Ny tilgang er nødvendig til forudsigelse af korrosion i broer, betonkonstruktioner

Den mest almindelige årsag til nedbrydning og svigt af armerede betonkonstruktioner er klorid-induceret korrosion af dets indstøbte stål. Dette er et omfattende, presserende problem, der kræver øjeblikkelig opmærksomhed og offentlig opmærksomhed.

Et underliggende koncept for en kloridtærskel er meget udbredt, og alle eksisterende modeller til at forudsige korrosionsegenskaber af armerede betonkonstruktioner udsat for kloridmiljøer er baseret på dette ene almindelige teoretiske koncept.

I Anvendt fysikanmeldelser , fortaler forskere fra Schweiz, USA, Canada og Norge for en paradigmeændring i videnskaben om at forudsige korrosionsskader i armerede betonkonstruktioner.

Lige før COVID-19-pandemien ramte, mødtes den internationale gruppe af forskere og diskuterede de alvorlige mangler ved at bruge kloridtærskelkonceptet til at forudsige korrosion. De siger, at der er behov for ændringer for at løse de voksende udfordringer med aldrende strukturer, der mister funktionalitet og potentielt kollapser, drivhusgasemissioner og økonomien som helhed.

"Korrosion af stål i beton er et komplekst fænomen," sagde Ueli Angst, fra ETH Zürich i Schweiz. "I betonens generelt meget høje alkaliske miljø, hvor pH-værdien kan være højere end 13, betragtes stål som passivt, hvilket betyder, at det er dækket af et tyndt lag af beskyttende oxider, og dets korrosionshastighed er ubetydeligt lav."

Men beton er porøst, og når det udsættes for salte, såsom havvand eller vejsalte, kan kloridioner til sidst trænge ind i betonen og nå stålet. På et tidspunkt vil det beskyttende passive lag blive ødelagt, og korrosion kan starte. Afhængigt af de faktiske eksponeringsforhold kan korrosion forekomme i et hurtigere eller langsommere tempo.

I virkeligheden er stålkorrosion i beton en kontinuerlig proces, der sjældent kan adskilles i ukoblede, sekventielle faser. Forskerne siger, at fokus bør placeres på kvantificeringen af ​​den tids- og rumvariante korrosionshastighed fra det øjeblik, stål placeres i beton, indtil det når slutningen af ​​dets levetid.

For at opnå dette er der behov for en flerskala, multidisciplinær tilgang, der kombinerer videnskabelige og praktiske bidrag fra materialevidenskab, korrosionsvidenskab, cement-/betonforskning og konstruktionsteknik. Angst og hans kolleger foreslår, at videnskabelig forskning udvikler sig væk fra chloridtærskelkonceptet.

"På trods af enorme mængder af forskning, kunne der ikke findes nogen klar chloridtærskel, og de påvirkende faktorer er komplekse," sagde Burkan Isgor, fra Oregon State University. "Desværre leder mainstream forskning stadig efter denne tærskel, som udgør en stor barriere for at udvikle pålidelige korrosionsprognosemodeller." + Udforsk yderligere

Passer til Al-Mg-Si:Ny beskyttende belægning til stål i skibe og marine- og kystanlæg