Etude du comportement Ala Corrosion de l'acier d'armature dans mes éléments en béton armé

Abstract

Abstract In civil engineering, the durability of reinforced concrete infrastructure is mainly attributed to the corrosion of reinforcements before or after their concrete coating. Where their protection constitute an economic, environmental and security challenge. To this end, corrosion inhibitors can be added to the concrete formulation and / or the reinforcements can be coated with a protective coating. This study focused both, on the study of behavior of E24 steel against corrosion in alkaline medium in the presence of chlorides and on the other hand, on the study of the protection of concrete reinforcement. Electrochemical effectiveness of cerium oxide nanoparticles synthesized from cerium nitrate in the presence of citric acid for (INBHC) and in the presence of acetic acid again (INBHA) against corrosion of concrete reinforcement was evaluated by using electrochemical methods and surface analyzes. It has been found from the electrochemical results that both inhibitors act effectively as anodic inhibitors and offers high protection even at low added concentrations.White light interferometry analysis shows the increase of the thickness of the deposited film when ceria nanoparticles were added to the aggressive medium which seems to be due to the ceria nanoparticles action namely through the stabilization of the iron oxide protective layer and also through the precipitation of a few cerium oxide soluble compounds which act by blockingthe active anodic sites. Thus, both actionscan improve the resistance of steel to localized corrosion. The INBHA addition to the aggressive medium seems to allow to thicker deposited films than those obtained with INBHC addition. Thermodynamic parameters evaluated at different bath temperatures showed that the film is deposited on the surface of the substrate by physical adsorption process. Ceria based coatingscan also offer a high protection of the concrete reinforcement against corrosion exposed to open in air during storage or by chlorides after coating. Electrochemical and analytical results show that the coating prepared from cerium nitrate with a few added acetic acid amounts at solution pH 8 offered better long-term resistance when the coated samples are exposed to open air or when are immersed in saline aggressive solution (NaCl solution). The use of cerium oxides either as inhibitor or as electrodeposited coating is promoters in the civil engineering field.

Résumé Dans le génie civil, la durabilité des infrastructures en béton armé est principalement liée à la corrosion des armatures avant ou après leur enrobage dansle béton. La protection de ces armatures constitue donc un enjeu économique, environnementale et sécuritaire.Pour y remédier des inhibiteurs de corrosion peuvent être ajoutés dans la formulation du béton et/ou les armatures peuvent être revêtues d'un revêtement protecteur. Dans ce but, cette étude a porté dune part, sur l'étude ducomportement de l'acier E24 vis-à-vis de la corrosion en milieu basique en présence de chlorures et d'autre part, sur l'étude de protection de ces armatures L'évaluation de l'efficacité des inhibiteurs des nanoparticule d'oxydes de cérium synthétiséesà partir de nitrate de cérium en présence d'acide citrique une fois (INBHC) et en présence d'acide acétique à nouveau (INBHA) contre de la corrosion des armatures du béton a été réalisée moyennant des méthodes électrochimiques et des analyses de surface. Il s'est avéré d'après les résultats électrochimiques que les deux inhibiteurs utilisés agissent demanière efficace comme des inhibiteurs anodiques et présentent des taux de protection élevés même à faibles concentrations, l'analyse par ILB à montré une augmentation de l'épaisseur du film en présences des particules de céria.Ceci semble être dû à deux actions inhibitrices des nanoparticules de céria à savoir : la stabilité de la couche protectrice à base d'oxyde de fer en devenant partie intégrante dans la composition du film protecteur et à la précipitation de composés d'oxydes de cérium très peu solubles qui bloquent les sites anodiques actifs, augmentant ainsi la résistance de l'acier à la corrosion localisée. Les résultats issus de l'étude de l'influence du pH ont révélé que l'épaisseur du film en présence de l'INBHA est peut être plus importante que celle du film en présence de l'INBHC. Les paramètres thermodynamiques calculés lors de l'étude l'influence de la températuredu bain ont confirmé l'action de l'inhibiteur par un processus d'adsorption physique. L'emploi des oxydes de cérium comme revêtement offre aussi une protection élevéecontre la corrosion des armaturesexposées à l'air durant leur stockage ou engendrée par les chlorures après leur enrobage. L'ensemble des résultats électrochimiques et analytiquesont montré que le revêtement élaboré en présence de faible concentration en acide acétique à pH 8 offreune meilleure résistance lorsque les échantillons revêtus sont exposés à l'ai libre ou placés dans une solution agressive riche en ions chlorures. L'emploi des oxydes de cérium soit sous forme d'inhibiteur ou sous forme de revêtement sont promoteurs dans le domaine du génie civil.

في الهندسة المدنية ، ترتبط متانة البنية التحتية للخرسانة المسلحة بشكل رئيسي بمدى تآكل الصلب قبل أو بعد استعماله في الخرسانة. وبالتالي فإن حمايته تشكل أهمية كبيرة في جميع القطاعات. لعلاج هذا ، يمكن إضافة مثبطات التآكل إلى تركيبة الخرسانة و/أو يمكن تعزيز حديد الصلب بطبقة واقية. تحقيقا لهذا الهدف، ركزت هذه الدراسة من ناحية ، على دراسة سلوك الصلب في الوسط القاعدي في وجود الكلوريدات ومن ناحية أخرى ، على دراسة كيفية حماية هذ الصلب ضد التاكل. تمت دراسة فعالية مثبطات الجسيمات النانوية لأكسيد السيريوم التي تم تحضيرها انطلاقا من نترات السيريوم في وجود حمض الستريك مرة وفي وجود حمض الخل مرة أخرى ضد تآكل حديد الخرسانة باستخدام الطرق الكهروكيميائية والتحليلات السطحية وتبين من النتائج الكهروكيميائية أن المثبطين يعملان بشكل فعال كمثبطات أنوديةمهبطية ويظهران مستويات حماية عالية حتى عند تركيزات منخفضة. يظهر التحليل بواسطة مقياس التداخل للضوء الأبيض زيادة في سمك طبقة الحماية المتشكلة في وجود الجزيئات النانونيةلاوكسيد السريوم وهذا راجع الى استقرار الطبقة الواقية المتشكلة من أكسيد الحديد من خلال تواجد الجزيئات النانونيةكجزءً لا يتجزأ من مكونات هاته الطبقة من ناحية ،ومن ناحية اخرى تترسب جزيئات أكسيد السيريوم في المواقع المهبطية النشطة وتعمل على تثبيط نشاطها ، مما يؤدي الى رفع مقاومة الفولاذ للتآكل الموضعي. أظهرت نتائج دراسة تأثير الأس الهيدروجيني(عامل الحموضة) للوسط أن سمك طبقة الحماية المتشكلة على سطح الصلب في وجود الجسيمات النانوية لأكسيد السيريوم المحضرة في وجود حمض الخل قد يكون أكبر من سمك طبقة الحماية المتشكلة في وجود الجسيمات النانوية لأكسيد السيريوم المحضرة في وجود حمض الستريك.كما أكد حساب المعاملات الديناميكية الحرارية لعملية ادمصاص الجسيمات النانوية خلال دراسة تأثير درجة حرارة الوسط على فعالية هاته الجسيمات على أن توضعها على السطح يكونعن طريق الادمصاص الفزيائي. استخدام أكسيد السيريوم كطلاء يوفر ايضا حماية عالية للصلب ضد التآكل خلال تعرضه للهواء أثناء تخزينه أو التآكل الناتج عن أيونات الكلوريد في الخرسانة. تظهر جميع النتائج الكهروكيميائية والتحليلية أن الطلاء المتشكل في وجود تركيز منخفض من حمض الخل عند الأس الهيدروجيني8 (درجة حموضة تساوي 8) للوسط يعززمن مقاومة الصلب للتآكل على المدى الطويل سواء عندما تتعرض العينات المطلية للهواء أوعندما توضع في محلول عدواني غني بأيونات الكلوريد. إن استخدام أكسيد السيريوم سواءعلى شكل مثبط أو على شكل طبقة حامية هوواعد في مجال الهندسة المدنية