Ochrona przeciwkorozyjna żelbetu
Innowacyjne technologie, opracowane dzięki wsparciu UE w ramach projektu DOSECOPS (Development of sustainable electrochemical corrosion protection systems for reinforced concrete structures), umożliwiają usuwanie korozji i zapobiegają jej powstawaniu przy jednoczesnym wzmocnieniu wiązań materiałowych oraz zwiększeniu wytrzymałości na rozciąganie. W ramach konsorcjum utworzony został międzynarodowy zespół ekspertów z Chin i Europy. Członkowie zespołu byli żywo zainteresowani problemem, biorąc pod uwagę starzejącą się infrastrukturę europejską oraz wiele nowych chińskich budynków, które już zaczyna dotykać korozja. W proponowanym rozwiązaniu wykorzystano technikę naprawy elektrochemicznej oraz elektrochemiczny wtrysk nanocząsteczek. Dwie główne przyczyny korozji stali zbrojeniowej w konstrukcjach żelbetowych to karbonizacja i działanie chlorków. Karbonizacja jest reakcją zachodzącą pomiędzy dwutlenkiem węgla (CO2) z atmosfery a składnikami zasadowymi betonu. W jej trakcie może także zostać uwolniony związany chlorek, który jest w stanie zmienić właściwości fizyczne i chemiczne struktury porów, a tym samym właściwości transportowe betonowego materiału. Pasta cementowa jest wysoko zasadowa (ma wysokie pH), głównie dzięki zawartości wodorotlenku wapnia lub wapnia. Zasadowość powoduje pasywację stalowych powierzchni za pomocą błony tlenkowej, chroniąc je przed korozją. Karbonizacja ma miejsce podczas rozpuszczania dwutlenku CO2 w deszczówce i wchodzi w reakcje z wapniem w cemencie. Jony chlorkowe z zanieczyszczonych mieszanek lub jony ze środowiska takiego jak sole rozmrażające lub słona woda powodują miejscowe przerwanie błony. Karbonizacja i działanie jonów chlorkowych obniżają pH, powodując niestabilność pasywnej błony. Technologie elektrochemiczne umożliwiają ponowną alkalizację karbonizowanego betonu, usunięcie chlorku i wtrysk nanocząsteczek. Opracowywane były też sprawdzone systemy ochrony katodowej, umożliwiające bieżące wtryski w celu uniknięcia korozji nowych struktur żelbetu. Nowe procesy przeszły także walidację w trakcie prowadzonych przez naukowców badań eksperymentalnych i terenowych, których celem było uzyskanie materiałów możliwych do wprowadzenia na rynek. Karbonizowany i zanieczyszczony chlorkiem beton podlegał odpowiednio procesom eksploatacji siatek polimerów wzmacnianych włóknem węglowym oraz wbudowanych mikrokapsułek. W ramach projektu DOSECOPS przetestowano także nowe wydajnościowe systemy ochrony katodowej. Użycie tych technologii ma na celu usuwanie chlorków z betonu oraz zwiększenie jego zasadowości. Umożliwi to również uszczelnienie porów, zapobiegając dalszemu wnikaniu chlorków i/lub CO2 ze środowiska. Poprawie ulegną również właściwości mechaniczne, gwarantując trwałe rozwiązanie. W obliczu rosnących poziomów CO2 w atmosferze karbonizacja staje się coraz poważniejszym problemem. Technologia projektu DOSECOPS przyniesie korzyści zarówno istniejącym, jak i przyszłym budynkom i infrastrukturze żelbetowej. Będzie miała również duże znaczenie społeczno-ekonomiczne, umożliwiając ograniczenie kosztów utrzymania i monitorowania oraz poprawę bezpieczeństwa.
Słowa kluczowe
Ochrona przeciwkorozyjna, żelbet, DOSECOPS, karbonizacja, działanie chlorków
