研究鋼鐵生銹的新技術有利于采礦業(yè)

薩斯喀徹溫大學(USask)博士 學生Arthur Situm開發(fā)了一種新的非侵入性技術來研究鋼鐵的生銹，這項研究可能有助于鉀鹽開采的安全性以及建筑物，道路和橋梁的建設。

在加拿大光源(CLS)同步，USask，Situm的國家級研究機構已經(jīng)研究螺紋鋼-的防護涂料如何鋼鋼筋用于加強混凝土-withstand生銹(腐蝕)。他特別考慮到了鉀肥采礦業(yè)的研究。

來自鉀鹽開采的鹽滲透多孔混凝土，可能導致鋼筋生銹更快，這可能需要更頻繁的更換。世界上最大的鉀肥儲量，主要用于農(nóng)作物肥料，位于薩斯喀徹溫省，該行業(yè)是省級經(jīng)濟不可或缺的一部分，占2017年全球礦產(chǎn)量的近30%。

“即使鋼筋有點生銹，混凝土通常也能保持良好狀態(tài)，但我開發(fā)的方法可以幫助您確定鋼筋的保護涂層在哪一點上失效，這樣研究人員就可以開發(fā)出更好的涂層，”Situm說。

與用于研究腐蝕的其他方法不同，Situm的新同步加速器技術源于X射線，顯微鏡和CLS粒子加速器的組合，顯示了涂層在沒有從鋼筋中移除它們的效果。通常，涂層去除會使樣品無法用于將來的測試而損壞樣品，并且可能會干擾涂層本身的腐蝕。

該項目由以下機構資助：聯(lián)邦機構NSERC; 國際礦產(chǎn)創(chuàng)新研究所(IMII); 鉀肥公司Nutrien，BHP和Mosaic; 和Mitacs，一個促進加拿大商業(yè)和學術界增長和創(chuàng)新的國家非營利組織。

“我們與這些公司密切合作，以更好地了解他們在螺紋鋼方面的需求，并定期與他們和IMII分享我們的結果，”Situm的主管，化學教授Andrew Grosvenor說。“我們希望在項目結束時，我們的工作將有助于他們進一步提高鉀肥行業(yè)建筑的安全性。”

Situm為實驗室中的多種保護涂層模擬了不同的條件，以了解材料和表面化學品如何響應。他的研究結果表明，一種名為“熔結環(huán)氧樹脂”的著名且更昂貴的涂層能夠比其他類型的涂層更耐腐蝕。

“這不僅僅是我們在實驗室中所做的工作，可以告訴我們選擇特定的涂層。材料性能會因材料的使用壽命和環(huán)境暴露而發(fā)生很大變化，所以我們不建議使用一種涂層，”格羅夫納。“亞瑟對尋找研究腐蝕的新方法更感興趣。”

Situm的技術“映射”材料的化學元素如何放置在其表面，以及它們?nèi)绾坞S著腐蝕或老化而變化。他的研究結果發(fā)表在“ 腐蝕科學與表面和界面分析 ”期刊上。

“就像一個城市的地圖，它告訴你公園和建筑物在哪里，以及有多大，我的地圖顯示了材料中化學物質的非常準確的分布，”他說。

Situm計劃利用模擬核燃料擴展其技術的應用，以研究用于儲存核廢料的陶瓷的穩(wěn)定性。