Tekniska konstruktioner gjorda av betong, stål eller andra material utsätts för vibrationer och påfrestningar. På grund av detta uppstår små sprickor, som växer och så småningom leder till förstörelse. Detta fenomen kallas "trötthetsfel."
Samtidigt sker korrosion av materialet under påverkan av miljön. Det är kombinationen av dessa faktorer – utmattning och korrosionsbrott – som avgör strukturens livslängd. För att öka den förstärks material med olika föreningar.
En professor vid RUDN-universitetet har föreslagit att använda epoxiharts för detta och jämfört hur slitage och en miljö med olika surhetsgrad skulle påverka det i det här fallet. Uppsatsen är publicerad i tidskriften Polymers .
"Vissa forskare tror att utmattningsbrott är den främsta orsaken till förstörelse. Men ibland kan miljön orsaka mer skada. Till exempel för betongkonstruktioner som installeras i vatten. Med andra ord är kombinationen av korrosion och utmattning farligare än vart och ett av dessa fenomen separat," sa Kazem Reza Kashyzadeh, professor vid RUDN:s transportavdelning.
Han preparerade flera prover av vanlig och epoxiarmerad betong och genomförde utmattningstester i olika miljöer:luft, vatten, havsvatten, sura och alkaliska miljöer. Proverna placerades först i mediet under en månad, varefter deras tryckhållfasthet mättes och testades sedan i en högcykelprovningsmaskin. Proverna utsattes för experimentet med en frekvens av tre gånger per sekund tills misslyckande.
Betong med epoxiharts klarade sig bättre än andra prover med korrosiv påverkan från miljön och cykliska belastningar. Till exempel för vanlig betong i vatten var belastningsgränsen cirka 10 ton och för armerad betong cirka 18. Det vill säga att utmattningshållfastheten ökade med 80 %. Tryckhållfastheten hos armerad betong omedelbart efter exponering för en aggressiv miljö var 12 % högre.
"Statiska tester har visat att tryckhållfastheten hos betong med polymer är cirka 12 % högre än för konventionell betong i luft. I alla andra aggressiva miljöer är den statiska hållfastheten för vanlig betong också mindre. Utmattningshållfastheten hos betong med epoxiharts ökar markant i alla miljöer, i vissa fall upp till 200 %, säger Kazem Reza Kashyzadeh, professor vid RUDN:s transportavdelning.
Mer information: Kazem Reza Kashyzadeh, Effekt av frätande miljö på högcykelutmattningsbeteendet hos armerad betong med epoxiharts:Experimentell studie, polymerer (2023). DOI:10.3390/polym15193939
Tillhandahålls av RUDN University
