science >> Wetenschap >  >> Chemie

Corrosiebestendigheid van stalen staven in beton bij vermenging met aerobe micro-organismen

Een schematisch beeld van het binnendringen van zuurstof in de poriestructuur en de reductie van opgeloste zuurstof door aerobe micro-organismen in een porieoplossing. Krediet:Ehime University

Opgeloste zuurstof in porieoplossing is vaak een bepalende factor die de snelheid van het corrosieproces van stalen staven in beton bepaalt. Deze studie rapporteert over de corrosieweerstand en polarisatie-eigenschappen van stalen staven in een mortelspecimen gemengd met aerobe micro-organismen. De toevoeging van de micro-organismen in mortelmengsels leidde tot een hogere corrosieweerstand, wat werd bevestigd door de verminderde zuurstofdoorlaatbaarheid, gebaseerd op kathodische polarisatie-eigenschappen.

Deze studie rapporteert over een nieuwe methode voor het verbeteren van de corrosieweerstand door verminderde beschikbaarheid van opgeloste zuurstof in de kathodische reacties die verkregen kunnen worden door metabolische processen van aërobe Bacillus subtilis natto in aanwezigheid van organische koolstofbronnen. In aanvulling, de aanpak is gunstig voor het vergemakkelijken van de vorming van calciumcarbonaat dat scheuren afdicht en samen met het zelfherstellende beton van beton.

Corrosie van stalen staven in beton leidt tot een afname van de duurzaamheid van gewapend beton. De corrosieprocessen kunnen worden verklaard door elektrochemische reacties die plaatsvinden in anodische en kathodische gebieden. De laatste reactie vereist zuurstof en water, dat is een elektrolyt dat de stroom van elektronen kan ondersteunen.

Opgeloste zuurstof in porieoplossing is vaak een bepalende factor die de snelheid van het corrosieproces van stalen staven in beton bepaalt. De eigenschappen zijn in wezen geassocieerd met de permeabiliteit van opgeloste zuurstof in de porieoplossing. Dit kan worden beïnvloed door de metabole activiteiten van aerobic Bacillus subtilis natto gemengd in cementachtige mengsels. Bacillus subtilis natto is bestand tegen ongunstige omgevingsomstandigheden, inclusief zoutgehalte en extreme pH, door de vorming van een endospore in tijden van voedingsstress totdat de omstandigheden gunstig worden.

Elektrochemische metingen werden uitgevoerd om de corrosieprocessen te onderzoeken met de AC-impedantiemethode, halfcelpotentiaalmetingen, en macrocelcorrosiemetingen met behulp van nulweerstandsampèremeters. Kathodische polarisatiecurven werden gemeten op 28 en 91 dagen voor en nadat de monsters waren blootgesteld aan door chloride geïnduceerde corrosietests door middel van droge en natte cycli.

De resultaten geven aan dat de zuurstofdoorlaatbaarheid afgeleid op basis van de beperkende stroomdichtheid aanzienlijk lager is in het geval van mortelspecimens gemengd met de Bacillus subtilis natto . Dit kan worden verklaard door het feit dat de opgeloste zuurstof wordt verbruikt door de oxidatie van organisch materiaal, een proces dat aanvankelijk werd gekatalyseerd door Bacillus subtilis natto aanwezig in mortelmengsels tijdens de monitoringsperioden. Op basis van de verkregen resultaten, de toevoeging van een kweekoplossing met Bacillus subtilis natto reageren met opgeloste zuurstof resulteerde in een hogere weerstand tegen corrosieprocessen, wat werd bevestigd door de resultaten van halfcelpotentiaal en microcel- en macrocelcorrosiestroomdichtheid. Er is een sterke mogelijkheid dat de verminderde opgeloste zuurstof in de porieoplossing door de aërobe processen de corrosieweerstand in gebarsten mortelspecimens zou kunnen verbeteren.