Vanjski betonski premaz otporan na koroziju-s valovitim čeličnim vlaknima
Uvod: Izazov izdržljivosti betona na otvorenom
Betonske konstrukcije su stalno napadnute vlagom, hloridima i ciklusima smrzavanja{0}}odmrzavanja u vanjskoj gradnji. Ovi faktori mogu ubrzati koroziju ugrađene čelične armature, uzrokujući pucanje, lomljenje i kvar konstrukcije. Beton ojačan vlaknima- (FRC) povećao je zateznu čvrstoću betona i otpornost na pukotine, međutim korozija čeličnih vlakana u teškim vanjskim uvjetima ostaje glavni problem.
Dvostruka funkcija valovitih čeličnih vlakana u betonu
Moderni FRC koristi valovita ili deformirana čelična vlakna za bolje mehaničko sidrenje u betonskoj matrici. Njihova glavna svrha je premošćavanje pukotina nakon pucanja, prenošenje vlačnih opterećenja i poboljšanje žilavosti i apsorpcije energije. Ovaj proces povećava strukturalne performanse u kolovozima, oblogama tunela i prefabrikovanim palubama mostova gdje je širenje pukotina ključno. U vanjskim situacijama, čelik koji podupire beton može biti njegov pad. Korozija otvorenih krajeva vlakana ili vlakana koja sijeku pukotine mogu uzrokovati ekspanzivnu rđu, smanjujući učinkovitost vlakana i stabilnost betona. Stoga je zaštita ovih vlakana ključna za dugotrajnu-trajnost.
Žrtveni metalni premazi za zaštitu od korozije
Katodna zaštita, često sa oštećenim metalnim premazima, je najuspješniji i{0}}najuspješniji pristup za zaštitu betonskog čelika. Pocinčani čelik, koji je pocinčan-prevučen, ilustruje ovaj princip. Cink je elektrohemijski aktivniji (anodni) od čelika. Cink lakše korodira od čelika u elektrolitu poput vode u porama betona, štiteći čelik. Čak i kod nedostataka premaza gdje je vidljiva čelična podloga, okolni cink pruža galvansku zaštitu sve dok se ne potroši dovoljna količina. Ova metoda pretvara pokriveni sistem u neispravan uz zaštitu podloge. Napredne metode kao što je tehnika skenirajuće vibrirajuće elektrode (SVET) mogu uporediti sisteme premaza i okolne okolnosti kako bi izmjerili ovu zaštitnu aktivnost tokom vremena.
Kombinacija naprednih premaza s valovitim vlaknima
Ovaj proces žrtvenog premaza stvara jak vanjski betonski kompozit od valovitih čeličnih vlakana. Premaz cinka ili legure cinka{1}} je početna odbrana. Valoviti dizajn vlakana poboljšava mehaničko spajanje premaza i betona, smanjujući oštećenje premaza tokom miješanja i postavljanja. Kada pukotina betona otkrije obloženo vlakno, zaštitni premaz djeluje brzo. Spora, kontrolisana korozija stvara stabilne naslage oksida/hidroksida/karbonata koje zatvaraju mikro-pukotine. Mehaničke pukotine-premošćivanje vlakana i elektrohemijska zaštita premazom značajno produžavaju vijek trajanja betonskog elementa. Novi premazi kao što su pametni nanokontejneri koji oslobađaju inhibitore korozije na zahtjev i samo{9}}sklopive barijere obećavaju autonomniju i dugotrajniju{10}} zaštitu.
Ekonomske koristi i primjene
Nekoliko visoko{0}}vrijednih primjena na otvorenom ima koristi od valovitih čeličnih vlakana otpornih na koroziju-. Njihova su specijalnost palube mostova, trotoari autoputa i zidovi zvučne barijere izloženi solima za odleđivanje, koje uzrokuju koroziju čelika. Premaz štiti morsku infrastrukturu, uključujući lučke objekte, morske zidove i molove od prskanja slane vode i potapanja, koji su grubi prema nezaštićenom čeliku. Budući da izdržljivost utječe na troškove održavanja i vijek trajanja, gotovi fasadni paneli, svodovi i blokovi potpornih zidova također imaju koristi. Ekonomski, FRC sa obloženim vlaknima može smanjiti troškove životnog ciklusa. Minimizira ili eliminira sekundarnu konvencionalnu armaturu, pojednostavljuje konstrukciju direktnim dodavanjem vlakana i dramatično smanjuje troškove održavanja i popravke oštećenja od korozije. Obložena vlakna su -isplativa za dugoročne-infrastrukturne projekte zbog dugovječnosti i manje vjerovatnoće katastrofalnog kvara.
Završna razmišljanja i izgledi
Korištenje zaštitnih premaza-otpornih na koroziju i valovitih čeličnih vlakana za izradu trajnog, održivog betona za neprijateljske vanjske situacije predstavlja napredak. Ovo rješenje rješava veliku grešku u standardnoj tehnologiji betona kombiniranjem mehaničkih prednosti ojačanja vlaknima s elektrohemijskom hemijom katodne zaštite. Optimizacija sastava premaza i metoda primjene za vlakna, poboljšanje-adhezije vlakana premaza i razvoj multi-funkcionalnih premaza koji štite od korozije, abrazije i hemijskog napada potencijalni su budući razvoji. Kako nauka o materijalima napreduje, pametni" beton koji samostalno-nadzire i samo-liječi manja oštećenja postaje stvarnost. Obložena valovita čelična vlakna su naučno-podržan način da inženjeri i projektanti dodaju otpornost našoj infrastrukturi i produže vijek trajanja i performanse vanjskih betonskih konstrukcija.