Маленькие трещины могут сформироваться в бетоне из-за постоянной погрузки или изменений в температуре. Как профессор Кристиан Гросс от Председателя Неразрушающего тестирования (NDT) в TUM объясняет, трещины обычно не представляют прямой угрозы стабильности структур: «Однако вода и соли могут проникнуть через бетон и повредить затронутые компоненты».Три заживающих механизма
Восстановление инфраструктуры дорогое и может привести к долгим пробкам. В научно-исследовательской работе ЕС HealCON международная команда исследователей работает к развитию бетона, который может восстановить себя.
Ученые исследуют три различных механизма самозаживления.Бактерии как мини-рабочие-строителиОпределенные бактерии производят карбонат кальция как метаболический продукт. Ученые впитывают шары глины со спорами этих бактерий и смешивают шары в бетон.
Как только вода проникает через бетон, микроорганизмы становятся активными и выпускают карбонат кальция, один из главных компонентов бетона. «Бактерии могут закрыть трещины до нескольких миллиметров по ширине в течение нескольких дней», говорит Гросс.Гидрогели как наполнители промежутка
Гидрогели – полимеры, которые поглощают влажность. Они используются в подгузниках, среди прочего. Материалы, содержащие гидрогели, могут расшириться до десять или даже 100 раз их первоначальный размер.
Трещины, которые формируются в бетоне, могут быть излечены гидрогелем, который расширяется, когда он входит в контакт с влажностью, таким образом препятствуя тому, чтобы вода проникла далее, не расширяя трещины.Большая сила благодаря эпоксидной смолеЭпоксидные смолы или полиуретан могут быть заключены в капсулу и смешаны в бетон.
Когда бетон раскалывается, капсулы раскрывают, и полимер выпущен. Это формирует твердую массу, которая запечатывает трещину. У этого также есть положительный побочный эффект: Это увеличивает структурную стабильность.Изучение бетона
Grosse и его коллеги специализируются на тестировании, как хорошо эти целебные агенты работают в отдельных случаях. Они используют неразрушающие методы тестирования сделать это, например акустическая технология эмиссии.
Давление проявлено на бетонном блоке, который содержит одно из заживающих веществ. Когда бетон раскалывается, акустические волны произведены, которые измерены, используя датчики. Посредством данных об измерении ученые не только могут установить, что трещины сформировались, но также и могут определить точно где.После целебного процесса исследователи проводят эксперимент снова.
Если целебный процесс не был успешен, есть немного новых акустических волн, как трещины все еще там. Если трещины были заполнены, новые возникают – но в различных местах. «Локализация первоклассных звуков ясно указывает, работает ли средство или не», объясняет Гросс.
Тестирование структурных компонентов, используя ультразвукВ то время как акустический анализ эмиссии подходит для лабораторных заявлений, различная технология должна использоваться для реального локального тестирования больших конкретных компонентов. «В этом случае мы используем непрерывные импульсы ультразвука», объясняет Гросс.Ученые измеряют время, требуемое для импульсов ультразвука размножаться через бетон. Трещины предотвращают передачу сигнала, и в результате требуется больше времени, чтобы пересечь материал.
Если трещины были заполнены, импульсы проходят материал быстрее снова. Сила сигнала также уменьшается заметно в случае поврежденного материала.Многообещающие результаты были уже получены из экспериментов, выполненных при лабораторных условиях.
Следующая стадия включит использование материала самозаживления в фактических составных частях здания (части мостов или тоннелей). После этого технологии должны будут быть адаптированы к использованию в стандартном конкретном производстве и способах строительства.
Проект HealCON финансируется как часть 7-й рамочной программы Европейского союза для Перспективной разработки и Технического прогресса (FP7/2007-2013) под номером соглашения гранта 309451. Проект скоординирован Гентским университетом (Бельгия).