Making Concrete Stronger and More Durable with Resin

30/05/24-FR-English-NL-footer

Rendre le béton plus solide et plus durable avec de la résine

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Les structures d'ingénierie en béton, en acier ou en d'autres matériaux sont soumises à des vibrations et à des contraintes. De ce fait, de petites fissures apparaissent, qui se développent et finissent par conduire à la destruction. Ce phénomène est appelé « défaillance par fatigue ».

Dans le même temps, la corrosion du matériau se produit sous l'influence de l'environnement. C’est la combinaison de ces facteurs – fatigue et rupture par corrosion – qui déterminera la durée de vie de la structure. Pour l'augmenter, les matériaux sont renforcés par divers composés. Le professeur de l'Université RUDN a suggéré d'utiliser de la résine époxy pour cela et a comparé l'impact de l'usure et d'un environnement avec une acidité différente dans ce cas.

« Certains scientifiques pensent que la rupture par fatigue est la principale cause de destruction. Cependant, l’environnement peut parfois causer davantage de dégâts. Par exemple, pour les structures en béton installées dans l'eau. En d’autres termes, la combinaison de la corrosion et de la fatigue est plus dangereuse que chacun de ces phénomènes séparément », a déclaré Kazem Reza Kashyzadeh, professeur au Département des transports de l’RUDN.

Il a préparé plusieurs échantillons de béton ordinaire et armé époxy et a réalisé des essais de fatigue dans différents environnements : air, eau, eau de mer, milieux acides et alcalins. Les échantillons ont d'abord été placés dans le milieu pendant un mois, après quoi leur résistance à la compression a été mesurée puis testée sur une machine d'essai à cycle élevé. Les échantillons ont été soumis à l’expérience à une fréquence de trois fois par seconde jusqu’à échec.

Le béton avec résine époxy a mieux résisté que les autres échantillons à l'influence corrosive de l'environnement et aux charges cycliques. Par exemple, pour le béton ordinaire dans l'eau, la limite de charge était d'environ 10 tonnes et pour le béton armé d'environ 18. C'est-à-dire que la résistance à la fatigue a augmenté de 80 %. La résistance à la compression du béton armé immédiatement après exposition à un environnement agressif était 12 % plus élevée.

« Des tests statiques ont montré que la résistance à la compression du béton avec polymère est environ 12 % supérieure à celle du béton conventionnel dans l'air. Dans tous les autres environnements agressifs, la résistance statique du béton ordinaire est également moindre. La résistance à la fatigue du béton avec résine époxy augmente considérablement dans tous les environnements, dans certains cas jusqu'à 200% », a déclaré Kazem Reza Kashyzadeh, professeur au Département des transports de l'RUDN.
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30/05/24-English

Making Concrete Stronger and More Durable with Resin

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Engineering structures made of concrete, steel, or other materials are subject to vibrations and stress. Because of this, small cracks appear, which grow and eventually lead to destruction. This phenomenon is called “fatigue failure”.

At the same time, corrosion of the material occurs under the influence of the environment. It is the combination of these factors – fatigue and corrosion failure – that will determine the service life of the structure. To increase it, materials are reinforced with various compounds. The RUDN University professor suggested using epoxy resin for this and compared how wear and an environment with different acidity would affect it in this case.

“Some scientists believe that fatigue failure is the main cause of destruction. However, sometimes the environment can cause more damage. For example, for concrete structures that are installed in water. In other words, the combination of corrosion and fatigue is more dangerous than each of these phenomena separately,” Kazem Reza Kashyzadeh, professor of the RUDN Department of Transport said.

He prepared several samples of ordinary and epoxy-reinforced concrete and conducted fatigue tests in different environments: air, water, seawater, acidic, and alkaline environments. The samples were first placed in the medium for a month, after which their compressive strength was measured and then tested in a high-cycle testing machine. The samples were subjected to the experiment at a frequency of three times per second until failure.

Concrete with epoxy resin coped better than other samples with the corrosive influence of the environment and cyclic loads. For example, for ordinary concrete in water, the load limit was about 10 tons, and for reinforced concrete – about 18. That is, the fatigue strength increased by 80%. The compressive strength of reinforced concrete immediately after exposure to an aggressive environment was 12% higher.

“Static tests have shown that the compressive strength of concrete with polymer is approximately 12% higher than that of conventional concrete in air. In all other aggressive environments, the static strength of ordinary concrete is also less. The fatigue strength of concrete with epoxy resin increases significantly in all environments, in some cases up to 200%,”  Kazem Reza Kashyzadeh, professor of the RUDN Department of Transport said.
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30/05/24-NL

Beton sterker en duurzamer maken met hars

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Kunstwerken van beton, staal of andere materialen zijn onderhevig aan trillingen en spanningen. Hierdoor verschijnen er kleine scheurtjes, die groeien en uiteindelijk tot vernietiging leiden. Dit fenomeen wordt ‘vermoeidheidsfalen’ genoemd.

Tegelijkertijd treedt corrosie van het materiaal op onder invloed van de omgeving. Het is de combinatie van deze factoren – vermoeidheid en corrosiefalen – die de levensduur van de constructie zal bepalen. Om dit te vergroten, worden materialen versterkt met verschillende verbindingen. De professor van de RUDN-universiteit stelde voor om hiervoor epoxyhars te gebruiken en vergeleek hoe slijtage en een omgeving met verschillende zuurgraad hier in dit geval invloed op zouden hebben.

“Sommige wetenschappers zijn van mening dat het falen van vermoeidheid de belangrijkste oorzaak van vernietiging is. Soms kan de omgeving echter meer schade aanrichten. Bijvoorbeeld voor betonconstructies die in water worden geplaatst. Met andere woorden: de combinatie van corrosie en vermoeidheid is gevaarlijker dan elk van deze verschijnselen afzonderlijk”, zegt Kazem Reza Kashyzadeh, hoogleraar aan het RUDN-departement van Transport.

Hij bereidde verschillende monsters van gewoon en met epoxy versterkt beton voor en voerde vermoeiingstests uit in verschillende omgevingen: lucht, water, zeewater, zure en alkalische omgevingen. De monsters werden eerst een maand in het medium geplaatst, waarna hun druksterkte werd gemeten en vervolgens getest in een hoogcyclische testmachine. De monsters werden aan het experiment onderworpen met een frequentie van drie keer per seconde totdat ze faalden.

Beton met epoxyhars kon beter dan andere monsters omgaan met de corrosieve invloed van de omgeving en cyclische belastingen. Voor gewoon beton in water was de belastingslimiet bijvoorbeeld ongeveer 10 ton, en voor gewapend beton ongeveer 18. Dat wil zeggen dat de vermoeiingssterkte met 80% toenam. De druksterkte van gewapend beton onmiddellijk na blootstelling aan een agressieve omgeving was 12% hoger.

“Statische tests hebben aangetoond dat de druksterkte van beton met polymeer ongeveer 12% hoger is dan die van conventioneel beton in lucht. In alle andere agressieve omgevingen is de statische sterkte van gewoon beton ook minder. De vermoeiingssterkte van beton met epoxyhars neemt in alle omgevingen aanzienlijk toe, in sommige gevallen tot 200%”, aldus Kazem Reza Kashyzadeh, hoogleraar van het RUDN Department of Transport.
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