Bê Tông Cốt Thép Có Độ Bền Cao Trong Môi Trường Có Độ Mặn Độc Hại Cao

Hiện nay khối bê tông là mô hình vật liệu thịnh hành được sử dụng rộng khắp trong số công trình xây dựng. Sự xuống cấp và những khuyết tật phía bên trong bê tông cốt thép làm bớt đáng kể kĩ năng làm câu hỏi của cấu khiếu nại bê tông cũng như tiềm tàng những nguy cơ tiềm ẩn gây mất an ninh công trình. Một trong các những khuyết tật thông dụng trong bê tông cốt thép là sự tách bóc lớp. Sự tách bóc lớp này thường có nguyên thánh thiện hiện tượng làm mòn cốt thép phía bên trong bê tông.

Bạn đang xem: Bê tông cốt thép có độ bền cao trong môi trường có độ mặn độc hại cao

Yếu tố chủ yếu giữ đến cốt thép không biến thành ăn mòn là chất lượng và độ dày cân xứng của lớp bê tông bảo vệ. Độ dày lớp bê tông bảo đảm càng nhỏ tuổi thì nguy cơ tiềm ẩn bị bào mòn của cốt thép trước các điều kiện thoải mái và tự nhiên càng lớn. Sự bào mòn cốt thép khiến thể tích cốt thép tăng so với ban đầu, làm gia tăng áp lực bên phía trong bê tông. Chính áp lực nặng nề này là tại sao tạo ra khe nứt cùng sự tách bóc lớp của bê tông.

Nhiệt độ của khối bê tông trở thành thiên theo nhiệt độ độ môi trường xung quanh xung quanh. Dưới tác động ảnh hưởng của phạt xạ nhiệt độ từ khía cạnh trời và sự tăng đột biến của ánh sáng không khí, nhiệt được truyền từ bề mặt đi vào sâu phía bên trong khối bê tông. Vào ban đêm khi nhiệt độ môi trường thiên nhiên xung xung quanh giảm, sức nóng lượng tỏa ra môi trường xung quanh và khối bê tông nguội đi. Hiện tượng lạ truyền nhiệt phía bên trong khối bê tông sẽ bị biến đổi khi lộ diện sự bóc tách lớp phía bên trong bê tông. Sự tách bóc lớp vào vai trò như một lớp cách nhiệt, làm hạn chế dòng sức nóng truyền qua. Trong trường đúng theo nhiệt độ môi trường thiên nhiên tăng, sự tách bóc lớp khiến nhiệt độ bề mặt bê tông tại đó tăng cấp tốc hơn đối với những khu vực không có sự bóc tách lớp. Vì sao là bởi sự tiêu giảm truyền nhiệt vào sâu bên trong tại các khoanh vùng có sự bóc lớp. Vị đó, trong trộn tăng sức nóng của khối bê tông, nhiệt độ độ mặt phẳng tại quanh vùng có sự bóc lớp đang cao hơn những vùng xung quanh. Điều ngược lại diễn ra trong pha giảm nhiệt của khối bê tông, nhiệt độ độ bề mặt các vùng bao phủ giảm chậm trễ hơn quanh vùng có sự tách lớp. Sơ họa nguyên lý của những hiện tượng nêu bên trên được trình bày trong Hình 1.

Từ đối chiếu trên cho thấy, sự bóc tách lớp bên phía trong bê tông hoàn toàn có thể được phân biệt thông qua đổi thay thiên nhiệt độ độ bề mặt bê tông trong trộn tăng nhiệt và pha giảm nhiệt của nó. Hiệu quả này đã mở ra một phương thức trong nghiên cứu xác định các dạng khuyết tật trong bê tông cốt thép./.

*

Hình 1. Sự đổi khác nhiệt độ bề mặt tấm bê tông tại các thời điểm trong ngày.

Tài liệu tham khảo:

<1> Michal Janku, Ilja Brezina, Jiri Grosek, Use of Infrared Thermography to lớn Detect Defects on Concrete Bridges, Procedia Engineering 190 (2017), 62-69.

Kết cấu khối bê tông (BTCT) vào vai trò là vật liệu cơ bạn dạng trong nền thanh lịch hiện đại. Từ vật liệu này thành lập nên những tòa nhà công nghiệp, hạ tầng năng lượng, giao thông vận tải, và các công trình làng mạc hội. Các thuộc tính rất dị của BTCT góp nó rất có thể đáp ứng nhiều chiến thuật kỹ thuật với kiến trúc cho các công trình cùng với kích thước, hình trạng và công dụng khác nhau.

BTCT là thứ liệu bền bỉ với tuổi thọ áp dụng mà không cần sửa chữa có thể lên đến 100 năm (theo EN 1991: 2002-2006 Eurocode 1: Actions on results). Tuy nhiên, trong thực tiễn đã lộ diện nhiều trường hợp đòi hỏi phải bảo trì từ siêu sớm trước khi hết tuổi thọ thiết kế. Giả dụ không thay thế sửa chữa kịp thời với thích hợp, dự án công trình BTCT có thể bị hư hỏng hoàn toàn. Vì sao phổ biến chuyển của sự tàn phá sớm các kết cấu BTCT là hiện tượng kỳ lạ ăn mòn cốt thép. Ăn mòn thường gây ra bởi ion clorua, là yếu tắc của nước đại dương và những hỗn hợp chống đóng băng trên những cầu mặt đường vào mùa đông, cũng như các thành phầm của ngành công nghiệp hóa chất. Sự tàn phá kết cấu BTCT ra mắt qua các giai đoạn, nổi bật nhất là các bước: cốt thép mất tính thụ động, nứt và mất dính lớp đảm bảo kèm theo sự suy giảm độ bám dính giữa cốt thép với bê tông, và sau cuối là sự sụp đổ của công trình. Hiện nay, các nước gồm nền kinh tế thị trường cải cách và phát triển phải chi tới 3-5% GDP để khắc phục những hậu trái của hiện tượng kỳ lạ này. Trong số những nhiệm vụ chính mà các phân tích về ăn mòn kim loại trong cố gắng kỷ XXI phải đương đầu là sút thiểu những khoản chi phí này.

Có thể chống ngừa ăn mòn cốt thép bằng cách điều chỉnh yếu tố bê tông (chọn lựa thành phần xi măng, phụ gia, hóa học ức chế ăn uống mòn) và kiến tạo công trình một phương pháp phù hợp. Bằng cách này, đang áp dụng các biện pháp bảo đảm an toàn nguyên cấp cho cho BTCT trong giai đoạn xây dựng. Bảo đảm an toàn thứ cung cấp (sử dụng lớp che polyme và xi măng, hóa học kỵ nước, chất ức chế ăn mòn di trú,...) được áp dụng sau khoản thời gian xây dựng và trong quá trình vận hành cấu tạo trong môi trường thiên nhiên ăn mòn.

Chi phí cho cả vòng đời của công trình bao gồm các bỏ ra phí quan trọng trong toàn bộ các giai đoạn, từ phát hành đến thải bỏ. Nó hoàn toàn có thể được giảm bớt bằng cách lựa lựa chọn các giải pháp công nghệ đảm bảo an toàn chi phí thi công và quản lý và vận hành tối ưu. Để làm được điều này, quan trọng phải áp dụng các phương pháp đánh giá kết quả của thừa trình bảo đảm sơ cấp cho và vật dụng cấp, đồng thời dự báo tuổi thọ ko cần thay thế của công trình xây dựng trong mối đối sánh với cường độ xâm thực của môi trường và thực trạng của BTCT. Các phương thức giám cạnh bên không tàn phá (và những hệ thống đo lường và tính toán liên tục dựa trên chúng) là 1 phần quan trọng của hệ thống cai quản và duy trì các công trình BTCT hiện đại.

Ăn mòn cốt thép trong bê tông ra mắt theo nguyên lý điện hóa. Do đó, các phương thức phổ biến chuyển được thực hiện để xác minh trạng thái (thụ cồn hay nạp năng lượng mòn) hoặc tốc độ ăn mòn cốt thép chính là các cách thức điện hóa. Các phương thức vật lý cũng càng ngày được thực hiện phổ biến, vì chưng chúng hoàn toàn có thể đánh giá bán sự cách tân và phát triển của quy trình ăn mòn dựa vào các thông số gián tiếp như sự biến hóa độ thấm, sự suy bớt độ dính vào tại oắt con giới cốt thép/bê tông và sự sinh ra vết nứt vày tích tụ sản phẩm ăn mòn.

Mục đích của nghiên cứu và phân tích tổng quan này nhằm mang đến cái quan sát toàn cảnh về các cảm biến được sử dụng thịnh hành và các hệ thống giám sát không hủy hoại cho cấu tạo BTCT dựa vào các cảm biến này trong tầm 20 năm qua, từ các sensor tương đối mới đang trong những giai đoạn demo nghiệm đến các sản phẩm thương mại hiện bao gồm trên thị trường.

2. Các phương thức điện hóa

Các phương pháp đánh giá năng lượng điện hóa được cho phép xác định trạng thái làm mòn cốt thép vào bê tông một biện pháp trực tiếp hoặc loại gián tiếp dựa trên sự biến đổi tính hóa học của lớp bê tông bảo vệ. Các nguyên tắc cơ phiên bản của cách thức này dựa vào mối quan hệ giới tính định lượng giữa các thông số đánh giá, chẳng hạn như mối quan hệ tình dục giữa điện ráng và nồng độ của các nguyên tố chất hóa học hoặc các ion trong môi trường xung quanh ăn mòn,... Dưới đây là các phương pháp điện hóa tính toán trạng thái của cốt thép và các hệ thống cảm ứng dựa bên trên chúng, bao hàm cả những cách thức đang có trên thị trường. Các phương thức được liệt kê theo mức phổ biến giảm dần.

2.1. Cảm biến điện cầm half-cell (HCP)

Phương pháp đo năng lượng điện thế làm mòn half-cell của cốt thép trên bề mặt bê tông là một trong những cách thức đầu tiên được áp dụng để review trạng thái làm mòn của cốt thép vào bê tông. Các công bố đầu tiên đặt nới bắt đầu cho phương pháp này mở ra vào trong những năm 1970.

Nhìn chung, phép đo điện cố kỉnh half-cell là phương pháp định tính xứng đáng tin cậy, sẽ được chứng minh bằng hàng loạt các nghiên cứu trong chống thí nghiệm với hiện trường. Cách thức này đã làm được tiêu chuẩn hóa sinh sống nhiều đất nước và được sử dụng rộng thoải mái trong thực tế. Những khoảng quý giá điện cầm tham chiếu được đồng ý rộng rãi và những điều kiện nạp năng lượng mòn tương xứng của cốt thép được trình bày trong Bảng 1. Các nhược điểm của cách thức HCP có thể kể ra như mở ra vùng biến động của điện thế, sự phụ thuộc vào của kết quả đo vào nhiệt độ và nhiệt độ trong bê tông, và ảnh hưởng của màng sơn tủ và hóa học kỵ nước trên mặt phẳng bê tông.

Bảng 1. Những vùng điện chũm half-cell của cốt thép vào bê tông được sử dụng để reviews trạng thái làm mòn (đối với năng lượng điện cực đối chiếu Cu/Cu
SO4 ở 20°C).

Vùng điện cụ half-cell, m
V

Trạng thái bào mòn cốt thép

> -200

Thụ rượu cồn với xác suất 90%

-200…-350

Trạng thái không xác định

Ăn mòn với tỷ lệ 90%

Ngày nay, những thiết bị di động thông dụng gồm một vôn kế có trở kháng đầu vào cao cùng một điện cực so sánh có thể bảo đảm các phép đo tin yêu ngoài hiện nay trường. Những điện rất so sánh phổ biến là điện cực đồng/đồng sunfat với calomel. Các thiết bị mang tên thương mại không giống nhau ở nhiều nước nhà như: Canin+ hoặc Profometer Corrosion bởi Proseq (Thụy Sĩ) sản xuất; Elcometer 331T của Elcometer (Anh); Giatech i
COR của Giatec Science inh (Canada); Armkor-1 của Inter
Pribor (Nga),... Những thiết bị này còn có nhiều công dụng khác nhau, từ các việc đo với hiển thị điện thế đơn giản và dễ dàng đến lập bạn dạng đồ điện nạm và khẳng định các quanh vùng dễ bị ăn mòn ngoài hiện trường (dữ liệu không phải qua máy tính xách tay xử lý). Việc áp dụng các thiết bị như vậy đòi hỏi người đo đề xuất tiếp cận được các cấu tạo cần kiểm tra.

Trong một trong những nghiên cứu, các cảm ứng dựa trên những điện cực đồng/đồng sunfat với bạc/bạc clorua được đính vào các vị trí dễ dàng bị bào mòn trong bê tông nhằm xây dựng những hệ thống tính toán liên tục từ xa. Các cảm biến loại này đối mặt vấn đề liên quan đến tuổi thọ của những điện cực đối chiếu khi phải làm việc trong môi trường thiên nhiên kiềm có độ p
H cao của bê tông. Jin M. Và tập sự đã khuyến cáo sử dụng điện cực đối chiếu Mn
O2 để tiến hành các phép đo điện chũm half-cell, điện trở phân cực tuyến đường tính cùng tổng trở năng lượng điện hóa. Muralidharan S. Và cộng sự trong một nghiên cứu khác đã xác minh tính hiệu quả của những điện cực Mn
O2 trong môi trường bê tông. Sau đó, nhóm phân tích của Karthick S. đã đề xuất một điện cực tham chiếu vươn lên là tính dựa vào oxit graphene-mangan (GO-Mn
O2) tất cả khả năng vận động ổn định ko dưới 2 năm trong bê tông. Chand A.A. Và cộng sự đã khuyến cáo một cách thức đo điện gắng half-cell mới bởi hai cuộn dây vận động theo định luật cảm ứng điện từ Faraday. Tuy nhiên cách tiếp cận này khó phổ biến, tuy nhiên nó chứng tỏ rằng các nhà nghiên cứu ngày nay có rất nhiều công cố gắng trong tay nhằm lựa chọn giải quyết và xử lý vấn đề.

Cũng để ý rằng, hiện nay hầu như ko có cảm biến nào chỉ theo dõi cô đơn điện thay half-cell. Thông thường, các hệ thống tích thích hợp được áp dụng để theo dõi và quan sát đồng thời các thông số không giống nhau (p
H, nồng độ ion clorua, mẫu galvanic macro,...) hoặc thực hiện điện cực so sánh cho các cách thức phân cực. Vào trường phù hợp này, điện nạm half-cell là một trong những tham số bửa sung. Lúc chứng kiến tận mắt xét đến thực chất định tính của phương pháp và sự hiện hữu của vùng quý hiếm bất định, giải pháp tiếp cận này hợp lý hơn. Các hệ thống tích vừa lòng được đàm luận ở cuối phân tích này.

2.2. Cảm ứng đo năng lượng điện trở suất bê tông (CR)

Phương pháp đo năng lượng điện trở suất của bê tông là một phương pháp phổ biến chuyển khác để theo dõi trạng thái bào mòn cốt thép. Mãi sau sự phụ thuộc vào tuyến tính giữa điện trở suất bê tông, nhiệt độ và nồng độ muối hòa hợp (bao tất cả cả ion clorua) trong bê tông. Được biết, trong thuộc điều kiện, môi trường có năng lượng điện trở thấp giúp các quá trình điện hóa ra mắt với tốc độ nhanh hơn. Tuy nhiên, việc tính toán thông số điện trở suất gặp khó khăn vị giá trị này nhờ vào vào các yếu tố như nhiệt độ, nhiệt độ tương đối, lượng mưa trong khí quyển,... Vì chưng đó, chỉ rất có thể đánh giá tỷ lệ phát triển ăn mòn cốt thép theo những khoảng quý hiếm CR, như được trình diễn trong Bảng 2.

Dù vậy, phương thức đo năng lượng điện trở suất bê tông vẫn được áp dụng rộng rãi và thường được sử dụng bổ sung cho phương thức đo điện vậy half-cell. Trong một nghiên cứu dài hạn (>5 năm) trên chủng loại bê tông bị nứt nghỉ ngơi Rødbyhavn (Đan Mạch) khi chịu ảnh hưởng tác động của môi trường té sóng và chìm trong nước biển những tác trả đã kiểm soát các thông số kỹ thuật điện thế, điện trở suất và nhiệt độ dựa trên những điện rất đa vòng.

Bảng 2. Những vùng điện trở suất bê tông được thực hiện để reviews nguy cơ bào mòn cốt thép vào bê tông.

Vùng năng lượng điện trở suất bê tông, Ω.m

Nguy cơ làm mòn cốt thép (ở 20 °C)

Cao

100…500

Trung bình

500…1000

Thấp

>1000

Không đáng kể

Điện trở suất bê tông ngoại trừ hiện trường thường xuyên được xác định bằng cách sử dụng cảm biến Wenner. Thiết bị bao gồm bốn năng lượng điện cực sắt kẽm kim loại được thu xếp trên một con đường thẳng sống các khoảng cách cố định. Một cái điện (xoay chiều hoặc một chiều) được áp vào hai năng lượng điện cực bên cạnh cùng, với ghi nhận cực hiếm hiệu điện cố giữa các điện cực bên trong. Cực hiếm điện trở bê tông được tính dựa trên mối đối sánh tương quan giữa các cặp giá trị cái và hiệu điện cụ thu được.

Ngoài ra, cũng lộ diện một số mẫu cảm ứng đo điện trở suất in-situ (tại chỗ) được lắp trực tiếp vào mẫu mã bê tông. Priou J. Và tập sự trong nghiên cứu của mình đã sử dụng cảm biến đa cực phối hợp với cảm biến đo độ ẩm ROTRONIC và cảm ứng nhiệt độ Pt100 để đo lường và thống kê quá trình làm mòn trong kết cấu BTCT ước cảng (Hình 1). Các tác giả tích lũy dữ liệu bằng phương pháp sử dụng mẫu điện một chiều trên trang bị ABEM terrameter LS, được thiết kế theo phong cách cho các nghiên cứu và phân tích địa thiết bị lý, vào 18 tháng. Nghiên cứu và phân tích đã tin báo chi ngày tiết về vận tốc thẩm thấu ion clorua vào bê tông ở những khu vực không giống nhau của mong cảng mà không phải lấy mẫu mã làm tác động đến tính toàn vẹn của kết cấu. Nghiên cứu và phân tích cũng đề xuất phương pháp đánh giá tác động của khoảng cách giữa những thanh cốt thép đến công dụng đo năng lượng điện trở suất của bê tông. Corva D.M. Và tập sự trong một nghiên cứu khác trình bày chi tiết buổi giao lưu của cảm biến chuyển bốn năng lượng điện cực sử dụng dòng năng lượng điện xoay chiều thông qua cổng liên kết USB, cho phép truyền dữ liệu đến máy vi tính mà không nên thêm các phương nhân thể truyền tài liệu khác.

Nhóm nghiên cứu và phân tích của Halabe U.B. đã sử dụng các cảm ứng từ nhì tấm thép carbon thấp đặt trong bê tông. Những mẫu bê tông được phân tích trong điều kiện phòng thí nghiệm cùng hiện trường tại các trụ cầu. Nghiên cứu đề xuất sử dụng cảm biến điện trở suất phối hợp với cảm ứng nhiệt độ và nhiệt độ có chào bán trên thị phần để đánh giá đúng mực hơn tỷ lệ phát triển ăn mòn. Một thiết bị tương tự như vậy tiếp nối được liên tục phát triển do Lin C. Và những cộng sự. Vào một nghiên cứu và phân tích khác, nhóm của Kamat A. đã sử dụng các cảm biến đa vòng với những điện cực bằng chất liệu thép không gỉ. Kết cấu của chúng được cho phép đo điện trở bê tông ở các độ sâu không giống nhau cùng lúc, cả trong điều kiện phòng thí nghiệm cùng hiện trường. Theo kết quả thu được, các tác mang đã chính xác hóa các mối đối sánh tương quan của tốc độ xâm thực của ion clorua theo thời gian.

*

Hình 1. Ví dụ về cảm ứng bốn điện cực tất cả cổng liên kết USB để khẳng định điện trở suất bê tông.

Các phương pháp giám gần cạnh được biểu thị ở trên phụ thuộc các phép đo điện vậy cốt thép với điện trở bê tông có tính chất định tính và không thể áp dụng để review tốc độ tiêu diệt cốt thép trong bê tông. Do vậy, mà các cảm ứng dựa trên những kỹ thuật này thường xuyên không được sử dụng rộng rãi trong những hệ thống đo lường liên tục trạng thái làm mòn cốt thép vào kết cấu bê tông. Tuy nhiên, bởi các điểm mạnh như tính đơn giản và dễ dàng của máy và kỹ năng kiểm tra các khu vực rộng phệ trong khoảng thời hạn ngắn giúp cho những kỹ thuật này biến một công cụ đặc biệt để xác minh không tiêu diệt các địa chỉ có xác suất ăn mòn cốt thép cao vào bê tông.

2.3. Cảm ứng galvanic micro cùng macro

Thiết bị dựa trên những hệ sạc pin galvanic macro với micro được ứng dụng rộng thoải mái trong thực tiễn để đánh giá cường độ bào mòn cốt thép và độ sâu xâm thực của ion clorua tính từ mặt phẳng lớp bê tông bảo vệ. Giá trị “cường độ ăn mòn” mặc dù không được cho phép đánh giá bán trực tiếp tốc độ tàn phá cốt thép khi đối chiếu với cách thức đo độ hụt khối, nhưng hoàn toàn có thể giúp xác minh xem quy trình ăn mòn diễn ra nhanh hơn bao nhiêu lần. Sau thời điểm hiệu chuẩn đối với những mẫu đối chứng, hoàn toàn có thể tính vận tốc ăn mòn cốt thép thông qua các hệ số tương quan.

Các cảm ứng dựa bên trên hệ pin macro bao hàm các thanh sắt kẽm kim loại có chiều dài khoảng chừng vài cm. Anot được thiết kế bằng thép carbon phải chăng với thành phần tương tự như như yếu tố cốt thép. Catot rất có thể được làm bằng thép không gỉ, titan, đồng,... Catot được đặt ngay gần bên cạnh các anot. Ngoài ra, cũng đều có thể bổ sung các điện rất tham chiếu nhằm theo dõi điện cố gắng half-cell.

Một vào những cảm biến galvanic lộ diện sớm duy nhất và bây giờ còn được sử dụng rộng thoải mái là các cảm biến dạng hình thang. Những thanh cốt thép được bố trí theo bậc thang ngay gần bên cạnh catot chất nhận được đánh giá chỉ mức độ xâm thực của môi trường thiên nhiên (Hình 2). Trong số thiết bị dạng này ranh con giới xâm thực được theo dõi trải qua việc đối chiếu điện cầm half-cell của những thanh cốt thép cùng với nhau. Một biến đổi thể không giống của cảm biến dựa bên trên hệ sạc macro là các thiết bị đa vòng. Cảm biến bao hàm các điện cực dạng vòng bé dại được cách điện cùng với nhau. Những điện rất vòng được gia công bằng thép carbon thấp. Khi những anot vòng được để gần catot làm cho bằng kim loại trơ hơn cho phép đo loại galvanic và cầu tính sự lan rộng ra của các điểm ăn mòn theo độ sâu từ mặt phẳng bê tông.

Valdes A.C. Và tập sự đã nghiên cứu các hệ sạc macro dựa vào cốt thép và đồng với tỷ lệ diện tích là 1:1 với khả năng nhận xét độ sâu thâm nhập của quy trình ăn mòn. Cảm biến bao gồm 1 tấm đồng (nền) và một trong những thanh thép được đặt tại những khoảng chừng cách khác biệt so với sắt kẽm kim loại nền. Những tác giả vẫn hiệu chỉnh và khuyến nghị các khoảng chừng giá trị mẫu galvanic tương ứng với trạng thái tiêu cực và hoạt hóa bào mòn cốt thép phù hợp với các phép đo điện thế làm mòn half-cell.

Trong một nghiên cứu của chính bản thân mình Pereira E.V. Và cộng sự đã đề xuất cảm ứng đo cái galvanic dựa vào cặp cốt thép/thép ko gỉ. Cảm ứng chỉ bao gồm một cặp sạc pin galvanic với không được cho phép đánh giá sự lan rộng ra của quy trình ăn mòn từ bên ngoài. Mặc dù nhiên, tác dụng của các thí nghiệm với điện rất thép ko gỉ đã minh chứng rằng sắt kẽm kim loại này rất có thể được thực hiện làm catot. Việc sửa chữa thay thế đồng bằng thép không gỉ có thể là một giải pháp hứa hẹn, bởi trong trường thích hợp này, bê tông sẽ không biến thành nhiễm ion đồng do đồng có khả năng bị làm mòn trong môi trường thiên nhiên chứa ion clorua. Tuy nhiên, ở kỹ càng khác quý giá của dòng galvanic so với cặp điện cực đồng/thép cao hơn, giúp cho cảm biến chế tạo có độ nhạy lớn hơn. Như vậy, đến lúc này vẫn chưa tồn tại các chiến thuật thống tuyệt nhất cho bài toán xây dựng các cảm ứng dựa bên trên hệ pin sạc macro với các cặp kim loại cho tác dụng cao nhất. Mang dù, những tác giả gật đầu với nhau rằng, các cảm ứng loại này rất có thể được áp dụng để ước tính xác suất ăn mòn ở các độ sâu khác nhau trong lớp che bê tông.

*

Hình 2. Lấy ví dụ như về cảm ứng dựa bên trên hệ sạc macro dạng “bậc thang”.

Cảm trở nên dựa trên những hệ pin galvanic micro với các tấm kim loại khác nhau có độ dày khoảng tầm vài mm. Những điện cực anot cùng catot được đặt xen kẽ nhau. Các cảm ứng loại này cũng rất có thể được làm bằng những tấm sắt kẽm kim loại cùng thành phần, giữa các anot với catot được bảo trì một hiệu điện gắng không đổi ở tầm mức 20-100 m
V. Qiao G. Và tập sự đã sử dụng các dung dịch kiềm để khám nghiệm các cảm ứng micro dựa trên Mg/than chì với Zn/than chì. Ưu điểm của các cảm biến này là chúng hoàn toàn có thể tạo ra mẫu điện vừa nhập vai trò là bộc lộ đo, vừa là nguồn năng lượng quan trọng để truyền tín hiệu qua mạng ko dây. Một khối hệ thống như vậy có thể giúp cho quy trình giám sát dễ ợt hơn, vày nó ko yêu cầu nhiều mét dây liên kết đặt trong các cấu trúc bê tông nhằm truyền tín hiều từ các cảm biến.

*

Hình 3. Ví dụ về các cảm ứng dựa bên trên hệ sạc micro dạng lưỡng kim.

Các cảm ứng dựa trên hệ pin macro với micro được mô tả ở trên đã được lắp vào các bộ phận khác nhau của những công trình như: cầu, mặt đường hầm, và những công trình hạ tầng khác trong môi trường thiên nhiên xâm thực. Thông thường các cảm biến được áp dụng để đo lường và tính toán các hoạt động sửa chữa, cũng giống như kiểm soát việc sử dụng các chất ức chế ăn uống mòn, trong số đó có hóa học ức chế ăn mòn di trú. Quanh đó ra, trong vô số nhiều trường phù hợp các cảm ứng được gắn thêm vào những công trình xây mới. Trong trường thích hợp xây new công trình, các cảm biến được cố định và thắt chặt vào khung cốt thép và tiếp nối công trình được kiến thiết như bình thường. Vào trường hợp công trình xây dựng đang quản lý sẵn, từ kết cấu khoan một chủng loại bê tông, tùy chỉnh cảm biến, và tiếp nối vá địa điểm khoan bằng lớp bê tông bao gồm thành phần tương tự thành phần bê tông của kết cấu. Việc lắp đặt cảm biến vào công trình xây bắt đầu được ưu tiên hơn do bảo vệ tính nhất quán của lớp bê tông bảo vệ.

Xem thêm: Mặt mộc của các thí sinh the face 2017 : giải mã 4 cô gái team hoàng thùy

Các cảm ứng loại này hay được sử dụng cho các hệ giám sát từ xa do những ưu điểm: vật dụng có kết cấu đơn giản (sử dụng vật tứ rẻ tiền), thường tạo ra tín hiệu cơ mà không buộc phải áp để thêm dòng điện, và có kích thước nhỏ dại gọn. Như vậy, việc lắp đặt các cảm ứng này ngơi nghỉ những khu vực dễ bị làm mòn và nối chúng nó vào một mạng hợp độc nhất vô nhị sẽ cho phép các tổ chức quản lý công trình so với trạng thái của các cấu trúc và lập kế hoạch bảo trì và sửa chữa thích hợp.

2.4. Cảm biến điện trở phân cực tuyến đường tính (LPR)

Phương pháp năng lượng điện trở phân cực dựa trên mối tình dục nghịch hòn đảo giữa tỷ lệ dòng ăn mòn và năng lượng điện trở phân rất của làm phản ứng điện hóa. Phương pháp này vẫn được thực hiện để reviews tốc độ làm mòn kim loại từ giữa thế kỷ XX. Thông tin về sự biến đổi theo thời gian của mật độ dòng ăn mòn giúp mong tính cường độ hao hụt trọng lượng hoặc cường độ suy giảm tiết diện ngang của kim loại theo định hiện tượng Faraday. Phiên phiên bản phổ trở nên của phương pháp này được sử dụng cho hệ cốt thép/bê tông là phương pháp điện trở phân cực con đường tính và đã được sử dụng rộng rãi cả trong phòng thí nghiệm với hiện trường từ trong thời hạn 1970.

Các phép đo được thực hiện trong hệ ba điện cực (điện cực thao tác - cốt thép, điện rất đối thường xuyên là thép không gỉ cùng điện cực tham chiếu hệt như điện rất được áp dụng trong phương thức đo điện núm half-cell). Cơ sở kim chỉ nan của phương pháp có thể được kiếm tìm thấy trong một trong những lượng lớn những nghiên cứu. Những khoảng giá bán trị mật độ dòng ăn mòn phản ánh nút độ nguy nan cho công trình được trình bày ở Bảng 3.

Bảng 3. Các khoảng giá trị mật độ dòng bào mòn (icor) cùng sự suy bớt tiết diện ngang (Δl) để nhận xét trạng thái ăn mòn cốt thép

Khoảng giá trị

Nguy cơ bào mòn cốt thép

icor, μA·cm-2

Δl, μm·năm-1

≤0,1

≤1,16

Trạng thái thụ động

0,1…0,5

1,16…5,80

Thấp

0,5…1,0

5,8…11,6

Trung bình

>1,0

>11,6

Cao

Tốc độ thu nhận dữ liệu theo phương thức LPR tốt hơn đáng chú ý so cùng với các cách thức HCP cùng CR. Bởi vậy, trong thực tế để buổi tối ưu hóa thời hạn đo rất có thể sử dụng phối hợp cả bố phương pháp. Những phép đo HCP với CR định tính giúp khẳng định các quanh vùng có phần trăm ăn mòn cao. Sau đó, phương thức LPR được sử dụng để xác minh tốc độ hư hỏng của cốt thép. Một vài thiết bị yêu quý mại có thể đo trên chỗ tốc độ ăn mòn theo phương thức LPR, như Gecor 8 của James Instruments, Giatec i
COR của GIATEC SCIENTIFIC,... Các thiết bị này cần có sự hiện diện của chuyên gia về bào mòn trong quá trình đo.

Pereira E.V. Và cộng sự đã khuyến nghị sử dụng cảm biến dựa trên điện cực có thể nhúng vào trong bê tông để đánh giá tốc tộ bào mòn bằng thiết bị dịch vụ thương mại GEOCOR 06. Một titan hoạt hóa được áp dụng làm điện cực tham chiếu. Vận tốc ăn mòn được cầu tính dựa trên những mẫu đối hội chứng thay vì dựa vào cốt thép vào cấu trúc. Điều này tức là thành phần sắt kẽm kim loại được áp dụng trong cảm biến tương từ với nguyên tố cốt thép trong kết cấu được kiểm tra.

Nhóm của Jin M. Với Karthick S. Trong những nghiên cứu của mình đã đề xuất sử dụng các cảm biến LPR đặt trong bê tông kết hợp cùng với những phép đo HCP để dánh giá vận tốc ăn mòn. Brown D.W. Và tập sự trong một phân tích khác khuyến nghị một cảm biến dựa trên tấm mạch dẻo với kết cấu ba điện cực tiêu chuẩn. Các điện cực được thiết kế bằng vật liệu chống ăn mòn, như đồng mạ vàng.

Cần xem xét rằng, trong một vài trường hợp phương pháp LPR có thể dẫn mang lại sai số (tốc độ ăn mòn ước tính khác với vận tốc ăn mòn thực tế 2-4 lần) do việc tối giản hóa những tham số vào phương trình tính toán. Bên cạnh ra, sự khác biệt về tốc độ ăn mòn hồ hết và tổng thể (có thể lên tới 10 lần), ảnh hưởng của năng lượng điện trở suất bê tông với một loạt những yếu tố khác làm tinh vi hóa bài toán phân tích công dụng thu được. Mặc dù nhiên, tính thuận lợi và tốc độ đo mặt đường cong phân cực kha khá nhanh giúp cho phương pháp LRP đổi mới một công cụ mạnh khỏe để nhận xét tốc độ bào mòn cốt thép vào bê tông.

2.5. Cảm ứng dựa trên nghệ thuật đo dòng xung (GPT)

Phương pháp GPT dựa vào việc ghi nhận những biến hóa về điện chũm điện cực theo thời gian, khi áp vào hệ một dòng xung thấp (không lớn hơn 50 µА) hoặc sau khoản thời gian tắt xung điện. Vấn đề phân tích giản vật dụng điện thế theo thời hạn dựa trên trả định rằng nguyên lý của bội phản ứng điện hóa trên các thanh cốt thép được tế bào tả bằng một mạch tương đương Randles solo giản. Sự thay đổi của năng lượng điện thế hoàn toàn có thể được mô tả bằng phương trình sau:

*

Trong kia E(t) là điện vắt đo được, Iimp là cường độ cái xung, t½ là thời gian chuyển trạng thái, Rp là năng lượng điện trở phân rất của bội phản ứng điện hóa, Cdl là năng lượng điện dung lớp điện tích kép với RΩ là điện trở Ohm của môi trường. Xác định được thời hạn chuyển tiếp giúp reviews tình trạng bào mòn của cốt thép trong bê tông (trạng thái thụ động hay hoạt hóa). Trong một vài công trình lời khuyên ngưỡng tiến công giá: t½ > 40 giây - tâm trạng thụ động, t½

Phương pháp GPT được áp dụng để review hiện tượng làm mòn cốt thép vào bê tông từ cuối những năm 1980. Hiện nay tại, trên thị trường có một vài thiết bị thương mại dịch vụ dựa trên phương thức này như Gecor 8 và cảm biến Galva
Pulse với vòng bảo vệ. Những thiết bị này được thực hiện để khẳng định các thông số ăn mòn vào phương trình (1) trực tiếp ngoài hiện trường với sự tham gia của các chuyên viên về ăn mòn. Hiện nay, chưa xuất hiện thêm các hệ thống đo lường từ xa dựa trên các cảm biến này. Mặc dù nhiên, từ các dữ liệu thu được đến thấy cách thức GPT có tính bình ổn và đúng chuẩn hơn phép đo LPR trong những điều kiện bất lợi, khi không có thông tin về khu vực kiểm tra. Nó cũng bất biến và chính xác hơn HCP, LPR với EIS khi không tồn tại điện cực tham chiếu ổn định.

2.6. Cảm ứng tổng trở điện hóa (EIS)

Tương từ bỏ như GTP, phương thức EIS được áp dụng để đo lường và thống kê không tàn phá trạng thái cốt thép trong bê tông từ trong thời gian 1980. Phổ các thông số rất có thể xác định bằng phương pháp này khá rộng (điện trở suất của bê tông, vẻ ngoài phản ứng, điện trở phân rất của phản nghịch ứng đưa điện tích, điện dung của lớp năng lượng điện kép,...). Sát đây, lộ diện các hệ thống cảm ứng có thể đo phổ EIS nhưng không cần tiếp xúc thẳng với cốt thép. Mặc dù nhiên, tính không đồng nhất của bê tông rất có thể gây ra độ nhiễu cùng cản trở việc phân tích hiệu quả EIS.

Như đã đề cập, team của Jin M. đã khuyến nghị một cảm biến ba điện cực để đo phổ tổng trở năng lượng điện hóa vào bê tông. Ahmadi J. Và tập sự cũng sẽ thu được phổ trở kháng bằng phương pháp sử dụng cảm biến áp điện nhưng không phải phân cực các thanh cốt thép. Những tấm cảm ứng được lắp để lên trên các thanh cốt thép nhúng vào bê tông. Những tác giả chứng minh rằng, những thiết bị đề xuất hoàn toàn có thể xác định thời điểm bước đầu ăn mòn và hướng lan rộng của quy trình ăn mòn, cũng giống như việc giám sát và đo lường mức độ hao hụt trọng lượng do ăn mòn tạo ra từ cảm biến chính xác rộng so với phương pháp điện tích vào phương trình Faraday. Tuy nhiên, phương pháp EIS yêu mong thiết bị phức hợp hơn so với phương thức LPR, làm cho tính ứng xung quanh thực địa của cách thức này bị hạn chế.

2.7. Cảm ứng giám tiếp giáp ion clorua

Các cảm ứng đo nồng độ ion clorua hoặc độ p
H rất có thể giúp nhận xét trạng thái bào mòn BTCT trước lúc quá trình tiêu diệt xảy ra. Mặc dù có phần lớn quan điểm không giống nhau về độ đậm đặc tới hạn của ion clorua gây ra ăn mòn cốt thép, nhưng những nhà nghiên cứu đồng ý với nhau rằng, vĩnh cửu một nồng độ tới hạn như vậy. Vì đó, việc giám sát và đo lường tốc độ thấm vào của ion clorua qua lớp che bê tông và khẳng định nồng độ của bọn chúng trên mặt phẳng cốt thép hoàn toàn có thể là một trong những phần quan trọng trong hệ thống đo lường và tính toán tích hợp.

Hiện tại bao gồm nhiều phương thức phá bỏ tiêu chuẩn chỉnh được sử dụng để nhận xét nồng độ ion clorua vào bê tông. Các phương thức này liên quan đến câu hỏi lấy chủng loại bê tông, tiếp đến phân tích những dung dịch nước tách thu được trường đoản cú bê tông nghiền nhỏ bằng các phương thức chuẩn độ hoặc đo điện thế. Các cách thức như vậy không thể áp dụng để theo dõi liên tục vì chúng tiêu diệt lớp vỏ bê tông. Cảm biến ion clorua không phá hủy rất có thể được phân thành ba nhóm chính theo nguyên tắc buổi giao lưu của chúng: đo năng lượng điện trở suất của bê tông, năng lượng điện cực tinh lọc ion clorua và cảm ứng sợi quang. Loại đầu tiên là phần mở rộng của phương pháp đo năng lượng điện trở suất. Sau đây trình bày cụ thể về hai nhiều loại còn lại.

Các cảm ứng ion Cl- hoàn toàn có thể nhúng vào bê tông là những điện cực chọn lọc ion clorua, ví như điện cực Ag/Ag
Cl. Các điện cực tinh lọc ion định hình về mặt chất hóa học trong môi trường xâm thực cùng dễ sản xuất. Mặc dù nhiên, một vài yếu tố rất có thể làm nhiễu phép đo, gây ra sai số, như sự đổi khác nhiệt độ với độ p
H, tác động của điện trường. Quanh đó ra, một số cảm ứng xuống cấp cho rất nhanh vì suy bớt dung dịch năng lượng điện phân.

Im H. Và cùng sự khuyến nghị một cảm ứng dựa trên những tấm sắt mỏng (1,5 mm) được cố định song tuy nhiên với nhau ở khoảng cách 1 mm trên đế polyetylen terephthalate. Kim loại được đậy một màng hội đàm anion nhạy bén với ion clorua. Nghiên cứu và phân tích đã minh chứng rằng mật độ ion clorua có thể xác định lên đến ≈1,2 M. Mang dù cảm ứng có độ nhạy bén và kỹ năng hiệu chuẩn chỉnh tốt, mà lại nó tất cả độ bền cơ học tập thấp và xuống cấp trầm trọng nhanh lúc nồng độ ion clorua cao vượt ngưỡng. Do đó, các cảm ứng như vậy gặp gỡ khó khăn khi thao tác làm việc trong môi trường bê tông hoặc vữa. Mục tiêu của các phân tích sâu hơn sẽ giúp tăng tốc độ bền của cảm biến.

Leung C. Và cộng sự đã phạt triển cảm biến sợi quang dựa trên sợi Nufern 780-HP được lấp một màng sắt bao gồm độ dày từ 25 cho 350 nm nhằm đo nồng độ ion clorua và khẳng định giá trị ngưỡng cho tới hạn. Những chỉ số đo được của cảm biến phù vừa lòng với kết quả thu được bằng cách thức đo cái galvanic macro. Tuy nhiên, những tác đưa không cung cấp ngẫu nhiên thông tin như thế nào về bài toán hiệu chuẩn cảm biến liên quan mang đến nồng độ thực tiễn của ion clorua tự do thoải mái được khẳng định bằng các phương thức truyền thống (chuẩn độ hoặc đo điện thế). Bởi đó, phân tích không đưa tin về ngưỡng độ tinh tế của cảm biến. Nhóm của Laferriere F. Sẽ nghiên cứu cảm biến dựa trên hiện tượng kỳ lạ huỳnh quang quẻ của chất thông tư lucigenin, mẫn cảm với ion clorua sống vùng ánh sáng xanh. Nghiên cứu đã minh chứng khả năng vạc hiện đúng đắn ion clorua trong vòng nồng độ trường đoản cú 0,03 mang lại 0,35 M.

2.8. Cảm ứng đo p
H

Sự suy giảm độ p
H trong bê tông hoàn toàn có thể do quy trình cacbonat hóa (một phản nghịch ứng thân carbon dioxit và canxi hydroxit, một yếu tố của đá xi măng), dẫn mang lại sự cải tiến và phát triển của hiện tượng lạ ăn mòn các cốt thép. Khi xẩy ra ăn mòn toàn bộ do ion clorua, tồn tại một tỷ lệ tới hạn giữa nồng độ của các ion clorua cùng hydroxit. Vì đó, việc kiểm soát và điều hành độ p
H của bê tông vào vai trò quan trọng đặc biệt để theo dõi toàn vẹn trạng thái của cốt thép.

Trong dự án công trình của mình, Behnood A. Và tập sự nêu chi tiết nhiều cách khác biệt để reviews độ p
H của bê tông, phân một số loại chúng và để ý ưu điểm yếu của từng phương pháp. Một số cấu trúc cảm biến nổi giờ đo p
H: ionsensitive-field-effect transistor, gai quang, màng hydrogel và cảm biến p
H thể rắn.

Các cảm ứng dựa trên năng lượng điện cực tinh lọc ion có tác dụng làm việc bền bỉ trong bê tông thường xuyên sử dụng những oxit sắt kẽm kim loại của iridi, bạch kim, palladi, rhodi, titan, thiếc, nhôm với rheni. Huang và cộng sự W.D. đã đề xuất một cảm biến p
H linh hoạt dựa vào oxit iridi. Các điện rất thường được bao phủ theo cách thức phun, mạ năng lượng điện hay oxy hóa. Tuy vậy có chất lượng độ bền cơ học tập cao, nhưng ảnh hưởng của lực ion tổng thể so với chỉ số của các điện cực như vậy nên được phân tích và bàn bạc thêm.

Korostynska O. Và cộng sự khuyến cáo sử dụng cảm ứng sợi quang để đo độ sâu của quá trình cacbonat hóa vào bê tông. đội của Khalil G.E. đã phân tích sử dụng mesotetraarylporpholactone có tác dụng chất thông tư màu và chứng tỏ rằng nó rất có thể được sử dụng trong phạm vi рН 11,5-13,2. Mc
Polin D.O. Và tập sự đã nghiên cứu và phân tích sử dụng sol-gel dựa trên cresol đỏ cùng với dải рН 8-13. Tiêu giảm chính đối với việc sử dụng cảm biến sợi quang quẻ trong bê tông là phạm vi dong dỏng của cực hiếm p
H xác định, thường dưới 12. Đối với một vài điện cực, thừa ngưỡng p
H làm tàn phá các nhóm mang màu.

Cho mang lại gần đây, chỉ bao gồm các cách thức điện hóa thể hiện ở trên được sử dụng để theo dõi trạng thái bào mòn cốt thép vào bê tông, đặc biệt là các phương pháp HCP, CR cùng LPR. Vị đó, bọn chúng được tiêu chuẩn hóa và chuyển vào các quy định khác nhau. Bên trên thị trường có tương đối nhiều thiết bị thương mại dựa trên các phương pháp này. Hiện nay tại, chưa có các tài liệu nguyên lý mô tả những tiêu chí thi công và tiêu chuẩn chỉnh đánh giá rõ ràng đối với các phương pháp điện hóa khác và các cảm biến dựa trên chúng để giám sát liên tục không tàn phá trạng thái bào mòn cốt thép. Một mặt, điều này tạo thời cơ cho những phát con kiến mới. Mặt khác, nó làm chậm rãi sự cải cách và phát triển của những thiết bị thương mại dịch vụ dựa trên các phương pháp này. Giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu trong lĩnh vực này là thống nhất cùng tiêu chuẩn hóa các cách thức hiện có.

3. Các phương pháp vật lý

Ứng dụng các phương thức vật lý để theo dõi trạng thái ăn mòn cốt thép chỉ mới trở thực tâm điểm phân tích trong thời gian cách đây không lâu (khoảng 10-15 năm) và nhiều thiết bị chỉ mới xuất hiện ở tiến độ thử nghiệm trong phòng thí điểm hoặc ngơi nghỉ dạng nguyên mẫu. Dưới đây trình bày các phương pháp vật lý với các cảm ứng phổ biến dựa vào chúng.

3.1. Cảm biến sợi quang (FOS)

Nguyên lý làm việc của cảm ứng FOS dựa vào sự biến đổi các đặc thù quang học tập của ánh nắng khi truyền qua môi trường thiên nhiên thủy tinh hoặc tua hữu cơ. Tùy nằm trong vào ánh nắng mặt trời hoặc sự biến dạng của sợi, hoàn toàn có thể xảy ra những biến đổi về cách sóng, tỷ lệ dòng năng lượng, tần số, phân cực hoặc pha. Vị đó, rất có thể đánh giá các biến dạng xảy ra trong bê tông vày tích tụ các thành phầm ăn mòn ngơi nghỉ ranh giới trộn cốt thép/bê tông. FOS rất bao gồm triển vọng trong việc theo dõi hiện tượng ăn mòn các thanh cốt thép trong bê tông dựa trên độ bền ăn mòn và thời gian chịu đựng hóa học, cũng như khả năng phòng nhiễu từ các nguồn sự phản xạ từ bên ngoài, độ chính xác và tính đơn giản và dễ dàng của chúng. Hiện nay tại, các cảm biến FOS thông dụng như cảm biến cách tử tua quang biến dị (FBG), cảm biến cách tử tua quang phản xạ (LPFG) và cảm ứng đo phản xạ miền thời gian quang học Brillouin.

Cảm biến bí quyết tử tua quang biến dạng (FBG)

Cảm biến hóa FBG nhạy cảm với những biến hóa về hệ số phản xạ và phương pháp tử dọc từ trục gai quang. Theo dõi những chuyển đổi trong tín hiệu phản xạ tới từ cách tử giúp mong tính độ tăng trọng lượng sản phẩm ăn mòn. Việc vận dụng các cảm biến FBG để theo dõi hiện tượng lạ ăn mòn cốt thép vào bê tông được luận bàn tích cực từ trong thời điểm 2010. Nghệ thuật này có rất nhiều triển vọng. Hiện tại tại, phần đông các nghiên cứu và phân tích tập trung vào vật liệu sợi quang cùng cách thực hiện các cảm biến trong mẫu bê tông. Mao J. Và tập sự đã khuyến cáo sử dụng sợi phương pháp tử Bragg phủ nhựa epoxy nhằm bảo vệ. Cảm biến có kỹ năng chịu tác động ảnh hưởng cơ học và có khả năng xác định các vết nứt. Tuy nhiên, các tác giả không hỗ trợ dữ liệu hiệu chuẩn về mối quan hệ giữa độ biến dạng trong bê tông và bước sóng. Nhóm của Hu W. đã thực hiện các cảm ứng có hai lớp tủ (lớp bên phía trong dựa trên kim loại Ag và phần ngoài từ Fe-C). Nghiên cứu đã chứng tỏ tốc độ ăn uống mòn đổi khác tùy trực thuộc vào mối cung cấp ion clorua (ngâm trọn vẹn hay thấm vào qua hiện tượng kỳ lạ mao dẫn). Mặc dù nhiên, các tác mang không chuyển ra tác dụng hiệu chuẩn. Không tính ra, lớp màng trên mặt phẳng cảm trở nên bị hỏng hỏng một trong những phần do ăn uống mòn. Vào các nghiên cứu và phân tích trên, các cảm ứng được cố định xung quanh các thanh cốt thép. Trong nghiên cứu của Chen W. Và Dong X. Mặc dù không những rõ loại cảm ứng sử dụng, dẫu vậy đã biểu thị các chức năng của phần mềm ANSYS và khuyến cáo hệ số biến hóa giữa cách sóng cùng độ biến hóa dạng. Họ chỉ ra rằng rằng, thông số này phụ thuộc vào độ dày của lớp đậy bê tông với gần bởi 0,829 khi độ dày lớp đậy gấp 5 lần đường kính cốt thép. Gao J. Và tập sự đã thắt chặt và cố định các cảm ứng vuông góc với trục của các thanh cốt thép. Nhóm phân tích đã thu được mối quan hệ giữa sự đổi khác bước sóng phản xạ từ bí quyết tử cùng bậc biến dạng do hiện ra các thành phầm ăn mòn dựa vào dữ liệu đo độ hao hụt khối lượng. Những tác trả cũng xác minh giai đoạn hoạt hóa ăn mòn (khi chỉ số của cảm biến không cụ đổi) và thời điểm trở nên tân tiến ăn mòn (tín hiệu đổi khác tuyến tính theo thời gian).

Một vấn đề không kém phần đặc trưng là đảm bảo an toàn các cảm ứng loại này khỏi tác động cơ học xảy ra trong quy trình xây dựng với tác động trọng tải của bê tông. Almubaied O. Và cùng sự khuyến cáo đặt một tờ lót polystyrene không ngừng mở rộng giữa những thanh cốt thép và bê tông. Mặc dù, giải pháp này giúp đảm bảo an toàn khả năng thao tác làm việc của sensor tuy thế nhóm người sáng tác chưa xét tới sự suy sút độ kết dính giữa bê tông với cốt thép, cũng như ảnh hưởng đến kỹ năng chịu mua của toàn bộ kết cấu. Jaafar M.M. Và cộng sự đã sử dụng cảm ứng Photronix Technologies (M) Sdn. Bhd. Với những loại bê tông khác biệt với lớp phủ bảo vệ từ gel silicone. Những tác trả đã khẳng định mối tương quan giữa sự dịch chuyển bước sóng Bragg và độ thay đổi HCP, được sử dụng như một cách thức tham chiếu. Phương pháp này cho biết các cảm ứng hoạt động không dưới 1 năm trong đk xảy ra làm mòn nhanh. Li W. Và cộng sự đã demo nghiệm cảm ứng FBG cùng với lớp đảm bảo an toàn epoxy và cảm biến nhiệt độ thuộc với cảm ứng sóng âm (AE, Micro-II Digital AE System, Physical Acoustic Corp, West Windsor Township, NJ, USA). Sự hình thành các vết nứt vào bê tông được ghi nhận thông qua hiện tượng vạc xạ sóng âm với độ tăng dự ứng lực vị tích tụ thành phầm ăn mòn được đo lường và thống kê bằng cách thức FBG. Nghiên cứu cho thấy sự thống nhất giữa các hiệu quả đo, hội chứng tỏ phương pháp này bao gồm triển vọng mang đến việc tính toán ăn mòn BTCT. Đến cuối test nghiệm, các cảm ứng vẫn còn nguyên vẹn. Như vậy, hoàn toàn có thể kết luận rằng những lớp phủ bảo đảm bền với môi trường thiên nhiên kiềm của bê tông và tất cả thể bảo đảm an toàn cảm vươn lên là FBG khỏi bào mòn và phá hủy.

Trong công trình của chính mình Luo D. Và cộng sự đã minh chứng rằng các cảm biến FBG có thể cung cấp tin về quá trình ăn mòn khi số lượng hàng hóa ăn mòn tăng 3-4 lần so với trạng thái ban đầu. Nói cách khác, trường thọ khả năng reviews mức độ làm mòn ở tiến trình phát triển. Phương pháp không ghi nhận thấy thời điểm đổi khác giữa trạng thái thụ động và ban đầu ăn mòn, và vì chưng đó, cấp thiết áp dụng những biện pháp phòng ngừa để phục hồi lại tinh thần thụ động. Cũng nên chú ý rằng các cảm ứng FBG tất cả phạm vi hoạt động khá giới hạn trong những cấu trúc. Một trong những lượng mập các cảm ứng được yêu ước để giám sát và đo lường các kết cấu lớn. Hơn nữa, ở thời khắc hiện tại, các cảm ứng như vậy khá đắt tiền và để sử dụng rộng thoải mái trong bài toán giám sát kết cấu BTCT cần phải tối ưu hóa cấu trúc và đồ dùng liệu cảm ứng để tiết kiệm chi phí với chính sách giảm giá thành sản xuất.

3.2. Cảm ứng sóng lũ hồi

Độ thấm từ tương đối giữa thép và những thành phần không giống của BTCT, bao gồm cả thành phầm ăn mòn cốt thép, khác biệt đáng nhắc (hơn 100 lần). Bằng cách theo dõi sự khác hoàn toàn này, hoàn toàn có thể xác định giai đoạn ban đầu và cải tiến và phát triển của quy trình ăn mòn. Các cảm biến sóng bầy hồi chuyển động dựa trên cảm giác này.

Xie L. Và tập sự đã thử nghiệm cảm ứng sóng âm mặt phẳng (SAW). Cảm biến bao gồm hai bảng mạch in gồm lưới bức xạ và bộ đổi khác xen kẽ (cả nhị đều được làm bằng vàng) được phủ một lớp đảm bảo để chống ngừa hiện tượng lạ đoản mạch (trong trường phù hợp lớp sản phẩm ăn mòn phạt triển). Cảm ứng được nhúng trong bê tông ngay sát với những thanh cốt thép. Nhóm tác giả đã trình bày công dụng đánh giá chỉ định lượng vận tốc ăn mòn. Tuy nhiên, người sáng tác đã không triển khai hiệu chỉnh tương quan đến sự suy giảm trọng lượng hoặc tiết diện thực tế của cốt thép. Kết cấu của cảm biến cho phép nó vận động mà không bắt buộc nguồn điện bổ sung và truyền dữ liệu qua kênh không dây. Để áp dụng các cảm ứng như vậy tại chỗ, rất cần được tối ưu hóa cấu trúc để giúp thực hiện chúng trên những thanh cốt thép dễ dãi hơn. Cùng cũng cần nghiên cứu các đồ liệu sửa chữa thay thế khác để làm lưới bức xạ (rẻ rộng vàng).

Sharma A. Và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng kết hợp cảm ứng sóng âm nhạc (AE) và kỹ thuật sóng dẫn hướng vô cùng âm (UGW). Các cảm biến UGW được thực hiện trên những thanh cốt thép trong quá trình sản xuất BTCT. Những cảm ứng này tỏ ra công dụng trong việc phát hiện tiến trình đầu của quy trình ăn mòn, lúc bê tông chưa có vết nứt và phương thức AE ko hoạt động. Khi hiện ra và cải cách và phát triển các dấu nứt nhỏ, phương thức AE tất cả độ chính xác cao khi khẳng định các vùng khuyết tật bên trong trước lúc chúng xuất hiện trên mặt phẳng bê tông. Các tác giả triển khai các cảm biến AE trong suốt thời hạn nghiên cứu. Công dụng thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy thêm triển vọng xa hơn của phương pháp này. Các phân tích được lặp lại bởi team Amiri A.S. Cho biết thêm sự thống nhất tốt giữa các phương pháp UGW cùng HCP.

Các cảm biến loại này cực kỳ nhạy cảm với các nguồn nhiễu từ bên ngoài. Ko kể ra, trong một số trường hợp gặp gỡ khó khăn trong việc xác minh mối quan hệ nam nữ giữa nấc độ bào mòn và độ mạnh tín hiệu, nhất là trong giai đoạn đầu của quá trình ăn mòn, khi những khuyết tật vào bê tông không xuất hiện. Một vài nghiên cứu tiếp theo được thực hiện để giải quyết và xử lý vấn đề này, dẫu vậy vẫn chưa có phương án cuối cùng để lấy các cảm biến này vào áp dụng trong thực tế. Ngoài ra, cũng cần được xác định phương pháp tối ưu để triển khai các cảm biến, cũng tương tự diễn giải dữ liệu từ các công trình lớn,...

Du C. Và tập sự đã đối chiếu các cảm ứng quang âm toàn quang quẻ với sự chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành sóng khôn cùng âm. Các cảm ứng dựa trên vật liệu tổng hòa hợp nano vàng với sợi quang nhiều nhiệm. Các cảm biến được gắn trên bề mặt các thanh cốt thép. Độ nhạy của hệ thống chất nhận được các tác giả xác định độ hụt khối do làm mòn từ 0,02 g.

Cảm biến chuyển áp điện

Phương pháp khôn cùng âm cùng với việc thực hiện các cảm biến áp điện nhúng vào bê tông đang dần biến đổi một phương án phổ biến hóa để theo dõi hiện tượng ăn mòn của thép vào kết cấu BTCT. Cảm ứng áp điện tạo thành các sóng âm bề mặt dưới tác động ảnh hưởng của điện thế. Peng J. Và tập sự đã khuyến nghị một cảm biến áp năng lượng điện dựa trên vật tư gốm (chì zirconate titanate) và những vật liệu composite để bảo vệ cảm biến, chắn những tín hiệu nhiễu và tăng cường tín hiệu của cảm biến. Những tác giả đã reviews trạng thái ăn mòn và mức độ hư lỗi cốt thép dựa trên biên độ của tín hiệu. Tác giả cho rằng nhược điểm thiết yếu của phương pháp này là tính đơn hướng của việc truyền và nhận tín hiệu, điều này gây khó khăn cho việc diễn giải tài liệu trong môi trường ăn mòn thực tiễn với các thanh cốt thép được sắp xếp theo các hướng không giống nhau. Trong những công trình tiếp theo, nhóm nghiên cứu tập trung xử lý vấn đề này.

Peng J. Và tập sự trong một nghiên cứu khác đang phân tích các cảm ứng dựa trên chì titanate zirconate và Fe, Mn, Ca (loại PZT-4) và La, Nb (loại PZT-5) trở nên tính. Su D. Và tập sự đã khuyến cáo một mạng cảm ứng không dây trường đoản cú cấp tích điện để giám sát tự động hóa quá trình bào mòn cốt thép. Những tác giả sẽ sử dụng cảm biến áp điện không dây tự cung cấp nguồn. Các tác trả dự đoán tốc độ ăn mòn dựa trên mô hình hóa với theo dõi tài liệu ăn mòn trong 5 năm.

Nhóm nghiên cứu của Sriramadasu R.C. Vẫn sử dụng cảm biến áp điện phiến mỏng manh dựa trên gốm sứ PI Ceramic (PIC 151) cùng với sóng siêu âm dẫn hướng. Nghiên cứu đã đánh giá các đặc thù tín hiệu của cơ chế sóng dẫn phía dọc và uốn từ các cảm ứng gắn trên bề mặt thanh cốt thép. Những tác đưa đã xác minh được giai đoạn bước đầu và cải tiến và phát triển ăn mòn. Những đặc trưng định lượng của quá trình hủy diệt kim một số loại sẽ là trọng tâm của các nghiên cứu tiếp theo.

Kaur N. Và Bhalla S. đã nghiên cứu các cảm biến áp điện dựa trên chip AD5933 được nhúng trong bê tông. Thiết bị tin báo về những vươn lên là dạng bên phía trong bê tông và thu thập đủ tích điện để cung cấp chip làm việc và truyền tài liệu mà ko cần sử dụng nguồn điện bên ngoài. Kocherla A. Và cộng sự đã chứng tỏ rằng hoàn toàn có thể sử dụng phương pháp này để xác định các vết nứt nhỏ hơn 10 μm. Chen J. Và cộng sự đã phân tích các cảm biến thương mại có sẵn mã sản phẩm No. GU14095A0-25TR-L42 (Shenzhen Yinghai, Ltd., Shenzhen, China). Các tác giả tin rằng cảm biến áp điện tất cả triển vọng hơn cảm ứng siêu âm do chi tiêu thấp hơn.

Xu Y. Và Tang T. đang nghiên cứu cảm ứng dựa bên trên gốm PZT 5. Các tác trả thu được độ chụm xuất sắc trong kết quả về biên độ tương đối của biểu đạt đo được và tốc độ ăn mòn, khi tổn thất máu diện cốt thép trong khoảng từ 0 mang đến 7%. Với khoảng độ phá hủy nghiêm trọng hơn, kết quả thu được tất cả sự khác biệt do độ dính vào giữa những thanh cốt thép cùng bê tông giảm vì tích tụ các sản phẩm ăn mòn. Cảm ứng sóng âm thường nhạy rộng FOS trong quy trình đầu của quá trình ăn mòn, khi lượng sản phẩm ăn mòn còn không lớn. Mặc dù nhiên, việc sử dụng các cảm biến như vậy vào các cấu tạo ngoài thực tế vẫn còn nhiều sự việc cần giải quyết do độ nhạy bén cao của chúng với tiếng ồn. Các phân tích sâu hơn hoàn toàn có thể phát triển các cách thức hiệu trái để vứt bỏ tiếng ồn và chỉ dẫn các chiến thuật thương mại hóa.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

x

Welcome Back!

Login to your account below

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.