Abstrakt

Korrosionsschutz von Bewehrungsstahl in Meeresatmosphäre durch Nanobeschichtung

Rajesh Kumar Singh und Sanjoy Misra

Betonstahl ist ein wichtiges Baumaterial, das hauptsächlich für Bauarbeiten verwendet wird. Dieses Metall wird für den Bau von Brücken und Häusern mit Beton verstärkt. Solche Brücken und Häuser sind in Küstengebieten aufgrund der hohen Konzentration von Chloridionen in der Meeresatmosphäre Korrosionsproblemen ausgesetzt. Die Oberflächen von Brücken und Häusern sind porös. Die Chloridionen dringen in die Baumaterialien ein und entwickeln elektrochemische Zellen auf der Oberfläche des Betonstahls. Betonstahl durchläuft einen Korrosionsprozess und es entstehen verschiedene Formen von Korrosion wie galvanische Korrosion, Lochfraß, Spannungskorrosion und Spaltkorrosion. Chloridionen entwickeln eine interne und externe Korrosionswirkung auf Betonstahl und Beton, wodurch es zu einer Auflösung der Baumaterialien kommt. Diese korrosiven Ionen verkürzen die Lebensdauer der Baumaterialien, erhöhen die Wartungskosten und manchmal kommt es zu schweren Unfällen. Beton enthält Magnesium- und Calciumhydroxide. Chloridionen reagieren mit diesen Hydroxiden und senken den pH-Wert des Betons, wodurch die Korrosionsreaktion beschleunigt wird. Eine Nanobeschichtung aus Mg3(PO4)2 mit DLC-Füllstoff wird aufgetragen, um die Korrosion von Betonstahl in der Meeresatmosphäre zu kontrollieren. Der unbeschichtete und mit Mg3(PO4)2 beschichtete Bewehrungsstahl wurde in verschiedenen Jahreszeiten wie Sommer, Regenzeit und Winter der Meeresatmosphäre ausgesetzt. Die Korrosionsrate des Metalls wurde in diesen Jahreszeiten analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Korrosionsrate zwar minimiert wird, aber keine guten Ergebnisse erzielt werden. Auf der Oberfläche des mit Mg3(PO4)2 beschichteten Bewehrungsstahls, der mit Chlorionen reagiert, bilden sich Porositäten. DLC wird als Füllstoff verwendet, um die Porositäten des beschichteten Bewehrungsstahls zu schließen, und erneut wurde die Korrosionsrate des Bewehrungsstahls in den oben genannten Jahreszeiten analysiert. Es wurde festgestellt, dass dieser Füllstoff in der Meeresatmosphäre eine gute Hemmwirkung hat. Die Korrosion des Metalls wurde durch gravimetrische und potentiostatische Polarisationsmethoden bestimmt. Die Beschichtungsarbeiten wurden durch Anwendung von Düsensprays und Dampfabscheidungsmethoden abgeschlossen. Beschichtungseffizienz, Oberflächenbedeckungsbereich und Stabilität des Beschichtungsmaterials wurden mit Arrhenius, Langmuir-Isotherme, Temkin-Gleichung, freier Energie, Enthalpie und Entropie berechnet.