Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 109420 10.20295/1815-588X-2025-4-1073-1084 Общетехнические задачи и пути их решения GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH Общетехнические задачи и пути их решения Feasibility and Prospects of Applying Electrolytic Protection Against Corrosion of Reinforced Concrete Bridge Supports Обоснование возможности и перспектив применения технологии электрохимической защиты от коррозии арматуры, расположенной в теле опор мостовых сооружений Антонюк Анатолий Анатольевич Antonyuk Anatoliy Anatol'evich aaa.12.03.1992@mail.ru Белый Андрей Анатольевич Belyy Andrey Anatol'evich andbeliy@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Кадирова Шарофат Шавкатовна Kadirova Sharofat Shavkatovna irana_skorpion@mail.ru Махонько Андрей Андреевич Mahon'ko Andrey Andreevich andrey.makhonko@nch-spb.ru Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation ООО «СИНЕРЭФ-центр» Россия SINEREF-center LLC Russian Federation Ташкентский государственный транспортный университет Ташкент Россия Tashkent State Transport University Tashkent Russian Federation ООО «К2 Инжиниринг» Россия K2 Engineering LLC Russian Federation Ташкентский Государственный транспортный университет Ташкент Россия Tashkent State Transport University Tashkent Russian Federation ООО «Оператор скоростных автомагистралей — Север» Санкт-Петербург Россия Highway Operator Nord, LLC Saint-Petersburg Russian Federation 05 12 2025 05 12 2025 22 4 1073 1084 12 09 2025 23 10 2025 https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/109420/view

Проанализировать технические аспекты, оценить эффективность и экономическую целесообразность применения электрохимической защиты (ЭХЗ) от коррозии для продления срока службы и повышения надежности железобетонных опор мостовых сооружений в условиях хлоридной агрессии. Метод: Анализ научных источников (базы Scopus, Web of Science и РИНЦ), нормативно-технической документации (стандарты ISO, отечественные своды правил) и результатов натурных обследований. Применяются математическое моделирование для оценки зависимости скорости коррозии от концентрации хлоридов и плотности защитного тока и метод анализа жизненного цикла (LCCA) для сравнения стратегий содержания объектов с использованием специализированного ПО. Проведены натурные замеры содержания хлорионов и характеристик блуждающих токов. Результаты: Результаты исследования демонстрируют экспоненциальный рост скорости коррозии при концентрации хлоридов свыше 0,4 % (с 2,43 до 177,01 мкм/год) и возможность подавления коррозии на 99 % при плотности тока 10–15 мА/м2. Системы ЭХЗ с внешним источником тока продлевают срок службы опор в 45 раз при начальных инвестициях около 450 у. е./м2, снижая NPV затрат до −355 тыс. у. е. (против −510 тыс. у. е. при традиционных ремонтах). Выявлены оптимальные диапазоны плотности катодного тока (5–15 мА/м2) для эффективного подавления коррозии. Практическая значимость: Возможность использования ЭХЗ как элемента стратегии управления жизненным циклом инфраструктуры. Технология обеспечивает экономию средств (в 1,5–2,5 раза по сравнению с традиционными подходами), повышает безопасность эксплуатации мостов и способствует рациональному расходованию средств на содержание транспортной сети.

To analyze the engineering aspects, assess the effectiveness, and evaluate economic feasibility of implementing electrolytic protection (ELP) to mitigate corrosion, thereby prolong the service life and enhance the reliability of reinforced concrete bridge support structures subjected to chloride aggression. Methods: The research relies on a comprehensive review of scientific literature from databases such as Scopus, Web of Science, and RSCI, alongside with an analysis of regulatory and technical documents including ISO standards and national codes of practice, as well as results from field surveys. Mathematical modelling was utilized to determine the relationship between the corrosion rate, chloride concentration, and protective current density. Life Cycle Cost Analysis (LCCA) was conducted using specialized software to compare maintenance strategies. Field measurements of chloride ion content and stray current characteristics were performed. Results: The research illustrates an exponential increase in the corrosion rate at chloride concentrations above 0.4%, escalating from 2.43 to 177.01 μm/year. A corrosion reduction of up to 99% has been achieved at the current density of 10–15 mA/m². ELP systems, which use an external current source, can prolong the service life of supports by a factor of 45, with an initial investment of approximately 450 USD/m². The Net Present Value (NPV) of costs decreases to USD 355 thousand, in contrast to USD 510 thousand allocated for conventional repairs. The optimal range for cathodic current density necessary for effective corrosion suppression has been determined to be between 5–15 mA/m². Practical significance: The potential for integrating ELP into an infrastructure lifecycle management strategy has been demonstrated. This technology not only offers significant cost savings (1.5–2.5 times less than traditional methods) but also enhances bridge operational safety and facilitates a more efficient allocation of resources for the maintenance of transportation networks.

 Электрохимическая защита коррозия арматуры железобетонные опоры хлоридная агрессия катодная поляризация Electrolytic protection (ELP) reinforcement corrosion reinforced concrete supports chloride aggression cathodic polarization

Сурнин Д. А. Использование цинка для антикоррозионной защиты мостов / Д. А. Сурнин // Техническое регулирование в транспортном строительстве. — 2022. — № 2 (53). — С. 60–66. Surnin D. A. Ispol'zovanie cinka dlya antikorrozionnoy zaschity mostov / D. A. Surnin // Tehnicheskoe regulirovanie v transportnom stroitel'stve. — 2022. — № 2 (53). — S. 60–66. Матюнин Д. Ю. Применение протекторных сплавов для защиты от коррозии морских объектов / Д. Ю. Матюнин, С. А. Казьмин, А. Б. Босов, А. В. Лобанов // Гидротехника. — 2024. — № 1(74). — С. 2–9. Matyunin D. Yu. Primenenie protektornyh splavov dlya zaschity ot korrozii morskih ob'ektov / D. Yu. Matyunin, S. A. Kaz'min, A. B. Bosov, A. V. Lobanov // Gidrotehnika. — 2024. — № 1(74). — S. 2–9. Бурков А. К. Комплексные решения электрохимической защиты от коррозии — оборудование и аспекты проектирования / А. К. Бурков, И. И. Попов // Гидротехника. — 2025. — № 2. — С. 69–71. Burkov A. K. Kompleksnye resheniya elektrohimicheskoy zaschity ot korrozii — oborudovanie i aspekty proektirovaniya / A. K. Burkov, I. I. Popov // Gidrotehnika. — 2025. — № 2. — S. 69–71. Şirinova A. Y. Metal konstruksiyaların korroziyadan mühafizəsində elektokimyəvi katod mühafizə qurğuları / A. Y. Şirinova // Elmi xəbərlər. Təbiət və Texniki Elmlər Bölməsi. — 2024. — Vol. 24. — Iss. 3. — Pp. 89–94. Şirinova A. Y. Metal konstruksiyaların korroziyadan mühafizəsində elektokimyəvi katod mühafizə qurğuları / A. Y. Şirinova // Elmi xəbərlər. Təbiət və Texniki Elmlər Bölməsi. — 2024. — Vol. 24. — Iss. 3. — Pp. 89–94. Каверинский В. С. Новые методы защиты от коррозии / В. С. Каверинский, Д. В. Каверинский // Лакокрасочные материалы и их применение. — 2020. — № 5. — С. 10–14. Kaverinskiy V. S. Novye metody zaschity ot korrozii / V. S. Kaverinskiy, D. V. Kaverinskiy // Lakokrasochnye materialy i ih primenenie. — 2020. — № 5. — S. 10–14. Ануфриев Н. Г. Исследование коррозионного поведения алюминия 1980Т1 в морской воде и буровом растворе электрохимическими методами / Н. Г. Ануфриев, Ю. А. Кузенков // Практика противокоррозионной защиты. — 2022. — Т. 27. — № 3. — С. 7–30. Anufriev N. G. Issledovanie korrozionnogo povedeniya alyuminiya 1980T1 v morskoy vode i burovom rastvore elektrohimicheskimi metodami / N. G. Anufriev, Yu. A. Kuzenkov // Praktika protivokorrozionnoy zaschity. — 2022. — T. 27. — № 3. — S. 7–30. Заварзин С. В. Высокотемпературная солевая коррозия и защита материалов газотурбинных двигателей (обзор) / С. В. Заварзин, М. С. Оглодков, Д. В. Чесноков, И. А. Козлов // Труды ВИАМ. — 2022. — № 3(109). — С. 121–134. Zavarzin S. V. Vysokotemperaturnaya solevaya korroziya i zaschita materialov gazoturbinnyh dvigateley (obzor) / S. V. Zavarzin, M. S. Oglodkov, D. V. Chesnokov, I. A. Kozlov // Trudy VIAM. — 2022. — № 3(109). — S. 121–134. Гарашко В. В. Антикоррозионная защита шпунтовых ограждений: технологии, материалы и перспектвы / В. В. Гарашко // Молодой исследователь Дона. — 2025. — Т. 10. — № 3(54). — С. 17–21. Garashko V. V. Antikorrozionnaya zaschita shpuntovyh ograzhdeniy: tehnologii, materialy i perspektvy / V. V. Garashko // Molodoy issledovatel' Dona. — 2025. — T. 10. — № 3(54). — S. 17–21. Бузинер Ю. Л. Антикоррозионное покрытие Ecomast для защиты ГТС в различных условиях эксплуатации / Ю. Л. Бузинер, Н. Н. Шмаков // Гидротехника. — 2024. — № 4(77). — С. 74–75. Buziner Yu. L. Antikorrozionnoe pokrytie Ecomast dlya zaschity GTS v razlichnyh usloviyah ekspluatacii / Yu. L. Buziner, N. N. Shmakov // Gidrotehnika. — 2024. — № 4(77). — S. 74–75. Михеева О. В. Принципы антикоррозионной защиты трубопроводов / О. В. Михеева, Е. Н. Миркина, В. С. Мавзовин // Экономика строительства. — 2025. — № 1. — С. 356–359. Miheeva O. V. Principy antikorrozionnoy zaschity truboprovodov / O. V. Miheeva, E. N. Mirkina, V. S. Mavzovin // Ekonomika stroitel'stva. — 2025. — № 1. — S. 356–359. Рева Ю. В. Электрохимическая протекторная защита активных частей электрических машин открытого исполнения для судов ледового класса / Ю. В. Рева // Проблемы управления рисками в техносфере. — 2022. — № 4(64). — С. 104–110. Reva Yu. V. Elektrohimicheskaya protektornaya zaschita aktivnyh chastey elektricheskih mashin otkrytogo ispolneniya dlya sudov ledovogo klassa / Yu. V. Reva // Problemy upravleniya riskami v tehnosfere. — 2022. — № 4(64). — S. 104–110. Захарова П. И. Новый перспективный коррозионностойкий материал с повышенным ресурсом работы для предупреждения ситуаций техногенного характера / П. И. Захарова, А. В. Хорин // Молодежь и наука. — 2023. — № 9. Zaharova P. I. Novyy perspektivnyy korrozionnostoykiy material s povyshennym resursom raboty dlya preduprezhdeniya situaciy tehnogennogo haraktera / P. I. Zaharova, A. V. Horin // Molodezh' i nauka. — 2023. — № 9. Пичугова Л. Н. Защита от коррозии на АЭС / Л. Н. Пичугова // Энергетические установки и технологии. — 2023. — Т. 9. — № 4. — С. 74–83. Pichugova L. N. Zaschita ot korrozii na AES / L. N. Pichugova // Energeticheskie ustanovki i tehnologii. — 2023. — T. 9. — № 4. — S. 74–83. Бочаров В. А. Цинкирование — высокоэффективная защита от коррозии / В. А. Бочаров // Гидротехника. — 2024. — № 1(74). — С. 62–64. Bocharov V. A. Cinkirovanie — vysokoeffektivnaya zaschita ot korrozii / V. A. Bocharov // Gidrotehnika. — 2024. — № 1(74). — S. 62–64. Ревин П. О. Исследование долговечности антикоррозионных покрытий для защиты причальных сооружений / П. О. Ревин, А. В. Макаренко // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2022. — Т. 12. — № 5. — С. 470– 479. Revin P. O. Issledovanie dolgovechnosti antikorrozionnyh pokrytiy dlya zaschity prichal'nyh sooruzheniy / P. O. Revin, A. V. Makarenko // Nauka i tehnologii truboprovodnogo transporta nefti i nefteproduktov. — 2022. — T. 12. — № 5. — S. 470– 479. Овчинникова Т. А. Коррозия и антикоррозионная защита железобетонных мостовых конструкций / Т. А. Овчинникова, А. Н. Маринин, И. Г. Овчинников // Интернет-журнал «Науковедение». — 2014. — № 5(24). — № 06KO514. Ovchinnikova T. A. Korroziya i antikorrozionnaya zaschita zhelezobetonnyh mostovyh konstrukciy / T. A. Ovchinnikova, A. N. Marinin, I. G. Ovchinnikov // Internet-zhurnal «Naukovedenie». — 2014. — № 5(24). — № 06KO514. Мигунов В. Н. Экспериментально-теоретическое моделирование армированных конструкций в условиях коррозии: монография / В. Н. Мигунов, И. И. Овчинников, И. Г. Овчинников. — Пенза: ПГУАС, 2014. — 294 с. Migunov V. N. Eksperimental'no-teoreticheskoe modelirovanie armirovannyh konstrukciy v usloviyah korrozii: monografiya / V. N. Migunov, I. I. Ovchinnikov, I. G. Ovchinnikov. — Penza: PGUAS, 2014. — 294 s. Степанова В. Ф. Катодная электрохимическая защита арматуры от коррозии в железобетонных конструкциях / В. Ф. Степанова, Н. К. Розенталь, Н. А. Моисеева // Промышленное и гражданское строительство. — 2023. — № 12. — С. 46–50. Stepanova V. F. Katodnaya elektrohimicheskaya zaschita armatury ot korrozii v zhelezobetonnyh konstrukciyah / V. F. Stepanova, N. K. Rozental', N. A. Moiseeva // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. — 2023. — № 12. — S. 46–50. Dang V. Q. Effects of chloride ions on the durability and mechanical properties of sea sand concrete incorporating supplementary cementitious materials under an accelerated carbonation condition / V. Q. Dang, Y. Ogawa, P. T. Bui, K. Kawai // Construct. Build. Mater. — 2021. — Vol. 274. — P. 122016. — DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.122016. Dang V. Q. Effects of chloride ions on the durability and mechanical properties of sea sand concrete incorporating supplementary cementitious materials under an accelerated carbonation condition / V. Q. Dang, Y. Ogawa, P. T. Bui, K. Kawai // Construct. Build. Mater. — 2021. — Vol. 274. — P. 122016. — DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.122016. Шалый Е. Е. Долговечность морских сооружений при комбинированной коррозии железобетона / Е. Е. Шалый, С. Н. Леонович, Л. В. Ким // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Материалы. Конструкции. Технологии. — 2018. — № 1(5). — С. 65–72. Shalyy E. E. Dolgovechnost' morskih sooruzheniy pri kombinirovannoy korrozii zhelezobetona / E. E. Shalyy, S. N. Leonovich, L. V. Kim // Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta. Ser.: Materialy. Konstrukcii. Tehnologii. — 2018. — № 1(5). — S. 65–72. Леонович С. Н. Долговечность бетона при хлоридной агрессии: монография / С. Н. Леонович, А. В. Степанова, В. Г. Цуприк, Л. В. Ким и др.; Инженерная школа ДВФУ. — Владивосток: Дальневост. федерал. ун-т, 2020. — 90 с. Leonovich S. N. Dolgovechnost' betona pri hloridnoy agressii: monografiya / S. N. Leonovich, A. V. Stepanova, V. G. Cuprik, L. V. Kim i dr.; Inzhenernaya shkola DVFU. — Vladivostok: Dal'nevost. federal. un-t, 2020. — 90 s. Карпенко Н. И. О современных методах обеспе- чения долговечности железобетонных конструкций / Н. И. Карпенко, В. Н. Ярмаковский, В. Т. Ерофеев Academia. Архитектура и строительство. — 2015. — № 1. — С. 93–102. Karpenko N. I. O sovremennyh metodah obespe- cheniya dolgovechnosti zhelezobetonnyh konstrukciy / N. I. Karpenko, V. N. Yarmakovskiy, V. T. Erofeev Academia. Arhitektura i stroitel'stvo. — 2015. — № 1. — S. 93–102. Прогнозирование долговечности железобетонных конструкций при комбинированном воздействии карбонизации и хлоридной агрессии и их восстановление / С. Н. Леонович и др.; под общ. ред. С. Н. Леоновича. — Минск: БНТУ, 2021. — 353 с. Prognozirovanie dolgovechnosti zhelezobetonnyh konstrukciy pri kombinirovannom vozdeystvii karbonizacii i hloridnoy agressii i ih vosstanovlenie / S. N. Leonovich i dr.; pod obsch. red. S. N. Leonovicha. — Minsk: BNTU, 2021. — 353 s. Leonovich S. N. Reinforced Concrete under the Action of Carbonization and Chloride Aggression: a Probabilistic Model for Service Life Prediction / S. N. Leo- novich, E. E. Shalyi, L. V. Kim // Science and Technique. — 2019. — Vol. 18. — Iss. 4. — Pp. 284–291. Leonovich S. N. Reinforced Concrete under the Action of Carbonization and Chloride Aggression: a Probabilistic Model for Service Life Prediction / S. N. Leo- novich, E. E. Shalyi, L. V. Kim // Science and Technique. — 2019. — Vol. 18. — Iss. 4. — Pp. 284–291. Шалый Е. Е. Совместное действие карбонизации и хлоридной агрессии на конструкционный бетон: вероятностная модель / Е. Е. Шалый и др. // Вестник гражданских инженеров. — 2018. — Т. 68. — № 3. — С. 123–131. Shalyy E. E. Sovmestnoe deystvie karbonizacii i hloridnoy agressii na konstrukcionnyy beton: veroyatnostnaya model' / E. E. Shalyy i dr. // Vestnik grazhdanskih inzhenerov. — 2018. — T. 68. — № 3. — S. 123–131. Duan Y. Corrosion prevention of steel bars in concrete using amine and epoxy compounds / Y. Duan, J. Y. Wang, L. Wang // Construction and Building Materials. — 2018. — Vol. 170. — Pp. 692–700. Duan Y. Corrosion prevention of steel bars in concrete using amine and epoxy compounds / Y. Duan, J. Y. Wang, L. Wang // Construction and Building Materials. — 2018. — Vol. 170. — Pp. 692–700. Liu Y. Corrosion inhibition of reinforcing steel in concrete by plant exudates / Y. Liu, Y. Wang, W. Li // Materials and Corrosion. — 2022. — Vol. 73. — Iss. 6. — Pp. 1536–1544. Liu Y. Corrosion inhibition of reinforcing steel in concrete by plant exudates / Y. Liu, Y. Wang, W. Li // Materials and Corrosion. — 2022. — Vol. 73. — Iss. 6. — Pp. 1536–1544. Li Y. Corrosion inhibition of Graphene oxide for steel in concrete / Y. Li, X. Zou, F. Zhao, L. Ma // Corrosion Science. — 2019. — Vol. 153. — Pp. 240–249. Li Y. Corrosion inhibition of Graphene oxide for steel in concrete / Y. Li, X. Zou, F. Zhao, L. Ma // Corrosion Science. — 2019. — Vol. 153. — Pp. 240–249. Afrasiyabi M. Corrosion of steel in concrete: A review / M. Afrasiyabi, A. A. Ramezanianpour, M. Ghanbari // Construction and Building Materials. — 2017. — Vol. 141. — Pp. 835–851. — DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.02.186. Afrasiyabi M. Corrosion of steel in concrete: A review / M. Afrasiyabi, A. A. Ramezanianpour, M. Ghanbari // Construction and Building Materials. — 2017. — Vol. 141. — Pp. 835–851. — DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.02.186. Daniyal M. Corrosion assessment and control techniques for reinforced concrete structures: a review / M. Daniyal, S. Akhtar // Journal of Building Pathology and Rehabilitation. — 2020. — Vol. 5. — P. 1. — DOI: 10.1007/ s41024-019-0067-3. Daniyal M. Corrosion assessment and control techniques for reinforced concrete structures: a review / M. Daniyal, S. Akhtar // Journal of Building Pathology and Rehabilitation. — 2020. — Vol. 5. — P. 1. — DOI: 10.1007/ s41024-019-0067-3. Geiker M. R. Experimental support for new electro active repair method for reinforced concrete / M. R. Geiker, R. B. Polder // Material Corrosion. — 2016. — Vol. 67. — Pp. 600–606. Geiker M. R. Experimental support for new electro active repair method for reinforced concrete / M. R. Geiker, R. B. Polder // Material Corrosion. — 2016. — Vol. 67. — Pp. 600–606. Белый А. А. Мониторинг инженерных конструкций путепровода по улице Бабура к Ташкентскому международному аэропорту имени Ислама Каримова / А. А. Белый, У. З. Шермухамедов, М. М. Собирова, Ш. Ш. Кадирова и др. // Путевой Навигатор. — 2025. — № 64(90). — С. 46–55. Belyy A. A. Monitoring inzhenernyh konstrukciy puteprovoda po ulice Babura k Tashkentskomu mezhdunarodnomu aeroportu imeni Islama Karimova / A. A. Belyy, U. Z. Shermuhamedov, M. M. Sobirova, Sh. Sh. Kadirova i dr. // Putevoy Navigator. — 2025. — № 64(90). — S. 46–55.