Korrosionsbestandighed af stålstænger i beton, når de blandes med aerobe mikroorganismer

Opløst oxygen i poreopløsning er ofte en kontrollerende faktor, der bestemmer hastigheden af ​​korrosionsprocessen af ​​stålstænger i beton. Denne undersøgelse rapporterer om korrosionsbestandighed og polarisationsegenskaber af stålstænger i en mørtelprøve blandet med aerobe mikroorganismer. Tilsætningen af ​​mikroorganismerne i mørtelblandinger førte til højere korrosionsbestandighed, hvilket blev bekræftet af den reducerede iltgennemtrængelighed, baseret på katodiske polarisationsegenskaber.

Denne undersøgelse rapporterer om en ny metode til at øge korrosionsbestandigheden via reduceret tilgængelighed af opløst oxygen i de katodiske reaktioner, som kunne opnås gennem metaboliske processer af aerobe Bacillus subtilis natto i nærvær af organiske kulstofkilder. Ud over, fremgangsmåden er gavnlig til at lette dannelsen af ​​calciumcarbonat, som forsegler revner ledsaget af selvhelbredelse af beton.

Korrosion af stålstænger i beton fører til et fald i holdbarheden af ​​armeret beton. Korrosionsprocesserne kan forklares ved elektrokemiske reaktioner, der finder sted i anodiske og katodiske områder. Sidstnævnte reaktion kræver ilt og vand, som er en elektrolyt, der kan understøtte strømmen af ​​elektroner.

Opløst oxygen i poreopløsning er ofte en kontrollerende faktor, der bestemmer hastigheden af ​​korrosionsprocessen af ​​stålstænger i beton. Egenskaberne er i det væsentlige forbundet med permeabiliteten af ​​opløst oxygen i poreopløsningen. Dette kan blive påvirket af de metaboliske aktiviteter af aerobe Bacillus subtilis natto blandet i cementholdige blandinger. Bacillus subtilis natto er modstandsdygtig over for ugunstige miljøforhold, inklusive saltholdighed og ekstrem pH, gennem dannelsen af ​​en endospore i tider med ernæringsmæssig stress, indtil forholdene bliver gunstige.

Elektrokemiske målinger blev udført for at undersøge korrosionsprocesserne ved hjælp af AC-impedansmetoden, målinger af halvcellepotentiale, og makrocelle-korrosionsmålinger ved anvendelse af nul-modstand amperemetre. Katodisk polariseringskurver blev målt 28 og 91 dage før og efter, at prøverne blev udsat for chloridinducerede korrosionstest gennem tørre og våde cyklusser.

Resultaterne indikerer, at iltgennemtrængelighedshastigheden udledt baseret på begrænsende strømtæthed er væsentligt lavere i tilfælde af mørtelprøver blandet med Bacillus subtilis natto . Dette kan forklares ved, at den opløste ilt forbruges ved oxidation af organisk stof, en proces oprindeligt katalyseret af Bacillus subtilis natto til stede i mørtelblandinger i overvågningsperioderne. Baseret på de opnåede resultater, tilsætning af en kulturopløsning indeholdende Bacillus subtilis natto at reagere med opløst ilt resulterede i højere modstand mod korrosionsprocesser, hvilket blev bekræftet af resultaterne af halvcellepotentiale og mikrocelle- og makrocellekorrosionsstrømtæthed. Der er en stærk mulighed for, at den reducerede opløste oxygen i poreopløsningen gennem de aerobe processer kan øge korrosionsbestandigheden i revnede mørtelprøver.