Effect of four coating structures on corrosion kinetic of galvanized reinforcement in concrete

Abstract

In the present work is described the effect of the characteristics of the galvanized coating on corrosion rate of reinforcing bars embedded in a concrete without additives and in another with 2% CaCl₂ in terms of cement weight. To this end, the following materials were subjected to the action of a moisture saturated atmosphere for a period of400 days: an annealed-galvanized coating; another one obtained by dipping in a molten Zn bath with0.025% Al and some others produced at450 and430°C in an ordinary bath.

The attack evolution vs time was controlled by measuring the polarization resistance. The electrochemical determinations were gravimetrically verified and supplemented by a metallographic examination of tests coatings.

In the absence of chlorides, the attack is fully tolerated. Chlorides radically change the corrosion behaviour of galvanized steel and increase the attack by a factor of2.8 in the most favourable case, but in these conditions, coatings with thick, homogeneous η layer outperform the usual ones, and specially the annealed ones.

Résumé

La mesure de la résistance de polarisation dans l'étude de la cinétique de corrosion de l'acier galvanisé dans le béton et dans des solutions reproduisant la phase aqueuse interstitielle a permis d'identifier trois variables qui contrôlent la vitesse de dissolution du métal: type de ciment, mode de galvanisation et quantité d'eau interstitielle du béton.

Dans des publications antérieures les auteurs ont traité de la première et de la dernière de ces variables. Le présent travail commence par l'étude systématique de l'influence du type de structure galvanisée.

A cette fin, on a fabriqué des éprouvettes de mortier de rapporte/c=0,5 et c/sable=1/3, avec et sans addition de 2% de Cl₂Ca, conservées pendant400 jours à20±2°C dans une atmosphère de95–100% HR. Les recouvrements galvanisés ont été: (a) galvanisés en bain ordinaire à450°C, (b) identiques au précédent mais galvanisés à430°C, (c) galvanisés à450°C dans un bain contenant0,025% Al et (c) galvanisés recuits.

L'évolution de la vitesse de corrosion avec le temps a été déterminée par l'intermédiaire de la résistance de polarisation. Les résultats électrochimiques ont été gravimétriquement vérifiés et complétés par une étude métallographique.

En l'absence de chlorures, l'attaque est parfaitement tolérable. Les chlorures, avec la quantité essayée, augmentent la situation et la vitesse de corrosion d'un facteur de 2,8 dans le cas le plus favorable. La structure galvanisée à430°C, avec une couche extérieure homogène en zinc pur (η), est celle qui présente le meilleur comportement, le plus mauvais étant obtenu par la structure galvanisée recuite.