ISO/DIS 12696

Cathodic protection of steel in concrete

Protection cathodique de l'acier dans le béton

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 12696
Attributed to ISO/TC 156 by the Central Secretariat (see page iii)
Voting begins on Voting terminates on
2005-04-05 2005-09-05

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

FAST-TRACK PROCEDURE
Cathodic protection of steel in concrete
Protection cathodique de l'acier dans le béton
ICS 77.060; 77.140.15

THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE

REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.

IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,

DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME

STANDARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
International Organization for Standardization, 2005
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ISO/DIS 12696
PDF disclaimer

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the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.

Copyright notice

This ISO document is a Draft International Standard and is copyright-protected by ISO. Except as permitted

under the applicable laws of the user's country, neither this ISO draft nor any extract from it may be

reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic,

photocopying, recording or otherwise, without prior written permission being secured.

Requests for permission to reproduce should be addressed to either ISO at the address below or ISO's

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ISO/DIS 12696
NOTE FROM THE ISO CENTRAL SECRETARIAT

This draft International Standard is submitted for voting to ISO member bodies under the fast-track procedure.

Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys, at its meeting held in May 2004, decided to

approve the submission of the standard EN 12696:2000, Cathodic protection of steel in concrete, for

processing under the “Fast-track procedure”, in accordance with the provisions of Clause F.2, Annex F, of the

ISO/IEC Directives, Part 1 (fourth edition, 2001).
F.2 “Fast-track procedure”
F.2.1 Proposals to apply the fast-track procedure may be made as follows.

F.2.1.1 Any P-member or category A liaison organization of a concerned technical committee may propose that

an existing standard from any source be submitted for vote as an enquiry draft. The proposer shall obtain the

agreement of the originating organization before making a proposal. The criteria for proposing an existing

standard for the fast-track procedure are a matter for each proposer to decide.

F.2.1.2 An international standardizing body recognized by the ISO or IEC council board may propose that a

standard developed by that body be submitted for vote as a final draft International Standard.

F.2.1.3 An organization having entered into a formal technical agreement with ISO or IEC may propose, in

agreement with the appropriate technical committee or subcommittee, that a draft standard developed by that

organization be submitted for vote as an enquiry draft within that technical committee or subcommittee.

F.2.2 The proposal shall be received by the Chief Executive Officer, who shall take the following actions:

a) settle the copyright and/or trademark situation with the organization having originated the proposed

document, so that it can be freely copied and distributed to national bodies without restriction;

b) for cases F.2.1.1 and F.2.1.3, assess in consultation with the relevant secretariats which technical

committee/subcommittee is competent for the subject covered by the proposed document; where no

technical committee exists competent to deal with the subject of the document in question, the Chief

Executive Officer shall refer the proposal to the technical management board, which may request the Chief

Executive Officer to submit the document to the enquiry stage and to establish an ad hoc group to deal with

matters subsequently arising;

c) ascertain that there is no evident contradiction with other International Standards;

d) distribute the proposed document as an enquiry draft (F.2.1.1 and F.2.1.3) in accordance with 2.6.1, or as a

final draft International Standard (case F.2.1.2) in accordance with 2.7.1, indicating (in cases F.2.1.1 and

F.2.1.3) the technical committee/subcommittee to the domain of which the proposed document belongs.

F.2.3 The period for voting and the conditions for approval shall be as specified in 2.6 for an enquiry draft and

2.7 for a final draft International Standard. In the case where no technical committee is involved, the condition for

approval of a final draft International Standard is that not more than one-quarter of the total number of votes cast

are negative.

F.2.4 If, for an enquiry draft, the conditions of approval are met, the draft standard shall progress to the

approval stage (2.7). If not, the proposal has failed and any further action shall be decided upon by the technical

committee/subcommittee to which the document was attributed in accordance with F.2.2 b).

If, for a final draft International Standard, the conditions of approval are met, the document shall progress to the

publication stage (2.8). If not, the proposal has failed and any further action shall be decided upon by the

technical committee/subcommittee to which the FDIS was attributed in accordance with F.2.2 b), or by

discussion between the originating organization and the office of the CEO if no technical committee was

involved.

If the standard is published, its maintenance shall be handled by the technical committee/subcommittee to which

the document was attributed in accordance with F.2.2 b), or, if no technical committee was involved, the

approval procedure set out above shall be repeated if the originating organization decides that changes to the

standard are required.
© ISO 2005 — All rights reserved iii
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EN 12696:2005
Contents
Page

Foreword ...................................................................................................................... 2

Introduction................................................................................................................... 2

1 Scope .................................................................................................................. 3

2 Normative references .......................................................................................... 3

3 Terms and definitions .......................................................................................... 4

4 General................................................................................................................ 4

5 Structure assessment and repair ......................................................................... 5

6 Cathodic Protection System Components............................................................ 8

7 Installation procedures....................................................................................... 18

8 Commissioning.................................................................................................. 22

9 System records and documentation................................................................... 25

10 Operation and maintenance............................................................................... 26

Annex A (informative) Principles of cathodic protection and its application to

steel in concrete ................................................................................................ 29

Annex B (informative) Design process....................................................................... 34

Annex C (informative) Notes on Anode Systems ..................................................... 36

Bibliography................................................................................................................ 39

Foreword

This European Standard has been prepared by Technical Committee CEN/TC 219 "Cathodic

protection", the secretariat of which is held by BSI.

This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an

identical text or by endorsement, at the latest by September 2000, and conflicting national

standards shall be withdrawn at the latest by September 2000.

According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the

following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Czech

Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg,

Netherlands, Norway, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom.

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EN 12696:2005
Introduction

This European Standard is limited to cathodic protection of steel in atmospherically exposed

concrete. Many atmospherically exposed reinforced and prestressed concrete structures

incorporate foundations or lower elevations which are buried or submerged. Because the

technology for the application of cathodic protection to steel in buried or submerged concrete and

the criteria of protection for steel in buried or submerged concrete are both significantly different to

those applicable to cathodic protection of steel in atmospherically exposed concrete, these

foundations or lower elevations are not addressed in this European Standard.

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 European Standard. At the time of preparation of this European Standard

CEN/TC 219/WG2 were in the process of collecting data on electrochemical re-alkalisation and

chloride extraction to prepare European Standards on these techniques at an appropriate time.

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 European 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 the standard, a detailed design and

specification for materials, installation, commissioning and operation will be prepared.

1 Scope

This European Standard specifies performance requirements for cathodic protection of steel in

atmospherically exposed concrete, in both new and existing structures. It covers the

atmospherically exposed parts of 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 European Standard does not apply to buried or submerged elements of the buildings or

structures.
NOTE Annex A gives guidance on the principles of cathodic protection and its
application to steel in concrete.
2 Normative references

This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other

publications. These normative references are cited at the appropriate places in the text and the

publications are listed hereafter. For dated references, subsequent amendments to or revisions of

any of these publications apply to this European Standard only when incorporated in it by

amendment or revision. For undated references the latest edition of the publication referred to

applies (including amendments).

ENV 1504-9: Products and systems for the protection and repair of concrete structures –

Definitions, requirements, quality control and evaluation of conformity – Part 9: General principles

for the use of products and systems

EN 60742: Isolating transformers and safety isolating transformers - Requirements

ISO 8044: Corrosion of metals and alloys - Vocabulary
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EN 12696:2005

IEC 60502: Extruded solid dielectric insulated power cables for rated voltages from 1 kV up to

30 kV
IEC 60529: Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)
3 Terms and definitions

For the purposes of this European Standard, the terms and definitions given in ISO 8044 and

ENV 1504-9 and the following apply.
3.1
zone
a defined part of a cathodic protection system
NOTE Anode systems may be divided into zones to supply current to a fully
continuous reinforcement matrix. Alternatively a single anode zone may supply

current to separate, electrically isolated, zones within the reinforcement system.

Finally zones may comprise an individual anode zone for each reinforcement zone.

As the current provision to each of the zones in each of these alternatives can be separately

controlled and measured all are generically called as “cathodic protection zones” and specifically

as “anode zones” or “cathode zones”.
4 General
4.1 Quality management systems

The design, the installation, the energising, the commissioning, the long-term operation and the

documentation of all of the elements of cathodic protection systems for steel in atmospherically

exposed concrete shall be fully documented.
NOTE EN ISO 9001 constitutes a suitable Quality Management Systems Standard
which may be utilised.

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, energising, 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 of calibration.
The documentation shall constitute part of the permanent records for the works.
4.2 Personnel

Each aspect of the cathodic protection system design, installation, testing of the installation,

energising, commissioning and long-term operational control shall be under the supervision of

personnel with appropriate qualification, training, expertise and experience in the particular

element of the work for which he is 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.
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EN 12696:2005
4.3 Design
This Standard does not represent a design code but is a performance standard.

Cathodic protection systems for steel in atmospherically exposed 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 specification for installation, testing, energising,

commissioning and operation.
NOTE Annex B lists items that should be considered in the detailed design.
5 Structure assessment and repair
5.1 General

The assessment of a structure, including its material condition, its structural integrity, and whether

and how to repair it, shall be performed in accordance with ENV 1504-9.
NOTE This assessment will normally be undertaken prior to a decision to use
cathodic protection and will not normally be undertaken by personnel, trained in
cathodic protection procedures.

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.
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 below:

5.2 Records

All available drawings, specifications, records and notes shall be reviewed to assess the location,

quantity, nature (e.g. normal, Zn-galvanised, epoxy-coated, prestressed) and continuity of the

reinforcement, and 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 of the cathodic protection, shall

be recorded.
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5.4 Chloride analysis

The chloride content of the concrete shall be determined, in accordance with ENV 1504-9.

5.5 Carbonation depth measurement

Distribution of carbonation depths shall be measured in accordance with ENV 1504-9.

5.6 Concrete cover and reinforcement location

Concrete cover, 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 reinforcement which may require high current density.

Shielding of the reinforcement 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 anode

shall be assessed.
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 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 electrical continuity shall be further

checked in accordance with the methods, and to the extent, specified in 7.1.
5.8 Steel/concrete potential

Representative areas, both damaged and apparently undamaged, shall be surveyed for

reinforcement 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 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.

NOTE 2 It is essential that measurements in any areas identified as delaminated,

in the survey specified in 5.2, have to be treated with caution, because delamination

can produce readings inconsistent with the level of corrosion of the reinforcement.

5.9 Concrete electrical resistivity

The impact of variations in concrete resistivity on the cathodic protection system shall be

considered.
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5.10 Repair
5.10.1 General

All operations comprising repair shall be performed in accordance with ENV 1504-9 except where

stated otherwise in this clause.

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 ENV 1504-9. In this clause the term 'repair' signifies

reinstatement of the damaged/deteriorated concrete substrate 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, install cable connections and
monitoring sensors, and such like.
5.10.2 Concrete removal

All repair materials from previous installations with an electrical resistivity outside the range

50 % to 200 % of the nominal parent concrete electrical resistivity shall be broken out to achieve a

clean concrete surface.

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 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 exposed reinforcement to ensure

good contact between the steel and the repair material, but there is no need to clean reinforcement

to bright metal.

Neither primers or coatings on the steel nor insulating/resistive bonding agents shall be used;.

5.10.4 Concrete reinstatement
Concrete reinstatement shall be in accordance with ENV 1504-9.

Subject to the need to provide adequate cover to avoid short circuits, concrete shall be reinstated

using cementitious materials. Repair materials containing metal (either fibre or powder) shall not be

used. The electrical resistivity characteristics and mechanical properties of the repair materials

shall be similar to the original concrete. Proprietary curing membranes shall not be used prior to

subsequent anode installation over the repair area.

The electrical resistivity of concrete repair materials shall be within the range 50 % to 200 % of the

nominal parent concrete electrical resistivity.
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EN 12696:2005
5.11 Cementitious Overlay

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 ENV 1504-9. The average bond strength between

existing concrete and overlay shall be greater than 1,5 N/mm² and the minimum shall be greater

than 1,0 N/mm², or the test failure shall be within the existing concrete.
Overlay application may be combined with concrete repair.

In such cases the electrical resistivity of concrete repair materials shall be within the range

50 % to 200 % of the nominal parent concrete electrical resistivity. Anode overlays may exceed

200 % of parent concrete electrical resistivity subject to a maximum of 100 k
cm at ambient

conditions and subject to the anode within the overlay being able to pass its design current at the

design voltage in an overlay of this resistivity.

The selected material, thickness and placement method shall be compatible with each other and

with the anode material.

Electrical resistance between anode and reinforcement (cathode) shall be monitored to detect

short circuits.

Curing membranes shall be removed 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, in addition to the requirements of the remainder of this standard and of

the standards governing the design and construction of the new structure:

a) Provision and checking of reinforcement 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 anodes cast into the concrete structure, provision of sufficient rigid

insulating spacers and attachments to secure the anodes in position and prevent

creation of short circuits during concrete placement and vibration. Electrical resistance

monitoring between anode and reinforcement (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 relevant surfaces or parts of the concrete, to facilitate its conversion from

electronic to ionic current at the anode/concrete interface and to allow its distribution to the

surfaces of the embedded steel in the concrete. The cathodic protection system shall further

incorporate positive and negative d.c. cables between the anode and steel respectively and the

d.c. power supply, which for impressed current systems is the source of the cathodic prevention

current. 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

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EN 12696:2005

instrumentation, permanently installed instrumentation of either 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.
6.2 Anode systems

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 in to the design, with, where necessary, planned maintenance or

replacement of the anode system or parts of the system at periods designated in the design.

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 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 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 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

oxidising, producing acidity.
NOTE 2 The anode systems described in this standard are in two categories.
Anode systems which have been in use for a minimum of 5
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 12696
Attribué à l'ISO/TC 156 par le Secrétariat central (voir page iii)
Début de vote Vote clos le
2005-04-05 2005-09-05

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

PROCÉDURE «VOIE EXPRESS»
Protection cathodique de l'acier dans le béton
Cathodic protection of steel in concrete
ICS 77.060; 77.140.15

CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE

PEUT ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.

OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET

COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE GUIDES DOIVENT PARFOIS ÊTRE CONSIDÉRÉS DU

POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTATION NATIONALE.

Organisation internationale de normalisation, 2005
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ISO/DIS 12696
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veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
Notice de droit d'auteur

Ce document de l'ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d'auteur de l'ISO.

Sauf autorisé par les lois en matière de droits d'auteur du pays utilisateur, aucune partie de ce projet ISO

ne peut être reproduite, enregistrée dans un système d'extraction ou transmise sous quelque forme que ce

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ISO/DIS 12696
NOTE DU SECRÉTARIAT CENTRAL

Le présent projet de Norme internationale est soumis au vote des comités membres de l'ISO selon la

procédure par voie express.

Le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages, à sa réunion de mai 2004, a décidé

d'approuver la soumission de la norme EN 12696:2000, Protection cathodique de l’acier dans le béton, selon

la «procédure par voie express», conformément aux dispositions de l'Article F.2, Annexe F, des Directives

ISO/CEI, Partie 1 (quatrième édition, 2001).
F.2 «Procédure par voie express»

F.2.1 Les propositions d'appliquer la procédure par voie express peuvent être soumises selon les règles

décrites ci-dessous.

F.2.1.1 Tout membre (P) d'un comité technique concerné et toute organisation ayant un statut de liaison de

catégorie A auprès de ce comité peuvent proposer de soumettre directement au vote, en tant que projet pour

enquête, une norme existante de toute origine. L'auteur de la proposition doit obtenir l'accord de

l'organisation d'origine avant de faire la proposition. Il appartient à l'auteur de chaque proposition de décider des

critères permettant de proposer le traitement d'une norme existante selon la procédure par voie express.

F.2.1.2 Un organisme international ayant des activités normatives reconnu par le bureau du conseil de l'ISO ou

de la CEI peut proposer qu'une norme qu'il a établie lui-même soit soumise au vote comme projet final de

Norme internationale.

F.2.1.3 Une organisation ayant passé un accord technique formel avec l'ISO ou la CEI peut proposer, en

accord avec le comité technique ou sous-comité concerné, qu'un projet de norme établi par cette

organisation soit soumis au vote comme projet pour enquête au sein du comité technique ou sous-comité.

F.2.2 La proposition doit être adressée au Secrétaire général qui doit prendre les dispositions suivantes:

a) régler, avec l'organisation à l'origine de la proposition, les questions de droit d'auteur et/ou de marques de

fabrique, de façon que le texte proposé puisse être librement reproduit et diffusé aux organismes nationaux;

b) déterminer, dans les cas F.2.1.1 et F.2.1.3, en concertation avec les secrétariats concernés, lequel des

comités techniques ou sous-comités est compétent pour le sujet traité dans le document proposé; dans le

cas où il n'existe aucun comité technique compétent pour traiter de l'objet du document en question, le

Secrétaire général doit présenter la proposition au bureau de gestion technique qui peut inviter le Secrétaire

général à soumettre le document au stade enquête et à créer un groupe ad hoc chargé de traiter des

questions qui surgiraient par la suite;

c) s'assurer qu'il n'y a pas de contradiction manifeste avec d'autres Normes internationales;

d) diffuser le document proposé sous forme de projet pour enquête (F.2.1.1 et F.2.1.3) selon le paragraphe 2.6.1,

ou sous forme de projet final de Norme internationale (cas F.2.1.2) selon le paragraphe 2.7.1, en indiquant

(cas F.2.1.1 et F.2.1.3) le comité technique ou sous-comité dont relève le document proposé.

F.2.3 Le délai pour la procédure de vote et les conditions d'approbation sont spécifiés en 2.6 pour un projet

pour enquête ou 2.7 pour un projet final de Norme internationale. Dans le cas où aucun comité technique n'est

concerné, la condition d'approbation pour un projet final de Norme internationale est que moins d'un quart des

votes exprimés soit négatif.

F.2.4 Si, pour un projet d'enquête, les conditions d'approbation sont réunies, le projet de norme doit avancer au

stade approbation (2.7). Si cela n'est pas le cas, la proposition échoue et la suite doit être déterminée par le

comité technique ou sous-comité à qui on a attribué le document selon F.2.2 b).

Si, pour un projet final de Norme internationale, les conditions d'approbation sont réunies, le document doit

avancer au stade publication (2.8). Si cela n'est pas le cas, la proposition échoue et la suite doit être déterminée

par le comité technique ou sous-comité à qui on a attribué le projet final de Norme internationale selon F.2.2 b)

ou par discussion entre l'organisation d'origine et le bureau du Secrétaire général si aucun comité technique

n'est concerné.

Si la norme est publiée, la maintenance de celle-ci doit être confiée au comité technique ou sous-comité auquel

on a attribué le document selon F.2.2 b), ou, si aucun comité technique n'était concerné, la procédure

d'approbation décrite ci-dessus doit être répétée si l'organisation d'origine décide que des modifications à la

norme sont nécessaires.
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Sommaire
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Avant-propos...............................................................................................................................................................3

Introduction .................................................................................................................................................................3

1 Domaine d'application...................................................................................................................................4

2 Références normatives .................................................................................................................................4

3 Termes et définitions.....................................................................................................................................4

4 Généralités......................................................................................................................................................5

5 Évaluation et réparation de la structure ......................................................................................................6

6 Composants de l'installation de protection cathodique............................................................................9

7 Modes opératoires de mise en place .........................................................................................................18

8 Mise en service.............................................................................................................................................22

9 Enregistrement et documentation de l'installation ..................................................................................25

10 Exploitation et maintenance .......................................................................................................................26

Annexe A (informative) Principes de la protection cathodique et son application à l'acier dans le béton .....28

Annexe B (informative) Procédé de conception.....................................................................................................34

Notes sur les ensembles anodiques................................................................................36

Annexe C (informative)

Bibliographie .............................................................................................................................................................39

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Avant-propos

La présente norme européenne a été élaborée par le Comité Technique CEN/TC 219 "Protection cathodique" dont

le secrétariat est tenu par le BSI.

Cette norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique, soit

par entérinement, au plus tard en septembre 2000, et toutes les normes nationales en contradiction devront être

retirées au plus tard en septembre 2000.

Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont

tenus de mettre cette norme européenne en application: Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne,

Finlande, France, Grèce, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg, Norvège, Pays-Bas, Portugal, République Tchèque,

Royaume-Uni, Suède et Suisse.
Introduction

La présente norme européenne ne traite que la protection cathodique de l'acier dans le béton exposé à

l'atmosphère. Nombre de structures en béton précontraint et armé exposées à l'atmosphère comprennent des

fondations ou des parties basses enterrées ou immergées. La technologie de l'application d'une protection

cathodique de l'acier dans le béton enterré ou immergé et les critères de protection de l'acier dans le béton enterré

ou immergé étant différents de ceux applicables à la protection cathodique de l'acier dans le béton exposé à

l'atmosphère, ces fondations ou parties basses ne sont pas traitées dans la présente norme européenne.

Il existe d'autres traitements électrochimiques ayant pour objet la maîtrise de la corrosion sur l'acier dans le béton,

comme la réalcalinisation et l'extraction des chlorures, qui ne sont pas traitées dans la présente norme

européenne. Au moment de la préparation de la présente norme européenne, le CEN/TC 219/WG2 rassemblait les

données relatives à la réalcalinisation et à l'extraction des chlorures pour préparer d'autres normes européennes

sur ces sujets en temps utile.

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 européenne ne constitue pas un code de conception de la

protection cathodique de l'acier dans le béton armé, mais une norme de performance impliquant, pour la

conformité, 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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1 Domaine d'application

La présente norme européenne spécifie les exigences de performances pour la protection cathodique de l'acier

dans le béton exposé à l'atmosphère, pour les structures nouvelles comme pour les structures existantes. Elle

traite des parties exposées à l'atmosphère dans les bâtiments comme dans les ouvrages d'art, s’applique aussi

bien aux armatures qu’aux précontraintes noyées dan le béton. Elle s'applique aux armatures en acier non revêtu

et aux armatures en acier recouvert par un revêtement organique.

La présente norme européenne ne s'applique pas aux éléments enterrés ou immergés des bâtiments ou des

structures.

NOTE L'annexe A donne des recommandations relatives aux principes de protection cathodique et à son application à

l'acier dans le béton.
2 Références normatives

Cette Norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions issues d'autres publications.

Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont énumérées

ci-après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une quelconque de ces

publications ne s'appliquent à cette Norme européenne que s'ils y ont été incorporés par amendement ou révision.

Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est fait référence s'applique (y

compris les amendements).

ENV 1504-9, Produits et systèmes pour la protection et la réparation de structures en béton – Définitions,

prescriptions, maîtrise de la qualité et évaluation de la conformité – Partie 9: Principes généraux d’utilisation des

produits et systèmes.

EN 60742, Transformateurs d'isolation et transformateurs d'isolation de sécurité - Conditions requises.

ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages – Vocabulaire.

CEI 60502, Câbles diélectriques solides, isolés et extrudés pour des classes de tension de 1 kV à 30 kV.

CEI 60529, Degrés de protection assurés par des clôtures (Code IP).
3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente Norme européenne, les termes et définitions donnés dans l’ISO 8044 et dans

l’ENV 1504-9 ainsi que la suivante s'appliquent.
3.1
zone
une partie discrète d'une installation de protection cathodique

NOTE Les systèmes anodiques peuvent être divisés en zones afin de fournir le courant de protection au treillis

d'armatures complètement continu. Alternativement, une zone n’ayant qu’une anode unique peut alimenter des zones

séparées, électriquement isolées, de l’ensemble des armatures. Les zones peuvent aussi comprendre une zone à anode

unique pour chaque zone d'armatures.

Comme le courant fourni à chacune des zones dans chacun de ces cas peut être contrôlé séparément et mesuré,

les zones sont toutes appelées génériquement "zones de protection cathodiques", et spécifiquement "zones

anodiques" ou "zones cathodiques".
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4 Généralités
4.1 Systèmes de gestion de la qualité

La conception, la mise en place, la mise sous tension, la mise en service, l'exploitation à long terme et la

documentation de tous ces éléments relatifs aux installations de protection cathodique pour les aciers du béton

exposé à l'atmosphère doivent être consignées par écrit de façon complète.

NOTE L’EN ISO 9001 constitue une norme de systèmes de gestion 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.

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 chaque essai doit être consigné par écrit.

Tous les instruments d'essai doivent être munis de certificats d'étalonnages valides, dont la traçabilité par rapport à

des normes nationales ou européennes peut être établie.

L’ensemble des documents doit faire partie intégrante des documents relatifs aux travaux, qui sont à conserver de

façon permanente.
4.2 Le 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 ou plusieurs spécialistes ayant 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.
4.3 Conception
Cette norme n'est pas un code de conception mais une norme de performance.

Les installations de protection cathodique pour les aciers dans le béton exposé à l'atmosphère doivent faire l'objet

d'études détaillées.

Ces contrôles de conception doivent, 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.

NOTE L'annexe B énumère les points qu'il convient de traiter dans l’étude détaillée de conception.

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5 Évaluation et réparation de la structure
5.1 Généralités

L'évaluation d'une structure, comprenant celle de son état matériel, de son intégrité structurelle, de la nécessité de

certaines réfections et des méthodes de réparation, doit être effectuée par un spécialiste conformément à

l’ENV 1504-9.

NOTE Cette évaluation sera normalement faite avant la décision d'utiliser la protection cathodique, et ne sera pas

normalement effectuée par le personnel chargé de la protection cathodique.

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 ;

b) fournir des données nécessaires à la conception de l'installation. Voir annexe B.

Ces recherches doivent inclure celles mentionnées dans les paragraphes 5.2 à 5.10 ci-dessous sans leur être

limitées.
5.2 Dossiers archivés

Tous les plans, spécifications, enregistrements et notes disponibles doivent être examinés pour évaluer

l'emplacement, la quantité, la nature des armatures (par exemple ordinaires, galvanisées, revêtues de résine

epoxy, précontraintes) 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 aux points 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 de béton.

Les défauts tels que les fissures, nid de cailloux ou joints de mauvaise qualité laissant pénétrer de l'eau en quantité

significative et pouvant ainsi compromettre l'efficacité de la protection cathodique doivent être consignés.

5.4 Analyse des chlorures

La teneur du béton en chlorures doit être déterminée conformément à l’ENV 1504-9.

5.5 Mesurage de la profondeur de carbonatation

La distribution des profondeurs de carbonatation doit être déterminée conformément à l’ENV 1504-9.

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5.6 Enrobage de béton et localisation des armatures

L'enrobage de béton, les caractéristiques dimensionnelles et la position des armatures doivent être déterminés 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'armatures, qui auraient besoin d'une densité de courant élevée. Il est nécessaire d’évaluer

vis-à-vis des armatures à protéger l’effet d’écran, 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 et qui pourrait

réduire l'efficacité de la protection cathodique. L'éventualité de courts-circuits entre les armatures et l'anode doit

être évaluée.
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, comme spécifié en 7.1 pour confirmer la faisabilité d'une protection cathodique et pour fournir

des informations pour les études de conception. Ceci doit inclure au moins une évaluation des points suivants sur

une base représentative déterminée :

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 doit être à nouveau vérifiée comme défini en 7.1.
5.8 Potentiel acier/béton

La corrosion des armatures de zones représentatives, qu'elles soient endommagées ou non, doit faire l'objet d'une

auscultation, conformément aux normes appropriées, à l'aide d'électrodes de référence portables conformes à

celles décrites au 6.3.2. Les mesures doivent être réalisées 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 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.

NOTE 2 Les valeurs relevées sur les zones identifiées comme délaminées (voir 5.2) doivent être interprétées avec

précaution, le délaminage pouvant donner des valeurs sans rapport avec le degré de corrosion des armatures.

5.9 Résistivité électrique du béton

L'influence des variations de la résistivité du béton sur l'installation de protection cathodique devra être prise en

compte.
5.10 Réparation
5.10.1 Généralités

Toutes les opérations impliquant une réparation doivent être effectuées conformément à l’ENV 1504-9, sauf

indication contraire dans ce paragraphe.
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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’ENV 1504-9.

Dans le présent paragraphe, on entend par "réparation" la restauration du substrat en béton détérioré ou endommagé, afin

d'assurer un chemin ininterrompu pour le courant de protection cathodique, et ceci 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 pour mettre en

place les câbles de connexion et des capteurs, etc..
5.10.2 Élimination du béton dégradé

Les matériaux des réparations antérieures présentant une résistivité en dehors de la gamme 50 % à 200 % de la

résistivité du béton d'origine doivent être éliminés afin d'obtenir une surface du béton propre et saine.

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 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 apparemment sain qui a

été contaminé par des chlorures ou carbonaté.
5.10.3 Préparation des armatures

Toute rouille non adhérente doit être éliminée des armatures dégagées pour permettre un bon contact entre l'acier

et le matériau de réparation, mais il n'est pas nécessaire de nettoyer l’acier de renforcement jusqu'au métal nu.

Aucun primaire, ni aucun revêtement ne doit être utilisé, ni aucun agent de liaison isolant/résistif.

5.10.4 Reconstitution du parement
La reconstitution du parement doit s'effectuer conformément à l’ENV 1504-9.

Pour obtenir un enrobage adéquat afin d'éviter les courts circuits, 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. Les caractéristiques de résistivité électrique et les caractéristiques

mécaniques des matériaux de réparation doivent être similaires à 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.

La résistivité électrique des matériaux de reconstitution du béton doit se situer dans une fourchette correspondant

à 50 % à 200 % de la résistivité nominale du béton d'origine.
5.11 Enrobage à base de ciment

Suite à la réparation décrite en 5.10, et à l'installation conformément aux 7.5, 7.6 et 7.7 d’anodes de type

appropriée, un enrobage à base de ciment doit être appliqué. Tous les matériaux et méthodes d'application doivent

être conformes à l’ENV 1504-9. La contrainte d'adhérence moyenne entre le béton existant et l’enrobage doit être

supérieure à 1,5 N/mm², la valeur minimale devant être supérieure à 1,0 N/mm². Sinon, la fracture se produisant

pendant l'essai doit se situer dans le béton existant.

L'application de l’enrobage peut s'effectuer en même temps que la reconstitution du parement.

Dans ces cas, la résistivité des matériaux de reconstitution doit se situer dans une fourchette correspondant à

50 % à 200 % de la résistivité nominale du béton d'origine. L’enrobage de l’anode peut dépasser 200 % de la

résistivité nominale du béton d'origine, avec un maximum de 100 k
 

  

réserve que l'anode dans son enrobage puisse conduire le courant nominal maximal à la tension prévue lors de la

conception dans un enrobage ayant cette résistivité.

Le matériel choisi, l'épaisseur et la méthode de mise en place doivent être mutuellement compatibles entre eux et

avec le matériau d'anode.
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La surveillance de la résistance électrique entre l'anode et les armatures (cathode) doit être effectuée pour la

détection des courts-circuits.

Les membranes de cure doivent être retirées 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 prescriptions du reste de la présente norme 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, conformément au 7.1 ;

b) fixation et protection appropriées des électrodes de surveillance, de tous les câbles et de leurs raccordements,

pour éviter des endommagements
...