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
Relations
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 12696:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 12696:2012(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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Published in Switzerland
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ISO 12696:2012(E)
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
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ISO 12696:2012(E)
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
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ISO 12696:2012(E)
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.
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ISO 12696:2012(E)
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.
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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
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ISO 12696:2012(E)
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.
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ISO 12696:2012(E)
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.
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ISO 12696:2012(E)
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.
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ISO 12696:2012(E)
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
...
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 12696:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 12696:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 12696:2012(F)
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
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ISO 12696:2012(F)
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
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ISO 12696:2012(F)
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.
© ISO 2012 – Tous droits réservés v
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ISO 12696:2012(F)
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.
vi © ISO 2012 – Tous droits réservés
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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
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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.
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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.
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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.
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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 é
...
Questions, Comments and Discussion
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