«Зондирующая кожа» будет обнаруживать трещины в бетонных конструкциях

Автор: Елена
06.07.2011, 19:42

Бетон традиционно считается одним из самых прочных строительных материалов, используемых в самых различных областях строительства. Однако, этот материал склонен к образованию трещин. Поэтому важно, чтобы в таких конструкциях, как здания и мосты, эти дефекты выявлялись как можно раньше.

До сих пор основной метод выявления дефектов в бетоне заключался в визуальном осмотре конструкций, но при этом была велика вероятность пропуска небольшой, на первый взгляд, но структурно значимой трещины. Впрочем, сегодня существует несколько методик, которые автоматизируют этот процесс, к примеру, датчик коррозии для железобетона. Но недавно международная команда ученых предложила новый метод диагностики – систему гибких оболочек для обнаружения трещин, которые накладываются на поверхность бетонных конструкций.

«Зондирующая кожа» была разработана инженерами-строителями из Массачусетского технологического института (MIT) и физиками из университета Потсдама, Германия. Бетоноконструкции оклеиваются кусками «кожи» в областях, наиболее подверженных появлению трещин. На оболочку прикрепляются несколько емкостных прямоугольных патчей, расположенных в зависимости от типа возможного напряжения в материале. К примеру, патчи, расположенные по диагонали, будут наиболее эффективны при обнаружении трещин, образуемых при сдвиге. Горизонтально расположенные патчи помогут для своевременного обнаружения провисания горизонтальных балок.

Емкость каждого патча (максимально возможное количество сохраненной энергии), которая изменяется при любом движении в наблюдаемом материале, будет измеряться один раз в день компьютером, подключенным к оболочке. В случае обнаружения резких различий в емкости патчей между двумя последовательными измерениями, компьютер определяет точное месторасположение патча и затем уведомляет об этом оператора. Именно такая возможность отличает новую систему от других технологий обнаружения напряжения, которые обычно не предоставляют оператору конкретных координат.

Пока что «кожа» проходит испытания в лабораторных условиях и имеет размеры 20 на 10 см. Сначала ученые использовали в качестве «кожи» эластичный материал из кремния с серебряными электродами, но он оказался слишком тонким. В настоящее время ученые работают с «кожей», изготовленной из термопластичного эластомера, смешанного с диоксидом титана, а емкостные патчи сделаны из окрашенного в черный цвет углерода.