Ekologiczny beton musi być trwały
Beton należy do najtrwalszych materiałów i jest w stanie przetrwać nawet poważne klęski żywiołowe. Jednak trwałość konstrukcji żelbetowych często ogranicza korozja(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zbrojenia. Główne przyczyny to oddziaływanie jonów chlorkowych oraz karbonizacja. Efekt ten można na szczęście kontrolować za pomocą inhibitorów korozji(odnośnik otworzy się w nowym oknie) bez znaczącego modyfikowania właściwości betonu. Ekologiczne inhibitory korozji są uznawane za bardziej odpowiednie niż inhibitory syntetyczne ze względu na mniejszą zawartość toksycznych związków. Inhibitory korozji pozyskiwane z produktów roślinnych łączą w sobie niski koszt, łatwą dostępność oraz trwałość. Ze względu na swój skład większość części roślin, takich jak liść i łodyga, idealnie nadaje się do wykorzystania jako inhibitory korozji różnych substratów w różnych elektrolitach. Finansowany w ramach programu działań „Maria Skłodowska-Curie” projekt NATCON(odnośnik otworzy się w nowym oknie) miał na celu opracowanie synergicznych naturalnych inhibitorów organicznych i nieorganicznych do zastosowań w budownictwie. Rozwiązanie NATCON jest w pełni nowatorskie, jednak konieczne jest wykonanie wielu badań nad inhibitorami otrzymywanymi z ekstraktów roślinnych w środowiskach silnie alkalicznych, takich jak te powstające w porach betonu. Oprócz synergii z tradycyjnymi inhibitorami nieorganicznymi, azotynami(odnośnik otworzy się w nowym oknie), w projekcie próbowano ocenić działanie inhibitorów naturalnych zarówno w roztworze, jak i w zaprawie.
Lukrecja i pokrzywy jako środek antykorozyjny
Zespół NATCON przeprowadził kompleksową analizę możliwości wykorzystania ekstraktów roślinnych jako ekologicznych inhibitorów korozji stali. Badania przeprowadzono zarówno w roztworze, jak i w zaprawie, aby ocenić skuteczność(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i możliwe mechanizmy działania inhibitora(odnośnik otworzy się w nowym oknie), a także wpływ ekstraktów roślinnych na zaprawy, zarówno na wbudowane pręty zbrojeniowe, jak i na właściwości zaprawy. Ponadto zaprezentowano efekt synergii pomiędzy tradycyjnie stosowanym inhibitorem, azotynem sodu(odnośnik otworzy się w nowym oknie), a wybranym ekstraktem roślinnym, lukrecją(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Jednoczesne wykorzystanie tych materiałów pozwala na zmniejszenie łącznej ilości stosowanego inhibitora.
Potencjał ekologicznej domieszki do betonu
„Wykorzystanie ekstraktów roślinnych stanowi główny aspekt decydujący o ekologiczności rozwiązania NATCON. Badane rośliny są powszechnie dostępne, a procedura ekstrakcji jest bardzo prosta”, wyjaśnia koordynator projektu Francisco Velasco. „Potwierdzona zdatność do tego zastosowania oraz synergia z tradycyjnymi inhibitorami azotynowymi umożliwiają ograniczenie wykorzystania azotynów, które są często szkodliwe dla środowiska”. Ekstrakty roślinne są całkowicie bezpieczne w użyciu i dodaje się je wraz z wodą podczas produkcji betonu zgodnie z dokładnie ustalonymi procedurami. Zastosowania dotyczą głównie zbrojeń stalowych stosowanych zazwyczaj w budownictwie. „Według nas rozwiązania opracowane w ramach projektu mogą zostać wykorzystane w konkretnych infrastrukturach. Trudno byłoby je zastosować wszędzie”, twierdzi Velasco. „Obszary zastosowań nie różnią się niczym od zastosowań azotynów. Firmy wytwarzające dodatki do betonu z łatwością wdrożą tę technologię i będą mogły zaopatrywać firmy budowlane”.
Wnioski rodzą kolejne pytania
Zespół NATCON zamierza kontynuować badania w tej dziedzinie, ponieważ pojawiły się dwa ważne pytania, na które warto udzielić odpowiedzi: jaki próg zawartości chlorków zapewniają ekstrakty roślinne, czyli w jakich warunkach korozyjnych działają prawidłowo? Jakie byłoby spektrum ich zastosowania w betonie, biorąc pod uwagę, że wszystkie typowe konstrukcje wykorzystują duże kruszywa, które nie były brane pod uwagę w badaniach NATCON? Przyszłe badania mogą też dotyczyć łączenia różnych ekstraktów roślinnych w celu uzyskania synergii inhibicji.
