Способ и датчик для определения пассивирующих свойств смеси, содержащей по меньшей мере два компонента, которыми являются цемент и вода
Изобретение относится к способу определения пассивирующих свойств смеси (11), содержащей по меньшей мере два компонента, которыми являются цемент и вода. Способ включает следующие стадии: берут три элемента, каждый из которых выполнен из электропроводного материала, причем эти элементы являются первым электродом (2), вторым электродом (4) и третьим электродом (5), закрепляют по меньшей мере один из этих трех электродов на опоре (3) таким образом, что они электрически изолированы один от другого, и смесь (11) может приходить в соприкосновение с по меньшей мере одной заданной поверхностью, расположенной на каждом электроде, выбирают первый электрод (2) и третий электрод (5) и подают между этими двумя электродами постоянный ток, называемый первым постоянным током, заданной силы тока, называемой первой силой тока, и заданной полярности, называемой первой полярностью, вызывая электролитические реакции на третьем электроде (5), в течение заданной длительности (D1), называемой первой длительностью, а затем выбирают второй электрод (4) и третий электрод (5), и измеряют напряжение (V) между этими двумя электродами во время упомянутой первой заданной длительности (D1), и запоминают результат измерения при изменении упомянутого напряжения (V) во время упомянутой первой заданной длительности (D1), сравнивают изменения в напряжении (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) во время первой заданной длительности (D1) с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) пассивирующими свойствами или нет, и определяют по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) такими пассивирующими свойствами или нет. Изобретение позволяет обнаружить заполнение элемента напрягаемой арматуры в критических зонах посредством определения возможного смачивания электрода смесью, обладающей пассивирующими свойствами. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.
Данное изобретение относится к способу определения пассивирующих свойств смеси, содержащей по меньшей мере два компонента, которыми являются цемент и вода. Изобретение также относится к способу, который косвенно позволяет проверить заполнение резервуара, такого как трубчатый кожух, вышеуказанной смесью. Изобретение относится, кроме того, к датчику для реализации упомянутого способа.
Область техники
Элементы напрягаемой арматуры, используемые для сооружения висячих и вантовых конструкций, таких как висячие мосты, канатные висячие мосты, крыши стадионов, здания, телекоммуникационные башни, мосты с последующим напряжением арматуры, конструкции с защитной оболочкой и т.п., содержат множество тросов, проволок или стержней (ниже здесь называются лишь тросы, однако не ограничивающим образом), заделанных в среду, состоящую из способного к твердению материала, такого как смесь цемента и воды (жидкий цементный раствор), которая(ый) далее называется «смесью». Элемент напрягаемой арматуры соединен с конструкциями посредством анкерных приспособлений. Элемент напрягаемой арматуры также содержит трубу, т.е. упомянутый трубчатый кожух, в которую(ый) вводят тросы элементов напрягаемой арматуры перед тем, как смесь заливают в этот трубчатый кожух таким образом, чтобы полностью заполнить упомянутый трубчатый кожух. Заполнение смесью гарантирует, что тросы элемента напрягаемой арматуры находятся по всей их длине в соприкосновении с залитым щелочным раствором смеси. Тем самым достигается пассивация тросов, а значит далекоидущая/долговременная антикоррозионная защита стали.
Однако возникают проблемы, связанные с неполным заполнением смесью. Вследствие этого на стальных тросах появляются зоны без защитной пассивации, которые при образовании водяного конденсата и реакции с CO2 из воздуха могут привести к возникновению коррозии, быстрому снижению площади поперечного сечения и, в экстремальном случае, разрушению элемента напрягаемой арматуры. Кроме того, загрязнение смеси хлоридом или хлорид, достигающий элемента напрягаемой арматуры от поверхности конструкции, может противодействовать пассивирующим свойствам смеси и, соответственно, привести к коррозии. В некоторых случаях это может привести даже к разрушению конструкции.
Предшествующий уровень техники
Поскольку нагнетание смеси имеет такое большое значение, то предпринимаются значительные усилия по усовершенствованию этого процесса, используемых материалов и последовательности операций. При корректном выполнении может быть гарантировано полное заполнение трубчатого кожуха смесью. Тем не менее, остается некоторая степень неопределенности в отношении того, могли ли иметь место ошибки во время смешения и нагнетания смеси. Для устранения этой неопределенности и исключения ошибочных манипуляций часто предпринимаются значительные меры. Например, просверливают отверстие в области анкера и оценивают заполнение визуально. Альтернативой является использование прозрачных крышек, которые позволяют визуально проверять заполнение элемента напрягаемой арматуры во время и после процесса схватывания в доступных местах. Кроме того, в отдельных случаях, заполнение элемента напрягаемой арматуры проверяют в локальных местах радаром.
Большинство этих измерений, однако, не могут быть осуществлены до успешного нагнетания и требуют существенных времени, усилий и инвестиций на/в измерение. Некоторые участки не доступны для этих способов. Однако в ходе процедуры нагнетания время до завершения этой операции жестко ограничено начинающимся схватыванием смеси.
Поэтому важно уже во время операции нагнетания иметь информацию о возможном недостаточном заполнении смесью во всех критических местах. Только таким образом может быть достигнута более высокая степень заполнения посредством принятия дополнительных мер.
Было предложено, что такой контроль возможен посредством датчика заполнения, который обнаруживает смачивание датчика смесью, как описано в JP 2000230915.
Однако заполнения элемента напрягаемой арматуры смесью недостаточно во всех случаях для обеспечения антикоррозионной защиты. Соответственно, коррозионное повреждение может происходить даже несмотря на то, что элемент напрягаемой арматуры был полностью заполнен смесью. Это возможно, например, если используется шлакопортландцемент с минимальной щелочностью или подмешивается вода, загрязненная хлоридом. При определенных обстоятельствах такие ситуации не могут быть исключены даже при оптимальном контроле качества. Хлориды могут также проникать впоследствии в трубчатый кожух через неплотности в бетоне и, при достаточно высоких концентрациях, могут инициировать коррозию.
В публикации заявки на патент DE 2335419 A1 описывается методика обнаружения коррозии или вероятности коррозии стержней арматуры в бетоне. При этом используется электрод сравнения для определения того, достигнуто ли выделение кислорода.
Раскрытие изобретения
Поэтому одной из целей изобретения является предоставление способа и средства всестороннего и прямого контроля качества во время операции нагнетания. Оно также предоставляет возможность долговременного мониторинга коррозии элемента напрягаемой арматуры, таким образом обеспечивая антикоррозионную защиту стальных тросов.
Эта цель достигается в соответствии с изобретением с помощью признаков, указанных в пункте 1 формулы изобретения.
Основная задача изобретения состоит в том, чтобы обнаружить заполнение элемента напрягаемой арматуры в критических зонах посредством определения возможного смачивания электрода смесью, обладающей пассивирующими свойствами. Могут быть легко обнаружены слишком низкая величина pH (pH соотносится к щелочности), слишком высокое содержание хлорида, присутствие других агрессивных веществ или присутствие выступающей воды. Это достигается измерением пассивации на контрольной стальной поверхности.
Преимуществом изобретения является то, что посредством простого измерения пассивации в критических зонах, где установлен датчик, возможно определить уже во время операции нагнетания, заполнен ли канал пассивирующей смесью. Таким образом, коррекции могут быть проделаны уже во время процедуры нагнетания. Измерение пассивации делает возможным подтверждение того, что как pH смеси, так и содержание в ней хлорида обеспечивают пассивность напрягаемой арматуры. Тем самым можно подтвердить всестороннюю антикоррозионную защиту, как в отношении заполнения, так и в отношении состава смеси. Датчик имеет простую конструкцию и может быть встроен с минимальными усилиями во все критические зоны элемента напрягаемой арматуры.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет лучше понято при прочтении нижеследующего описания, приведенного в качестве неограничивающего примера со ссылками на сопроводительные чертежи:
- Фигура 1A представляет вид спереди датчика для определения заполнения смесью и пассивирующих свойств смеси,
- Фигура 1B представляет вид сбоку датчика для определения заполнения смесью и пассивирующих свойств смеси,
- Фигура 2 представляет датчик после встраивания в анкер,
- Фигура 3 представляет датчик после встраивания в трубчатый кожух,
- Фигура 4 представляет измерительную схему для измерения пассивации,
- Фигура 5 представляет пример результатов измерения пассивации для разных материалов смеси,
- Фигура 6 представляет пример результатов измерения пассивации для разных величин pH с течением времени T,
- Фигура 7 представляет пример измерения пассивации для разных содержаний хлорида в смеси с течением времени T,
- Фигура 8 представляет данные измерений с Фигуры 6 и Фигуры 7 с течением времени T.
Варианты осуществления изобретения
Обращаясь к чертежам (Фигура 3), там показан элемент 100 напрягаемой арматуры, используемый для сооружения предварительно напряженных, висячих и вантовых конструкций (эти конструкции не представлены), таких как висячие мосты, канатные висячие мосты, крыши стадионов, здания, телекоммуникационные башни, мосты с последующим напряжением арматуры, конструкции с защитной оболочкой и т.п.
Элемент 100 напрягаемой арматуры содержит множество тросов 10, заделанных в среду, состоящую из способного к твердению материала, например смесь 11, содержащую по меньшей мере два компонента, такие как цемент и вода. Эта смесь 11 известна под названием «жидкий цементный раствор». Каждый элемент 100 напрягаемой арматуры содержит множество тросов 10, которые выполнены из стали.
Элемент 100 напрягаемой арматуры также содержит трубу, т.е. упомянутый трубчатый кожух 12, в который вводятся тросы 10 элемента 100 перед тем, как смесь 11 заливают в трубчатый кожух 12 таким образом, чтобы полностью заполнить пустое пространство 110, расположенное между отдельными тросами и/или между тросами и трубчатым кожухом 12. Трубчатый кожух 12 имеет стенку, которая может действовать в качестве формы и которая может рассматриваться как образующая резервуар.
Именно заполняющая смесь обеспечивает то, что тросы находятся по всей их длине в соприкосновении с залитым щелочным раствором смеси 11.
Изобретение относится к способу определения пассивирующих свойств смеси 11. Этот способ определения пассивирующих свойств смеси 11, содержащей по меньшей мере два компонента, которыми являются цемент и вода, включает следующие стадии:
- берут три элемента, каждый из которых выполнен из электропроводного материала, причем эти элементы называются первым электродом 2, вторым электродом 4 и третьим электродом 5,
- закрепляют по меньшей мере один из этих трех электродов на опоре 3 таким образом, что:
- они электрически изолированы один от другого,
- смесь 11 может приходить в соприкосновение с по меньшей мере одной заданной поверхностью, расположенной на каждом электроде, причем эти поверхности называются первой поверхностью 20, второй поверхностью 40 и третьей поверхностью 50,
- выбирают первый электрод 2 и третий электрод 5 и подают между этими двумя электродами:
- постоянный ток, называемый первым постоянным током, заданной полярности, называемой первой полярностью, вызывая электролитические реакции на третьем электроде 5, в течение заданной длительности D1, называемой первой длительностью D1, а затем:
- выбирают второй электрод 4 и третий электрод 5,
- измеряют напряжение V между этими двумя электродами во время упомянутой первой заданной длительности D1,
- запоминают результат измерения при изменении упомянутого напряжения V во время упомянутой первой заданной длительности D1,
- сравнивают изменения в напряжении V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 во время первой заданной длительности D1 с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь 11 пассивирующими свойствами или нет, и
- определяют по меньшей мере то, обладает ли смесь 11 такими пассивирующими свойствами или нет.
Электролитические реакции на третьем электроде 5 являются анодными реакциями.
Кроме того, изобретение относится к датчику 1, сконструированному для реализации изобретения. Этот датчик 1 имеет три элемента, каждый из которых выполнен из электропроводного материала, причем эти элементы называются первым электродом 2, вторым электродом 4 и третьим электродом 5, и по меньшей мере один из этих трех элементов закреплен на опоре 3 таким образом, что эти элементы электрически изолированы один от другого.
С использованием электроизоляционного материала в качестве опоры 3 второй электрод 4, выполненный из электропроводного материала, и третий электрод 5, выполненный из стали, установлены в электропроводном первом электроде 2, выполненном из трубчатой детали. Первый электрод 2, второй электрод 4 и третий электрод 5 электрически соединены посредством многожильного кабеля 6.
Первый электрод 2 и второй электрод 4 в идеальном случае состоят из нержавеющей стали. В качестве электроизоляционного материала используется, например, политетрафторэтилен, полиэтилен или эпоксидная смола.
Как показано на Фигуре 2, датчик 1 может быть встроен в анкерное приспособление 16 (анкер). Как представлено, между опорной плитой 9 и крепежной головкой 8 зажато распределяющее усилия кольцо 7. Датчик 1 встроен в это распределяющее усилия кольцо 7. В идеальном случае датчик 1 устанавливают посредством резьбы в упомянутое распределяющее усилия кольцо 7. Распределяющее усилия кольцо 7 имеет большое отверстие, в котором расположены на расстоянии один от другого тросы, и эти тросы должны быть заделаны в смесь 11.
Распределяющее усилия кольцо 7 имеет стенку, которая может рассматриваться как образующая резервуар, в который может быть залита смесь 11 для того, чтобы полностью заполнить пустое пространство между тросами и распределяющим кольцом 7.
Как показано на Фигуре 3, датчик 1 может быть смонтирован в трубчатом кожухе 12 в месте, где закреплена вентиляционная труба 14, таким образом, что смесь 11 приходит в соприкосновение с упомянутым датчиком 1. Предпочтительно, датчик 1 встроен в вентиляционную трубу 14 таким образом, что он не препятствует выпуску воздуха. Альтернативно, датчик может быть установлен в подобной трубе, которая, однако, не используется для вентиляции.
Стадии сравнения изменений в напряжении V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 во время первой заданной длительности D1 с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь 11 пассивирующими свойствами или нет, и определения по меньшей мере того, обладает ли смесь 11 такими пассивирующими свойствами или нет, содержат по меньшей мере:
- a) проверку того, превышает ли разность, упомянутая первая разность напряжений V1, между максимальной величиной напряжения первой заданной длительности D1 и величиной напряжения в первый заданный момент времени T1 первой заданной длительности D1 первую заданную величину напряжения или нет.
Предпочтительно:
- перед тем как упомянутый первый постоянный ток первой заданной полярности подают между первым электродом 2 и третьим электродом 5, в течение первого периода первой заданной длительности D1,
- подают другой постоянный ток, называемый вторым постоянным током, заданной полярности, называемой второй полярностью, противоположной первой полярности, между первым электродом 2 и третьим электродом 5 в течение заданной длительности D2, называемой второй длительностью D2,
- когда напряжение V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 было измерено в течение упомянутой первой заданной длительности D1,
- измеряют напряжение V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 в течение упомянутой второй заданной длительности D2 и затем запоминают эти величины напряжения,
- при сравнении изменений в напряжении V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 во время первой заданной длительности D1 с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь 11 пассивирующими свойствами или нет, и определении по меньшей мере того, обладает ли смесь 11 такими пассивирующими свойствами или нет,
- также сравнивают изменения в напряжении V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 в течение упомянутой второй заданной длительности D2.
В этом случае стадия выбора первого электрода 2 и третьего электрода 5 и подачи первого постоянного тока и затем второго постоянного тока между этими двумя электродами включает в себя использование первого постоянного тока и второго постоянного тока с:
- первой заданной полярностью и второй заданной полярностью, которые противоположны,
- первой длительностью D1 и второй длительностью D2, которые равны.
Предпочтительным образом:
- первая заданная длительность D1 составляет десять секунд (10 с), и/или
- вторая заданная длительность D2 составляет десять секунд (10 с).
Во время первой заданной длительности D1 возникают состояния анодной поляризации, а во время второй заданной длительности D2 возникают состояния катодной поляризации.
Предпочтительно, стадии сравнения изменений в напряжении V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 в течение первой заданной длительности D1 и второй заданной длительности D2 с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь 11 пассивирующими свойствами или нет, и определения по меньшей мере того, обладает ли смесь 11 такими пассивирующими свойствами или нет, содержат:
- a) проверку того, превышает ли разность, называемая первой разностью напряжений V1, между максимальной величиной напряжения первой заданной длительности D1 и величиной напряжения в заданный момент времени T1, называемый первым моментом времени T1, первой заданной длительности D1 первую заданную величину напряжения или нет, и
- b) проверку того, находится ли разность, называемая второй разностью напряжений V2, между максимальной величиной напряжения первой заданной длительности D1 и величиной напряжения в заданный момент времени T2, называемый вторым моментом времени T2, второй заданной длительности D2 в пределах первого заданного диапазона или нет, и
- c) проверку того, находится ли разность, называемая третьей разностью напряжений V3, между величиной напряжения в заданный момент времени T3, называемый третьим моментом времени T3, первой заданной длительности D1 и напряжения V в заданный момент времени T4, называемый четвертым моментом времени T4, второй заданной длительности D2 в пределах второго заданного диапазона или нет.
Предпочтительно выполняется по меньшей мере одно из этих двух условий:
- по меньшей мере один из первого заданного момента времени T1 и четвертого заданного момента времени T4 находится между десятью процентами и ста процентами от величины первой заданной длительности D1, и
- по меньшей мере один из второго заданного момента времени T2 и третьего заданного момента времени T3 находится между десятью процентами и ста процентами от величины второй заданной длительности D2.
Величина первой заданной длительности D1 составляет между одной секундой и тридцатью секундами, и/или величина второй заданной длительности D2 составляет между одной секундой и тридцатью секундами.
Предпочтительно выполняется по меньшей мере одно из этих двух условий:
- по меньшей мере один из первого заданного момента времени T1 и четвертого заданного момента времени T4 равен девяноста процентам от величины первой заданной длительности D1, и
- по меньшей мере один из второго заданного момента времени T2 и третьего заданного момента времени T3 равен девяноста процентам от величины второй заданной длительности D2.
В соответствии с изобретением на стадии выбора первого электрода 2 и третьего электрода 5 и подачи между этими двумя электродами:
- первого постоянного тока первой заданной полярности в течение первой заданной длительности D1, а затем:
- второго постоянного тока второй полярности, противоположной первой полярности, в течение второй заданной длительности D2:
- первый постоянный ток является таким, что на третьем электроде 5 появляется плотность тока в две целых пять десятых миллиампера на квадратный сантиметр (2,5 мА/см2), и
- второй постоянный ток является таким, что на первом электроде 2 появляется плотность тока в две целых пять десятых миллиампера на квадратный сантиметр (2,5 мА/см2).
Предпочтительно, на стадии сравнения изменений в напряжении V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь пассивирующими свойствами или нет, когда:
- первая разность напряжений V1 составляет максимум пятьдесят милливольт (50 мВ) (первая заданная величина напряжения),
- вторая разность напряжений V2 составляет от одной целой восьми десятых вольта до двух целых трех десятых вольта (от 1,8 В до 2,3 В) (первый заданный диапазон),
- третья разность напряжений V3 составляет от одной целой восьми десятых вольта до двух целых трех десятых вольта (от 1,8 В до 2,3 В) (второй заданный диапазон),
делается вывод, что смесь 11 обладает пассивирующими свойствами, по меньшей мере поблизости от трех электродов.
Легко понять, что способ по изобретению также косвенно позволяет проверять заполнение трубчатого кожуха вышеуказанной смесью, по меньшей мере поблизости от трех электродов.
На стадии сравнения изменений в напряжении V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь 11 пассивирующими свойствами или нет, когда изменение потенциала между:
- четвертой секундой по меньшей мере одной из первой заданной длительности D1 и второй заданной длительности D2 и
- девятой секундой по меньшей мере одной из первой заданной длительности D1 и второй заданной длительности D2 составляет более шести милливольт (6 мВ),
делается вывод, что третий электрод 5 находится в соприкосновении со смесью 11, состоящей из твердеющего цемента и воды, а не лишь с выступившей водой, то есть с жидкостью, выделяющейся из смеси 11 воды и цемента.
Предпочтительно, стадия, состоящая в том, что берут три элемента, каждый из которых выполнен из электропроводного материала, причем эти элементы являются упомянутыми первым электродом 2, вторым электродом 4 и третьим электродом 5, и каждый из этих трех электродов имеет по меньшей мере одну поверхность 20, 40, 50, содержит операцию выбора трех элементов, каждый из которых выполнен из стали.
На Фигуре 4 показана измерительная схема для измерения пассивации. Посредством источника 18 электропитания, такого как, например, батарея или гальваностат, пропускается ток между первым электродом 2 и третьим электродом 5. С помощью прибора 19 измерения напряжения, такого как, например, вольтметр, измеряется напряжение V между третьим электродом 5 и вторым электродом 4.
Результаты таких измерений для различных сред, находящихся в соприкосновении с датчиком 1, представлены на Фигуре 5. На горизонтальной оси приведено напряжение V (вольты) между вторым электродом 4 и третьим электродом 5, а на вертикальной оси приведена плотность тока (CD), появляющаяся на третьем электроде 5 (мА/см2).
При заполнении пустого пространства 120 смесью 11 пассивирующего бесхлоридного щелочного типа (кривая «e») максимальное напряжение достигается по мере протекания тока, причем это максимальное напряжение лимитируется выделением кислорода. Увеличение на третьем электроде 5 по сравнению со вторым электродом 4, в данном случае состоящем из нержавеющей стали, до величины более 0,5 вольта указывает на эффективную пассивацию.
Если пустое пространство 120 заполняется разбавленной выступившей водой (кривая «f»), то увеличение измеряемого напряжения V при протекании тока является значительно меньшим. Величина в 0,5 вольта при этом не превышается. Это указывает на инициирование коррозии вследствие слишком низкой щелочности.
В случае заполнения пустого пространства 120 водопроводной водой измеряется даже сильно отрицательное напряжение V (кривая «g»). Это указывает на интенсивную коррозию стали тросов.
Процедура, показанная на Фигуре 5, проявляет тот недостаток, что на измерение потенциала третьего электрода 5 относительно электрода 4 из нержавеющей стали влияет содержание кислорода в смеси 11 и качество пассивации второго электрода 4.
Более того, наличие пассивной пленки на третьем электроде 5 вследствие предшествующего воздействия пассивирующей окружающей среды может приводить к ошибочным результатам, указывающим на пассивность даже в агрессивном окружении.
Эти проблемы преодолеваются вышеуказанным способом, как показано на Фигуре 6 для разных величин pH.
Как указано в вышеизложенном, пассивная пленка, возможно образовавшаяся на третьей поверхности 50 третьего электрода 5, удаляется катодной поляризацией (вторым постоянным током второй полярности в течение второй заданной длительности D2, равной, например, 10 секундам, при токе -2,5 мА/см2). Данный ток пропускается между первым электродом 2 и третьим электродом 5.
Новая пассивная пленка образуется на третьей поверхности 50 третьего электрода 5 за счет подачи анодного тока между третьим электродом 5 и первым электродом 2 (первого постоянного тока первой заданной полярности, противоположной второй полярности, в течение первой заданной длительности D1, равной, например, 10 секундам, при токе +2,5 мА/см2).
Во время измерения щелочность изменяется вследствие выделения водорода и кислорода, протекающего на третьей поверхности 50 третьего электрода 5. Этот эффект может быть минимизирован, если количество заряда во время анодной и катодной поляризации одинаково.
Это тот случай, когда катодная поляризация продолжается в течение десяти секунд при минус двух целых пяти десятых мА/см2 (-2,5 мА/см2), а анодная поляризация продолжается в течение 10 секунд при плюс двух целых пяти десятых мА/см2 (+2,5 мА/см2). Как следствие, повторные измерения приводят к минимальному воздействию на pH смеси 11.
На Фигуре 6 показаны электрохимические процессы, происходящие на третьей поверхности 50 третьего электрода 5. Начинаясь при неопределенной третьей поверхности 50 с возможным покрытием оксидной и пассивной пленкой, катодная поляризация (первая часть кривой CP1) восстанавливает всю остаточную защитную пассивную пленку.
Последующая анодная поляризация будет приводить к образованию защитной пассивной пленки, если величина pH достаточно высока, а содержание хлорида достаточно низко (вторая часть кривой CP2). Это имеет место в случае величин pH, равных двенадцати или более чем двенадцати (pH 12, pH 13).
Если величина pH смеси 11 слишком низкая (например, pH 11) или содержание хлорида слишком высокое, то может иметь место образование пассивной пленки (третья часть кривой CP3); однако последующая поляризация может вызывать частичное повреждение пассивной пленки, приводя к активированию коррозии и падению потенциала (четвертая часть кривой CP4).
Если величина pH смеси 11 очень низкая (например, pH 7), то образование пассивной пленки вообще не будет происходить (пятая часть кривой CP5).
Заключение об активировании коррозии возможно на основании разности потенциалов между вторым электродом 4 и третьим электродом 5. Хотя второй электрод 4 не является стабильным электродом сравнения с точно определенной величиной потенциала, измерение пассивации является очень надежным. Это обусловлено тем фактом, что заключение об активировании коррозии возможно на основании уменьшения потенциала во время анодной поляризации между третьей частью кривой CP3 и четвертой частью кривой CP4 и/или на основании разности между первой частью кривой CP1 и пятой частью кривой CP5.
Поскольку заключение об активировании коррозии основано на разности между двумя снятыми показаниями потенциала, то устраняется возможная ошибка по отношению ко второму электроду 4.
Процедура, показанная на Фигуре 6, дополнительно использует выделение водорода во время катодной поляризации (первая часть кривой CP1) и/или выделение кислорода во время анодной поляризации (вторая часть кривой CP2) для того, чтобы определить влияние потенциала второго электрода 4 и чтобы оценить влияние омического падения потенциала (падения напряжения) в смеси 11.
Поскольку разность потенциалов между выделением кислорода и водорода в щелочной смеси 11 составляет грубо около двух вольт, то разность между этими двумя потенциалами может быть использована в качестве критерия для оценки смачивания третьего электрода 5 смесью 11, обладающей пассивирующими свойствами.
Исходя из представленных примеров следующие критерии могут быть использованы для определения присутствия пассивирующей смеси 11 на поверхности датчика 1:
a) разность между максимальным потенциалом во время анодной поляризации (вторая часть кривой CP2, третья часть кривой CP3, пятая часть кривой CP5) и потенциалом через определенное время при анодной поляризации (вторая часть кривой CP2, четвертая часть кривой CP4, пятая часть кривой CP5) (T1: например, 9 секунд) не может превышать определенную величину (например, 50 мВ),
b) разность между максимальным потенциалом при анодной поляризации (вторая часть кривой CP2, третья часть кривой CP3, пятая часть кривой CP5) и потенциалом через определенное время при катодной поляризации (первая часть кривой CP1) (T2: например, девять секунд) должна находиться в определенном диапазоне (например, между одной целой восьмью десятыми и двумя целыми тремя десятыми вольта),
c) разность между потенциалом после прохождения определенного времени при анодной поляризации (вторая часть кривой CP2, третья часть кривой CP3, пятая часть кривой CP5) (T3: например, девять секунд) и потенциалом через определенное время при катодной поляризации (первая часть кривой CP1) (T4: например, девять секунд) должна находиться в определенном диапазоне (например, между одной целой восьмью десятыми и двумя целыми тремя десятыми вольта).
Вышеуказанные условия «a», «b» и «c» делают возможным устранение влияния возможных флуктуаций потенциала второго электрода 4.
Более того, они учитывают омическое падение потенциала в смеси 11, которое также может влиять на измерение. При исследовании различных параметров было показано, что наиболее надежное определение смачивания датчика 1 смесью 11, обладающей пассивирующими свойствами, может быть достигнуто с помощью комбинации условий «a» и «b». Однако и условие «c» или «a» в отдельности обеспечивает определение смачивания поверхностей датчика смесью 11, обладающей пассивирующими свойствами.
На Фигуре 7 представлены соответствующие измерения для типичной смеси 11 с разными содержаниями хлорида. Разность между максимальным потенциалом и потенциалом через девять секунд при анодной поляризации равна нулю для ноль целых одной десятой и ноль целых двух десятых % Cl- (хлорида), демонстрируя пассивирующие свойства смеси 11.
В противоположность этому, данная разность составляет примерно семьсот пятьдесят мВ для ноль целых четырех десятых % Cl- (хлорида), демонстрируя активирование коррозии.
Определение разности между максимальным потенциалом при анодной поляризации и потенциалом через определенное время при катодной поляризации (первая часть кривой CP1) (например, девять секунд) обеспечивает определение омического падения потенциала в смеси 11.
Поскольку омическое падение потенциала будет увеличиваться, когда смесь 11 начинает схватываться, то мониторинг падения потенциала с течением времени может быть использован для определения того, находится ли датчик 1 в соприкосновении с твердеющей смесью 11, обладающей пассивирующими свойствами, или лишь с выступившей водой, обладающей пассивирующими свойствами.
Эта процедура требует измерения омического падения потенциала в смеси 11 через по меньшей мере двадцать четыре часа после нагнетания смеси 11 в трубчатый кожух 12.
Если снятое показание указывает на присутствие выступившей воды, то эта проблема уже не может быть устранена. Поэтому было бы полезно, если бы заключение о присутствии выступившей воды могло быть сделано на основании измерения, снятого непосредственно после нагнетания смеси 11, когда еще можно исправить ситуацию дополнительным нагнетанием.
Изобретение делает такое заключение возможным с использованием протекающих электрохимических процессов. Во время катодной поляризации не только удаляются остаточные оксидные слои, но также имеет место выделение водорода и увеличивается величина pH смеси 11.
С другой стороны, анодная поляризация будет не только приводить к образованию пассивной пленки, но и к выделению кислорода и уменьшению величины pH смеси 11. Потенциалы для выделения кислорода и водорода зависят от величины pH в соответствии с уравнением Нернста.
Как следствие, потенциал будет изменяться с увеличением времени поляризации, во время как анодной, так и катодной поляризации. Поскольку скорость изменения pH определяется плотностью подаваемого тока (CD), то изменение потенциала должно быть всегда одинаковым во всех тестах.
На изменение pH, однако, влияет не только количество образовавшихся гидроксильных ионов или ионов водорода, но также их накапливание на передней стороне третьего электрода 5. Как следствие, величина pH будет быстро изменяться, если смесь 11 с пассивирующими свойствами находится в соприкосновении с третьим электродом 5.
Если, с другой стороны, с третьим электродом 5 находится в соприкосновении выступившая вода, то конвекция и высокая скорость диффузии в жидкости будут предотвращать накапливание гидроксильных ионов или ионов водорода. Вследствие этого изменение величины pH будет меньшим, и изменение потенциала тоже будет меньшим. Поэтому мониторинг потенциала с течением времени обеспечивает определение накапливания продуктов реакции (гидроксильных ионов или ионов водорода) в соприкосновении с третьим электродом 5.
Этот эффект иллюстрируется на Фигуре 8, на которой сравниваются результаты с Фигуры 5 для pH тринадцать (pH 13) и Фигуры 7 для нуля % Cl- (хлорида). В то время как потенциал остается более или менее постоянным в электролите с pH тринадцать (pH 13) после достижения максимальной величины, наблюдается его непрерывное увеличение для смеси 11 с нулевым % Cl- (хлорида).
При данных условиях измерения увеличение потенциала за четырнадцать-двадцать секунд анодной поляризации должно составлять по меньшей мере шесть мВ, если смесь 11 с пассивирующими свойствами находится в соприкосновении с третьим электродом 5. Этот эффект будет возрастать с твердением смеси 11, поскольку перенос продуктов реакции (гидроксильных ионов во время катодной поляризации и ионов водорода во время анодной поляризации) замедляется в твердотельной смеси.
Точно такой же эффект может быть использован при последующих исследованиях для определения величины pH на третьем электроде 5. Во время анодной поляризации щелочность смеси 11, соприкасающейся с третьим электродом 5, будет уменьшаться с протеканием поляризации. При постоянном токе анодной поляризации изменение величины pH будет происходить быстрее, если исходная величина pH была ниже, поскольку при этом имелось меньше нейтрализующих гидроксильных ионов. А значит, падение потенциала с течением времени будет бόльшим в окружении с низкой величиной pH. Если величина pH смеси 11 высока, то такой же ток с течением времени создает меньшее изменение величины pH, и измеряется меньшее изменение потенциала.
Эта процедура позволяет определять величину pH с передней стороны третьего электрода 5, в предположении, что скорость диффузии образовавшихся ионов водорода и нейтрализующих гидроксильных ионов в смеси 11 постоянна с течением времени или известна. Если ток подается таким образом, что общий заряд после всего теста в целом равен нулю, то вызванные изменения pH могут быть компенсированы.
В представленном примере заключение о пассивирующих свойствах смеси 11 было основано на десятисекундной анодной поляризации. Альтернативно, вместо этого возможно продолжать анодную поляризацию до тех пор, пока не будет иметь место активирование коррозии и не будет наблюдаться снижение потенциала. Этот эффект будет происходить, поскольку величина pH будет уменьшаться с течением времени вследствие образования ионов водорода при анодной поляризации. Поэтому соотношение между хлоридными ионами и гидроксильными ионами будет уменьшаться с течением времени, и будет иметь место активирование. Эта процедура позволяет получать количественную информацию о пассивирующих свойствах смеси 11 вместо просто информации «подходит/не подходит». На основе этой процедуры возможен более детальный анализ содержания хлорида.
Таким образом, использование датчика 1 обеспечивает возможность полной гарантии антикоррозионной защиты элементов напрягаемой арматуры. Датчик 1 может быть просто встроен во все критические зоны в анкере и трубчатом кожухе 12 и, посредством простого измерения пассивации, делает возможной проверку заполнения на стадии нагнетания защищающей от коррозии смеси 11.
В случае дефектов или ошибок меры могут быть приняты непосредственно во время нагнетания, и смесь 11 может быть заменена повторно. В противоположность альтернативным способам, таким как мониторинг радаром или визуальный контроль, заполнение трубчатого кожуха 12 проверяется непосредственно во время нагнетания. Также и вдобавок к этому, впервые возможен непосредственный мониторинг эффекта антикоррозионной защиты смеси 11 при использовании датчика 1. Это измерение является настолько быстрым и несложным, что оно может быть выполнено по завершении нагнетания. Соответственно, в случае необходимости возможно принять меры перед схватыванием смеси 11.
Возможны разные варианты этой процедуры. Например, каждый датчик 1 может быть оборудован измерительным прибором, который непрерывно измеряет пассивирующие свойства и передает данные на центральный пост при нагнетательном насосе. Тем самым персонал может следить за положением переднего конца смеси 11 в трубчатом кожухе 12 во время нагнетания.
Кроме того, имеется возможность передачи этих данных по беспроводной сети связи на независимый пост, который осуществляет регистрацию всей операции нагнетания для подрядчика.
Показанное измерение пассивации может быть также осуществлено вручную с использованием простой батареи и вольтметра. При этом может быть использован простой импульс тока заданной длительности.
Этого можно добиться прерыванием тока. При использовании этого простого устройства с питанием от батареи измерение может быть также осуществлено в одно и то же время по току и напряжению V. Тем самым в ходе одной операции возможно измерение заполняющей смеси и антикоррозионного действия.
Кроме того, имеется возможность прокладки электрических соединений всех датчиков 1 или выбранных датчиков 1 в центральный измерительный ящик и использование их для измерений при последующем мониторинге. Такая конструкция также предоставляет возможность применения других способов, таких как импедансная спектроскопия, гальваностатическое импульсное измерение, определение сопротивления и потенциала линейной поляризации и измерение тока коррозии.
Кроме того, в случае соединения с элементом напрягаемой арматуры, как это имеет место в ситуации на Фигуре 2, например, возможны измерения непосредственно на элементе 10 напрягаемой арматуры. Таким образом, датчик 1 обеспечивает не только всесторонний и прямой контроль качества во время операции нагнетания, но также и предоставляет возможность долговременного мониторинга коррозии элемента 10 напрягаемой арматуры.
Датчики 1 при этом могут быть встроены непосредственно в систему всестороннего (комплексного) мониторинга конструкции. Соответственно, напряжение V между вторым электродом 4 и третьим электродом 5 может регистрироваться как функция времени. С началом коррозии напряжение V будет уменьшаться. Альтернативно, может измеряться ток между третьим электродом 5 и кольцом 2 как функция времени. При увеличении тока могут быть сделаны аналогичные выводы в отношении начала коррозии и даже скорости коррозии. Кроме того, может быть измерено напряжение между тросами 10 и вторым электродом 4.
Дополнительно, датчик 1 может быть использован для того, чтобы оценить влияние катодной защиты на распределение потенциала на элементе напрягаемой арматуры. Поляризация троса 10 может быть определена посредством измерения потенциала между вторым электродом 4 и тросом 10. Одновременно может быть определена плотность катодного тока на третьем электроде 5, позволяющая сделать оценку уровня катодной защиты. Эта возможность особенно важна для электрически изолированных элементов напрягаемой арматуры.
Изобретение, само собой разумеется, не ограничивается представленным и описанным примером воплощения. Соответственно, датчик 1 может содержать дополнительные электроды, так что измерение пассивации может проходить на независимых электродах.
Вместо первого электрода 2 в датчике 1 может быть использован любой другой третий электрод 5. Также возможно использовать контакт в арматуре железобетонной конструкции вместо первого электрода 2 или второго электрода 4. Это возможно, поскольку арматура обычно находится в контакте с опорной плитой, крепежной головкой и тросами. Кроме того, возможно скомбинировать первый электрод 2 и второй электрод 4 в один электрод. Это особенно возможно, если поверхность такого комбинированного электрода большая. Поэтому арматура, или тросы, или крепежная головка были бы подходящими в качестве комбинированного электрода для этого применения.
Материал второго электрода 4, третьего электрода 5 и первого электрода 2 должен обладать электропроводностью. Соответственно, вместо нержавеющей стали могут быть использованы, например, медь, графит, армированный углеродными волокнами пластик, пластик с наполнителем из любого электропроводного материала или любой другой металл. Для измерения пассивации является существенным, чтобы третий электрод 5 состоял из материала на основе железа, обладающего как можно более сходным характером пассивации, что и тросы. Очевидным является использование стали или использование стальных напрягаемых тросов. Однако возможно также использование чугуна.
Если обнаружение присутствия смеси 11 с пассивирующими свойствами вместо выступившей воды или определение величины pH на последующих стадиях представляет собой лишь единственную представляющую интерес информацию, то материал третьего электрода 5 может быть любым электропроводным материалом. Для анодной поляризации им предпочтительно является инертный или пассивный материал, такой как золото, платина, графит, титан, тантал и т.п. В отношении геометрии электрода отсутствуют какие-либо ограничения. Он может иметь любую форму, как показано на Фигуре 1. Важно заметить, что он не должен иметь плоскую форму.
Например, может быть также использована цилиндрическая геометрия. Кроме того, возможно сегментировать третий электрод 5 на несколько отдельных электродов, которые расположены в одной и той же зоне или которые рассредоточены. Например, возможно ввести несколько отдельных третьих электродов 5 в одно и то же распределяющее усилия кольцо 7. При этом в ходе одного единственного измерения тестировалось бы несколько зон. Возможно даже расширить третий электрод 5 по всему трубчатому кожуху 12. Этот электрод может быть разделен на отдельные индивидуальные электроды. Это может быть достигнуто посредством использования проволоки, которая изолирована и которая введена параллельно напрягаемым тросам. Посредством удаления изоляции в критических зонах или через равные интервалы информация о заполнении всего трубчатого кожуха 12 смесью 11 с пассивирующими свойствами может быть получена в ходе одного единственного измерения. Например, мог бы быть использован напрягаемый трос, покрытый полиэтиленом. Там где должно быть подтверждено присутствие смеси 11, полиэтилен должен быть удален перед введением в трубчатый кожух 12.
Ток не должен быть постоянным в ходе теста. Может быть использована любая возможная форма волны, такая как пилообразная или синусоидальная волна, включающая положительные и отрицательные полуволны. Однако использование постоянного тока приводит к более легкой интерпретации результатов.
Поскольку второй электрод 4 не является несущим какой-либо ток, то его электропроводность не является критической. Его единственная функция состоит лишь в том, чтобы проявлять стабильный потенциал во время измерения. Вследствие этого могут быть использованы не только материалы, перечисленные для третьего электрода 5, но также и органические и неорганические полупроводники или даже покрытые полимером металлы и полупроводники.
Более того, существует возможность встраивания электрода сравнения в датчик 1 с тем, чтобы позволить измерять абсолютный электрохимический потенциал. В этом случае измерение напряжения V будет производиться между электродом сравнения и третьим электродом 5. Тем самым было бы возможно точное определение величины pH смеси 11.
Изобретение также может быть применено для мониторинга пассивирующих свойств и величины pH других бетонов или смесей 11, используемых в железобетонных конструкциях.
Согласно изобретению изменение потенциала в твердотельной смеси используется для определения щелочности смеси 11 в любой последующий момент времени.
Согласно изобретению измерение сопротивления поляризации потенциала второго электрода 4 используется для мониторинга коррозионного поведения с течением времен.
1. Способ определения пассивирующих свойств смеси (11), содержащей по меньшей мере два компонента, которыми являются цемент и вода, включающий следующие стадии:
- берут датчик, содержащий три элемента, каждый из которых выполнен из электропроводного материала, причем эти элементы называются первым электродом (2), вторым электродом (4) и третьим электродом (5),
- закрепляют по меньшей мере один из этих трех электродов на опоре (3) таким образом, что:
- они электрически изолированы один от другого, и
- смесь (11) может приходить в соприкосновение с по меньшей мере одной заданной поверхностью, расположенной на каждом электроде, причем эти поверхности называются первой поверхностью (20), второй поверхностью (40) и третьей поверхностью (50),
- выбирают первый электрод (2) и третий электрод (5) и подают между этими двумя электродами
- постоянный ток, называемый первым постоянным током, заданной силы тока, называемой первой силой тока, и заданной полярности, называемой первой полярностью, вызывая электролитические реакции на третьем электроде (5), в течение заданной длительности (D1), называемой первой длительностью, а затем
- выбирают второй электрод (4) и третий электрод (5), и
- измеряют напряжение (V) между этими двумя электродами во время упомянутой первой заданной длительности (D1), и
- запоминают результат измерения при изменении упомянутого напряжения (V) во время упомянутой первой заданной длительности (D1),
- сравнивают изменения в напряжении (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) во время первой заданной длительности (D1) с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) пассивирующими свойствами или нет, и
- определяют по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) такими пассивирующими свойствами или нет.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадии сравнения изменений в напряжении (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) во время первой заданной длительности (D1) с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) пассивирующими свойствами или нет, и определения по меньшей мере того, обладает ли смесь (11) такими пассивирующими свойствами или нет, состоят по меньшей мере в:
- а) проверке того, превышает ли разность, называемая первой разностью напряжений (VI), между максимальной величиной напряжения первой заданной длительности (D1) и величиной напряжения в первый заданный момент времени (Т1) первой заданной длительности (D1) первую заданную величину напряжения или нет.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что он также содержит следующие стадии:
- перед тем, как упомянутый первый постоянный ток первой заданной полярности подают между первым электродом (2) и третьим электродом (5) в течение первого периода первой заданной длительности (D1),
- подают другой постоянный ток, называемый вторым постоянным током, заданной силы, называемой второй силой, и заданной полярности, называемой второй полярностью, противоположной первой полярности, между первым электродом (2) и третьим электродом (5) в течение заданной длительности (D2), называемой второй длительностью (D2);
- измеряют напряжение (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) в течение упомянутой второй заданной длительности (D2), а затем запоминают эти величины напряжения;
- также сравнивают изменения в напряжении (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) в течение упомянутой второй заданной длительности (D2) с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) пассивирующими свойствами или нет.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что стадия выбора первого электрода (2) и третьего электрода (5) и подачи первого постоянного тока и затем второго постоянного тока между этими двумя электродами включает в себя использование первого постоянного тока и второго постоянного тока с:
- первой заданной полярностью и второй заданной полярностью, которые противоположны, и
- первой длительностью (D1) и второй длительностью (D2), которые равны.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что стадии сравнения изменений в напряжении (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) во время первой заданной длительности (D1) и второй заданной длительности (D2) с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) пассивирующими свойствами или нет, и определения по меньшей мере того, обладает ли смесь (11) такими пассивирующими свойствами или нет, содержат:
- а) проверку того, превышает ли разность, называемая первой разностью напряжений (VI), между максимальной величиной напряжения первой заданной длительности (D1) и величиной напряжения в заданный момент времени (Т1), называемый первым заданным моментом времени (Т1), первой заданной длительности (D1) первую заданную величину напряжения или нет, и/или
- b) проверку того, находится ли разность, называемая второй разностью напряжений (V2), между максимальной величиной напряжения первой заданной длительности (D1) и величиной напряжения в заданный момент времени (Т2), называемый вторым заданным моментом времени, второй заданной длительности (D2) в пределах первого заданного диапазона или нет, и/или
- с) проверку того, находится ли разность, называемая третьей разностью напряжений (V3), между величиной напряжения в заданный момент времени (ТЗ), называемый третьим заданным моментом времени (ТЗ), первой заданной длительности (D1) и напряжением (V) в заданный момент времени (Т4), называемый четвертым заданным моментом времени (Т4), второй заданной длительности (D2) в пределах второго заданного диапазона или нет.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что выполняется по меньшей мере одно из этих двух условий:
- по меньшей мере один из периода, начинающегося с того же самого момента времени, когда начинается первая заданная длительность (D1), и заканчивающегося в первый заданный момент времени (Т1), и периода, начинающегося с того же самого момента времени, когда начинается первая заданная длительность (D1), и заканчивающегося в четвертый заданный момент времени (Т4), составляет между 10 и 100% от величины первой заданной длительности (D1), и
- по меньшей мере один из периода, начинающегося с того же самого момента времени, когда начинается первая заданная длительность (D1), и заканчивающегося во второй заданный момент времени (Т2), и периода, начинающегося с того же самого момента времени, когда начинается первая заданная длительность (D1), и заканчивающегося в третий заданный момент времени (ТЗ), составляет между 10 и 100% от величины второй заданной длительности (D2).
7. Способ по одному из пп.5-6, отличающийся тем, что выполняется по меньшей мере одно из этих двух условий:
- по меньшей мере один из периода, начинающегося с того же самого момента времени, когда начинается первая заданная длительность (D1), и заканчивающегося в первый заданный момент времени (Т1), и периода, начинающегося с того же самого момента времени, когда начинается первая заданная длительность (D1), и заканчивающегося в четвертый заданный момент времени (Т4), 90% от величины первой заданной длительности (D1), и
- по меньшей мере один из периода, начинающегося с того же самого момента времени, когда начинается первая заданная длительность (D1), и заканчивающегося во второй заданный момент времени (Т2), и периода, начинающегося с того же самого момента времени, когда начинается первая заданная длительность (D1), и заканчивающегося в третий заданный момент времени (ТЗ), 90% от величины второй длительности (D2).
8. Способ по п.3, отличающийся тем, что величина по меньшей мере одной из первой заданной длительности (D1) и второй заданной длительности (D2) составляет между одной секундой и тридцатью секундами.
9. Способ по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из первой заданной длительности (D1) и второй заданной длительности (D2) составляет десять секунд (10 с).
10. Способ по п.3, отличающийся тем, что на стадии выбора первого электрода (2) и третьего электрода (5) и подачи между этими двумя электродами
- первого постоянного тока первой заданной полярности в течение первой заданной длительности (D1), а затем
- второго постоянного тока второй полярности, противоположной первой полярности, в течение второй заданной длительности (D2):
- первый постоянный ток является таким, что на третьем электроде (5) появляется плотность тока в две целых пять десятых миллиампера на квадратный сантиметр (2,5 мА/см2), и
- второй постоянный ток является таким, что на первом электроде (2) появляется плотность тока в две целых пять десятых миллиампера на квадратный сантиметр (2,5 мА/см2).
11. Способ по п.5, отличающийся тем, что на стадии сравнения изменений в напряжении (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь пассивирующими свойствами или нет, когда:
- первая разность напряжений (VI) составляет максимум 50 мВ,
- вторая разность напряжений (V2) составляет от 1,8 до 2,3 В, и
- третья разность напряжений (V3) составляет от 1,8 до 2,3 В, делается вывод, что смесь (11) обладает пассивирующими свойствами по меньшей мере поблизости от третьего электрода (5).
12. Способ по п.5, отличающийся тем, что на стадии сравнения изменений в напряжении (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) пассивирующими свойствами или нет, когда изменение потенциала между
- четвертой секундой по меньшей мере одной из первой (D1) и второй (D2) заданной длительности, и
- девятой секундой по меньшей мере одной из первой (D1) и второй (D2) заданной длительности составляет более чем шесть милливольт (6 мВ), делается вывод, что третий электрод (5) находится в соприкосновении со смесью (11), состоящей из твердеющего цемента и воды, а не лишь с выступившей водой, то есть с жидкостью, выделяющейся из смеси (11) воды и цемента.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия, состоящая в том, что берут три элемента, каждый из которых выполнен из электропроводного материала, причем эти элементы являются упомянутыми первым электродом (2), вторым электродом (4) и третьим электродом (5), и каждый из этих трех электродов имеет по меньшей мере одну поверхность (20, 40, 50), содержит операцию выбора трех элементов, каждый из которых выполнен из стали.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение потенциала в твердотельной смеси используют для определения щелочности смеси (11) в любой последующий момент времени.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение сопротивления поляризации потенциала второго электрода (4) используют для мониторинга коррозионного поведения с течением времени.
16. Датчик для определения пассивирующих свойств смеси (11), содержащей по меньшей мере два компонента, которыми являются цемент и вода, причем датчик содержит:
- три элемента, каждый из которых выполнен из электропроводного материала, причем эти элементы называются первым электродом (2), вторым электродом (4) и третьим электродом (5), при этом по меньшей мере один из этих трех электродов закреплен на опоре (3) таким образом, что:
- они электрически изолированы один от другого, и
- смесь (11) может приходить в соприкосновение с по меньшей мере одной заданной поверхностью, расположенной на каждом электроде, причем эти поверхности называются первой поверхностью (20), второй поверхностью (40) и третьей поверхностью (50),
- источник тока для подачи между первым электродом (2) и третьим электродом (5) постоянного тока, называемого первым постоянным током, заданной силы тока, называемой первой силой тока, и заданной полярности, называемой первой полярностью, вызывающего электролитические реакции на третьем электроде (5), в течение заданной длительности (D1), называемой первой длительностью,
- средство для измерения напряжения (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) во время упомянутой первой заданной длительности (D1),
- средство для запоминания результата измерения при изменении упомянутого напряжения (V) во время упомянутой первой заданной длительности (D1),
- средство для сравнения изменений в напряжении (V) между вторым электродом (4) и третьим электродом (5) во время первой заданной длительности (D1) с заданными данными, характеризующими по меньшей мере то, обладает ли смесь (11) пассивирующими свойствами или нет, и
- средство для определения по меньшей мере того, обладает ли смесь (11) такими пассивирующими свойствами или нет.
