Università del Saskatchewan (USA) Ph.D. lo studente Arthur Situm ha sviluppato una nuova tecnica non invasiva per studiare la ruggine dell'acciaio, ricerca che può aiutare con la sicurezza dell'estrazione di potassio e la costruzione di edifici, strade e ponti.

Al sincrotrone Canadian Light Source (CLS), un centro di ricerca nazionale di USask, Situm ha studiato come i rivestimenti protettivi delle armature, le barre di rinforzo in acciaio utilizzate per rinforzare il calcestruzzo, resistono alla ruggine (corrosione). Ha svolto le sue ricerche pensando soprattutto all'industria mineraria di potassio.

Il sale proveniente dall'estrazione di potassio filtra attraverso il calcestruzzo poroso e può causare l'arrugginimento dell'armatura più velocemente, che potrebbero richiedere sostituzioni più frequenti. Le più grandi riserve mondiali di potassio, utilizzato principalmente per fertilizzante delle colture, sono in Saskatchewan e l'industria è parte integrante dell'economia provinciale, che costituiscono quasi il 30 percento della produzione mondiale del minerale nel 2017.

"Il calcestruzzo di solito regge abbastanza bene anche quando l'armatura è un po' arrugginita, ma il metodo che ho sviluppato ti aiuta a determinare a che punto i rivestimenti protettivi delle armature falliscono, in modo che i ricercatori possano sviluppare rivestimenti migliori, " disse Situm.

A differenza di altri metodi utilizzati per studiare la corrosione, La nuova tecnica di sincrotrone di Situm, che deriva da una combinazione di raggi X, un microscopio e l'acceleratore di particelle CLS, mostra l'efficacia dei rivestimenti senza rimuoverli dall'armatura. Normalmente, la rimozione del rivestimento danneggia i campioni rendendoli inutilizzabili per futuri test e può interferire con la corrosione del rivestimento stesso.

Il progetto è finanziato da:l'agenzia federale NSERC; l'International Minerals Innovation Institute (IMII); aziende di potassio Nutrien, BHP e Mosaico; e Mitac, un'organizzazione nazionale senza scopo di lucro che promuove la crescita e l'innovazione per le imprese e il mondo accademico in Canada.

"Lavoriamo a stretto contatto con queste aziende per capire meglio quali sono le loro esigenze in termini di armature, e condividiamo regolarmente i nostri risultati con loro e IMII, " ha detto il professore di chimica Andrew Grosvenor, Il supervisore di Situm. "Ci auguriamo che entro la fine del progetto il nostro lavoro sarà utile per migliorare ulteriormente la sicurezza delle costruzioni nell'industria del potassio".

Situm ha simulato diverse condizioni per più tipi di rivestimenti protettivi in ​​laboratorio per capire come possono rispondere i materiali e le sostanze chimiche di superficie. I suoi risultati mostrano che un rivestimento noto e più costoso chiamato "epossidico legato per fusione" è in grado di resistere alla corrosione meglio di altri tipi di rivestimenti testati.

"Non è solo il lavoro che svolgiamo in laboratorio che può dirci di scegliere un particolare rivestimento. Le prestazioni di un materiale possono cambiare notevolmente in base alla durata del materiale e all'esposizione ambientale, quindi non consigliamo un rivestimento rispetto ad altri, " ha detto Grosvenor. "Arthur era più interessato a trovare nuovi modi per studiare la corrosione."

La tecnica di Situm "mappa" come gli elementi chimici di un materiale sono posizionati sulla sua superficie, e come possono cambiare in risposta alla corrosione o all'invecchiamento. I suoi risultati sono pubblicati nelle riviste Scienza della corrosione e Analisi di superfici e interfacce .

"Proprio come una mappa di una città, che ti dice dove sono i parchi e gli edifici, e quanto è grande, la mia mappa mostra una distribuzione molto accurata delle sostanze chimiche in un materiale, " Egli ha detto.

Situm intende estendere le applicazioni della sua tecnica allo studio della stabilità delle ceramiche utilizzate per immagazzinare scorie nucleari, utilizzando un combustibile nucleare simulato.