DEVELOPMENT OF A BIMETALLIC BATCH SENSOR FOR MONITORING STEEL CORROSION IN REINFORCED CONCRETE STRUCTURES

Предложена конструкция биметаллического пакетного датчика для моделирования коррозии стальной арматуры в бетоне, вызванной гальваническими микропарами, в присутствии хлоридов. Проанализированы пары металлов низкоуглеродистая сталь/медь, низкоуглеродистая сталь/никель, низкоуглеродистая сталь/серебро. Наибольшая чувствительность получена для пары низкоуглеродистая сталь/серебро. Однако с учетом доступности материалов (стоимости), в качестве оптимального решения с перспективой массового изготовления датчиков, принята пара низкоуглеродистая сталь/медь. Изучено влияние толщины пластин металлов и диэлектрика в диапазоне от 0,1 до 5 мм на чувствительность датчика. Наибольшая чувствительность устройства достигается при толщине пластин металлов и диэлектрика 0,1-0,2 мм. Применение более тонких пластин (фольги) повышает риск замыкания устройства и его выхода из строя при подготовке к работе. Проведена апробация датчика, состоящего из 10 пар пластин, в водной вытяжке из бетона в присутствии хлоридов. Установлено значение пороговой концентрации хлорид-ионов ≥0,1 моль/дм3, при которой наблюдается активно-пассивный переход. При дальнейшем увеличении концентрации хлорид-ионов наблюдается возрастание плотности тока на датчике. Плотность тока на датчике, соответствующая пассивному состоянию, составляет 8,6 мкА/см2 при толщине электролита над поверхностью 20 мм. При наибольшей изученной концентрации хлоридов 1,00 моль/дм3 превышение плотности тока на датчике относительно пассивного состояния достигает 5,3 раз. Потенциал пластин датчика в состоянии измерения (замыкания через электролит) при увеличении концентрации хлоридов смещается в область более отрицательных значений. Полученные результаты согласуются с данными оценки скорости коррозии по методу поляризационного сопротивления. Биметаллический пакетный датчик может быть использован для создания систем мониторинга коррозии стальной арматуры в бетоне в присутствии хлорид-ионов.