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Samples of the austenitic stainless steel grade X5CrNi18‐10 (1.4301, AISI 304) were ground industrially with various grinding parameters to study their influence on corrosion resistance. The ability of the mechanically ground surfaces to form a stable passive layer was evaluated by KorroPad test and a modified electrochemical potentiodynamic reactivation test based on a single loop (EPR‐SL). Furthermore, the surfaces were characterized by surface analytical methods. The main influence was determined regarding abrasive belt type. Surfaces mechanically ground with granulate abrasive belts constantly had a lower corrosion resistance than surfaces ground with single‐coated grain. The granulate abrasive belts generated more sensitized surface areas and left formations of welded sample material on the mechanically ground surfaces. A post‐treatment with a nonwoven abrasive proved to be an effective finishing process by which the surface defects and sensitized material got removed and the surfaces regained the expected corrosion resistance.
Durch eine breite Beteiligung von Schleifmittelherstellern, -anwendern und wissenschaftlichen Einrichtungen im projektbegleitenden Ausschuss (PA) konnte der vielschichtige Themenkomplex „Schleifen“ im Kontext zu den Projektzielen umfassend untersucht werden. Es wurden praxisrelevante Parameterfelder definiert, die eine erfolgreiche Aufklärung der Projektfragestellung ermöglichten.
Im Zuge der Untersuchungen wurde ein signifikanter Einfluss beim Einsatz von Granulatschleifbändern auf das Korrosionsverhalten geschliffener Oberflächen festgestellt. Damit zeigten geschliffene Oberflächen regelmäßig eine schlechtere Korrosionsbeständigkeit als Oberflächen, die mit sonst gleichen Parametern mit einlagig gestreuten Bändern bearbeitet wurden.
Die durch einige Untersuchungsergebnisse aus vorangegangenen AiF-Vorhaben ursprünglich verfolgte These, dass Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit auf die Kornart der Schleifmittel Korund bzw. SiC zurückzuführen ist, konnte nur bedingt bestätigt werden. Bei den systematischen Untersuchungen innerhalb dieses Projektes erwies sich der Einfluss der Kornart im Vergleich zum Einfluss des Schleifbandtyps (Granulat bzw. einlagig gestreutes Korn) als weniger relevant.
Durch weiterführende Untersuchungen konnten auf Oberflächen, die mit Granulatschleifbändern bearbeitet wurden, große Materialaufplattungen aus Eigenmaterial festgestellt werden. Das Eigenmaterial wird dabei im Schleifprozess zunächst abgetragen und aufgrund der Topografie des Schleifbandes zeitweise auf den Bändern festgehalten. Später lösen sich diese Materialanhäufungen vom Band ab und können prozessbedingt durch Wärme- und Krafteinwirkung auf den bearbeiteten Oberflächen aufgeplattet werden. Durch REM und KorroPad Untersuchungen ließen sich Bereiche mit solchen Eigenmaterialaufplattungen eindeutig als wesentliche Ausgangspunkte für Korrosionsprozesse identifizieren. Das aufgeplattete Material ist stark verformt, thermisch beeinflusst und bildet eine Spaltgeometrie zur Bauteiloberfläche aus. Diese Veränderungen führen zur Störung der Passivschichtausbildung in diesen Bereichen und verursachen damit eine erhöhte Korrosionsanfälligkeit der Oberflächen.
Durch gezielte Nachbearbeitungsprozesse ist es möglich, die Eigenmaterialaufplattungen von den Oberflächen zu entfernen. Im Rahmen des Vorhabens wurde dazu eine Nachbearbeitung mittels Schleifvlies geprüft, die zu einer Entfernung der Eigenmaterialaufplattungen und damit zu einer Wiederherstellung der erwarteten Korrosionsbeständigkeit führte. Wird der Endschliff von Oberflächen mit einlagig gestreutem Korn ausgeführt, sind ebenfalls keine korrosionsrelevanten Materialaufplattungen zu erwarten.
Die in einem vorhergehenden AiF Vorhaben IGF 17136 N/1 entwickelte Methode der KorroPad-Prüfung konnte auch hier erfolgreich für die Untersuchung der Auswirkung unterschiedlicher Prozessparameter auf die Korrosionsbeständigkeit der Oberflächen eingesetzt werden. Zudem erwies sich das EPR-SL-Verfahren als ein weiterer Ansatz, um die Passivschichtstabilität verschieden geschliffener Oberflächen vergleichend untersuchen zu können.
Mit den nun vorliegenden Erkenntnissen können kmU künftig durch Anpassungen und Optimierung von Schleifprozessen eine gute Korrosionsbeständigkeit der bearbeiteten Oberflächen sicherstellen. Die Optimierung der Prozessparameter und -schritte kann durch den Einsatz der KorroPad-Prüfung Inhouse erfolgen und somit die laufende Fertigung im Rahmen der Qualitätsprüfung überwacht und dokumentiert werden.
Concrete is the most produced material in the world. Every year approx. 6.000.000.000 m³ are produced worldwide and it is expected that the production volume will continue to increase because of the economic growth of many countries around the world. This development will also result in an increase of manufacturing CO₂ emissions if nothing changes. The cement production is already responsible for 5-10 % of the worldwide anthropogenic CO₂ emissions. An immense decrease of the CO₂ emissions (approx. 45-65 %) can be achieved by the use of geopolymers as binder instead of ordinary Portland cement. However, so far only limited data exists regarding the corrosion behavior of reinforcements in geopolymer concretes.
The poster shows by means of different electrochemical investigations the formation of a protective layer on the surface of carbon steel reinforcement and galvanized steel reinforcement in fresh geopolymer mortars and in a fresh mortar with Portland cement as reference. The free corrosion potential in combination with current density potential curves as well as polarization resistances show the development of a protective layer on the reinforcement. The monitoring of the free corrosion potential starts with the first contact of the rebar with fresh mortar and ends after a passive condition was reached. The further electrochemical investigations are done during the potential monitoring under active conditions, semi active conditions and passive conditions.
The results show that the formation of the protective layer in geopolymer mortars is significant slower than in mortar with Portland cement. The two investigated geopolymer mortars also show a significant difference in formation of the protective layer. This can depend on the different solidification time of the geopolymer mortar.
The development of alkali‐activated materials (AAMs) as an alternative to Portland cement (PC) has seen significant progress in the past decades. However, there still remains significant uncertainty regarding their long term performance when used in steel‐reinforced structures. The durability of AAMs in such applications depends strongly on the corrosion behaviour of the embedded steel reinforcement, and the experimental data in the literature are limited and in some cases inconsistent. This letter elucidates the role of the chemistry of AAMs on the mechanisms governing passivation and chloride‐induced corrosion of the steel reinforcement, to bring a better understanding of the durability of AAM structures exposed to chloride. The corrosion of the steel reinforcement in AAMs differs significantly from observations in PC; the onset of pitting (or the chloride ‘threshold’ value) depends strongly on the alkalinity, and the redox environment, of these binders. Classifications or standards used to assess the severity of steel corrosion in PC appear not to be directly applicable to AAMs due to important differences in pore solution chemistry and phase assemblage.