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Alkali-activated materials (AAMs) are binders that can complement and partially substitute the current use of conventional cement. However, the present knowledge about how AAMs protect steel reinforcement in concrete elements is incomplete, and uncertainties exist regarding the application of electrochemical methods to investigate this issue. The present review by EFC WP11-Task Force ‘Corrosion of steel in alkali-activated materials’ demonstrates that important differences exist between AAMs and Portland cement, and between different classes of AAMs, which are mainly caused by differing pore solution compositions, and which affect the outcomes of electrochemical measurements. The high sulfide concentrations in blast furnace slag-based AAMs lead to distinct anodic polarisation curves, unusually low open circuit potentials, and low polarisation resistances, which might be incorrectly interpreted as indicating active corrosion of steel reinforcement. No systematic study of the influence of the steel–concrete interface on the susceptibility of steel to corrosion in AAMs is available. Less common electrochemical methods present an opportunity for future progress in the field.

The steel–concrete interface (SCI) is known to influence corrosion of steel in concrete. However, due to the numerous factors affecting the SCI—including steel properties, concrete properties, execution, and exposure conditions—it remains unclear which factors have the most dominant impact on the susceptibility of reinforced concrete to corrosion. In this literature review, prepared by members of RILEM technical committee 262-SCI, an attempt is made to elucidate the effect of numerous SCI characteristics on chloride-induced corrosion initiation of steel in concrete. We use a method to quantify and normalize the effect of individual SCI characteristics based on different literature results, which allows comparing them in a comprehensive context. It is found that the different SCI characteristics have received highly unbalanced research attention. Parameters such as w/b ratio and cement type have been studied most extensively. Interestingly, however, literature consistently indicates that those parameters have merely a moderate effect on the corrosion susceptibility of steel in concrete. Considerably more pronounced effects were identified for (1) steel properties, including metallurgy, presence of mill scale or rust layers, and surface roughness, and (2) the moisture state. Unfortunately, however, these aspects have received comparatively little research attention. Due to their apparently strong influence, future corrosion studies as well as developments towards predicting corrosion initiation in concrete would benefit from considering those aspects. Particularly the working mechanisms related to the moisture conditions in microscopic and macroscopic voids at the SCI is complex and presents major opportunities for further research in corrosion of steel in concrete.

Une transition mondiale vers des systèmes énergétiques plus durables, abordables et fiables a été initiée par l’accord de Paris et l’Agenda 2030 des Nations unies pour un développement durable. Il s’agit là d’un défi industriel majeur car les systèmes et infrastructures énergétiques résilients au changement climatique exigent de se positionner pour le long terme. Se pencher sur le comportement dans la durée des matériaux structurels - principalement des métaux et des alliages - s’impose alors comme une nécessité. Dans cette optique, « La corrosion : un défi pour une société durable »présente une série de cas montrant l’importance de la tenue à la corrosion et de la protection anticorrosion des métaux et des alliages pour le développement de systèmes durables, économiques et fiables de production d’énergie.

Die Zielsetzung dieses Projektes war es, ein kombiniertes Schutzsystem aus Spritzverzinkung und abdichtendem Oberflächenschutzsystem für die Instandsetzung chloridbelasteter und korrosionsgeschädigter Stahlbetonbauteile zu entwickeln. Dabei soll die Spritzverzinkung der Betonoberfläche in den ersten Jahren nach der Instandsetzung einen kathodischen Korrosionsschutz der Bewehrung bewirken, bis der Beton infolge des Oberflächenschutzsystems soweit ausgetrocknet ist, dass auch ohne kathodischen Schutz praktisch keine Korrosion der Bewehrung mehr stattfinden kann. Anhand von Untersuchungen zur Haftung zwischen Beton, Zinkschicht und verschiedenen Oberflächenschutzsystemen wurde der Aufbau des kombinierten Schutzsystems entwickelt. Es wurden verschiedene OS-11a-Systeme ein OS-13-System sowie zwei Systeme nach ZTV-ING, Teil 7 vor und nach künstlicher Bewitterung untersucht. Anhand der Ergebnisse wurde für das kombinierte System ein OS-11a-System ausgewählt und im weiteren hinsichtlich der Wirksamkeit des kathodischen Schutzes sowie hinsichtlich der Austrocknung des Betons untersucht. Es zeigte sich sowohl an ausgelagerten Prüfköpfen sowie auf einer angelegten Versuchsfläche auf Freideck eines Parkhauses, dass ein wirksamer galvanischer kathodischer Korrosionsschutz der Bewehrung nur bei sehr hohen Chloridgehalten (4 M.-% bezogen auf den Zementgehalt) erreicht werden kann. Bei geringeren untersuchten Chloridgehalten kam es vermutlich infolge der Austrocknung der Zink/Beton-Kontaktzone nach relativ kurzer Zeit zu einer Inaktivierung des Zinks. Bei Chloridgehalten von 4 M.-% bildeten sich zwischen der Zinkschicht und dem ausgewählten OS-System gasgefüllte Blasen. Diese Problematik, sowie die Tatsache dass die Wirksamkeit des Prinzips W (Austrocknung des Betons) bei derart hohen Chloridgehalten bezweifelt werden muss, grenzt die Anwendbarkeit des Kombinationssystems mit der Zinkschicht als Opferanode deutlich ein. An neun Jahre alten, ausgelagerten Prüfköpfen durchgeführte Untersuchungen zeigten jedoch, dass mittels Fremdstrombeaufschlagung zwischen Zinkschicht und Bewehrung ein wirksamer kathodischer Schutz auch bei geringeren Chloridgehalten erreicht werden kann. Der Einsatz des entwickelten Kombinationssystems mit Fremdstrombeaufschlagung erscheint somit durchaus durchführbar. Dabei sollte der Fremdstrom jedoch vorsichtig dosiert werden, um den Haftverbund zum Zink nicht zu sehr zu schwächen. Das Ziel des Vorhabens wurde somit erreicht.

Durch den Ersatz von Portlandzement können alkali-aktivierte Bindemittel einen bedeutenden Beitrag zur Verringerung der durch die Zementklinkerherstellung verursachten CO2-Emissionen leisten. Für die Verwendung von alkali-aktivierten Bindemitteln in Stahlbetonkonstruktionen, die Chloriden oder Carbonatisierung ausgesetzt sind, ist die Fähigkeit des Stahls, den passiven Zustand zu erreichen und aufrechtzuerhalten, von großer Bedeutung. Die Prozesse der Deckschichtbildung von Stahl in alkali-aktivierten Materialien unterscheiden sich jedoch zum Teil grundlegend von denen in Portlandzementen. Alkali-aktivierte Hüttensandbetone weisen gute technische Eigenschaften auf, bisher fehlen jedoch grundlegende Kenntnisse bzgl. ihrer schützenden Wirkung bei korrosiven Angriffen. Dies ist vor allem auf ihre sulfidhaltige Porenlösung zurückzuführen, welche die elektrochemischen Eigenschaften der Stahloberfläche beeinflusst und die Verwendung herkömmlicher Bewertungsmaßstäbe erschwert. Es werden erste Ergebnisse eines DFG-Forschungsprojektes vorgestellt, in dem das Passivierungsverhalten von Stahl in alkali-aktivierten Hüttensandmörteln unterschiedlicher Zusammensetzungen sowie in Mörteln auf Basis hüttensandhaltiger Normzemente untersucht wird. Über einen Zeitraum von mindestens 28 Tagen werden an Zylinderprüfkörpern im 3-Elektroden-Aufbau das Ruhepotential sowie die Polarisationswiderstände der Stahlelektroden ermittelt.