Arthur Situm au synchrotron Canadian Light Source. Crédit :Dave Stobbe
Université de la Saskatchewan (États-Unis) Ph.D. l'étudiant Arthur Situm a développé une nouvelle technique non invasive pour étudier la rouille de l'acier, la recherche qui peut aider à la sécurité de l'extraction de la potasse et de la construction de bâtiments, routes et ponts.
Au synchrotron Canadian Light Source (CLS), un centre de recherche national de l'USask, Situm a étudié comment les revêtements protecteurs des barres d'armature - les barres d'armature en acier utilisées pour renforcer le béton - résistent à la rouille (corrosion). Il a fait ses recherches en pensant particulièrement à l'industrie minière de la potasse.
Le sel provenant de l'extraction de la potasse s'infiltre à travers le béton poreux et peut accélérer la rouille des barres d'armature, ce qui pourrait nécessiter des remplacements plus fréquents. Les plus grandes réserves mondiales de potasse, principalement utilisé pour l'engrais des cultures, sont en Saskatchewan et l'industrie fait partie intégrante de l'économie provinciale, représentant près de 30 pour cent de la production mondiale du minerai en 2017.
"Le béton résiste généralement assez bien même lorsque la barre d'armature est un peu rouillée, mais la méthode que j'ai développée vous aide à déterminer à quel point les revêtements protecteurs des barres d'armature échouent, afin que les chercheurs puissent développer de meilleurs revêtements, " dit Sitoum.
Contrairement aux autres méthodes utilisées pour étudier la corrosion, La nouvelle technique synchrotron de Situm, qui résulte d'une combinaison de rayons X, un microscope et l'accélérateur de particules CLS, montre l'efficacité des revêtements sans les retirer de la barre d'armature. Normalement, le retrait du revêtement endommage les échantillons en les rendant inutilisables pour des tests futurs et peut interférer avec la corrosion du revêtement lui-même.
Le projet est financé par :l'agence fédérale CRSNG; l'Institut international d'innovation minérale (IMII); sociétés de potasse Nutrien, BHP et Mosaïque; et Mitacs, un organisme national sans but lucratif qui favorise la croissance et l'innovation pour les entreprises et les universités au Canada.
Andrew Grosvenor (à gauche) et Arthur Situm au synchrotron Canadian Light Source. Crédit :Dave Stobbe
« Nous travaillons en étroite collaboration avec ces entreprises pour mieux comprendre quels sont leurs besoins en matière de barres d'armature, et nous partageons régulièrement nos résultats avec eux et IMII, " a déclaré le professeur de chimie Andrew Grosvenor, Superviseur de Situm. "Nous espérons que d'ici la fin du projet, notre travail leur sera utile pour améliorer davantage la sécurité des constructions dans l'industrie de la potasse."
Situm a simulé différentes conditions pour plusieurs types de revêtements protecteurs en laboratoire afin de comprendre comment les matériaux et les produits chimiques de surface peuvent réagir. Ses résultats montrent qu'un revêtement bien connu et plus coûteux appelé « époxy lié par fusion » est capable de mieux résister à la corrosion que les autres types de revêtements testés.
« Ce n'est pas seulement le travail que nous effectuons en laboratoire qui peut nous indiquer de choisir un revêtement particulier. Les performances d'un matériau peuvent changer considérablement en fonction de la durée de vie du matériau et de l'exposition environnementale, nous ne recommandons donc pas un revêtement plutôt que d'autres, " a déclaré Grosvenor. " Arthur était plus intéressé à trouver de nouvelles façons d'étudier la corrosion. "
La technique de Situm « carte » comment les éléments chimiques d'un matériau sont placés sur sa surface, et comment ils peuvent changer en réponse à la corrosion ou au vieillissement. Ses résultats sont publiés dans les revues Science de la corrosion et Analyse de surface et d'interface .
"Un peu comme une carte d'une ville, qui vous indique où se trouvent les parcs et les bâtiments, et quelle taille, ma carte montre une répartition très précise des produits chimiques dans un matériau, " il a dit.
Situm envisage d'étendre les applications de sa technique à l'étude de la stabilité des céramiques utilisées pour le stockage des déchets nucléaires, utilisant un combustible nucléaire simulé.
