Innhold

Denne anvisningen gir generell kunnskap om katodisk beskyttelse av betongkonstruksjoner med ulike anodesystemer. Metoden katodisk beskyttelse kan benyttes ved rehabilitering av betongkonstruksjoner for å unngå eller stoppe pågående korrosjon på armeringen.

Anvisningen beskriver blant annet:

• grunnlag for valg av metode

• prinsipper, virkemåter og prosesser

• forarbeider

• anodesystemer

• installering

• instrumentering, styring og overvåking

• beskyttelseskriterier

• dokumentasjon

• drift og vedlikehold

Målgruppa for anvisningen er fagpersoner uten spesialkompetanse.

Anvisningen er delvis basert på publikasjoner fra Norsk forening for betongrehabilitering, se [941] og [942].

×

Båndanoder på underside av kaidekke. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

1Bakgrunn

11Metode for å unngå eller stoppe pågående korrosjon

Betong blir utsatt for ulike nedbrytende påkjenninger som kan redusere betongkonstruksjonens levetid. Nedbrytningsmekanismer på betongkonstruksjoner er beskrevet i Byggforvaltning 720.105.

Kunnskap om nedbrytning av betong og om ulike reparasjonsmetoder er helt avgjørende for å kunne unngå skader, reparere oppståtte skader og oppnå forlenget levetid for konstruksjonen. Byggforvaltning 720.125 gir en oversikt over mulige metoder.

NS-EN 1504-9 angir katodisk beskyttelse som en metode (prinsipp 10) som kan benyttes for å beskytte mot eller stoppe pågående korrosjon på armeringen. Ytelsesstandarden NS-EN ISO 12696 beskriver krav til design, materialer, installasjon, igangkjøring og drift av katodiske anlegg.

Katodisk beskyttelse med påtrykt strøm er en permanent installasjon som krever kontinuerlig styring og overvåking.

Katodisk beskyttelse med offeranoder har ofte kortere levetid og krever mindre overvåking enn systemer med påtrykt strøm.

12Behov for tilstandsanalyse og prøveprosjekt

Før metoden kan anvendes på en betongkonstruksjon, må det i forkant utføres en tilstandsanalyse for å fremskaffe tilstrekkelig grunnlag for å vurdere utbedringsmetoder. Herunder vil man kunne vurdere om katodisk beskyttelse er egnet som utbedringstiltak. For tilstandsanalyse, se Byggforvaltning 720.111. Videre er det viktig å avklare eventuell vernestatus ved kulturhistoriske betongkonstruksjoner. Dette kan ha betydning for om metoden kan benyttes eller for valg av design/anodesystem. Se også Byggforvaltning 612.020.

Etter utført tilstandsanalyse vil det i mange tilfeller være nødvendig å utføre et prøveprosjekt på en begrenset del av konstruksjonen for å undersøke om metoden med et gitt design og materialvalg fungerer tilfredsstillende.

13Bruksområde

Katodisk beskyttelse benyttes først og fremst som reparasjonsmetode på betongkonstruksjoner med pågående armeringskorrosjon på grunn av klorider, men den kan også benyttes der armeringskorrosjon er forårsaket av andre nedbrytningsmekanismer, for eksempel karbonatisering. Metoden kan også benyttes for å hindre at armeringskorrosjon oppstår – katodisk forebygging.

14Begrensninger i bruk

141Føroppspente konstruksjoner

Katodisk beskyttelse må alltid benyttes med forsiktighet på konstruksjoner med føroppspent spennarmering fordi det er fare for utvikling av hydrogensprøhet på spennarmeringen og dermed risiko for brudd i armeringen.

142Etteroppspente konstruksjoner

Katodisk beskyttelse kan ikke benyttes på etteroppspente betongkonstruksjoner der spennkablene ligger i metallhylser eller metallkanaler (trekkerør). Slakkarmeringen på slike konstruksjoner kan beskyttes, men ikke selve spennkablene som ligger avskjermet i trekkerør der ionisk strøm ikke kan trenge gjennom.

15Personell, kvalitetssikring og kontroll

Prosjektering og utførelse av katodiske anlegg må kun utføres av personell med erfaring og spesialkompetanse på fagområdet.

Krav til kompetanse for prosjektering av katodiske anlegg er angitt i NS-EN ISO 15257. Krav til kompetanse for installering av katodiske anlegg er angitt i NS-EN ISO 12696/NA:2024. Alternativt kan kompetanse for utførelse dokumenteres i henhold til NS-EN ISO 15257.

For krav til kvalitetssikring og kontroll, se Byggforvaltning 720.125.

2Prinsipp, virkemåte og prosesser

21Katodisk beskyttelse ved påtrykt strøm

211Generelt

For betongkonstruksjoner i atmosfærisk miljø (luft) benyttes oftest katodisk beskyttelse ved påtrykt strøm. Katodisk beskyttelse ved påtrykt strøm kan også benyttes på neddykkede og nedgravde betongkonstruksjoner, men dette omtales ikke nærmere i denne anvisningen.

212Prinsippet

Ved bruk av et anodesystem (se pkt. 4) som hjelpemateriale fordeles nødvendig beskyttelsesstrøm til armeringens overflate i form av påtrykt likestrøm.

Den tilførte strømmengden forskyver spenningspotensialet slik at armeringen blir negativt ladet og dermed fungerer som katode i en elektrokjemisk prosess der betongens porevæske er elektrolytt. Når armeringen blir negativt ladet, får den tilført elektroner som ellers ville blitt avgitt i korrosjonsprosessen. I tillegg vil kloridioner bevege seg bort fra armeringen, se fig. 212.

Videre vil katodisk beskyttelse føre til lokal økning av pH rundt armeringen (et sjikt rundt armeringen blir mer basisk). Alt dette bidrar til korrosjonsbeskyttelse ved å stanse korrosjonsprosessen og forhindre at armeringen går i oppløsning. Ved riktig dimensjonering og installering av det katodiske anlegget oppnår man tilfredsstillende distribusjon av strøm, og korrosjonsprosessene vil opphøre.

Størrelsen og distribusjonen av beskyttelsesstrømmen (mA/m²) avgjør hvor effektiv korrosjonsbeskyttelsen blir.

Katodisk beskyttelse ved påtrykt strøm forutsetter bruk av anodematerialer med lang levetid. Syredannelse ved anodene kan begrense levetiden til det katodiske anlegget. Syredannelse kan skje dersom det katodiske anlegget har for lite anodeoverflate og/eller at det oppstår ujevn strømfordeling med høy syredannelse på anodene i lokale soner. Ved riktig prosjektering og utførelse av systemet unngås syredannelse, og man kan oppnå levetider på 30 år og mer.

×

Fig. 212

Prinsippskisser som viser prosesser før og etter katodisk beskyttelse med påtrykt strøm

1. Korrosjonsprosessen før katodisk beskyttelse med påtrykt strøm. Anode-katode-prosessen foregår lokalt på armeringen. Armeringen korroderer og går i oppløsning.

2. Katodisk beskyttelse ved påtrykt strøm. Armeringen omgjøres i sin helhet til en katode. Kloridionene beveger seg bort fra armeringen, og sjiktet rundt armeringen blir mer basisk. Korrosjonsprosessen opphører, og armeringen går ikke i oppløsning.

Lukk

• Ved katodisk beskyttelse vil driftsstrømbehovet være i området 2–20 mA/m² armeringsoverflate.

• Dersom metoden benyttes for å hindre initiering av armeringskorrosjon (katodisk forebygging), vil driftsstrømbehovet være langt mindre enn ved katodisk beskyttelse – i området 0,2–2 mA/m² armeringsoverflate.

22Katodisk beskyttelse ved bruk av offeranode (uten påtrykt strøm)

221Generelt

Offeranoder benyttes først og fremst på neddykkede eller nedgravde betongkonstruksjoner, for eksempel kaipilarer. Offeranoder kan også benyttes i atmosfærisk miljø (luft), men da støpes de gjerne inn i betongkonstruksjoner i lokale områder med stort behov for katodisk beskyttelse.

222Prinsippet

Den galvaniske spenningsforskjellen som oppstår mellom armeringen (stålet) og offeranoden (et mindre edelt metall i henhold til spenningsrekka) fører til katodisk beskyttelse når disse kobles sammen metallisk (jordes) med ledende elektrolytt imellom. Dette forutsetter at armeringen og offeranoden er i et fuktig miljø (elektrolytt), det vil si eksponert i vann for neddykkede konstruksjoner eller fuktig jord for nedgravde konstruksjoner. For offeranoder i atmosfærisk miljø (luft) vil porevæsken i betongen fungere som elektrolytt. Når disse to metallene er i kontakt med hverandre i en elektrolytt, dannes en elektrokjemisk celle. Det minst edle metallet vil bli anode og gå i oppløsning (korrodere), mens det edlere metallet (armeringen) vil bli katode og beskyttes mot korrosjon. Det minst edle materialet ofres til fordel for stålet – og betegnes derfor «offeranode». Omfanget av offeranoder (vekt) samt levetidsberegninger for anoden gjøres i henhold til beskrivelser i [943].

23Deloperasjoner ved metodene

Et katodisk anlegg må prosjekteres spesielt for den aktuelle betongkonstruksjonen. Utførelse av katodisk beskyttelse vil vanligvis omfatte følgende deloperasjoner:

• reparere betongskader, delamineringer og løs betong

• kontrollere armeringskontinuitet

• etablere armeringskontinuitet

• kontrollere jording til innstøpingsgods

• etablere jording til innstøpingsgods

• forbehandle betongoverflaten^*)

• etablere ledningskontakter til armering og anode

• montere anodesystem

• kontrollere for kortslutning mellom anode og armering^*)

• montere sensorer og overvåkingsutstyr

• montere spenningskilde og tilkoble strøm^*)

• registrere, justere og kontrollere strøm/spenning^*)

• utarbeide sluttdokumentasjon og drift- og vedlikeholdshåndbok

^*)   Utføres kun for katodiske anlegg med påtrykt strøm.

3Forarbeider

31Reparasjoner

Katodisk beskyttelse medfører et begrenset omfang av mekaniske reparasjoner – betydelig mindre enn ved fullstendig mekanisk reparasjon. God kontakt mellom armering og betong er en forutsetning for at katodisk beskyttelse skal fungere.

Det er behov for forenklet mekanisk reparasjon, se fig. 31, av alle avskallinger, sprekker, støpesår og bomskader. Dersom slike skader ikke repareres, kan de bidra til å forringe ledningsevnen mellom armeringen og anoden. I tillegg må man fjerne løse korrosjonsprodukter på frilagt armering.

For mer om mekanisk reparasjon, se Byggforvaltning 720.423.

×

Fig. 31

Eksempel på forenklet reparasjon av bomskader på dekke og søyle i parkeringskjeller. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

Det er viktig å fjerne tidligere reparasjoner med lav ledningsevne og med plastholdige reparasjonsmørtler. Strømgjennomgangen (ledningsevnen) gjennom disse mørtlene reduseres så mye at armeringen ikke blir tilført nok beskyttelsesstrøm til å oppnå katodisk beskyttelse.

Fjern eller isoler alt metall i overflaten som er i kontakt med armering, som ståltråd, jernbindertråd og spiker. Innstøpingsgods må enten jordes, fjernes eller isoleres. Ved overflatemonterte anoder fjerner man vanligvis også metallbiter i overflaten (jernbindertråd og spiker) fordi de vil korrodere dersom de kommer i kontakt med anoden og også dersom de blir liggende i det elektriske feltet mellom anode og armering.

Reparasjoner utføres med rene sementbaserte mørtler uten polymerer eller fiber. For å sikre lik og jevn strømfordeling til all armering må den elektriske motstanden i reparasjonsmaterialet være mest mulig lik den opprinnelige betongen. Enkelte materialleverandører har utviklet egne reparasjonsmaterialer tilpasset elektrokjemiske metoder, ofte kalt KB-mørtler.

32Kontroll av armeringskontinuitet

Dersom man skal oppnå katodisk beskyttelse på armeringen, må all armering være i elektrisk kontakt, dvs. kontinuitet i armeringssjiktet. Hvis det ikke er armeringskontinuitet, må man etablere nødvendige armeringsforbindelser som sikrer full kontinuitet.

Armeringskontinuitet dokumenteres ved å måle motstanden med en kontinuitetsmåler (måleinstrument) mellom ulike armeringsjern. Metoden utføres ved å påtrykke strøm mellom ulike armeringslokasjoner med minimum 250 mA i en periode på minimum 0,5 s. Armeringskontinuiteten er tilfredsstillende dersom det oppnås stabile motstandsverdier og en motstand mindre enn 1,0 Ω målt ved slutten av den påførte strømpulsen, bekreftet av 0 V restspenning målt 0,1 s etter at den påførte strømmen er avbrutt.

33Etablering av armeringskontinuitet

Før anodesystemet monteres, må man dokumentere og eventuelt etablere tilfredsstillende kontinuitet i armeringssjiktet. Armeringskontinuitet kan etableres ved å:

• sammenkoble armeringsjern med kabel, metalltråd eller armeringsstål som punktsveises til armeringen. Som regel monteres kabel, metalltråd eller armeringstål i freste slisser i betongen.

• sveise kontaktpunkter mellom kryssende armeringsjern

Sveising skal fortrinnsvis gjøres på bøylearmeringen eller på den delen av hovedarmeringen der en svekkelse på grunn av sveising ikke har noen betydning for bæreevnen. For ikke å hindre framdriften under utførelsen bør slike vurderinger gjøres i prosjekteringsfasen. Sveising forutsetter at armeringen er sveisbar.

34Forbehandling av ubehandlet betongoverflate

For alle anoder vil det være nødvendig med en eller annen form for forbehandling av overflaten for å sikre at man oppnår tilstrekkelig heft mellom betongen og anoden/anodesystemet.

Manglende kontakt mellom anoden og betongen vil føre til manglende elektrolytisk forbindelse mellom armering og anode, noe som er helt nødvendig for å oppnå katodisk beskyttelse. Ved påføring av ledende belegg, se pkt. 44, bør det benyttes en forbehandlingsmetode som gir mest mulig jevn overflatestruktur. Forbehandlingsmetoder er omtalt i Byggforvaltning 720.421.

35Fjerning av eksisterende overflatebehandling/puss

Hvis eksisterende betongoverflate er overflatebehandlet med maling eller puss, er det som regel nødvendig å fjerne overflatebehandlingen før man monterer det katodiske anlegget.

Membranherder fra byggefasen eller senere påført impregnering kan føre til så dårlig strømgjennomgang at man ikke oppnår ønsket katodisk beskyttelse av armeringen. Da må man fjerne membranherder eller impregnering før montering av anodesystemet, og det er et omfattende arbeid. Det samme kan være tilfelle for eventuell puss på betongoverflaten. Dette understreker viktigheten av å gjennomføre et prøveprosjekt i forkant, der et lokalt testområde settes i drift og dokumenteres for å undersøke om metoden vil fungere som forutsatt.

4Anodesystemer

41Anodefunksjon

Anoden er en sentral komponent i et katodisk anlegg. Anoden benyttes til å fordele nødvendig beskyttelsesstrøm til armeringens overflate.

Anodematerialet ved påtrykt strøm må:

• ha stor motstand mot egenkorrosjon

• ha god ledningsevne

• gi jevn strømfordeling i materialet

• ha lang levetid

Anodematerialet for offeranoder må:

• være mindre edelt enn stål

• gi god strømdistribusjon

• ha lang levetid

Punkt 42–45 omtaler de vanligste anodesystemene, men det finnes også andre systemer.

42Nettanoder

Nettanoder monteres på betongoverflaten og sprøytes inn i en sementbasert mørtel med liten elektrisk motstand, se fig. 42.

×

Fig. 42

Nettanode. Foto: Visinor Rehab AS

Lukk

For å oppnå lang levetid for anoden benyttes det vanligvis aktivert titannett, det vil si strekkmetall av titan belagt med et elektrokatalytisk belegg (ofte kalt MMO, mixed metal oxides). Fordi nettanoden støpes inn i en sementbasert mørtel, er man avhengig av at mørtelen har god heft til underbetongen for å sikre god strømgjennomgang til all armering.

43Bånd-, tråd- og sagtannanoder

Bånd- og trådanoder monteres enten på betongoverflaten eller i freste spor i betongoverflaten og støpes inn i mørtel. Sagtannanoder kan kun monteres i freste spor. Båndanoder kan bestå av finmaskete titannettstriper eller massive titanbånd belagt med inerte blandingsoksider (MMO), se fig. 43.

×

Fig. 43

Båndanode av finmasket titannett. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

44Ledende belegg

Ledende belegg er i hovedsak basert på maling som er tilsatt grafitt. For å sikre god strømfordeling monterer man strømfordelingsbånd av enten kobber, titan eller platina i det ledende belegget.

Ledende belegg er best egnet på betongkonstruksjoner med lavt strømbehov for å oppnå katodisk beskyttelse, det vil si der forholdet mellom armeringsoverflaten og betongoverflaten er tilnærmet lik (1/1). Ledende belegg har begrensninger når det gjelder driftspotensial (2–3 V), men nyere forskning indikerer at også slike belegg kan levere tilstrekkelig strøm til konstruksjoner med større armeringsmengder, gitt riktig prosjektering og utførelse.

45Stavanoder

Stavanoder monteres i utborede hull i betongen som fylles med et elektrisk ledende materiale for å oppnå elektrisk forbindelse mellom anoden og betongen, se fig. 45. Stavanodene kan bestå av aktivert titan.

×

Fig. 45

Stavanode. Foto: Dr. Ing. A. Aas-Jakobsen AS

Lukk

Strømfordelingen fra stavanoder skjer radielt fra en relativt liten overflate. Det medfører relativt høy strømtetthet for de nærmeste armeringsjernene. Stavanodene kobles gjerne i serie.

46Offeranoder

Materialer til offeranoder i vann skal ha jevn oppløsning av overflaten uten at det dannes oksider på overflaten som vil ha passiverende effekt. Offeranoder består oftest av sink, aluminium eller magnesium. For betongkonstruksjoner anvendes som regel sink eller aluminium. Offeranoder skal tilfredsstille kravene til strømkapasitet og potensial i NORSOK M-503.

Sinkanoder som er innkapslet i et ledende materiale kan innstøpes for punktreparasjoner eller for å forebygge korrosjonsutvikling i overgangen mellom reparert og ikke-reparert område på konstruksjoner i atmosfærisk miljø, se fig. 46 a.

×

Fig. 46 a

Eksempel på sinkanode for innstøping. Foto: Mapei AS

Lukk

Selvklebende overflatemonterte sinkplater påført et elektrisk ledende lim kan benyttes på betongflater i atmosfærisk luft, se fig. 46 b. Platene leveres på rull i ulike bredder.

×

Fig. 46 b

Eksempler på selvklebende overflatemonterte sinkplater. Foto: Mapei AS

Lukk

47Fordeler og ulemper med anodesystemer for påtrykt strøm

5Installering

51Inndeling i anodesoner

511Generelt

Flater på konstruksjonen som skal behandles med katodisk beskyttelse deles inn i ulike anodesoner (beskyttelsesfelter).

Anodefeltets størrelse avhenger blant annet av type konstruksjon og armeringsmengde. Normalt skal individuelle anodesoner ikke overskride 500 m² betongoverflate.

Eksempler på anodesoner kan være balkongplate, balkongrekkverk, underside brudekke mellom hovedbærere, bjelker og søyler.

512Kartlegging og dokumentering av armeringsmengden

For å kunne dele inn anodesoner må man kjenne armeringsmengden i konstruksjonen. Armeringsmengde framgår av armeringstegninger. Hvis det ikke fins armeringstegninger, må man undersøke konstruksjonen for å kartlegge og dokumentere faktisk armeringsmengde.

513Inndeling i anodesoner

På bakgrunn av dokumentert armeringsmengde kan man vurdere inndeling i anodesoner. De ulike anodesonene skal være elektrisk isolert fra hverandre. I hver anodesone foretar man kortslutningskontroll når anoden er montert.

Hensikten med inndeling i anodesoner er å sikre at all armering får nødvendig distribuert beskyttelsesstrøm. Armeringsmengden må være mest mulig lik innenfor beskyttelsesfeltet. Hvis det eksisterer store ulikheter, vil områder med mye armering få mindre beskyttelsesstrøm enn områder med lite armering. Man bør tilstrebes at beskyttelsesfelter med samme armeringsmengde tilføres samme strømmengde.

Andre forhold som kan ha betydning for inndeling av anodesoner, er eksponering for nedbør/fukt, kloridinnhold og betongkvalitet. Områder som stadig utsettes for nedbør og fukt, bør inndeles i egne soner og ikke være en del av tilstøtende soner som forblir tørre. Årsaken er at ledningsevnen og strømdistribusjonen vil være forskjellig i tørr og våt sone. Områder med høyt kloridinnhold har større strømbehov for å oppnå repassivering enn områder med lavere kloridinnhold. I slike soner kan det være behov for større anodeoverflater fordi de sannsynligvis må driftes på høyere potensialer/med høyere strømgjennomgang.

52Montering av anoden

521Nettanoder

Ved bruk av nettanoder må man:

• forbehandle betongoverflaten for å sikre god heft for sprøytemørtelen

• feste nettanoden direkte til betongoverflaten med plastplugger. Avstanden mellom anodenett og armering skal være minst 15 mm. Nettanodene kobles sammen ved punktsveising.

• sprøyte anodenettet inn i et mørtelsjikt. Mørtelen skal omhylle hele nettanoden og sikre god elektrolytisk kontakt mellom betong og sprøytemørtel for å gi jevn beskyttelsesstrøm til all armering.

522Bånd-, sagtann- og trådanoder

Bånd-, sagtann- og trådanodene monteres med en angitt senteravstand avhengig av type anode og behov for beskyttelse (armeringsmengde). Montering direkte på betongoverflaten utføres som for nettanoder, med nødvendig forbehandling av betongoverflaten i forkant. Anodebåndene feste med plastklips som vist i fig. 522 a.

×

Fig. 522 a

Anodebåndene feste med plastklips. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

Ved montering av anoder i freste spor må man:

• påse at armeringen ikke kuttes eller skades, og at avstanden mellom anoden i det freste sporet og armeringen blir minst 15 mm

• kontrollere armeringens overdekning i de freste sporene før anoden monteres

• tilpasse sporvidden til anoden

• foreta en grundig rengjøring av sporet etter fresing for å oppnå god heft for utfyllingsmørtelen

• montere anoden i fugesporet og fylle hele sporet med en spesialmørtel med god ledningsevne, se fig. 522 b og fig. 522 c. For å sikre god omslutning rundt anoden kan det ofte være hensiktsmessig først å fylle halve spordybden med mørtel, deretter presse anodebåndet ned i mørtelmassen for å så å etterfylle med nødvendig mørtelmasse til nivå med betongoverflate, se fig. 522 c.

×

Fig. 522 b

Montering av båndanoder i freste spor. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

×

Fig. 522 c

Båndanoder i freste spor etter gjenmørtling. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

523Stavanoder

Ved bruk av stavanoder må man:

• montere stavanoder i utborete hull i betongen. Det er svært viktig å plassere borhullene slik at avstanden til armeringen blir minst 15 mm for å unngå kortslutning.

• rengjøre borhullet grundig for alt borstøv

• kontrollere avstanden til armeringen

• fylle hullet med en elektrisk ledende masse (grafittbasert eller mørtel) og montere stavanoden

524Ledende belegg

Ledende belegg er avhengig av god heft og heldekkende kontaktflate mot betongen for å sikre jevn beskyttelsesstrøm til all armering, se fig. 524. Ved bruk av ledende belegg må man:

• forbehandle betongoverflaten før montering av det ledende belegget med metoder som ikke tilfører betongen fuktighet. Forbehandlingen kan utføres med tørrsandblåsing, vakuumsandblåsing eller blastring. For mer om forbehandling, se Byggforvaltning 720.421.

• rengjøre betongoverflaten for alt støv og løse partikler

• fjerne eventuelle oljeflekker i underlaget

• påføre en primer

• montere strømtilledere med en gitt avstand i belegget for å sikre god strømfordeling i belegget, Strømlederen legges i rutemønster slik at brudd i én tilleder ikke påvirker anlegget.

• påføre det ledende belegget i foreskreven tykkelse og antall lag

• påføre en beskyttende overflatebehandling på det ledende belegget. På parkeringsdekker må beskyttelsesbelegget ha stor motstand mot mekanisk slitasje fra bildekk. For mer om overflatebehandling som beskyttelse mot nedbrytning, se Byggforvaltning 720.427.

×

Fig. 524

Ledende belegg (svart) er anoden. Foto: Protector AS

Lukk

525Offeranoder

For neddykkede og nedgravde konstruksjoner festes offeranoden enten direkte til betongkonstruksjonen eller med en stabil festeanordning. Den kan også spyles ned i sedimenter på havbunnen. Anoden jordes til armeringen. Anodene festes slik at de enkelt kan skiftes ut.

Innstøpte sinkanoder kan monteres i avskallingsområder eller opphugginger på betongkonstruksjonen. Sinkanoden jordes til armeringen før den mørtles inn i betongen med egnet reparasjonsmørtel som omtalt pkt. 31.

Selvklebende sinkplater limes til betongoverflaten, se fig. 525. For å sikre god heft må betongoverflaten forbehandles før sinkplatene monteres. Etter montering forsegles sidekantene rundt sinkplata, slik at vann ikke kan trenge inn i limsonen. Deretter påføres en sementbasert slemmemasse over hele sinkplata.

×

Fig. 525

Selvklebende sinkplater som er limt til betongoverflaten. Foto: Mapei AS

Lukk

53Kabler, ledningskontakter og koblingsbokser

531Materialer

Alle kabler og koblingsbokser må være av materialer som tåler de klimatiske, fysiske og kjemiske påvirkningene de utsettes for ved håndtering på byggeplass, montering og i løpet av anleggets levetid.

Kablene som innstøpes må ha isolasjon som er vanntett, lufttett og syre- og alkaliebestandig (pH = 2–13). Dersom kabler er eksponert for direkte sollys, må de i tillegg være UV-bestandige. I noen tilfeller bør også isolasjon for kabler velges slik at den ikke utvikler giftige gasser i tilfelle brann (gjelder for lukkede rom, for eksempel brukasser). Kabler som ikke innstøpes bør tilfredsstille kravene til elektrotekniske anlegg.

For strømførende kabler er det viktig at tverrsnittsarealet er så stort at man ikke får spenningstap av betydning fra likeretter til armeringskontakt eller anode. Vanlig dimensjon på kabler for strømforsyning er 4 mm², mens kabler til overvåkingssensorer er 2,5 mm².

Alle koblingsbokser og koblingspunkter som er utsatt for vanneksponering skal være vanntette.

For offeranoder er det kun behov for kabel/jording mellom anode og armering.

532Montering

Kablene festes godt til betongkonstruksjonen enten ved direkte klamring, innstøping i freste spor eller på kabelskinner, og de monteres slik at de er godt beskyttet mot ytre mekaniske og miljømessige påkjenninger. Se fig. 532 a og fig. 532 b.

For å unngå feilkobling av kabler for katodiske anlegg med påtrykt strøm, anbefales følgende fargekoder på kablene:

• Brun (alternativ rød): strømforsyning til anoder

• Svart (alternativ grå): jording til armering

• Grå (alternativ svart): armeringskontakt for overvåking

• Blå: referanseelektroder

• Gul: øvrige sensorer

×

Fig. 532 a

Framføring av kabler på kabelskinner. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

×

Fig. 532 b

Framføring av kabler i freste spor for gjenmørtling. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

54Kontrollskap

541Materialer

Alle kabler, likerettere og elektronisk styringsutstyr samles i ett eller flere kontrollskap. Se fig. 541.

Kontrollskapet skal være av et bestandig materiale og være egnet for det miljøet det skal monteres i, se tabell 541. Det er svært viktig at kontrollskapet gir tilstrekkelig beskyttelse av alt innholdet mot påvirkning fra omkringliggende miljø og hærverk. Kontrollskapet vil derfor som regel være i stål. I marine miljø bør kontrollskapet være i rustfritt stål.

×

Fig. 541

Eksempel på kontrollskap. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

542Montering

Kontrollskapet plasseres slik at det er mest mulig utilgjengelig for uvedkommende og ikke påføres skader eller utsettes for hærverk.

Alle installasjoner inne i skapet monteres slik at det er ryddig og oversiktlig, og det skal være tilrettelagt for enkel avlesning av potensialer, strøm og temperatur. Inne i skapet monteres en oversikt som beskriver alt innholdet i skapet.

55Spennings-/strømkilde

For katodiske anlegg med påtrykt strøm føres nettspenning fram til kontrollskapet.

I kontrollskapet monteres skilletransformatorer slik at man oppnår galvanisk skille mellom vekselstrømnettet og hver enkelt av likestrømkretsene. Det er viktig at spennings-/strømkildens kapasitet tar hensyn til kretsmotstanden slik at utgangsspenningen/utgangsstrømmen blir riktig.

Anlegget skal være jordet og ha jordfeilbryter. Systemet skal tilfredsstille standarder og forskrifter for elektroinstallasjoner.

6Instrumentering, styring og overvåking

61Valg av referanseelektroder og montering

611Generelt

Katodiske anlegg med påtrykt strøm styres ved hjelp av monterte referanselektroder i betongkonstruksjonen. Ved å måle den elektriske spenningsforskjellen (potensialmåling) mellom armeringen og en referanseelektrode kan man påvise om armeringen er i korrosjonstilstand eller ikke. Påtrykte potensialer/strømtilførsel reguleres etter målinger fra referanseelektroden.

Ved offeranoder benyttes referanseelektrode kun for å dokumentere at det katodiske anlegget fungerer.

612Referanseelektroder

Det fins en rekke forskjellige referanselektroder i ulike materialer som sølv/sølvklorid, mangandioksid, grafitt, aktivert titan og bly. Referanselektroder må ha stabilt egenpotensial ved innstøping i betong, gi reproduserbare målinger, være bestandige i miljøet de monteres i og ha lang levetid.

Referanseelektroder leveres gjerne med et kalibreringssertifikat med prosedyre for kalibrering og kontroll før montering. I tillegg til referanseelektroder monteres gjerne temperatursensorer.

Plassering og antall/omfang av referanseelektroder er viktig for styring av det katodiske anlegget. Plassering og omfang av referanseelektroder kan også påvirkes av hva man erfarer under installasjon/utførelsesfasen i prosjektet. Det er viktig at disse forholdene avgjøres av personell med tilstrekkelig kompetanse/erfaring før og underveis i utførelsesfasen av prosjektene.

613Plassering og montering

Referanseelektrodene plasseres i et område uten synlige betongskader, men med pågående armeringskorrosjon. Den del av armeringen det måles på, skal ha opprinnelig betong omsluttet rundt hele armeringen. Dersom referanseelektrodene plasseres i områder som er reparert, bør elektroden plasseres i overgangssonen mellom opprinnelig betong og reparasjonsområdet.

Dersom spennarmering frilegges bør den instrumenteres med ekstra referanseelektroder for å hindre overpolarisering.

Installasjon av referanseelektroder:

• Referanseelektroder monteres i hull eller opphugginger med minst 20 og maks 50 mm avstand til armeringen.

• Borhullets diameter eller slissede områder skal være minst 4 mm større enn referanseelektrodens diameter.

• For hver referanseelektrode skal det være en egen ledning til armering.

• Kontakten mellom armering og ledning etableres ved å blottlegge armeringen og feste ledningen til armeringen med en sveiseforbindelse.

• Kontaktpunktet isoleres med et ikke-ledende materiale, se fig. 613.

×

Fig. 613

Montering av referanseelektrode i opphugging. Foto: Stærk & Co AS

Lukk

614Innstøpingsmørtel

Innstøpingsmørtelen skal være sementbasert, svinnredusert (eventuelt svakt ekspanderende), tiksotrop (geleaktig konsistens) og med god ledningsevne.

Mørtelen må ikke inneholde hydrofoberingsmidler, korrosjonsinhibitorer eller tilsetninger som endrer motstanden ved ulike fukttilstander eller ledningsevnen over tid.

Mørtelen for borhull må ha en konsistens som gjør det mulig å presse på plass referanseelektroden i borhullet uten å skape luftlommer.

62Drift av anlegget – styringssystem

I motsetning til et katodisk anlegg med offeranoder, som er selvregulerende, krever et katodisk anlegg med påtrykt strøm kontinuerlig oppfølging og overvåking i hele anleggets levetid.

Kontinuerlig overvåkning krever en permanent datalogger og et dataadminstrasjonssystem som samler inn, sorterer og presenterer ytelsesdataene fra det katodiske anlegget.

Dataloggeren kan være passiv eller aktiv. Passive dataloggere samler data kun når man ber om det, mens aktive dataloggere programmeres til å samle inn data ved gitte tidsintervaller.

Katodiske anlegg overvåkes og fjernstyres vanligvis via modem og styres etter monterte referanselektroder med regulerbar strøm/regulerbar spenning for hver anodesone med et øvre spenningstak eller med grenser for maksimal strømtilførsel. Når maksgrensen nås, blir strømmen automatisk regulert, og moderne anlegg gir ofte en alarm/melding til operatør/byggeier. Ved hjelp av forhåndsprogrammering utføres automatiske depolariseringsmålinger regelmessig. Selv om anlegget fjernstyres, er det likevel behov for jevnlige kontroller ved befaring av både betongoverflater, kabler og skap. Sensorer kan også svikte over tid slik at de må skiftes.

NS-EN ISO 12696 beskriver hvilke data et dataadminstrasjonssystem skal inneholde. Automatisk sikkerhetskopiering og lagring er viktig.

63Igangkjøring av anlegg med påtrykt strøm

Når det katodiske anlegget er montert og klart for tilkobling, kobles det strøm på anodesonene en etter en.

Man må regne med en innkjøringsperiode på 4–12 måneder. Ved innkjøring av det katodiske anlegget er det fornuftig å benytte en lavere spenning enn normal erfaringsmessig driftsspenning for ikke å overbelaste anlegget. Etter noe drift (1–4 måneder) kan man justere anlegget slik at depolariseringskravet oppfylles. Se pkt. 7. Innkjøringsperioden kan avhenge noe av årstiden når anlegget startes opp. I kaldværsperioder (vinter) kan man bruke lengre tid på innkjøringen.

NS-EN ISO 12696 beskriver i detalj prosessen ved igangkjøring av katodiske anlegg, inkludert visuell inspeksjon, målinger som utføres før strømtilkobling, tilkobling av strøm første gang, innledende justeringer, vurdering av innledende ytelse samt justering av beskyttelsesstrømmen.

7Beskyttelseskriterier

NS-EN ISO 12696 definerer flere alternative måter for å dokumentere oppnådd katodisk beskyttelse for betongkonstruksjoner i atmosfærisk miljø (luft).

Det vanligste beskyttelseskriteriet er 100 mV depolarisering etter 24 timer. Se fig. 7. Depolariseringen er differansen mellom bruddpotensialet (Instant-off-potensialet) og potensialet målt 24 timer senere med strømmen frakoblet som vist i fig. 7. I tillegg skal bruddpotensialet være mer positivt enn −1100 mV (sølv/sølvklorid) for slakkarmering og −900 mV for spennarmering slik at man unngår hydrogensprøhetsbrudd.

×

Fig. 7

Depolariseringsforløp

Lukk

Erfaring viser at det er vanskelig å oppnå ønsket depolarisering for alle referanselektrodene. Selv om man for enkelte referanselektroder oppnår en depolarisering som er 10–15 % lavere enn 100 mV, har man likevel oppnådd en betydelig beskyttelse av armeringen. Over tid vil effekten av katodisk beskyttelse øke på grunn av økende pH rundt armeringen samt at kloridioner migrerer bort fra armeringen som beskrevet i pkt. 212. Mindre avvik vil derfor ofte kunne aksepteres for enkeltelektroder, dersom alternativet er å påtrykke betydelig mer strøm inn i anlegget for å oppnå 100 mV-depolarisering på samtlige referanseelektroder og dermed risikere overbeskyttelse, noe som igjen gir fare for redusert levetid for det katodiske anlegget.

8Dokumentasjon, drift og vedlikehold

81Dokumentasjon

For alle katodisk anlegg skal det som en del av leveransen utarbeides en installerings- og igangkjøringsrapport i henhold til kravene i NS-EN ISO 12696. I tillegg skal det utarbeides en drifts- og vedlikeholdshåndbok for det katodiske anlegget.

82Drift og vedlikehold

Katodiske anlegg krever kontinuerlig oppfølging i form av inspeksjon og prøving/måling. Drift og vedlikehold skal være i henhold til drifts- og vedlikeholdshåndboka for anlegget.

Både intervall og prosedyrer for rutinemessig inspeksjon og prøving vil variere avhengig av blant annet:

• type konstruksjon

• type anodesystem

• sårbarhet for skade og hærverk

Systemer med elektronisk datalogging og dataoverføring har sjeldnere behov for inspeksjon på anlegget siden rutinemessige prøvinger kan utføres automatisk.

Den rutinemessige inspeksjonen skal omfatte funksjonskontroll og ytelsesvurdering. Tabell 82 gir en oversikt over prosedyrer og intervaller ved funksjonskontroll og ytelsesvurdering.

Vanligvis har ikke byggherren selv kompetanse til nødvendig oppfølging. For å sikre nødvendig oppfølging og overvåking av det katodiske anlegget bør byggherrer inngå en egen driftsavtale med leverandøren av anlegget.

9Referanser

91Utarbeidelse

Denne anvisningen er utarbeidet av Jan Lindland, Stærk & Co AS i samarbeid med Roy Eivind Antonsen, SINTEF. Fagredaktør har vært Sissel Hjorth-Hansen. Faglig redigering ble avsluttet i mai 2025.

92Byggforskserien

Byggforvaltning:

612.020   Rehabilitering av kulturhistoriske betongkonstruksjoner

720.105   Nedbrytningsmekanismer i betongkonstruksjoner

720.111   Tilstandsanalyse av betongkonstruksjoner

720.125   Beskyttelse og reparasjon av betongkonstruksjoner – prinsipper, metoder og kvalitetssikring

720.421   Forbehandling av betongoverflater ved rehabilitering

720.423   Mekanisk reparasjon av betong

720.427   Overflatebehandling av betongkonstruksjoner som beskyttelse mot nedbrytning

93Standarder

NS-EN 1504-9:2008 + NA:2013
Produkter og systemer for beskyttelse og reparasjon av betongkonstruksjoner – Definisjoner, krav, kvalitetskontroll og evaluering av samsvar – Del 9: Allmenne regler for bruk av produkter og systemer

NS-EN ISO 15257:2017
Katodisk beskyttelse – Kompetansenivåer for katodisk beskyttelse-personell – Grunnlag for sertifiseringsprogram

NS-EN ISO 12696:2022
Katodisk beskyttelse av stål i betong

NS-EN ISO 12696:2022/NA:2024
Katodisk beskyttelse av stål i betong (ISO 12696:2022)

NORSOK M-503:2016 + AC:2018
Cathodic Protection

94Litteraturhenvisninger

941J. Lindland (red.). Betongrehabilitering. Reparasjonsmetoder, utførelse og kontroll. Oslo: Norsk forening for betongrehabilitering, 2016

942Norsk forening for betongrehabilitering (NFB). Betongrehabilitering. Veiledning til kapittel LY i NS 3420 – tekniske bestemmelser. NFB-publikasjon 1. Arendal, 2012

943DNV-RP-B401 Cathodic protection design. Recommended practice. Edition 2021-05

Mai 2025 ISSN 2387-6328