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    Resistenza alla corrosione delle barre di acciaio nel calcestruzzo quando miscelate con microrganismi aerobici

    Un'immagine schematica dell'ingresso di ossigeno nella struttura dei pori e riduzione dell'ossigeno disciolto da parte di microrganismi aerobici in una soluzione porosa. Credito:Università di Ehime

    L'ossigeno disciolto nella soluzione dei pori è spesso un fattore di controllo che determina la velocità del processo di corrosione delle barre di acciaio nel calcestruzzo. Questo studio riporta la resistenza alla corrosione e le proprietà di polarizzazione delle barre di acciaio in un campione di malta miscelato con microrganismi aerobici. L'aggiunta dei microrganismi nelle miscele di malta ha portato a una maggiore resistenza alla corrosione, che è stato confermato dal ridotto tasso di permeabilità all'ossigeno, basata sulle proprietà di polarizzazione catodica.

    Questo studio riporta un nuovo metodo per migliorare la resistenza alla corrosione attraverso la ridotta disponibilità di ossigeno disciolto nelle reazioni catodiche che potrebbe essere ottenuta attraverso processi metabolici di aerobica Bacillus subtilis natto in presenza di fonti di carbonio organico. Inoltre, l'approccio è vantaggioso nel facilitare la formazione di carbonato di calcio che sigilla le fessure accompagnata dall'auto-riparazione del calcestruzzo.

    La corrosione delle barre d'acciaio nel calcestruzzo porta a una diminuzione della durabilità del cemento armato. I processi di corrosione possono essere spiegati da reazioni elettrochimiche che avvengono nelle regioni anodica e catodica. Quest'ultima reazione richiede ossigeno e acqua, che è un elettrolita in grado di supportare il flusso di elettroni.

    L'ossigeno disciolto nella soluzione dei pori è spesso un fattore di controllo che determina la velocità del processo di corrosione delle barre di acciaio nel calcestruzzo. Le proprietà sono essenzialmente associate alla permeabilità dell'ossigeno disciolto nella soluzione dei pori. Questo potrebbe essere influenzato dalle attività metaboliche dell'aerobica Bacillus subtilis natto miscelato in miscele cementizie. Bacillus subtilis natto è resistente a condizioni ambientali sfavorevoli, compresi salinità e pH estremo, attraverso la formazione di un'endospora nei momenti di stress nutritivo fino a quando le condizioni non diventano favorevoli.

    Sono state eseguite misurazioni elettrochimiche per esaminare i processi di corrosione con il metodo dell'impedenza AC, misurazioni del potenziale di semicella, e misure di corrosione delle macrocelle utilizzando amperometri a resistenza zero. Le curve di polarizzazione catodica sono state misurate a 28 e 91 giorni prima e dopo che i provini sono stati esposti a prove di corrosione indotta da cloruri attraverso cicli a secco e ad umido.

    I risultati indicano che il tasso di permeabilità all'ossigeno dedotto sulla base della densità di corrente limite è sostanzialmente inferiore nel caso di provini di malta miscelati con il Bacillus subtilis natto . Ciò può essere spiegato dal fatto che l'ossigeno disciolto viene consumato dall'ossidazione della materia organica, un processo inizialmente catalizzato da Bacillus subtilis natto presenti nelle miscele di malta durante i periodi di monitoraggio. Sulla base dei risultati ottenuti, l'aggiunta di una soluzione di coltura contenente Bacillus subtilis natto la reazione con l'ossigeno disciolto ha determinato una maggiore resistenza ai processi di corrosione, che è stato confermato dai risultati del potenziale di semicella e della densità di corrente di corrosione di microcelle e macrocelle. Esiste una forte possibilità che l'ossigeno disciolto ridotto nella soluzione dei pori attraverso i processi aerobici possa aumentare la resistenza alla corrosione nei campioni di malta fessurati.


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