Robuster Betonschutz

Eine kürzlich veröffentlichte Arbeit beschreibt ein multifunktionales superhydrophobes Komposit mit mechanisch-chemischer Stabilität zum Schutz von Beton.

Beton ist aufgrund seiner porösen Struktur und seiner hydrophilen Zusammensetzung in hohem Maße wasserdurchlässig, so dass das Problem der Beschädigung durch Feuchtigkeit in der Umgebung unausweichlich ist. Bildquelle: djama - Fotolia (Symbolbild).

Die Ausstattung von Beton mit einer handelsüblichen superhydrophoben Beschichtung, deren Oberflächentopographie und chemische Zusammensetzung individuell gestaltet werden kann, ist ein wirksames Mittel, um die Korrosion der inneren Bewehrungsstäbe zu verhindern. Obwohl bereits mehrere Methoden zur Bekämpfung des Korrosionsproblems angewandt wurden, ist die Entwicklung einer anlagenfreien, kostengünstigen und skalierbaren Strategie zur Herstellung einer robusten superhydrophoben Beschichtung auf der Betonoberfläche immer noch eine Herausforderung. In einer neuen Arbeit wurde ein robuster, superhydrophober, epoxidgebundener Korund-Siliziumdioxid-Polydimethylsiloxan (ECSP)-Verbundwerkstoff als Betonmodifizierungsbeschichtung durch eine „Panzerungs“-Schutzmethodik mittels eines einfachen und kostengünstigen Tauchbeschichtungsprozesses hergestellt.

Schützende „Panzer“-Struktur

Der ECSP-Verbundwerkstoff besteht aus Korund-Mikropartikeln (MP), die in der Epoxid-Klebstoffschicht (EP) eingeschlossen sind, und Siliziumdioxid-Nanopartikeln (SiO2 NP), die mit einer Beschichtung mit niedriger Oberflächenenergie modifiziert wurden. Die Korund-MP mit hoher Steifigkeit und Härte fungieren als robuste, schützende „Panzer“-Struktur, während die mit Polydimethylsiloxan modifizierten SiO2-NP innerhalb der „Panzer“-Struktur liegen und für Superhydrophobie sorgen. Dank der Panzerstruktur weist der mit ECSP beschichtete Beton eine ausgezeichnete Robustheit unter verschiedenen rauen Bedingungen auf, wie z. B. mechanischer Abrieb, Kratzen mit Messern, Abziehen von Klebeband, Wasserstrahlen, UV-Bestrahlung, Temperaturbehandlung und chemische Korrosion. Besonders wichtig ist, dass die ECSP-Verbundbeschichtung den Beton (einschließlich des Bewehrungsstahls) erfolgreich vor chemischer und elektrochemischer Korrosion schützt.

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 183, Oktober 2023, veröffentlicht.

Lesetipp

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