Công nghệ mặt đường được sưởi ấm đã được thử nghiệm tại Sân bay Quốc tế Des Moines (Hoa Kỳ)

Các kỹ sư của tiểu bang Iowa không cần cày để dọn băng tuyết ra khỏi tấm thử nghiệm được sấy nóng mà họ lắp đặt tại Sân bay Quốc tế Des Moines.

Giáo sư Ceylan về xây dựng dân dụng và môi trường của bang Iowa, vừa lắp đặt thử nghiệm 2 tấm bê tông dẫn điện kích thước thật 13,5 X 15 inch (4 x4,5 m) tại Sân bay Quốc tế Des Moines.

Các tấm thử nghiệm của bê tông dẫn điện được tạo thành từ 1% sợi cacbon và một hỗn hợp đặc biệt xi măng, cát và đá. Các sợi cacbon cho phép bê tông dẫn điện, nhưng có khả năng cản trở sự dịch chuyển điện tử tạo ra nhiệt.

Alireza Sassani, một tiến sĩ về xây dựng dân dụng và môi trường, trưởng nhóm nghiên cứu về hỗn hợp bê tông, với sự trợ giúp của Trung tâm Công nghệ mặt đường Bêtông Quốc gia đặt tại Bang Iowa, ông đã chuẩn bị hàng trăm mẫu bê tông trong phòng thí nghiệm để tìm ra sự kết hợp đúng về cường độ chịu nén, độ bền kéo, khả năng thi công, độ bền và tính dẫn điện.

Các tấm thử nghiệm tại sân bay Des Moines dày 7,5 inch (19 cm) với hai lớp – lớp dưới cùng 4 inch (10 cm) là bê tông thông thường, phía trên là 3,5 inch (9 cm) bê tông dẫn điện. Giữa các lớp là mười hai điện cực kim loại, mỗi tấm sáu điện cực, chạy theo chiều rộng của mỗi tấm. Các điện cực được nối dây với nguồn cung cấp gần đó.

Các tấm thử nghiệm cũng nối với các cảm biến khác nhau: đầu dò nhiệt độ, biến dạng kế, cảm biến độ ẩm và nhiều cảm biến nữa. Có hai camera giám sát gần đó. Và nhóm nghiên cứu cũng mới mua lại - một máy ảnh nhiệt cao cấp.

Hesham Abdualla và Sajed Sadati, tiến sĩ về kỹ thuật xây dựng dân dụng và môi trường, gần đây đã trình diễn máy ảnh bằng cách cho điện 70 volts qua một mẫu thử nghiệm bê tông dẫn điện dài 14 inch, rộng 4 inch và dày 4 inch.

Ali Arabzadeh, một tiến sĩ khác cũng trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và kỹ thuật môi trường, đặt máy ảnh nhiệt gần đó và bạn có thể xem các điện cực nóng lên, tạo ra hình ảnh nhiệt với màu đỏ và trắng. Sau đó, khi các sợi carbon trong mẫu thử nghiệm truyền điện và nhiệt, hình ảnh của máy ảnh chuyển từ màu xanh da trời sang xanh lá cây rồi sang màu vàng. Sau vài phút, máy ảnh ghi lại nhiệt độ mẫu khoảng 75^o.

 Chi phí sưởi ấm mặt đường

Ceylan và nhóm nghiên cứu của ông cho biết: Sử dụng 333 watts mỗi mét vuông (khoảng năng lượng sử dụng cho ba bóng đèn) trong bảy giờ, chi phí vận hành khoảng 19 cent / mét vuông .

Bảy giờ "là quá đủ để làm tan chảy một lớp băng hoặc tuyết dày 1 inch," Ceylan nói.

Mặc dù chi phí lắp đặt sẽ cao hơn mặt đường thông thường, công nghệ mặt đường được sưởi ấm sẽ tiết kiệm được chi phí cho máy cày ủi băng tuyết, hóa chất tan băng và xử lý nước thải có hoá chất.

Hệ thống mặt đường được sưởi ấm hoạt động được điều khiển từ xa thông qua một ứng dụng trên điện thoại thông minh.

"Chúng tôi đã chứng minh công nghệ này hoạt động", Ceylan nói. "Mục tiêu của chúng tôi là giữ cho các sân bay luôn mở, an toàn và sử dụng được. Chúng tôi không muốn có bất kỳ máy bay nào bị trượt khỏi đường băng". Công nghệ của chúng tôi có thể góp phần tạo ra một môi trường an toàn và ít bị trì hoãn.

Sau thành công ban đầu, Ceylan và nhóm nghiên cứu của ông tiếp tục nghiên cứu trên qui mô lớn hơn.

Trần Mạnh Khải

Nguồn Sciencedaily