorsque les électrodes de référence montrent que le potentiel de l'acier se déplace en dehors de la plage de protection, ajustez la sortie du redresseur. Ne comptez pas uniquement sur le potentiel anodique.

Mise en garde concernant le béton contaminé par des chlorures-

Si le béton contient déjà des chlorures au-dessus du seuil de corrosion active, la demande initiale de courant sera élevée. La surface de l'acier se corrode activement et le système de protection cathodique doit d'abord arrêter la corrosion avant de pouvoir maintenir la passivité. Cette période initiale peut durer des mois et nécessiter des densités de courant proches de la valeur nominale maximale de l'anode à mailles en ruban MMO.

Pendant cette phase de dépolarisation, surveillez la température du maillage. Utilisez une caméra infrarouge pour vérifier les points chauds. Si une section du maillage dépasse 50 degrés au-dessus de la température ambiante, réduisez le courant et prolongez la période de polarisation. Le revêtement IrO2/Ta2O5 peut gérer temporairement le courant élevé, mais un chauffage excessif accélère la consommation à long terme-.

Pourquoi la personnalisation est importante pour le béton

Les produits d'anode en maille de titane MMO standard sont conçus pour les environnements de sol. Le béton est différent. Di Noer propose une personnalisation de la taille des trous du treillis spécifiquement pour les applications en béton. Une ouverture plus large améliore l'évacuation des gaz. Un brin plus fin réduit l’impact visuel sur le béton architectural. Un revêtement modifié avec une teneur plus élevée en iridium gère mieux le courant de dépolarisation initial.

Demandez des échantillons avant de commander de grandes quantités. Incorporez les échantillons dans des blocs de béton d'essai fabriqués à partir de votre mélange de béton réel. Faites fonctionner le courant pendant 90 jours au niveau de fonctionnement prévu. Ensuite, ouvrez les blocs et inspectez. Le treillis ne doit présenter aucune perte de revêtement, aucune fissuration et aucune perte d’adhérence au béton. S'il réussit ce test, votre-installation à grande échelle réussira probablement.

L'anode en ruban MMO est une technologie éprouvée pour la protection cathodique du béton. Mais éprouvé ne veut pas dire automatique. Faites attention aux détails que les normes n’écrivent jamais.