Công nghệ mới nhìn xuyên bê tông để phát hiện hư hỏng trong công trình xây dựng

Các nhà nghiên cứu từ Viện tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Hoa Kỳ (NIST) đã phát triển một công nghệ mới sẽ giúp phát hiện ra những dấu hiệu xuống cấp sớm trong công trình xây dựng.

Công nghệ mới dựa trên cùng một nguyên lý như X-quang, CT scan hoặc MRI, nhưng ở dạng mạnh hơn để theo dõi hư hỏng trên tường hoặc trên toàn bộ khung thép như các cây cầu, đường xá và các cơ sở hạ tầng đang lão hóa khác. Kỹ thuật không xâm lấn cho thấy mức độ của ăn mòn trước khi nó gây ra bất kỳ thiệt hại đáng kể nào cho nền móng của kết cấu. Các nhà nghiên cứu giải thích hệ thống của họ có thể nhìn xuyên qua các bức tường và phát hiện ra sự ăn mòn.

Khi nước và oxy làm hư hỏng sắt, chúng sẽ để lại các sản phẩm phụ, thông thường với hai loại là goethite và hematite.

Nhà vật lý, hóa học của NIST, ông Dave Plusquellic cho biết: "Rỉ sắt nâu hình thành khi bạn để lại một cái búa trong mưa hầu hết là goethite và khi một thanh thép cốt thép bên trong một bản mặt cầu bê tông bị ăn mòn, đó là hematit”. “Các bức xạ terahertz - sóng điện từ có tần số mạnh hơn 10 đến 100 lần so với các lò vi sóng dùng để nấu thức ăn - có thể phát hiện cả hai sản phẩm ăn mòn ở giai đoạn mới hình thành".

 Mọi người thường đánh giá sự ăn mòn bằng những thay đổi vật lý trên một kết cấu như những vết nứt trong các viên gạch trang trí hoặc đường chỉ chuyển vị. Những dấu hiệu cảnh báo này cho thấy những thay đổi lớn đã diễn ra trong nền móng.

 Khi những thay đổi này có thể phát hiện được thì quá trình ăn mòn đã tạo ra những vết nứt trong bê tông.

Công nghệ mới sử dụng sóng terahertz để theo dõi những thay đổi về trạng thái vật lý của thép bị ảnh hưởng. Terahertz nằm giữa vi sóng và bức xạ hồng ngoại. Hầu hết các phương pháp hiện tại dựa vào vi sóng để có được các phép đo cơ bản của kết cấu nhưng chúng không đủ hiệu lực để phát hiện sự ăn mòn giai đoạn đầu.

 "Sử dụng các nguồn terahertz có công suất hàng trăm miliwatts và các máy thu hiện đại chưa từng thấy (có thể phân biệt được sự khác nhau về decibel giữa tín hiệu phát ra từ một thiết bị âm thanh và tiếng ồn phát ra từ cùng thiết bị âm thanh đó), chúng tôi có thể thâm nhập được 50mm độ dày của bê tông phủ ngoài lớp cốt thép đầu tiên được sử dụng trong hầu hết các kết cấu bê tông cốt thép", ông Plusquellic cho biết.

Các nhà nghiên cứu tiếp theo đang cố gắng tìm dấu quang phổ cho akageneite - một sản phẩm ăn mòn sắt bởi nguồn nước biển hoặc muối làm tan băng đường.

 Trần Mạnh Khải

Nguồn: http://www.concreteconstruction.net