TY - CONF A1 - Ebell, Gino A1 - Poltavtseva, Marina A1 - Mietz, Jürgen T1 - Electrochemical investigation of carbon-based conductive coatings for application as anodes in ICCP system of reinforced concrete structures T2 - EUROCORR 2014 - European corrosion congress N2 - Carbon‐based conductive coatings are complex composites, consisting of an organic or inorganic binder and conductive carbon components, for application as anodes in impressed current cathodic protection systems of reinforced concrete structures. The electrochemical properties of three coatings at different humidity and in saturated calcium hydroxide solution were studied by electrochemical methods, such as electrochemical impedance measurement, measuring of open circuit potential over time and galvanostatic polarization. The dissolved organic and inorganic carbons in electrolyte solution were quantified by using a photometric method. The structures of the coatings were investigated before and after the electrochemical tests by microscopy and scanning electron microscope/EDX analysis. The results of the electrochemical impedance measurements show that the tested coatings all have a relatively low resistance, which is between 100 and 200V. The binder and the surface porosity influence the degradation behavior of those coatings. Especially the organic binder reacts with the strong alkaline medium under dissolving of organic carbon. T2 - EUROCORR 2014 - European corrosion congress CY - Pisa, Italy DA - 08.09.2014 KW - Cathodic protection KW - Concrete KW - ICCP PY - 2014 SN - 978-3-89746-159-8 SP - O-7489, 481 EP - O-7489, 481 AN - OPUS4-31430 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Poltavtseva, Marina A1 - Ebell, Gino A1 - Mietz, Jürgen T1 - Electrochemical investigations of carbon-based conductive coatings for application as anodes in ICCP systems of reinforced concrete structures JF - Materials and corrosion N2 - Carbon-based conductive coatings are complex composites, consisting of an organic or inorganic binder and conductive carbon components, for application as anodes in impressed current cathodic protection systems of reinforced concrete structures. The electrochemical properties of three coatings at different humidity and in saturated calcium hydroxide solution were studied by electrochemical methods, such as electrochemical impedance measurement, measuring of open circuit potential over time and galvanostatic polarization. The dissolved organic and inorganic carbons in electrolyte solution were quantified by using a photometric method. The structures of the coatings were investigated before and after the electrochemical tests by microscopy and scanning electron microscope/EDX analysis. The results of the electrochemical impedance measurements show that the tested coatings all have a relatively low resistance, which is between 100 and 200 Ω. The binder and the surface porosity influence the degradation behavior of those coatings. Especially the organic binder reacts with the strong alkaline medium under dissolving of organic carbon. KW - Cathodic protection KW - Corrosion KW - Rebar KW - Reinforcement KW - Concrete KW - Potential PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1002/maco.201407680 SN - 0947-5117 SN - 1521-4176 VL - 66 IS - 7 SP - 627 EP - 634 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-33709 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Poltavtseva, Marina A1 - Ebell, Gino A1 - Mietz, Jürgen T1 - Entwicklung und Erprobung einer neuen Prüfmesszelle für elektrochemische Untersuchungen leitfähiger Beschichtungen auf Karbonbasis in Elektrolytlösungen T2 - 15. Sommerkurs Werkstoffe und Fügen am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik T2 - 15. Sommerkurs Werkstoffe und Fügen am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik CY - Magdeburg, Germany DA - 2014-09-12 PY - 2014 SN - 978-3-940961-85-3 SP - 207 EP - 214 AN - OPUS4-31474 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Burkert, Andreas A1 - Heyn, Andreas A1 - Ebell, Gino A1 - Lehmann, Jens A1 - Poltavtseva, Marina T1 - Innovative Methoden in der Korrosionsforschung an der BAM T2 - 15. Sommerkurs Werkstoffe und Fügen am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik T2 - 15. Sommerkurs Werkstoffe und Fügen am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik CY - Magdeburg, Germany DA - 2014-09-12 PY - 2014 SN - 978-3-940961-85-3 SP - 53 EP - 64 AN - OPUS4-31479 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Mietz, Jürgen A1 - Raupach, M. A1 - Ebell, Gino A1 - Poltavtseva, Marina A1 - Helm, C. T1 - Untersuchungen zur Anwendbarkeit leitfähiger Beschichtungen auf Karbonbasis für den Einsatz als Fremdstromanode im Kathodischen Korrosionsschutz von Stahlbetonbauteilen (Schlussbericht) N2 - Zur Wirkungsweise und zum Einfluss unterschiedlicher Parameter beim Kathodischen Korrosionsschutz von Stahl in Beton wurden in der Vergangenheit bereits zahlreiche Untersuchungen durchgeführt. Über die Dauerhaftigkeit leitfähiger Beschichtung auf Karbonbasis als Fremdstromanode beim KKS von Stahlbeton liegen bislang keine umfassenden wissenschaftlichen Untersuchungen vor. Die in den einzelnen Arbeitspaketen (AP) erzielten Ergebnisse und gewonnenen Erkenntnisse tragen zum Verständnis über die Elektrodenreaktion der einzelnen Systeme bei. Die Frage der Dauerhaftigkeit konnte im Rahmen dieses Forschungsvorhabens nicht zur Gänze geklärt werden. Die Ergebnisse aus dem AP 1a liefern einen wesentlichen Beitrag zur Beantwortung der offenen Fragestellung hinsichtlich der vorherrschenden Elektrodenreaktion. In Verbindung mit dem Pourbaixdiagramm für Kohlenstoff lässt sich für die Beschichtungssysteme CBCC 1 und CBCC 2, nach 500 h andauernder Polarisation mit 10 mA/m² in ges. Calziumhydroxidlösung, die vorherrschende Elektrodenreaktion als Sauerstoffelektrode verifizieren. Im AP 1b wurde festgestellt, dass die an einem Praxisobjekt applizierten Systeme CBCC 1 und CBCC 2 in der Lage sind, die Schutzkriterien zu erfüllen. Die an diesem Objekt erforderlichen Schutzspannungen liegen jeweils zwischen 1 und 2 V. Die Anodenstromdichten betragen ca. 2,5 mA/m². Aufgrund der hohen Depolarisationsraten kann das Niveau der anliegenden Anodenstromdichten in Zukunft noch nach unten angepasst werden. Die Ergebnisse aus dem AP 1b und 1a sind erst zeitlich nach Festlegung der Prüfparameter für das AP 2a erzielt worden. Mit den ursprünglich veranschlagten Stromdichten von max. 40 mA/m² traten langfristig nachfolgende Problemstellungen auf: Bei der Stromeinleitung mittels Primärelektrode und Stromdichten größer gleich 20 mA/m² wurde festgestellt, dass die Versuche bei allen Systemen eine deutliche Entkopplung zwischen Primärelektrode und Beschichtung verursacht haben. Dies ist auf die hohen lokalen Stromdichten am Übergang Primärelektrode/leitfähige Beschichtung zurückzuführen. Eine Untersuchung der erforderlichen Kontaktfläche der Primärelektrode bezogen auf die effektive Stromdichte konnte nicht erfolgen. Weiterhin wurden die Haftzugwerte über die Dauer der Polarisation untersucht und mit unpolarisierten Proben verglichen. Eine Reduktion des Verbundes infolge Polarisation mit den angesetzten Stromdichten konnte verzeichnet werden. Es wurde jedoch auch festgestellt, dass mit zunehmenden Probenalter auch reduzierte Haftzugwerte an den geschliffenen und unpolarisierten Oberflächen der Referenzprobekörper ermittelt wurden. Die Grundlagen für die Simulation konnten in AP 3 anhand der gewonnen Ergebnisse erstellt werden und Feldverteilungen unter Berücksichtigung verschiedener Parameter berechnet werden. Eine auf den gewonnenen Erkenntnisse basierende Modellentwicklung für die Dauerhaftigkeitsprognose unter variierenden Randbedingungen, wie sie für AP 4 vorgesehen war, konnte auf Basis der erzielten Ergebnisse nicht erfolgen. Dass die Beschichtungssysteme unter praxisüblichen Randbedingungen einsetzbar sind und bei dem Vergleich der Schutzspannung mit klassischen Systemaufbauten gleiche Schutzstromdichten erzielt werden, zeigt das AP 1b deutlich. Die zukünftigen Ergebnisse aus der Praxisanwendung (AP 1b) werden über die Projektlaufzeit hinaus ausgewertet und publiziert. Das Ziel des Vorhabens wurde teilweise erreicht. KW - KKS KW - Kathodischer Korrosionsschutz KW - Korrosion KW - Betonstahl KW - Stahlbeton KW - Beschichtung PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-336230 SP - 1 EP - 101 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) / ibac RWTH Aachen AN - OPUS4-33623 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -