Ölandsbron är en pelarbro som förbinder Öland med fastlandet. Denna bro är av undermålig kvalitet tack vare dåliga förutsättningar vid byggnationen och i och med detta är underhållsbehovet mycket stort. Kantbalkarna är en av de hårdast utsatta delarna på en bor och ersätts nästan alltid under en bros livstid och samma sak gäller på Ölandsbron. Dock så ville vägverket se vilka alternativ som fanns tillgängliga vid reparation och upptäckte därmed möjligheten att installera katodiskt skydd som en reparationsåtgärd. Katodiskt skydd innebär att man med ström skyddar armeringen genom att göra densamme negativt laddad med hjälp av en positiv laddad anod. Anoden kan fungera på olika sätt men i fallet med Ölandsbron så blir anoden positivt laddad med hjälp av en extern strömkälla. Denna reparationsmetod är förhållandevis ovanlig i Sverige vilket innebär att kunskapen om den är relativt begränsad. En av faktorerna som behöver uppdagas är livslängden på de olika komponenterna i systemet. Katodiskt skydd är inte underhållsfritt och skyddssystemet behöver nya komponenter med jämna mellanrum. För att kunna byta ut de olika komponenterna i rätt tid behöver man veta deras livslängd då ett utbyte inte sker för sent eller för tidigt sparar in stora kostnader. Livslängdsanalys av komponenter i katodiskt skydd är därför vad examensarbetet handlat om och själva analysen har skett med en metod som kallas för faktormetoden. Faktormetoden bestämmer inte livslängder utan justerar befintliga livslängder med hänsyn till det specifika objektet med hjälp av referenslivslängder. Dock visade det sig vara svårt att få tag i referenslivslängder vilket medförde att resultatet i arbetet kan skilja sig något från verkligheten. För att bättre livslängdsanalyser ska kunna utföras krävs det att beställare av byggnadstekniska komponenter börjar kräva referenslivslängder av tillverkare. En väldefinierad livslängd är någonting som beställaren tjänar på i underhållskostnader samtidigt som det kan stärka tillverkarnas varumärke. Underhållsmässigt visade det sig att de ingjutna komponenterna var underhållsfria i hänsyn till brons livslängd. De komponenter som visade sig ha kortast livslängd var de elektriska komponenterna samt referenselektroderna i systemet och utbytesintervallet skiljer sig mellan 5 och 20 år. Dock är de elektroniska komponenterna enkla att byta ut och kräver inga kostsamma insatser. Kablarna som finns i systemet är de näst med underhållskrävande komponenterna och kräver ett utbytesintervall på 25 år. Själva utbytet av kablarna är även det en mer arbetskrävande insats. Då det katodiska skyddet beräknas behöva en livslängd på ca. 60 år är just kablarnas livslängd ett problem då man helst skulle sett att utbyte av dessa endast skulle behöva skett en gång under brons livslängd.

Ett stort industriellt problem när det gäller metalliska material är korrosion. En metod för att förhindra korrosion är genom en elektrokemisk process som kallas katodiskt skydd vilket kan utföras på två olika sätt: Katodiskt korrosionsskydd med påtryckt ström (ICCP) eller offeranod (SACP). SACP är baserat på oxidation av de mindre ädla metalliska offeranoderna som vanligtvis är gjorda av zink- och aluminiumlegeringar. Det finns ett stort behov av att forska på andra alternativ för dessa anoder eftersom metallerna som används vis SACP släpper ut tungmetaller i havsvatten. Ledande polymerer (CP) har intressanta och kontrollerande elektriska och elektrokemiska egenskaper vilket gör dem till ett miljövänligt alternativ vid val av anod för SACP.  I följande studie var de utvalda ledande polymererna poly(3,4-etylendioxytiopend)polystyrensulfat (PEDOT:PSS) och polypyrrole-SDS (PPy-SDS). PEDOT:PSS syntetiserades och PPy-SDS köptes. Deras beteende i artificiellt havsvatten analyserades I syfte att bestämma utvecklingen av polymerstrukturen och egenskaper samt eventuella förändringar i havsvattenegenskaperna. Inga av dessa polymerer visade förändringar i den molekylära strukturen till skillnad från den kristallinga strukturen som påverkades. Dessutom släppte inte PPy-SDS ut och komponenter i vattnet till skillnad från PEDOT:PSS som genomgick mekanisk sönderfall vid kontakt med konstgjort havsvatten.  För att förbättra konduktiviteten, post-dopning med metanol och svavelsyra utfördes på PEDOT:PSS vilket inte var fallet när post-dopning med metanol utfördes, det var dock inte möjligt att få en konduktivitet av PEDOT:PSS post-doped  med svavelsyra.  Elektrod tillverkningsmetod utfördes och undersöktes i denna studie. Metoderna inkluderade komprimering från 3000bar till 6000bar vid olika temperaturer och olika geometrier av elektrod. Temperaturen hade en positiv effekt på polymerernas ledningsförmåga. / A major industrial issue when it comes to metallic materials is corrosion. One method to prevent corrosion to occur is by an electrochemical process called cathodic protection which is done in two different ways: impressed current cathodic protection (ICCP) or sacrificial anode cathodic protection (SACP). SACP is based on oxidation of the less noble metal which usually is made of zinc and aluminum alloys. The environmental concerns of these anodes due to the release of heavy metals in the seawater induced a strong need to explore other alternatives. Then, conductive polymers (CP) with their interesting and controllable electrical and electrochemical properties represent an opportunity to investigate as an eco-friendly anodic material.  In the following study, two conductive polymers were chosen: poly(3,4-ethylenedioxythiopende)polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) and polypyrrole-SDS (PPy-SDS). The former was synthesized, while the latter was purchased. Their behavior as polymer powders in artificial seawater was analyzed with the aim to determine the evolution of polymer structure and properties as well as any change in the seawater characteristics. Neither of these polymers showed changes in the molecular structure contrary to the crystalline structure which was affected. Furthermore, PPy-SDS did not release any components to the water unlike PEDOT:PSS which went through mechanical disintegration when in contact with artificial seawater.  To improve the conductivity of PEDOT:PSS post-doping with methanol and sulfuric acid were performed. The obtained results did not show the expected effect which need further optimization of post-doping conditions.  Electrode fabrication method was proposed and investigated in this study. The methods included compression from 3000bar to 6000bar at different temperatures and different geometries of electrode. The temperature had a positive effect on the conductivity of the polymers without an impact on their structure.

Through history, iron has mainly been used as reinforcement in concrete. Contemporary building technology would not have been possible without reinforced concrete, however, from a global perspective, many concrete buildings have begun to encounter reinforcement corrosion, mainly due to chlorides and carbonation. When the chlorides come into contact with the reinforcing bars, a chemical reaction begins, which causes the iron to oxidize and begin to corrode. In a humid environment when the reinforcement corrodes, the iron expands and bursts the concrete from inside, which in turn results in cracks occurring in the concrete structure. In an environment with lack of oxygen, it often occurs that non expanding rust products form that are not defected on the concrete surface occurs through discoloring or spalling. This type of damage is not detected ocularly and therefore forms a more serious type of injury. This type of rust is a silent type of damage that can cause deteriorated bearing capacity in the construction, since the cross-sectional area of the reinforcement in the concrete decreases. Sweco has been involved in a couple of projects where there have been huge problems due to corrosion of reinforcement. The damages that emerged leading to the repairs of these type of damage costing large sums. This report is based on previous projects, articles, literature studies, reports and interviews. Interviews have been conducted with competent people who have shared their valuable opinions, knowledge and experiences. In order to stop ongoing corrosion of reinforcement and also repair the damage, several alternative solution and repair measures have been devolped. Some of the most relevant suggestions in this report is to remove the damaged concrete and then re-cast or alternatively cast in cathodic protection or a combination of these. / Genom historien har man främst använt sig av järn som armering i betong. Samtidens byggteknik hade inte varit möjlig utan armerad betong, dock behöver man vara uppmärksam på armeringskorrosion framför allt på grund av klorider och karbonatisering. När kloriderna kommer i kontakt med armeringsjärnen påbörjas en kemisk reaktion som leder till att järnen oxiderar och börjar korrodera. I fuktig miljö när armeringen korroderar, expanderar järnen och spränger betongen inifrån vilket i sin tur resulterar i att sprickor uppstår i betongkonstruktionen. I syrefattiga miljöer uppstår det oftast svartrost som är den typ av skada som uppstår inuti en betongkonstruktion. Denna typ av skada upptäcks inte okulärt och blir därför en allvarligare typ av skada. Svartrost är även den typ av skada som kan förorsaka försämrad bärighet i konstruktionen eftersom tvärsnittsarean hos armeringen i betongen minskar. Sweco har varit inblandade i ett par projekt där det har förekommit enorma problem på grund av armeringskorrosion. Skadorna som har uppstått på grund av armeringskorrosion har lett till att reparationerna av dessa skador har varit kostsamma. Denna rapport är baserad på tidigare projekt, artiklar, litteraturstudier, rapporter samt intervjuer. Intervjuer har genomförts med kompetenta personer som har delat med sig av sina värdefulla åsikter, kunskaper och erfarenheter för att få en bättre uppfattning av konsekvenserna som uppstår på grund av armeringskorrosion. För att stoppa pågående armeringskorrosion och även reparera skadorna, har reparationsåtgärder i denna rapport tagits fram. Några utav de mest relevanta förslag på åtgärder i denna rapport är att ta bort den skadade betongen för att sedan gjuta på nytt, alternativt gjuta in katodiskt skydd eller en kombination av dessa.