Kunstwerken van beton, staal of andere materialen zijn onderhevig aan trillingen en spanningen. Hierdoor verschijnen er kleine scheurtjes, die groeien en uiteindelijk tot vernietiging leiden. Dit fenomeen wordt ‘vermoeidheidsfalen’ genoemd.

Tegelijkertijd treedt corrosie van het materiaal op onder invloed van de omgeving. Het is de combinatie van deze factoren – vermoeidheid en corrosiefalen – die de levensduur van de constructie zal bepalen. Om dit te vergroten, worden materialen versterkt met verschillende verbindingen.

Een professor van de RUDN-universiteit heeft voorgesteld om hiervoor epoxyhars te gebruiken en heeft vergeleken hoe slijtage en een omgeving met verschillende zuurgraad dit in dit geval zouden beïnvloeden. Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Polymers .

“Sommige wetenschappers zijn van mening dat vermoeiingsfalen de belangrijkste oorzaak van vernietiging is. Soms kan de omgeving echter meer schade aanrichten, bijvoorbeeld voor betonconstructies die in water zijn geïnstalleerd. Met andere woorden:de combinatie van corrosie en vermoeiing is gevaarlijker dan elk van deze verschijnselen afzonderlijk”, zegt Kazem Reza Kashyzadeh, hoogleraar aan het RUDN Ministerie van Transport.

Hij bereidde verschillende monsters van gewoon en met epoxy versterkt beton voor en voerde vermoeiingstests uit in verschillende omgevingen:lucht, water, zeewater, zure en alkalische omgevingen. De monsters werden eerst een maand in het medium geplaatst, waarna hun druksterkte werd gemeten en vervolgens getest in een hoogcyclische testmachine. De monsters werden aan het experiment onderworpen met een frequentie van drie keer per seconde totdat ze faalden.

Beton met epoxyhars kon beter dan andere monsters omgaan met de corrosieve invloed van de omgeving en cyclische belastingen. Voor gewoon beton in water bedroeg de belastingslimiet bijvoorbeeld ongeveer 10 ton, en voor gewapend beton ongeveer 18. Dat wil zeggen dat de vermoeiingssterkte met 80% toenam. De druksterkte van gewapend beton onmiddellijk na blootstelling aan een agressieve omgeving was 12% hoger.

“Statische tests hebben aangetoond dat de druksterkte van beton met polymeer ongeveer 12% hoger is dan die van conventioneel beton in lucht. In alle andere agressieve omgevingen is de statische sterkte van gewoon beton ook minder. De vermoeiingssterkte van beton met epoxyhars neemt in alle omgevingen aanzienlijk toe, in sommige gevallen tot wel 200%”, aldus Kazem Reza Kashyzadeh, hoogleraar aan het RUDN Ministerie van Transport.

Meer informatie: Kazem Reza Kashyzadeh, Effect van een corrosieve omgeving op het hoge-cyclische vermoeidheidsgedrag van gewapend beton door epoxyhars:experimenteel onderzoek, Polymeren (2023). DOI:10.3390/polym15193939

Aangeboden door RUDN Universiteit