ISO 12696:2012
(Main)Cathodic protection of steel in concrete
Cathodic protection of steel in concrete
ISO 12696:2011 specifies performance requirements for cathodic protection of steel in cement-based concrete, in both new and existing structures. It covers building and civil engineering structures, including normal reinforcement and prestressed reinforcement embedded in the concrete. It is applicable to uncoated steel reinforcement and to organic-coated steel reinforcement. ISO 12696:2011 applies to steel embedded in atmospherically exposed, buried, immersed and tidal elements of buildings or structures.
Protection cathodique de l'acier dans le béton
L'ISO 12696:2012 spécifie les exigences de performance pour la protection cathodique de l'acier dans le béton à base de ciment, pour les structures nouvelles comme pour les structures existantes. Elle traite des bâtiments et des ouvrages d'art, y compris les armatures et les précontraintes noyées dans le béton. Elle s'applique aux armatures en acier non revêtu et aux armatures en acier recouvert par un revêtement organique. L'ISO 12696:2012 s'applique à l'acier noyé dans des éléments de bâtiments ou de structures qui sont exposés à l'atmosphère, enterrés, immergés ou soumis à la marée.
General Information
- Status
- Withdrawn
- Publication Date
- 29-Jan-2012
- Withdrawal Date
- 29-Jan-2012
- Technical Committee
- ISO/TC 156 - Corrosion of metals and alloys
- Current Stage
- 9599 - Withdrawal of International Standard
- Start Date
- 29-Nov-2016
- Completion Date
- 12-Feb-2026
Relations
- Effective Date
- 09-Feb-2026
- Effective Date
- 12-Feb-2026
- Effective Date
- 16-Apr-2016
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Inštitut za kovinske materiale in tehnologije
Institute of Metals and Technology. Materials testing, metallurgical analysis, NDT.
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Frequently Asked Questions
ISO 12696:2012 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Cathodic protection of steel in concrete". This standard covers: ISO 12696:2011 specifies performance requirements for cathodic protection of steel in cement-based concrete, in both new and existing structures. It covers building and civil engineering structures, including normal reinforcement and prestressed reinforcement embedded in the concrete. It is applicable to uncoated steel reinforcement and to organic-coated steel reinforcement. ISO 12696:2011 applies to steel embedded in atmospherically exposed, buried, immersed and tidal elements of buildings or structures.
ISO 12696:2011 specifies performance requirements for cathodic protection of steel in cement-based concrete, in both new and existing structures. It covers building and civil engineering structures, including normal reinforcement and prestressed reinforcement embedded in the concrete. It is applicable to uncoated steel reinforcement and to organic-coated steel reinforcement. ISO 12696:2011 applies to steel embedded in atmospherically exposed, buried, immersed and tidal elements of buildings or structures.
ISO 12696:2012 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 77.060 - Corrosion of metals; 77.140.15 - Steels for reinforcement of concrete. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 12696:2012 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to EN ISO 13174:2012, EN ISO 12696:2012, ISO 12696:2016. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12696
First edition
2012-02-01
Cathodic protection of steel in concrete
Protection cathodique de l’acier dans le béton
Reference number
©
ISO 2012
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO’s
member body in the country of the requester.
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved
Contents Page
Foreword . v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 General . 2
4.1 Quality management systems . 2
4.2 Personnel . 3
4.3 Design . 3
5 Structure assessment and repair . 3
5.1 General . 3
5.2 Records . 3
5.3 Visual inspection and delamination survey . 4
5.4 Chloride analysis . 4
5.5 Carbonation depth measurement . 4
5.6 Concrete cover and reinforcement location . 4
5.7 Reinforcement electrical continuity . 4
5.8 Steel/concrete potential . 5
5.9 Concrete electrical resistivity . 5
5.10 Repair . 5
5.11 Cementitious overlay . 6
5.12 New structures . 6
6 Cathodic protection system components . 7
6.1 General . 7
6.2 Anode systems . 7
6.3 Monitoring sensors .12
6.4 Monitoring instrumentation .14
6.5 Data management system .15
6.6 D.C. cables .16
6.7 Junction boxes .17
6.8 Power supplies .17
6.9 Transformer-rectifiers .17
7 Installation procedures .19
7.1 Electrical continuity .19
7.2 Performance monitoring system .19
7.3 Connections to steel in concrete .20
7.4 Concrete repairs associated with the cathodic protection components .20
7.5 Surface preparation for anode installation .20
7.6 Anode installation .21
7.7 Connections to the anode system .21
7.8 Anode overlay, surface sealant or decorative coating application .21
7.9 Electrical installation .22
7.10 Testing during installation .22
8 Commissioning .23
8.1 Visual inspection .23
8.2 Pre-energizing measurements .23
8.3 Initial energizing of impressed current systems .23
8.4 Initial adjustment of impressed current systems .24
8.5 Initial performance assessment .24
8.6 Criteria of protection: Interpretation of performance assessment data .25
8.7 Adjustment of protection current for impressed current systems .26
9 System records and documentation .26
9.1 Quality and test records .26
9.2 Installation and commissioning report .27
9.3 Operation and maintenance manual .27
10 Operation and maintenance .28
10.1 Intervals and procedures .28
10.2 System review .29
10.3 System review report .29
Annex A (informative) Principles of cathodic protection and its application to steel in concrete .30
Annex B (informative) Design process .36
Annex C (informative) Notes on anode systems .39
Bibliography .44
iv © ISO 2012 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 12696 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 219, Cathodic protection, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and
alloys in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This first edition cancels and replaces EN 12696:2000, which has been technically revised.
Introduction
This International Standard applies to cathodic protection of steel in concrete, with the concrete atmospherically
exposed, buried or immersed.
Because the criteria of protection for steel in buried or immersed concrete are those applicable to cathodic
protection of steel in atmospherically exposed concrete, this revision of EN 12696:2000 incorporates cathodic
protection of steel in buried and immersed concrete. The provision of cathodic protection current can often
be more economically provided to steel in buried and immersed concrete by using buried or immersed anode
systems detailed in International Standards for buried and immersed steel structures, rather than the anode
systems that are suitable for applications to steel in atmospherically exposed concrete. Therefore reference
is made to other International Standards in this respect whilst the cathodic protection performance criteria for
steel in concrete are defined in this International Standard for all exposures.
There are other electrochemical treatments intended to provide corrosion control for steel in concrete. These
techniques include re-alkalisation and chloride extraction and are not incorporated into this International
[7] [27]
Standard. CEN/TS 14038-1:2004 and CEN/TS 14038-2:2011 have been published.
Cathodic protection of steel in concrete is a technique that has been demonstrated to be successful in appropriate
applications in providing cost effective long-term corrosion control for steel in concrete. It is a technique that
requires specific design calculations and definition of installation procedures in order to be successfully
implemented. This International Standard does not represent a design code for cathodic protection of steel in
concrete but represents a performance standard for which it is anticipated, in order to comply with this standard,
a detailed design and specification for materials, installation, commissioning and operation will be prepared.
vi © ISO 2012 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 12696:2012(E)
Cathodic protection of steel in concrete
1 Scope
This International Standard specifies performance requirements for cathodic protection of steel in cement-
based concrete, in both new and existing structures. It covers building and civil engineering structures, including
normal reinforcement and prestressed reinforcement embedded in the concrete. It is applicable to uncoated
steel reinforcement and to organic-coated steel reinforcement.
This International Standard applies to steel embedded in atmospherically exposed, buried, immersed and tidal
elements of buildings or structures.
NOTE 1 Annex A gives guidance on the principles of cathodic protection and its application to steel in concrete.
NOTE 2 This International Standard, whilst not specifically intended to address cathodic protection of steel in any
electrolyte except concrete, may be applied to cathodic protection of steel in other cementitious materials such as are
found, for example, in early 20th century steel-framed masonry, brick and terracotta clad buildings. In such applications,
additional considerations specific to these structures are required in respect of design, materials and installation of cathodic
protection; however, the requirements of this International Standard may be applied to these systems.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document
(including any amendments) applies.
ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Basic terms and definitions
ISO 13174, Cathodic protection for harbour installations
EN 1504 (all parts), Products and systems for the protection and repair of concrete structures — Definitions,
requirements, quality control and evaluation of conformity
EN 12954, Cathodic protection of buried or immersed metallic structures — General principles and application
for pipelines
EN 14629, Products and systems for the protection and repair of concrete structures — Test methods —
Determination of chloride content in hardened concrete
EN 14630, Products and systems for the protection and repair of concrete structures — Test methods —
Determination of carbonation depth in hardened concrete by the phenolphthalein method
EN 15257, Cathodic protection — Competence levels and certification of cathodic protection personnel
IEC 60502-1, Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (U = 1,2 kV)
m
to 30 kV (U = 36 kV) — Part 1: Cables for rated voltages of 1 kV (U = 1,2 kV) and 3 kV (U = 3,6 kV)
m m m
IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)
IEC 61140, Protection against electric shock — Common aspects for installation and equipment
IEC 61558-1, Safety of power transformers, power supplies, reactors and similar products — Part 1: General
requirements and tests
IEC 61558-2-1, Safety of power transformers, power supplies, reactors and similar products — Part 2-1:
Particular requirements and tests for separating transformers and power supplies incorporating separating
transformers for general applications
IEC 61558-2-2, Safety of power transformers, power supplies, reactors and similar products — Part 2-2:
Particular requirements and tests for control transformers and power supplies incorporating control transformers
IEC 61558-2-4, Safety of transformers, reactors, power supply units and similar products for supply voltages
up to 1 100 V — Part 2-4: Particular requirements and tests for isolating transformers and power supply units
incorporating isolating transformers
IEC 61558-2-13, Safety of transformers, reactors, power supply units and similar products for supply voltages
up to 1 100 V — Part 2-13: Particular requirements and tests for auto transformers and power supply units
incorporating auto transformers
IEC 61558-2-16, Safety of transformers, reactors, power supply units and similar products for voltages up to
1 100 V — Part 2-16: Particular requirements and tests for switch mode power supply units and transformers
for switch mode power supply units
IEC 62262, Degrees of protection provided by enclosures for electrical equipment against external mechanical
impacts (IK code)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044 and EN 1504 and the following apply.
3.1
zone
part of a cathodic protection system
NOTE Anode systems may be divided into separate zones to supply current to a fully continuous reinforcement mesh.
Alternatively, a single anode zone may supply current to separate, electrically isolated, zones within the reinforcement
system. Zones may comprise an individual anode zone for each reinforcement zone or exposure condition. As the current
provision to each of the zones in each of these alternatives can be separately measured, all of them are generically called
“cathodic protection zones” and specifically “anode zones” or “cathode zones”.
3.2
humectant
hygroscopic material, i.e. a substance that promotes the retention of moisture
NOTE It may be applied to the surface of a galvanic anode to keep the concrete-anode interface moist.
4 General
4.1 Quality management systems
The design, the installation, the energizing, the commissioning, and the long-term operation of all of the
elements of cathodic protection systems for steel in concrete shall be fully documented.
NOTE ISO 9000 constitutes a suitable Quality Management Systems Standard which may be utilized.
Each element of the work shall be undertaken in accordance with a fully documented quality plan.
Each stage of the design shall be checked and the checking shall be documented.
Each stage of the installation, energizing, commissioning and operation shall be the subject of appropriate
visual, mechanical and/or electrical testing, and all testing shall be documented.
All test instrumentation shall have valid calibration certificates traceable to national or European Standards
concerning calibration.
The documentation shall constitute part of the permanent records for the works.
2 © ISO 2012 – All rights reserved
4.2 Personnel
Each aspect of the cathodic protection system design, installation, testing of the installation, energizing,
commissioning and long-term operational control shall be under the supervision of personnel with appropriate
qualifications, training, expertise and experience in the particular element of the work for which they are responsible.
NOTE Cathodic protection of steel in concrete is a specialist multidiscipline activity. Expertise is required in the fields
of electrochemistry, concrete technology, civil and/or structural engineering and cathodic protection engineering.
Personnel who undertake the design, supervision of installation, commissioning, supervision of operation,
measurements, monitoring and supervision of maintenance of cathodic protection systems shall have the
appropriate level of competence for the tasks undertaken. EN 15257 specifies a suitable method which may be
utilized for assessing the competence of cathodic protection personnel.
The competence of cathodic protection personnel to the appropriate level for tasks undertaken should be
demonstrated by certification in accordance with EN 15257 or by another equivalent prequalification procedure.
4.3 Design
This International Standard does not represent a design code but is a performance standard.
Cathodic protection systems for steel in concrete shall be the subject of detailed design.
The design shall, as a minimum, include the following:
a) detailed calculations;
b) detailed installation drawings;
c) detailed material and equipment specifications;
d) detailed method statements or specifications for installation, testing, energizing, commissioning and operation;
e) structures containing prestressing shall be assessed for their susceptibility to hydrogen embrittlement and
for risk of stray currents.
NOTE Annex B lists items that should be considered in the detailed design.
5 Structure assessment and repair
5.1 General
For cathodic protection (or cathodic prevention) of new structures, see 5.12.
The assessment of an existing structure, including its material condition, its structural integrity, and whether
and how to repair it, shall be performed in accordance with EN 1504.
When cathodic protection is proposed as the repair/protection method, or part of it, for a structure, additional
investigation shall be undertaken in order to
a) confirm the suitability of cathodic protection, and
b) provide system-design input information. See Annex B.
These investigations shall include, but shall not be limited to, those in 5.2 to 5.10.
5.2 Records
All available drawings, specifications, records and notes shall be reviewed to assess the location, quantity,
nature (e.g. normal, galvanized, epoxy-coated, prestressed) and continuity of the reinforcement and any
additional steel, the constituents and quality of the concrete.
The available information shall be confirmed and supplemented by site survey and laboratory tests, as specified
in 5.3 to 5.8.
5.3 Visual inspection and delamination survey
Visual survey data shall be collected to ascertain the type, causes and extent of defects, and any features
of the structure or its surrounding environment, which could influence the application and effectiveness of
cathodic protection. Areas which have been previously repaired, and the repair methods and materials, shall
be identified.
All areas of the structure which require to be cathodically protected shall be checked for delamination of the
concrete cover.
Defects, such as cracks, honeycombing, or poor construction joints, which could permit significant water
penetration, and which could in turn impair the effectiveness or durability of the cathodic protection system,
shall be recorded.
Where necessary, the inspection and survey of buried or immersed elements will be facilitated by excavation
and or cofferdams.
5.4 Chloride analysis
If required, values and distributions of the chloride content of the concrete shall be determined in accordance
with EN 14629.
5.5 Carbonation depth measurement
If required, distribution of carbonation depths shall be measured in accordance with EN 14630.
5.6 Concrete cover and reinforcement location
Concrete cover distribution and embedded steel and reinforcement size and position measurements shall be
carried out in order to assess whether the anode/cathode spacing will be adequate for the particular anode
system envisaged, and to identify dense regions of steel or reinforcement which may require high current density.
Shielding of the steel to be protected, caused by embedded metal meshes, metal fibres or plates, plastic sheets
or non-conductive repair materials, which could impair the efficiency of cathodic protection, shall be assessed.
Possible short-circuits between reinforcing steel and impressed current anodes shall be assessed.
For buried or immersed structures or zones, the concrete cover may be less significant if the anode system is
to comprise anodes buried or immersed and located some distance from the structure.
5.7 Reinforcement electrical continuity
Drawings of reinforcement and other steel elements shall be checked for continuity which shall then be proven
on site by measuring the electrical resistance and/or potential difference between bars in locations remote
from each other across the structure. Testing shall be as specified in 7.1 for the purpose of confirming cathodic
protection feasibility and providing design information. This shall include at least an assessment of the following
on a representative basis:
a) electrical continuity between elements of the structure within each zone of the cathodic protection system;
b) electrical continuity of reinforcement within elements of the structure;
c) electrical continuity of metallic items, other than reinforcement, to the reinforcement itself.
At the subsequent repair and installation stage, reinforcement and other steel electrical continuity shall be
further checked in accordance with the methods, and to the extent specified in 7.1.
4 © ISO 2012 – All rights reserved
5.8 Steel/concrete potential
Representative areas, both damaged and apparently undamaged, shall be surveyed for reinforcement/steel
corrosion activity, using portable reference electrodes conforming to 6.3.2. Measurements shall be taken,
preferably on an orthogonal grid, at a maximum spacing of 500 mm.
NOTE 1 It is not necessary to carry out a steel/concrete potential survey of the entire structure. It is appropriate to
survey, in more detail, those areas where reference electrodes are planned to be permanently installed, in order to place
them in most anodic and other suitable locations.
Continuity of the reinforcement and steel within any steel/concrete potential survey area is essential and shall
be checked, using the method in 7.1 before the steel/concrete potential survey.
Measurements in any areas identified as delaminated, in the survey specified in 5.3, should be interpreted
with caution, because delamination can produce readings inconsistent with the level of corrosion of the
reinforcement or other embedded steel.
[8] [9] [10]
NOTE 2 ASTM C876 , RILEM TC 154 report (2003) and Concrete Society Technical Report 60 provide guidance
with respect to steel/concrete potential measurements and interpretation.
5.9 Concrete electrical resistivity
The impact of variations in concrete resistivity on the cathodic protection system shall be considered. There
is no firm guidance on limits of electrical resistivity with respect to cathodic protection, but the designer shall
consider whether full protection can be achieved where required for the ranges and absolute values of concrete
resistivity found on the structure.
[11] [10]
NOTE RILEM TC 154 Report (2000) and Concrete Society Technical Report 60 provide guidance with respect
to concrete electrical resistivity measurements and interpretation.
5.10 Repair
5.10.1 General
All operations comprising repair shall be performed in accordance with EN 1504, except where stated otherwise
in this subclause.
NOTE Installation of cathodic protection to an existing structure may be associated with other forms of repair work,
such as strengthening, patching or coating, as determined in accordance with EN 1504. In this subclause, the term “repair”
signifies reinstatement of the damaged/deteriorated concrete to provide an uninterrupted path for the flow of cathodic
protection current prior to the installation of cathodic protection, as well as reinstatement at locations where concrete has
been removed to provide access to reinforcement and other steel, to install cable connections and monitoring sensors, etc.
5.10.2 Concrete removal
All repair materials from previous installations with significantly different electrical resistivity from the parent
concrete shall be broken out.
NOTE 1 Typically, these repair materials with an electrical resistivity outside the range of approximately half to twice
that of the parent concrete, when measured under the same conditions as the parent concrete, should be removed in order
to allow relatively uniform current distribution to reinforcement. For example, predominantly epoxy-based repair materials
will have very high resistivity values and may shield reinforcement within or behind them from cathodic protection. Concrete
reinforced with metallic fibres may have very low electrical resistivity and the fibres may form an electrical short-circuit
path between the anode and the steel.
For impressed-current cathodic protection systems, any tying wire, nails or other metal components visible on
the concrete, that might contact the anode system or might be too close to the anode for optimum anode/cathode
spacing, shall be cut back and the concrete shall be repaired.
NOTE 2 Any metallic objects electrically isolated from the cathodic protection cathode circuit may corrode and may
require to be electrically bonded to the reinforcement or removed.
The removal of physically sound chloride-contaminated or carbonated concrete prior to applying cathodic
protection is not necessary.
5.10.3 Reinforcement preparation
Any loose corrosion product particles shall be removed from the exposed reinforcement or other steel to
ensure good contact between the steel and the repair material, but there is no need to clean the reinforcement
or other steel, to be embedded in concrete, to bright metal.
Neither insulating nor resistive primers or coatings shall be used.
5.10.4 Concrete reinstatement
Concrete reinstatement shall be in accordance with EN 1504, except where stated in this subclause.
Concrete shall be reinstated using cementitious materials. Repair materials containing metal (either fibre
or powder) shall not be used, especially in the case of impressed current systems. The electrical resistivity
characteristics and mechanical properties of the repair materials shall be compatible with the original concrete.
Proprietary curing membranes shall not be used prior to subsequent anode installation over the repair area.
Alternative curing methods shall be used.
The electrical resistivity of concrete repair materials shall be similar to that of the parent concrete.
NOTE Typically, these repair materials will have an electrical resistivity within the range approximately half to twice
that of the parent concrete when measured under the same conditions as the parent concrete. However, the electrical
resistivity of the parent concrete will be that of an aged material (age > 20 years), whereas the electrical resistivity of the
repair material will reflect the properties at a relatively young age; it is anticipated that there will be a significant ageing
effect over time. Also, measurements made in the laboratory on prisms will not represent the conditions of the structure.
A good quality repair made with materials known to be compatible with cathodic protection installations has been found to
be more important than arbitrary resistivity limits.
5.11 Cementitious overlay
For cathodic protection systems employing anode systems as outlined in 6.2.2.2, following repair as specified
in 5.10, and anode installation in accordance with 7.5, 7.6 and 7.7, a cementitious overlay shall be applied
over appropriate types of installed anode. All materials and application methods shall be in accordance with
EN 1504. The average bond strength between the existing concrete and overlay shall be greater than 1,5 MPa
and the minimum shall be greater than 1,0 MPa.
NOTE If the substrate concrete cohesive strength fails at lower values than 1,5 MPa average and 1,0 MPa minimum,
the use of a cementitious overlay may be inappropriate.
Overlay application may be combined with concrete repair.
The electrical resistivity of anode overlays may exceed twice that of parent concrete subject to the anode within
the overlay being able to pass its design current at the design voltage, in an overlay of this resistivity, in all
atmospheric and exposure conditions applicable to the structure.
The selected material, thickness and placement method shall be compatible with each other, with the anode
material and the exposure of the structure.
The potential between the anode and reinforcement/steel (cathode) shall be monitored to detect short-circuits.
Curing membranes shall be removed from the parent concrete/substrate or shall have sufficiently degraded to
avoid adversely influencing the performance of the cathodic protection system.
5.12 New structures
In the case of a new structure, if cathodic protection as a preventive system is to be included in the original
construction, the following issues shall be assessed in the design, specification and construction procedures,
6 © ISO 2012 – All rights reserved
in addition to the requirements of the remainder of this International Standard and of the standards governing
the design and construction of the new structure:
a) provision and checking of reinforcement/steel electrical continuity, in accordance with 7.1;
b) adequate securing and protection of monitoring sensors and all cables and their connections, to avoid
damage or disturbance during concrete placement and vibration;
c) connection, location or insulation of other metallic fixtures, fixings, or other items, so as to avoid undesirable
influences from the cathodic protection system;
d) in the case of impressed current anodes cast into the concrete structure, provision of sufficient rigid
insulating spacers and attachments to secure the anodes in position and prevent the creation of
short-circuits during concrete placement and vibration. The potential monitoring between anode and
reinforcement/steel (cathode) shall be used to detect short-circuits during concrete placement.
6 Cathodic protection system components
6.1 General
The cathodic protection system shall include an anode system intended to distribute the cathodic protection
current to the surfaces of the embedded steel to be protected. Impressed current cathodic protection systems
shall further incorporate positive and negative d.c. cables between the anode and the steel, respectively, and
the d.c. power supply, which is the source of the cathodic protection current.
For galvanic anode systems, direct permanent metallic connections shall be provided between the anode and
the steel, except where monitoring that requires current interruption is installed.
Reference electrodes, other electrodes and other sensors are key elements of cathodic protection systems
and constitute the performance monitoring system within cathodic protection systems. The data from the
electrodes and sensors may be interrogated and displayed by portable instrumentation or permanently installed
instrumentation of either the automatic or manual type.
The entire cathodic protection system shall be designed, installed and tested to be suitable for its intended life
in its intended environment.
Both impressed current and galvanic anode cathodic protection systems require monitoring provisions in order
to determine the performance and comply with this International Standard.
NOTE Galvanic anode systems may be used without monitoring systems or methods to measure their performance.
Such systems do not comply with this International Standard.
6.2 Anode systems
See Annex C.
The anode system shall be capable of supplying the performance required by the cathodic protection design
(see 4.3). The anode system’s calculated or anticipated life shall be sufficient for the design life incorporated
into the design, with, where necessary, planned maintenance or replacement of the anode system or parts of
the system at periods designated in the design.
For anodes embedded into or applied to the surface of the concrete, the anode current density shall conform
to the design and shall not exceed such values resulting in a performance reduction of either
a) the concrete at the anode/concrete interface, or
b) the anode,
during the design life of the anode.
The design and/or the selection of the anode material shall consider likely variations in cathode current density
requirements, steel distribution, concrete electrical resistivity and any other factors likely to result in uneven
distribution of current demand or current discharge from the anode and the possibility of this resulting in an
early failure of isolated parts of the anode system.
NOTE 1 A variety of anode systems have been developed, tested and demonstrated in long-term field applications to be
suitable for use embedded in concrete or applied to the concrete primarily (but not exclusively) in the cathodic protection of
steel in atmospherically exposed concrete. The requirements for such anodes are unique for usage of cathodic protection
in concrete, as the anodes have to be installed or applied and distributed across the concrete surface or within the
concrete, as required, to meet the design distribution and magnitude of current. The anode is therefore in close contact
with the highly alkaline concrete pore water. In operation, the anodic electrochemical reactions at the anode/concrete
interface are oxidizing, producing acidity.
NOTE 2 The anode systems described in this International Standard are in two categories. Anode systems which have
been in use for a minimum of 5 years and which have extensive, generally successful, track records are covered in 6.2.1
and 6.2.2. It is not intended that the use of other, perhaps newer or less well proven, anode materials is to be precluded
as this would restrict the necessary and advantageous development of new, possibly improved, anode materials. Anodes
are listed non-exclusively in Annex C.
It is likely that new and effective anode materials will be developed for cathodic protection of steel in concrete.
It is not the purpose of this International Standard to preclude their use. It is recommended that the use of any
anode should only be undertaken where performance can be demonstrated by laboratory testing, trials and/or
past projects.
It is suggested that new anode materials for cathodic protection of steel in concrete should be the subject of
rigorous laboratory testing and, wherever possible, extended and/or accelerated field trials prior to commercial
non-trial applications.
NOTE 3 There is an established test method for accelerated life testing of anodes embedded in concrete,
[12] [13]
NACE TM 0294 and for organic-based conductive-coating anodes .
Anode systems used for the protection of steel in buried or immersed concrete are detailed in European
Standards EN 12473, EN 12954, EN 12495, EN 12474 and ISO 13174.
6.2.1 Conductive coating anode systems
6.2.1.1 Organic coatings
These coatings are used as impressed current anodes.
The anode system shall comprise an organic conductive coating (solvent based or water soluble, containing a
carbon conductor) and a series of conductors (primary anodes) fixed to the concrete surface or integrated into
the coating, in order that the conductors can distribute current within the coating. The conductors shall be of
material able to resist anodic reactions, e.g. platinum-coated or platinum-clad titanium or niobium which may
be copper cored, or mixed metal-oxide-coated titanium.
The combination of conductive coating and primary anodes shall be demonstrated by trials or past projects to
enable the design anode performance to be achieved. The spacing of primary anodes within the conductive
coating shall be such that it can be calculated or demonstrated that the variation in anode current output
attributable to the resistance, within the coating, between primary anodes, does not exceed ±10 % of the
average current output measured as a ±10 % voltage drop.
The particular application technique selected shall be demonstrated by trials or past projects to enable the
design anode performance to be achieved.
The adhesion of the coating to the concrete, subject to appropriate surface preparation and the above
application technique, shall be suitable to achieve the full design life of the anode system.
Data shall be provided determining the wet and/or dry film thickness requirements to achieve the required dry
film conductivity.
See Annex C for further information.
8 © ISO 2012 – All rights reserved
6.2.1.2 Thermally sprayed metallic coatings
The anode system shall comprise a thermally sprayed metallic coating of Zn, Al-Zn, Al-Zn-In or Ti.
The Zn coatings are used both as impressed current anodes and as galvanic anodes; the Al-Zn and Al-Zn-In
alloy anodes are used as a galvanic anode. Ti is used as an impressed current anode with a catalytic spray to
lower the anode-to-concrete interfacial resistance.
When thermal sprayed metallic coatings are used as galvanic anodes, they may be applied directly to the
reinforcement/steel where it is exposed, as well as predominantly to the sound concrete surface.
A humectant may be applied to thermal sprayed metallic coatings used as galvanic anodes to enhance
their performance.
To avoid atmospheric corrosion and prolong the life-time of the anode, an organic top-coating may be applied
to the thermal sprayed metallic layer.
The combination of metallic coating and connectors shall be demonstrated by trials or past projects to enable
the design anode performance to be achieved.
The particular application technique selected shall be demonstrated by trials or past projects to enable the
design anode performance to be achieved.
The adhesion of the coating to the concrete, subject to appropriate surface preparation and the above
application technique, shall be suitable to achieve the full design life of the anode system.
Data shall be provided for determining the application process requirements to achieve the required film
thickness and conductivity.
Metallic connectors (of Cu, Cu-Zn-alloys, Ti or steel) mechanically bonded to the concrete surface shall be
installed prior to metallic coatin
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 12696
Première édition
2012-02-01
Protection cathodique de l’acier dans le
béton
Cathodic protection of steel in concrete
Numéro de référence
©
ISO 2012
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Généralités . 2
4.1 Systèmes de management de la qualité . 2
4.2 Personnel . 3
4.3 Conception . 3
5 Évaluation et réparation de la structure . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Enregistrements . 4
5.3 Examen visuel et recherche de délamination . 4
5.4 Analyse des chlorures . 4
5.5 Mesurage de la profondeur de carbonatation . 4
5.6 Enrobage et localisation des armatures . 4
5.7 Continuité électrique des armatures . 5
5.8 Potentiel acier/béton . 5
5.9 Résistivité électrique du béton . 5
5.10 Réparation . 6
5.11 Couche de recouvrement à base de ciment . 7
5.12 Structures neuves . 7
6 Composants de l’installation de protection cathodique . 8
6.1 Généralités . 8
6.2 Ensembles anodiques . 8
6.3 Capteurs de surveillance .14
6.4 Instrumentation de surveillance .16
6.5 Système de gestion de données .17
6.6 Câbles à courant continu .18
6.7 Boîtiers de jonction .19
6.8 Alimentations électriques .19
6.9 Transformateurs-redresseurs .19
7 Modes opératoires de mise en place .21
7.1 Continuité électrique .21
7.2 Système de surveillance de la performance .21
7.3 Connexions avec l’acier dans le béton .22
7.4 Réparations du béton associées aux composants de protection cathodique .22
7.5 Préparation des surfaces pour l’installation des anodes .23
7.6 Installation des anodes .23
7.7 Connexions à l’ensemble anodique .23
7.8 Recouvrement de l’anode, application d’un matériau d’étanchéité de surface ou d’un
revêtement décoratif .24
7.9 Installation électrique .24
7.10 Essais en cours d’installation .25
8 Mise en service .25
8.1 Examen visuel .25
8.2 Mesurages avant mise sous tension .26
8.3 Mise sous tension initiale des systèmes à courant imposé .26
8.4 Réglage initial des systèmes à courant imposé .27
8.5 Évaluation de la performance initiale .27
8.6 Critères de protection: interprétation de l’évaluation de la performance .28
8.7 Réglage de la sortie de courant pour les systèmes à courant imposé .29
9 Enregistrement et documentation de l’installation .30
9.1 Enregistrements qualité et enregistrements d’essai .30
9.2 Rapport de mise en place et de mise en service .30
9.3 Manuel de fonctionnement et de maintenance .30
10 Exploitation et maintenance .31
10.1 Périodicité et modes opératoires .31
10.2 Suivi de l’installation .32
10.3 Rapport de suivi de l’installation .32
Annexe A (informative) Principes de la protection cathodique et son application à l’acier dans
le béton .33
Annexe B (informative) Procédé de conception .39
Annexe C (informative) Notes sur les ensembles anodiques .43
Bibliographie .48
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 12696 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 219, Protection cathodique, du Comité européen
de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et
alliages, conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette première édition annule et remplace l’EN 12696:2000 qui a fait l’objet d’une révision technique.
Introduction
La présente Norme internationale s’applique à la protection cathodique de l’acier dans le béton, le béton étant
exposé à l’atmosphère, enterré ou immergé.
Les critères de protection cathodique de l’acier dans le béton enterré ou immergé étant ceux applicables à la
protection cathodique de l’acier dans le béton exposé à l’atmosphère, la présente révision de l’EN 12696:2000
intègre donc la protection cathodique de l’acier dans le béton enterré et le béton immergé. Pour la fourniture du
courant de protection cathodique de l’acier dans le béton enterré ou immergé, il est souvent plus économique
d’utiliser des ensembles anodiques enterrés ou immergés dont le détail est donné dans les Normes
internationales pour les structures d’acier enterrées et immergées plutôt que les ensembles anodiques qui sont
adaptés aux applications de l’acier dans le béton exposé à l’atmosphère. Par conséquent, il est fait référence à
cet égard à d’autres Normes internationales tandis que les critères de performance de la protection cathodique
pour l’acier dans le béton sont définis dans la présente Norme internationale pour tous les types d’expositions.
Il existe d’autres traitements électrochimiques ayant pour objet la maîtrise de la corrosion sur l’acier dans le
béton, comme la ré-alcalinisation et l’extraction des chlorures, qui ne sont pas traitées dans la présente Norme
[7] [27]
internationale. Les CEN/TS 14038-1:2004 et CEN/TS 14038-2:2011 ont été publiées.
La protection cathodique de l’acier dans le béton est une technique qui s’est révélée satisfaisante pour des
applications appropriées en assurant à long terme et économiquement la maîtrise de la corrosion de l’acier
dans le béton. La mise en œuvre satisfaisante de cette technique nécessite des calculs de conception et une
définition des procédures d’installation spécifiques. La présente Norme internationale ne constitue pas un code
de conception de la protection cathodique de l’acier dans le béton, mais représente une norme de performance
dans laquelle il est prévu, afin d’assurer la conformité avec celle-ci, la préparation d’une conception détaillée et
des spécifications concernant les matériaux, l’installation, la mise en service et l’exploitation.
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NORME INTERNATIONALE ISO 12696:2012(F)
Protection cathodique de l’acier dans le béton
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie les exigences de performance pour la protection cathodique de l’acier
dans le béton à base de ciment, pour les structures nouvelles comme pour les structures existantes. Elle traite
des bâtiments et des ouvrages d’art, y compris les armatures et les précontraintes noyées dans le béton. Elle
s’applique aux armatures en acier non revêtu et aux armatures en acier recouvert par un revêtement organique.
La présente Norme internationale s’applique à l’acier noyé dans des éléments de bâtiments ou de structures
qui sont exposés à l’atmosphère, enterrés, immergés ou soumis à la marée.
NOTE 1 L’Annexe A fournit des lignes directrices relatives aux principes de la protection cathodique et à son application
à l’acier dans le béton.
NOTE 2 Bien qu’elle ne soit pas spécifiquement destinée à traiter de la protection cathodique de l’acier dans n’importe
quel autre électrolyte que le béton, la présente Norme internationale peut s’appliquer à la protection cathodique de l’acier
dans d’autres matériaux à base de ciment tels que ceux rencontrés, par exemple, dans les bâtiments à charpente d’acier du
e
début du 20 siècle à parement de maçonnerie, de brique et de terre cuite. Dans de telles applications, des considérations
supplémentaires spécifiques à ces structures sont à prendre en compte en ce qui concerne la conception, les matériaux
et l’installation de la protection cathodique; cependant, les exigences de la présente Norme internationale peuvent être
appliquées à ces systèmes.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Termes principaux et définitions
ISO 13174, Protection cathodique des installations portuaires
EN 1504 (toutes les parties), Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton —
Définitions, prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité
EN 12954, Protection cathodique des structures métalliques enterrées ou immergées — Principes généraux et
application pour les canalisations
EN 14629, Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton — Méthodes
d’essais — Mesurage du taux de chlorure d’un béton durci
EN 14630, Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton — Méthodes
d’essais — Mesurage de la profondeur de carbonatation d’un béton armé par la méthode phénolphtaléine
EN 15257, Protection cathodique — Niveaux de compétence et certification du personnel en protection cathodique
CEI 60502-1, Câbles d’énergie à isolant extrudé et leurs accessoires pour des tensions assignées de 1 kV
(U = 1,2 kV) à 30 kV (U = 36 kV) — Partie 1: Câbles de tensions assignées de 1 kV (U = 1,2 kV) et 3 kV
m m m
(U = 3,6 kV)
m
CEI 60529, Degrés de protection procurés par les enveloppes (Code IP)
CEI 61140, Protection contre les chocs électriques — Aspects communs aux installations et aux matériels
CEI 61558-1, Sécurité des transformateurs, alimentations, bobines d’inductance et produits analogues —
Partie 1: Exigences générales et essais
CEI 61558-2-1, Sécurité des transformateurs, alimentations, bobines d’inductance et produits analogues —
Partie 2-1: Règles particulières et essais pour transformateurs d’isolement à enroulements séparés et alimentations
incorporant des transformateurs d’isolement à enroulements séparés pour applications d’ordre général
CEI 61558-2-2, Sécurité des transformateurs, alimentations, bobines d’inductance et produits analogues —
Partie 2-2: Règles particulières et essais pour les transformateurs de commande et les alimentations incorporant
les transformateurs de commande
CEI 61558-2-4, Sécurité des transformateurs, bobines d’inductance, blocs d’alimentation et produits
analogues pour des tensions d’alimentation jusqu’à 1 100 V — Partie 2-4: Règles particulières et essais pour
les transformateurs de séparation des circuits et les blocs d’alimentation incorporant des transformateurs de
séparation des circuits
CEI 61558-2-13, Sécurité des transformateurs, bobines d’inductance, blocs d’alimentation et produits
analogues pour des tensions d’alimentation jusqu’à 1 100 V — Partie 2-13: Règles particulières et essais pour
les autotransformateurs et les blocs d’alimentation incorporant des autotransformateurs
CEI 61558-2-16, Sécurité des transformateurs, bobines d’inductance, blocs d’alimentation et produits analogues
pour des tensions d’alimentation jusqu’à 1 100 V — Partie 2-16: Règles particulières et essais pour les blocs
d’alimentation à découpage et les transformateurs pour blocs d’alimentation à découpage
CEI 62262, Degrés de protection procurés par les enveloppes de matériels électriques contre les impacts
mécaniques externes (code IK)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 8044 et l’EN 1504 ainsi que
les suivants s’appliquent.
3.1
zone
partie d’une installation de protection cathodique
NOTE Les ensembles anodiques peuvent être divisés en zones séparées afin de fournir le courant de protection au
treillis d’armatures complètement continu. En variante, une zone n’ayant qu’une anode unique peut alimenter des zones
séparées, électriquement isolées, de l’ensemble des armatures. Les zones peuvent comprendre une zone à anode unique
pour chaque zone d’armatures ou condition d’exposition. Comme le courant fourni à chacune des zones dans chacun de
ces cas peut être mesuré séparément, les zones sont toutes appelées génériquement «zones de protection cathodique»,
et spécifiquement «zones anodiques» ou «zones cathodiques».
3.2
humectant
matériau hygroscopique, c’est-à-dire substance qui favorise la rétention d’humidité
NOTE Il peut être appliqué à la surface d’une anode galvanique afin de maintenir l’interface béton-anode humide.
4 Généralités
4.1 Systèmes de management de la qualité
La conception, la mise en place, la mise sous tension, la mise en service et l’exploitation à long terme de
tous les éléments relatifs aux installations de protection cathodique pour les aciers du béton doivent être
consignées par écrit de façon complète.
NOTE L’ISO 9000 constitue une norme de systèmes de management de la qualité appropriée et pouvant de ce fait
être utilisée.
Chaque partie du travail doit être effectuée conformément à un plan qualité intégralement détaillé par écrit.
Chaque phase de la conception doit être vérifiée et ces vérifications doivent être consignées par écrit.
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
Chaque phase de l’installation, de la mise sous tension, de la mise en service et de l’exploitation doit être
soumise à des essais visuels, mécaniques et/ou électriques appropriés, et tous les essais doivent être
consignés par écrit.
Tous les instruments d’essai doivent être munis de certificats d’étalonnage valides, dont la traçabilité par
rapport à des étalons nationaux ou européens peut être établie.
L’ensemble des documents doit faire partie intégrante des enregistrements relatifs aux travaux, qui sont à
conserver de façon permanente.
4.2 Personnel
Tous les aspects d’une installation de protection cathodique, comme la conception, la mise en place, les essais
de l’installation, la mise sous tension, la mise en service et le contrôle de l’exploitation à long terme doivent
être surveillés par un personnel ayant une qualification, une formation, une compétence et une expérience
adéquate dans le domaine particulier dont ils sont responsables.
NOTE La protection cathodique de l’acier dans le béton est une activité pluridisciplinaire faisant appel à des
spécialistes. Elle implique une compétence dans divers domaines comme l’électrochimie, le béton, le bâtiment et/ou les
travaux publics et la protection cathodique proprement dite.
Le personnel qui réalise la conception, la supervision de l’installation, la mise en service, la supervision de
l’exploitation, les mesurages, la surveillance de la maintenance des installations de protection cathodique
doit avoir le niveau requis de compétence pour les tâches entreprises. L’EN 15257 spécifie une méthode
appropriée utilisable pour l’évaluation de la compétence du personnel chargé de la protection cathodique.
Il convient de démontrer par la certification selon l’EN 15257, ou par une procédure équivalente de
pré-qualification, la compétence du personnel chargé de la protection cathodique au niveau approprié pour les
tâches entreprises.
4.3 Conception
La présente Norme internationale n’est pas un code de conception mais une norme de performance.
Les installations de protection cathodique pour les aciers dans le béton doivent faire l’objet d’une étude de
conception détaillée.
L’étude de conception doit, au minimum, inclure les informations suivantes:
a) les calculs détaillés;
b) les plans d’installation détaillés;
c) les spécifications détaillées relatives aux matériaux d’installations;
d) les déclarations ou spécifications détaillées relatives à la méthode d’installation, d’essai, de mise sous
tension, de mise en service et d’exploitation;
e) les structures comportant des éléments précontraints doivent être évaluées quant à leur sensibilité à la
fragilisation par l’hydrogène et au risque de courants vagabonds.
NOTE L’Annexe B énumère les points qu’il convient de traiter dans l’étude détaillée de conception.
5 Évaluation et réparation de la structure
5.1 Généralités
Pour la protection cathodique (ou prévention cathodique) de nouvelles structures, voir 5.12.
L’évaluation d’une structure existante, comprenant son état matériel, son intégrité structurelle, la nécessité de
certaines réfections et les méthodes de réparation, doit être effectuée conformément à l’EN 1504.
Lorsque la protection cathodique est proposée comme la méthode de réparation et/ou de protection d’une
structure ou en constitue un élément, des recherches complémentaires doivent être réalisées afin de:
a) confirmer la pertinence de la protection cathodique, et
b) fournir des données nécessaires à la conception de l’installation. Voir Annexe B.
Ces recherches doivent inclure, sans que cela soit limitatif, celles mentionnées en 5.2 à 5.10.
5.2 Enregistrements
Tous les plans, spécifications, enregistrements et notes disponibles doivent être examinés pour évaluer
l’emplacement, la quantité, la nature [par exemple ordinaires, galvanisé(e)s, revêtu(e)s de résine époxy,
précontraint(e)s] des armatures et des éventuels aciers supplémentaires et leur continuité, ainsi que les
matériaux constitutifs et la qualité du béton.
Les informations disponibles doivent être confirmées et complétées par un examen du site et par des essais
en laboratoire, comme spécifié en 5.3 à 5.8.
5.3 Examen visuel et recherche de délamination
Les données de l’examen visuel doivent être recueillies pour déterminer avec certitude le type, les causes
et l’étendue des défauts, ainsi que toutes les particularités de la structure ou de son environnement pouvant
influer sur la mise en œuvre et l’efficacité de la protection cathodique. Les zones qui ont été préalablement
réparées ainsi que les méthodes de réparation et les matériaux employés doivent être identifiés.
Toutes les zones de la structure nécessitant l’application d’une protection cathodique doivent être vérifiées
pour rechercher les délaminations de l’enrobage.
Les défauts tels que les fissures, nids de cailloux ou joints de mauvaise qualité laissant pénétrer de l’eau en
quantité significative et pouvant ainsi compromettre l’efficacité ou la durabilité de la protection cathodique
doivent être consignés par écrit.
Le cas échéant, l’examen et la recherche des éléments enterrés ou immergés seront facilités par l’excavation
et/ou des batardeaux.
5.4 Analyse des chlorures
Si nécessaire, les valeurs et les distributions de la teneur en chlorures du béton doivent être déterminées
conformément à l’EN 14629.
5.5 Mesurage de la profondeur de carbonatation
Si nécessaire, la distribution des profondeurs de carbonatation doit être déterminée conformément à l’EN 14630.
5.6 Enrobage et localisation des armatures
La répartition de l’enrobage, les caractéristiques dimensionnelles et la position de l’acier noyé et des armatures
doivent être déterminées de façon à évaluer si l’espacement anode/cathode sera approprié à l’ensemble
anodique envisagé et à identifier les zones à forte densité d’acier ou d’armatures, qui auraient besoin d’une
densité de courant élevée. L’effet d’écran vis-à-vis de l’acier à protéger, dû à la présence dans le béton de treillis
métalliques, de fibres ou de plaques métalliques, ou de feuilles de plastique ou de matériaux de réparation
non conducteurs, qui pourrait réduire l’efficacité de la protection cathodique, doit être évalué. L’éventualité de
courts-circuits entre les armatures et l’anode à courant imposé doit être évaluée.
Dans le cas des structures ou zones enterrées ou immergées, l’enrobage peut être moins significatif si le système
anodique doit intégrer des anodes enterrées ou immergées et situées à une certaine distance de la structure.
4 © ISO 2012 – Tous droits réservés
5.7 Continuité électrique des armatures
La continuité des armatures et autres éléments en acier doit être vérifiée sur les plans et prouvée ensuite in situ
par mesurage de la résistance électrique et/ou de l’écart de potentiel entre des barres éloignées l’une de l’autre
dans la structure. Les essais doivent être tels que spécifié en 7.1 pour confirmer la faisabilité d’une protection
cathodique et pour fournir des informations pour les études de conception. Cela doit inclure au moins une
évaluation des points suivants sur une base représentative:
a) continuité électrique entre les éléments de la structure dans chaque zone de l’installation de protection
cathodique;
b) continuité électrique des armatures au sein des éléments de la structure;
c) continuité électrique des éléments métalliques autres que les armatures, par rapport à l’armature elle-même.
Ensuite, lors de la phase de réparation et d’installation de la protection cathodique, la continuité électrique des
armatures et autres aciers doit être à nouveau vérifiée selon les méthodes considérées et comme spécifié en 7.1.
5.8 Potentiel acier/béton
La corrosion des armatures/acier de zones représentatives, qu’elles soient endommagées ou non, doit faire
l’objet d’une auscultation, à l’aide d’électrodes de référence portables conformes à celles décrites en 6.3.2. Les
mesurages doivent être réalisés de préférence selon un maillage orthogonal de 500 mm de côté maximum.
NOTE 1 Un contrôle du potentiel acier/béton n’est pas nécessaire sur la totalité de l’ouvrage. Il est préférable d’étudier
plus en détail les zones où une installation permanente d’électrodes de référence est prévue, afin de les placer aux
emplacements les plus anodiques ou à d’autres emplacements appropriés.
La continuité électrique des armatures et de l’acier au sein de toute zone dont on établit le potentiel acier/béton
est essentielle et doit être vérifiée selon la méthode décrite en 7.1, avant de commencer toute investigation du
potentiel acier/béton.
Il convient que les valeurs relevées sur les zones identifiées comme délaminées, lors de l’examen spécifié en
5.3, soient interprétées avec précaution, le délaminage pouvant donner des valeurs sans rapport avec le degré
de corrosion des armatures ou autre acier noyé.
[8] [9]
NOTE 2 Le document ASTM C876 , le rapport RILEM TC 154 (2003) et le Rapport technique 60 de la Concrete
[10]
Society fournissent des lignes directrices relatives aux mesurages et à l’interprétation du potentiel acier/béton.
5.9 Résistivité électrique du béton
L’influence des variations de la résistivité du béton sur l’installation de protection cathodique doit être prise en
compte. Il n’existe aucunes lignes directrices établies relatives aux limites en matière de résistivité électrique
pour ce qui concerne la protection cathodique, mais le concepteur doit tenir compte de la possibilité d’assurer
une protection complète lorsqu’elle est nécessaire en fonction des gammes et valeurs absolues de résistivité
électrique observées sur la structure.
[11] [10]
NOTE Le rapport RILEM TC 154 (2000) et le Rapport technique 60 de la Concrete Society fournissent des
lignes directrices relatives aux mesurages et à l’interprétation de la résistivité électrique du béton.
5.10 Réparation
5.10.1 Généralités
Toutes les opérations impliquant une réparation doivent être effectuées conformément à l’EN 1504, sauf
indication contraire dans le présent paragraphe.
NOTE L’installation d’une protection cathodique sur une structure existante peut être associée à d’autres formes
de travaux de réparation tels que le renforcement, le ragréage ou le revêtement comme déterminé conformément à
l’EN 1504. Dans le présent paragraphe, on entend par «réparation» la restauration du béton détérioré ou endommagé,
afin d’assurer un chemin ininterrompu pour le courant de protection cathodique, et cela avant l’installation de la protection
cathodique, ainsi que sa restauration aux endroits où le béton a été retiré pour permettre l’accès à l’armature et autre acier,
et pour mettre en place des câbles de connexion ainsi que des capteurs, etc.
5.10.2 Élimination du béton dégradé
Les matériaux des réparations antérieures présentant une résistivité sensiblement différente de celle du béton
d’origine doivent être éliminés.
NOTE 1 En général, il convient d’éliminer les matériaux de réparation ayant une résistivité électrique en dehors de
la gamme allant approximativement de la moitié au double de celle du béton d’origine lorsqu’elle est mesurée dans
les mêmes conditions que le béton d’origine afin d’assurer une distribution relativement uniforme du courant dans les
armatures. Par exemple, les matériaux de réparation à base prépondérante d’époxy ont une résistivité très élevée et
peuvent former une barrière isolant l’armature de la protection cathodique. Le béton armé avec des fibres métalliques peut
présenter une résistivité très faible et les fibres peuvent former un court-circuit électrique entre l’anode et l’acier.
Pour les systèmes de protection cathodique à courant imposé, tout fil d’attache, clou ou autre élément en métal
visible à la surface du béton et susceptible d’entrer en contact avec l’ensemble anodique ou d’être trop près de
l’anode pour un espacement anode/cathode optimal doit être coupé et éliminé, et le béton réparé.
NOTE 2 Tout objet métallique électriquement isolé du circuit de protection cathodique est susceptible de se corroder.
Il peut être nécessaire de le raccorder électriquement à l’armature, ou de l’enlever.
Il n’est pas nécessaire d’éliminer, avant l’application de la protection cathodique, du béton adhérent contaminé
par des chlorures ou carbonaté.
5.10.3 Préparation des armatures
Tout produit de corrosion non adhérent doit être éliminé de l’armature ou autre acier pour permettre un bon
contact entre l’acier et le matériau de réparation, mais il n’est pas nécessaire de nettoyer l’armature ou autre
acier jusqu’au métal nu.
Aucun primaire ni revêtement isolant ou résistif ne doit être utilisé.
5.10.4 Reconstitution du parement
La reconstitution du parement doit s’effectuer conformément à l’EN 1504, sauf indication contraire dans le
présent paragraphe.
Le béton doit être reconstitué à l’aide de matériaux à base de ciment. Les matériaux de réparation contenant du
métal (que ce soit sous forme de fibre ou de poudre) ne doivent pas être utilisés, notamment dans le cas des
systèmes à courant imposé. Les caractéristiques de résistivité électrique et les caractéristiques mécaniques
des matériaux de réparation doivent être compatibles avec celles du béton d’origine. Il ne faut pas utiliser de
membranes de cure avant la phase suivante consistant à installer les anodes sur la zone à réparer. D’autres
méthodes de cure doivent être utilisées.
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La résistivité électrique des matériaux de reconstitution du béton doit être similaire à celle du béton d’origine.
NOTE En général, ces matériaux de reconstruction ont une résistivité électrique située dans la gamme allant
approximativement de la moitié au double de celle du béton d’origine lorsqu’elle est mesurée dans les mêmes conditions
que le béton d’origine. Cependant, la résistivité électrique du béton d’origine doit correspondre à celle d’un matériau
vieilli (âge > 20 ans), tandis que la résistivité électrique du matériau de reconstitution reflète les propriétés d’un matériau
relativement jeune, en prévoyant cependant un effet de vieillissement significatif sur la durée. De même, les mesures
réalisées en laboratoire sur des prismes ne représentent pas les états de la structure. Une réparation de bonne qualité
réalisée sur des matériaux réputés compatibles avec les installations de protection cathodique s’est révélée plus efficace
que l’application de limites de résistivité arbitraires.
5.11 Couche de recouvrement à base de ciment
Pour les installations de protection cathodique utilisant des ensembles anodiques tels qu’indiqués en 6.2.2.2,
suite à la réparation spécifiée en 5.10 et à une installation d’anode conforme à 7.5, 7.6 et 7.7, une couche
de recouvrement à base de ciment doit être appliquée sur les types appropriés d’anode installée. Tous les
matériaux et méthodes d’application doivent être conformes à l’EN 1504. La contrainte d’adhérence moyenne
entre le béton existant et le recouvrement doit être supérieure à 1,5 MPa, la valeur minimale devant être
supérieure à 1,0 MPa.
NOTE Si la contrainte d’adhérence du béton du substrat se révèle non satisfaisante à des valeurs inférieures à
1,5 MPa en moyenne et à 1,0 MPa au minimum, l’utilisation d’une couche de recouvrement à base de ciment peut ne pas
être appropriée.
L’application du recouvrement peut s’effectuer en même temps que la reconstitution du parement.
La résistivité électrique de la couche de recouvrement de l’anode peut dépasser le double de la résistivité
nominale du béton d’origine, sous réserve que l’anode enrobée puisse conduire le courant nominal sous la
tension prévue lors de la conception dans un recouvrement présentant la résistivité considérée dans toutes les
conditions atmosphériques et d’exposition applicables à la structure.
Le matériau choisi, l’épaisseur et la méthode de mise en place doivent être compatibles entre eux et avec le
matériau d’anode et l’exposition de la structure.
La surveillance du potentiel entre l’anode et les armatures/l’acier (cathode) doit être effectuée pour la détection
des courts-circuits. Les membranes de cure doivent être retirées du béton d’origine ou substrat ou s’être
suffisamment dégradées pour éviter de gêner le fonctionnement de l’installation de protection cathodique.
5.12 Structures neuves
Dans le cas d’une structure neuve, si une protection cathodique doit être appliquée dès la construction à titre
préventif, les points suivants doivent être évalués dans la conception, les spécifications et les procédures de
construction, en plus des exigences du reste de la présente Norme internationale et de celles des normes
relatives à la conception et à la construction de la nouvelle structure:
a) réalisation et vérification de la continuité électrique des armatures/de l’acier, conformément à 7.1;
b) fixation et protection appropriées des électrodes de surveillance, de tous les câbles et de leurs
raccordements, pour éviter des endommagements ou des perturbations pendant la mise en place du
béton et sa vibration;
c) raccordement, localisation ou isolation des autres installations et fixations métalliques, ou tout autre
élément, de façon à éviter des effets indésirables de l’installation de protection cathodique;
d) dans le cas d’anodes à courant imposé noyées dans la structure en béton, il faut prévoir assez de cales
et de fixations isolantes et suffisamment rigides pour maintenir les anodes en position et éviter les
courts-circuits lors de la mise en place du béton et sa vibration. La surveillance du potentiel entre l’anode
et l’armature/l’acier (cathode) doit être effectuée afin de détecter des courts-circuits pendant la mise en
place du béton.
6 Composants de l’installation de protection cathodique
6.1 Généralités
L’installation de protection cathodique doit inclure un ensemble anodique destiné à distribuer le courant de
protection cathodique aux surfaces de l’acier noyé à protéger. L’installation de protection cathodique à courant
imposé doit en outre comporter des câbles positifs et négatifs reliant respectivement l’anode et l’acier au
générateur de courant continu qui constitue la source du courant de la protection cathodique.
Pour les ensembles anodiques galvaniques, des raccordements permanents directs en métal doivent être
assurés entre l’anode et l’acier, sauf lorsque le système de suivi qui nécessite la coupure du courant est installé.
Les électrodes de référence, les autres électrodes et les autres capteurs sont les éléments clés des installations
de protection cathodique et constituent le système de suivi de son efficacité au sein même des installations
de protection cathodique. Les données fournies par les électrodes et les capteurs peuvent être interrogées et
affichées sur des instruments portables ou fixes, qui peuvent être automatiques ou manuels.
L’ensemble de l’installation de protection cathodique doit être conçu, monté et soumis à essai pour satisfaire à
la durée de vie prévue dans l’environnement considéré.
Les installations de protection cathodique tant à courant imposé qu’à anode galvanique requièrent la fourniture
d’un système de surveillance afin de déterminer la performance et de se conformer à la présente Norme
internationale.
NOTE Les installations à anode galvanique peuvent être utilisées sans systèmes de surveillance ou méthodes de
mesure de leur performance. De telles installations ne sont pas conformes à la présente Norme internationale.
6.2 Ensembles anodiques
Voir l’Annexe C.
L’ensemble anodique doit être capable d’assurer les performances requises par le projet de protection
cathodique (voir 4.3). Sa durée de vie calculée ou prévue doit être suffisante pour assurer la durée de vie
prévue par le projet, moyennant, le cas échéant, des travaux programmés d’entretien ou de remplacement de
l’ensemble anodique ou de certains de ses éléments aux périodes indiquées à la conception.
Pour les anodes noyées dans le béton ou appliquées à sa surface, la densité du courant de l’anode doit être
conforme à celle de la conception et ne doit pas dépasser les valeurs sous peine de réduire les performances soit
a) du béton à l’interface anode/béton, soit
b) de l’anode,
pendant la durée de vie prévue pour l’anode.
La conception et/ou la sélection du matériau de l’anode doit prendre en compte les variations probables de la
densité de courant cathodique nécessaire, la répartition de l’acier, la résistivité électrique du béton et tout autre
facteur qui peut occasionner une distribution inégale du besoin en courant ou une réduction du courant anodique,
ainsi que la possibilité de provoquer ainsi une panne précoce des parties isolées de l’ensemble anodique.
NOTE 1 Un certain nombre d’ensembles anodiques ont été mis au point, soumis à essai et leur aptitude à l’emploi pour
des applications pratiques à long terme en étant noyés dans le béton ou appliqués au béton a été principalement (mais
pas exclusivement) prouvée dans la protection cathodique de l’acier dans le béton exposé à l’atmosphère. Les exigences
s’appliquant à ces anodes sont exceptionnelles dans la pratique de la protection cathodique, car ces anodes doivent être
installées ou appliquées de façon répartie sur la surface du béton ou à l’intérieur même du béton, suivant les prescriptions
requises pour obtenir la répartition et l’intensité du courant prévues au projet. L’anode est donc en contact étroit avec l’eau
fortement alcaline présente dans les pores du béton. En exploitation, les réactions électrochimiques qui se développent à
l’interface anode/béton sont des réactions d’oxydation qui produisent de l’acide.
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NOTE 2 Les ensembles anodiques décrits dans la présente Norme internationale se classent en deux catégories.
Les ensembles anodiques qui ont été utilisés depuis cinq ans au minimum et pour lesquels on dispose d’une longue
expérience généralement positive, sont traité
...
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