Vonkajší náter betónu proti korózii-s vlnitými oceľovými vláknami
Úvod: Výzva na odolnosť vonkajšieho betónu
Betónové konštrukcie sú vo vonkajších stavbách neustále napádané vlhkosťou, chloridmi a cyklami-mrazenia a topenia. Tieto faktory môžu urýchliť koróziu zabudovanej oceľovej výstuže, čo spôsobuje praskanie, odlupovanie a štrukturálne zlyhanie. Vláknitým-betónom (FRC) sa zvýšila pevnosť betónu v ťahu a odolnosť voči trhlinám, avšak korózia oceľových vlákien v drsných vonkajších podmienkach zostáva hlavným problémom.
Dvojitá funkcia vlnitých oceľových vlákien v betóne
Moderné FRC využíva zvlnené alebo deformované oceľové vlákna na lepšie mechanické ukotvenie v betónovej matrici. Ich hlavným účelom je preklenúť trhliny po prasknutí, preniesť ťahové zaťaženie a zlepšiť húževnatosť a absorpciu energie. Tento proces zvyšuje štrukturálny výkon v chodníkoch, osteniach tunelov a prefabrikovaných mostovkách, kde je šírenie trhlín rozhodujúce. Vo vonkajších situáciách môže byť oceľ, ktorá podopiera betón, jeho pádom. Korózia odkrytých koncov vlákien alebo vlákien pretínajúcich trhliny môže spôsobiť expanzívnu hrdzu, čím sa zníži účinnosť vlákien a stabilita betónu. Preto je ochrana týchto vlákien nevyhnutná pre dlhodobú-trvanlivosť.
Obetované kovové nátery na ochranu proti korózii
Katódová ochrana, často s ochrannými kovovými povlakmi, je najúspešnejším a{0}}prebádaným prístupom k ochrane betónovej ocele. Tento princíp ilustruje galvanizovaná oceľ, ktorá je -pozinkovaná. Zinok je elektrochemicky aktívnejší (anodický) ako oceľ. Zinok koroduje ľahšie ako oceľ v elektrolyte, ako je voda z pórov betónu, čím chráni oceľ. Aj pri poruchách povlaku, kde je viditeľný oceľový podklad, poskytuje okolitý zinok galvanickú ochranu, kým sa nespotrebuje dostatočné množstvo. Táto metóda zmení pokrytý systém na defektný a zároveň chráni podklad. Pokročilé metódy, ako je technika skenovania vibračnej elektródy (SVET), môžu porovnávať náterové systémy a okolité podmienky na meranie tejto ochrannej aktivity v priebehu času.
Kombinácia Advanced Coatings s vlnitými vláknami
Tento proces obetovania vytvára silný vonkajší betónový kompozit z vlnitých oceľových vlákien. Povlak zinku alebo zliatiny zinku{1}}je počiatočnou obranou. Zvlnený dizajn vlákien zlepšuje mechanické spojenie medzi náterom a betónom, čím sa znižuje poškodenie náteru počas miešania a ukladania. Keď trhlina v betóne odkryje potiahnuté vlákno, obetovaný povlak pôsobí rýchlo. Pomalá, kontrolovaná korózia vytvára stabilné oxidové/hydroxidové/karbonátové usadeniny, ktoré zapĺňajú mikro-trhliny. Mechanické-preklenutie trhlín vláknom a elektrochemická ochrana náterom výrazne predlžujú životnosť betónových prvkov. Nové nátery, ako sú inteligentné nanokontajnery, ktoré na požiadanie uvoľňujú inhibítory korózie, a samoskladajúce sa bariérové fólie sľubujú autonómnejšiu a dlhotrvajúcu{10}}ochranu.
Ekonomické výhody a aplikácie
Viaceré-hodnotné vonkajšie aplikácie ťažia z potiahnutých zvlnených oceľových vlákien-odolných voči korózii. Ich špecialitou sú mostovky, diaľničné chodníky a protihlukové steny vystavené-posypovým soliam, ktoré spôsobujú koróziu ocele. Náter chráni námornú infraštruktúru vrátane prístavných zariadení, morských hrádzí a mól pred striekajúcou slanou vodou a ponorením, ktoré sú pre nechránenú oceľ drsné. Keďže odolnosť ovplyvňuje náklady na údržbu a životnosť počas životnosti, profitujú z toho aj prefabrikované fasádne panely, úžitkové klenby a bloky oporných stien. Ekonomicky môže FRC s potiahnutými vláknami znížiť náklady na životný cyklus. Minimalizuje alebo eliminuje sekundárne konvenčné vystuženie, zjednodušuje konštrukciu priamym pridávaním vlákien a dramaticky znižuje náklady na údržbu a opravy spôsobené koróziou. Potiahnuté vlákna sú nákladovo-efektívne pre dlhodobé{10}projekty infraštruktúry vďaka ich dlhej životnosti a nižšej pravdepodobnosti katastrofického zlyhania.
Záverečné myšlienky a vyhliadky
Použitie obetných náterov odolných voči korózii a zvlnených oceľových vlákien na výrobu trvácneho a udržateľného betónu do nepriaznivých vonkajších podmienok je prelomom. Toto riešenie rieši hlavnú chybu v štandardnej technológii betónu kombináciou mechanických výhod vláknitej výstuže s elektrochemickou chémiou katódovej ochrany. Potenciálnym budúcim vývojom je optimalizácia zloženia povlaku a aplikačných metód pre vlákna, zlepšenie-adhézie vlákien a vývoj multifunkčných povlakov, ktoré chránia pred koróziou, oderom a chemickými vplyvmi. S napredovaním materiálovej vedy sa inteligentný betón, ktorý sa sám-monitoruje a sám{7}}opravuje menšie poškodenia, stáva realitou. Zvlnené oceľové vlákna s povrchovou úpravou sú vedecky-podloženým spôsobom pre inžinierov a špecifikátorov, ako zvýšiť odolnosť našej infraštruktúry a predĺžiť životnosť a výkonnosť vonkajších betónových konštrukcií.