Jak przeciwdziałać korozji żelbetonu

Większość istniejących konstrukcji żelbetowych w Europie została wzniesiona przed 1970 r., co pociąga za sobą znaczące koszty remontów i renowacji wynikających z korozji. Nowe technologie opracowywane dzięki wsparciu UE w ramach projektu DOSECOPS umożliwiają usunięcie korozji przy jednoczesnym wzmocnieniu wiązań materiałowych oraz wytrzymałości na rozciąganie.

W ramach konsorcjum utworzony został międzynarodowy zespół ekspertów z Chin i Europy. Członkowie zespołu z obu kontynentów są żywo zainteresowani problemem, biorąc pod uwagę starzejącą się infrastrukturę europejską oraz wiele nowych chińskich budynków, które zaczyna dotykać korozja. Proponowane rozwiązanie wykorzystuje naprawę elektrochemiczną oraz elektrochemiczny wtrysk nanocząsteczek.

Proces ten ukierunkowany jest na karbonizację i jony chlorkowe. 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 węgla (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. Aktualnie opracowywane są sprawdzone systemy ochrony katodowej umożliwiające bieżące wtryski w celu uniknięcia korozji nowych struktur żelbetu.

Na tym etapie projektu zatwierdzane są nowe procesy w oparciu o badania eksperymentalne i liczbowe. Karbonizowany i zanieczyszczony chlorkiem beton podlega odpowiednio procesom eksploatacji siatek polimerów wzmacnianych włóknem węglowym oraz wbudowanych mikrokapsułek. Testowane są również nowe wydajnościowe systemy ochrony katodowej.

Za pomocą technologii z betonu usunięte zostaną chlorki oraz zwiększy się jego zasadowość. 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.