Сенсорные «заплатки» на зданиях и сооружениях помогут выявить трещины

Кусочки особого «умного» материала, помещаемые в наиболее уязвимые зоны, реагируют даже на незначительные изменения в структуре материала и сообщают об этом компьютеру.

Нынешние методы мониторинга состояния конструкций в большинстве своём основаны на визуальном осмотре специалистами. Такие процедуры затратны, медленны, трудоёмки и в некоторых случаях опасны. Особенно это касается мостов, дамб и подобных сооружений.

Рис. 1. Регулярный осмотр плотины Гувера на наличие повреждений требует нечеловеческих усилий. (Фото George Steinmetz / Corbis).

Американские инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) объединились с физиками Потсдамского университета (Германия) для создания автономной системы контроля зданий и сооружений.

Вначале исследователи экспериментировали с силиконовой тканью, дополненной серебряными электродами. В лаборатории этот метод показал неплохие результаты, но на практике материал оказался чересчур тонким для длительного использования. Тогда было решено объединить материал на основе термопластичного эластомера и диоксида титана с электропроводящим полимером полианилином.

Появление трещины вызывает подвижки в бетоне, что приводит к деформации «заплатки» и изменению её электрической ёмкости. Раз в сутки встроенный микропроцессор посылает сигналы расположенным поблизости «заплаткам» и определяет, произошли ли перемены.

Поскольку место образовавшегося повреждения можно точно обнаружить, а сигнал об этом поступает в течение 24 часов, система является чрезвычайно эффективной, считают разработчики. А уменьшив размер «заплаток» (сейчас их длина и ширина составляют около 10 см), можно сократить расходы на эксплуатацию.

Результаты работы опубликованы в изданиях Structural Control Health Monitoring и Journal of Materials Chemistry.

Источник(и):

1. Массачусетский технологический институт

2. compulenta.ru