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 zbrojenia. Główne przyczyny to oddziaływanie jonów chlorkowych oraz karbonizacja. Efekt ten można na szczęście kontrolować za pomocą inhibitorów korozji 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 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, 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 i możliwe mechanizmy działania inhibitora, 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, a wybranym ekstraktem roślinnym, lukrecją. 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.
Słowa kluczowe
NATCON, beton, korozja, ekstrakt roślinny, inhibitory korozji, azotyn, lukrecja
