Тончайшая нержавеющая сталь, созданная одним стартапом, может изменить способ строительства мостов

Бичом современного бетона, как это ни удивительно, является ржавчина.

Большинство бетонных конструкций армированы стальной арматурой для повышения прочности, но коррозия металла может привести к преждевременному разрушению бетона. Мосты, подверженные воздействию воды и соли, являются одними из самых уязвимых. Около трети мостов в США нуждаются в ремонте или замене, что может обойтись почти в 400 миллиардов долларов в течение следующего десятилетия.

Инженеры борются с ржавчиной множеством способов: от покрытия арматуры эпоксидной смолой до заливки дополнительного бетона, чтобы выиграть время до просачивания воды. В конечном итоге эти меры тоже не срабатывают. Единственный способ по-настоящему предотвратить появление ржавчины — использовать арматуру из нержавеющей стали, которая стоит недёшево.

«Использовать его на каждом мосту слишком дорого», — заявил Стивен Джепел, соучредитель и генеральный директор Allium Engineering, в интервью TechCrunch. Поэтому города и штаты будут использовать его только для самых ответственных пролётов.

Однако компания Allium предлагает своего рода компромисс, покрывая обычную арматуру тонким слоем нержавеющей стали, чтобы продлить предполагаемый срок службы моста с 30 до 100 лет.

«Если мы полностью покроем поверхность, тонкого слоя нержавеющей стали будет достаточно, чтобы она могла противостоять коррозии сотни или тысячи лет», — сказал Сэмюэл Макэлпайн, соучредитель и технический директор Allium.

Арматура из нержавеющей стали, произведенная этим стартапом, недавно использовалась при замене нескольких мостовых настилов, в том числе на межштатной автомагистрали I-91 в Массачусетсе и на шоссе US 101 в округе Мендосино, штат Калифорния. Кроме того, Allium эксклюзивно рассказал TechCrunch, что она также использовалась при строительстве коммерческой верфи в Ки-Уэсте, штат Флорида.

Для мостов с высокой интенсивностью движения инженеры иногда используют нержавеющую сталь, которая стоит примерно в пять раз дороже обычной арматуры. Правительства считают, что дополнительные расходы оправданы, если не придётся перекрывать важную транспортную артерию.

Однако для большинства других мостов обычно используют арматуру с эпоксидным покрытием, которая стоит всего на 25–50% дороже, чем арматура без покрытия. Арматура с эпоксидным покрытием должна храниться в крытом хранилище, а любые сварные швы или царапины на покрытии необходимо заделывать, что влечет за собой дополнительные косвенные расходы.

Компания Allium предлагает свою арматуру с покрытием из нержавеющей стали в качестве замены арматуре с эпоксидным покрытием. Компания стремится сравняться по цене с эпоксидным покрытием, а в будущем, возможно, и снизить её. По словам Джепеля, после установки арматура Allium должна стоить дешевле, поскольку с ней не требуется такого бережного обращения. Кроме того, для арматуры стартапа не потребуется дополнительный бетон, который иногда добавляют в мосты для предотвращения ржавления.

«Этот дополнительный слой бетона не является конструктивным. Он просто призван изолировать арматуру и замедлить проникновение соли к ней», — сказал Джепел. Исключение этого слоя может сократить расход цемента на 10%. Кроме того, поскольку арматура менее подвержена коррозии, это позволит транспортным департаментам использовать более экологичные цементы, которые, как правило, менее щелочные, чем стандартные смеси, сказал Макэлпайн.

Технология Allium предполагает плакирование стальных заготовок весом 7000 фунтов слоем нержавеющей стали, по сути, привариванием проволоки к внешней поверхности до полного покрытия. Заготовка, обычно имеющая площадь от 6 до 8 квадратных дюймов и длину 40 футов, затем пропускается через ряд роликов до достижения желаемой толщины, которая варьируется от трети дюйма до нескольких дюймов в диаметре.

«Покрывая меньшую площадь поверхности более толстым слоем и интегрируя это в процесс производства, мы можем сделать что-то гораздо более дешевое, гораздо более масштабируемое и гораздо более легко контролируемое по качеству», — сказал Джепеал.

По мере того, как заготовка утончается, становясь в процессе до 150 раз длиннее, нержавеющая сталь тоже удлиняется. В конечном итоге каждый пруток арматуры покрывается слоем нержавеющей стали толщиной около 0,2 мм.

«Даже при таком небольшом количестве коррозия не приведет к повреждению нержавеющей стали в бетоне», — сказал Макэлпайн.

Источник: techcrunch.com