Effet de la phosphatation au zinc sur la résistance à la corrosion par piqûres des aciers rond à béton

Effect of zinc phosphating treatment on the pitting corrosion resistance of steel reinforcement

¹ Université de Jijel, Laboratoire des Interactions Matériaux Environnement (LIME), BP 98, Ouled Aîssa, Jijel 18000, Algérie
e-mail: hak2dz@yahoo.fr
² Université de Reims Champagne Ardenne, UFR Sciences, B.P.1039, 51687 Reims, Cedex 2, France

Reçu : 30 Septembre 2012
Accepté : 9 Janvier 2013

Résumé

Le but de ce travail est une contribution à l’étude de l’efficacité d’utilisation du traitement de phosphatation au zinc pour la lutte contre la corrosion des armatures dans le béton. Pour réaliser cette conversion chimique superficielle, des échantillons en acier rond à béton ont subi une phosphatation cristalline dans un bain de phosphate de zinc modifié par des ions Ni²⁺. Par suite, nous avons évalué leur comportement à la corrosion dans une solution simulée du béton au moyen de différentes techniques électrochimiques. Les résultats obtenus montrent que le traitement de phosphatation permet d’améliorer d’une manière significative la résistance à la corrosion de l’acier. En effet, les échantillons phosphatés, par rapport à ceux non phosphatés, présentent des valeurs de potentiel de corrosion et de piqûration plus nobles ainsi que des densités de courant de corrosion plus faibles. Les mesures d’impédances confirment cette tendance, les spectres obtenus montrent une nette augmentation de la résistance de transfert de charges conjointement à une diminution de la capacité de la double couche électrochimique des échantillons traités. Cette action protectrice est due au fait que la couche de phosphate obtenue joue le rôle de barrière physique face à la diffusion des ions chlorures d’une part, sa dissolution en surface dans la solution simulée fortement alcaline libère les ions PO₄^3- rentrant dans la réaction de formation d’un film de passivation jouant le rôle de barrière chimique face à l’amorçage de la corrosion par piqûres, d’autre part.

Abstract

The aim of this work is to study the possibility of using zinc phosphating treatment to protect reinforcement steel against pitting corrosion in the concrete. For this investigation, steel samples were subjected to zinc crystalline phosphatation in a classical phosphate bath modified by adding Ni²⁺ ions. After that we evaluated their corrosion behavior in simulated concrete pore solution by various electrochemical techniques. The obtained results show that the phosphatation treatment improves significantly the corrosion resistance of the steel rebar. In fact, the treated samples, comparatively to those untreated, present nobler values of corrosion and pitting potentials and lower corrosion current densities. The impedance measurements confirm this tendency; the obtained spectra show a significant increase in the charge transfer resistance parallel to a decrease in the capacity of the electrochemical double layer of treated samples. In fact, the coating acts as a physical barrier against the diffusion of chloride ions. In addition, during the dissolution of the phosphate layer in the strongly alkaline simulated solution, the released PO₄^3- ions participate in the reaction of formation of a passivating film playing the role of a chemical barrier against the pitting corrosion initiation.