روشی جدید برای تشخیص ریز ترک های بتن

چکیده

به منظور افزایش دقت و سهولت بازرسی و کنترل ترک ها و ریز ترکهای موجود در سازه های بتنی قدیمی و جدید، دانشمندان به راهکاریهایی عملی دست یافته اند. در یکی از این روشها می توان با استفاده از رنگ ای معملی و کاربرد یک منبع نوری اقدام به شناسایی و تحلیل ترک ها و ریز ترک های موجود در سازه های بتنی نمود.

شرح

به منظور تشخیص ترک های کوچک موجود در بتن و ترمیم آنها جهت جلوگیری از حوادث فاجعه بار ، دانشمندان به دو روش دست یافته اند.آنها به این ترتبیب می توانند با استفاده از یک لایه رنگ معمولی و یک منبع نوری کار تشخیص ریز ترک ها را به انجام برسانند.

محققان دانشگاه رایس در تگزاس با همکاری موسسه تحقیقات علمی کویت، اخیراً مطالعه ای را در مورد استفاده از نانو لوله های کربنی برای تشخیص نوری کرنش در سازه های بتنی انجام داده اند.

هنگام تصویربرداری از بتن پوشش داده شده با نانو لوله، دانشمندان درخشش هایی را مشاهده نمودند. پس از بررسی های بیشتر، مشخص شد که عامل این دخشش ها، کریستال های سیلیکونی میکروسکوپی سیمان پرتلند موجود در بتن هستند. این بلورها احتمالاً در طول فرآیند تولید در دمای بالا در سیمان تشکیل می‌شوند و وقتی در معرض نور مرئی قرار می‌گیرند، نور مادون قرمز نزدیک را منتشر می‌کنند.

در ادامه پژوهش این تیم اقدام به پوشش سطح بلوک‌های بتنی کوچک با رنگی سیاه و مات نمودند، سپس سوراخ‌هایی را در آن بلوک‌ها ایجاد کردند تا در هنگام فشرده شدن بلوک ها به عنوان نقاط انتشار ترک، عمل کنند.از آنجاییکه این ترک‌ها هم در بتن و هم در رنگ ایجاد می‌شوند، هدف این است که رنگ بتن را در برابر نور مرئی در جایی که دست ‌نخورده است محافظت می‌کند، اما نور را از هر جایی که شکاف ایجاد می‌شود عبور می‌دهد.

در زمان آزمایش هنگامی که بلوک‌های تحت تنش در معرض نور مرئی قرار گرفته و سپس با لیزری نزدیک به مادون قرمز و حساس اسکن می شدند، حتی دخشش ریزترین ترک ها نیز در محیطی با پس زیمنه تاریک قابل مشاهده بود.در ادامه این دانشمندان رویکرد عملی تری را پیشنهاد نمودند، به گونه ای که ابتدا یک لایه نازک از رنگ را روی سازه‌های بتنی جدید اجرا نموده و سپس به طور دوره‌ای آن سازه ها را مورد بازرسی قرار دهند و در نهایت با دوربین مجهز به مادون قرمز از آنها عکس برداری کنند.

پروفسور ساتیش ناگاراجایا (Rice’s Prof. Satish Nagarajaiah) اظهار می دارد:
“سازه های بتنی نیاز به نظارت دارند و این یکی از راه های نظارت بر آنها است. دریافت شناختی دقیق از محل ترک ها در سازه های بتنی می مسئله بسیار مهمی است به خصوص در مکان های بحرانی که می دانیم تحت تاثیر تنش قرار خواهند گرفت. ”