Araştırmacılar Beton Hasarı Teşhis Bilimini Geliştirmeyi Hedefliyor
Ulusal Korozyon Mühendisleri Birliğinin (NACE) raporuna göre, tünel duvarlarının ufalanması, beton cephelerde oluşan çatlaklar veya geçirimli köprü ayakları gibi çevresel nedenlerden kaynaklanan zararlar için her yıl birkaç milyar avro harcanıyor. Avusturya Graz Teknoloji Üniversitesi (TU Graz), Avusturya İnşaat Teknolojisi Derneği (ÖBV) ile iş birliği yaparak bu soruna bir çözüm bulmayı hedefliyor.
LumAConM (yapı malzemelerinin yüksek çözünürlüklü analizleri) projesiyle ilk kez beton yapılara şantiye alanında ve laboratuvar ortamında ayrıntılı değerlendirme yapmayı mümkün kılan yeni bir metot üzerinde çalışıyor. Metot basit ve düşük maliyetli olmasının yanı sıra benzeri görülmemiş bir hassasiyet sağlıyor.
Yeni metodun, yapıların servis ömrü tahmininde ve sorun olabilecek diğer alanlarda mevcut analiz yöntemlerine kıyasla çok daha hızlı bir şekilde değerlendirme sağlayacağı öngörülüyor. Araştırmacılar aynı zamanda bu sayede, korozyon sürecine neden olan faktörleri daha iyi anlamayı umuyor.
TU Graz Teknoloji ve Yapı Malzemeleri Araştırma Enstitüsü’nde görev alan Florian Mittermayr, elde edilen yeni teknolojinin yapılarda hedeflenen ve uygun maliyetli yenilemeyi mümkün kılmasının yanı sıra; yeni, sürdürülebilir ve dayanıklı malzemelerin geliştirilmesi için gerekli olduğunu belirtti.
Yenilikçi bir sensör teknolojisi
Optik-kimyasal sensör teknolojisi, yeni sürecin temelini oluşturuyor. Son derece gelişmiş optik ölçüm analizi şimdiye kadar öncelikli olarak biyoteknoloji ve tıbbi teknoloji alanlarında kullanıldı. Analitik Kimya ve Gıda Kimyası Enstitüsünde kimyager olarak görev yapan Bernhard Müller, bu teknolojiyi bundan böyle beton altyapının durumunu değerlendirmek ve böylece inşaat sektörü için yeni nesil sensörler geliştirmek adına kullanmak istediklerini belirtti.
Doğrudan korozyon hasarıyla ilişkili bir parametre olan, çimento esaslı malzemelerdeki pH değerinin nicel tespiti için TU Graz’ın kullandığı görüntüleme ölçüm sistemi, bu sürece bir örnek olarak gösterilebilir. Ölçüm sistemi, indikatör boyası ve referans boyası içeren, şişebilen (su emici) bir polimer katmana sahip plastik bir ince tabakadan oluşmaktadır. Sensör folyosunun boyutu, incelenecek numunenin boyutuna göre uyarlanabilmektedir.
Islak tabaka, numuneye uygulandıktan sonra özel bir kamera yardımıyla pH dağılım görüntüleri oluşturulur. Bu teknik, hâlihazırda çeşitli yapı malzemelerindeki pH değerinde görülen değişiklikleri doğru bir şekilde tespit edebilmekte ve korozyon hasarını ayrıntılı olarak karakterize edebilmektedir. LumAConM projesi kapsamında, sistemin 2022’nin sonuna kadar geliştirilmesi ve çok yönlü bir ölçüm teknolojisi hâline getirilmesi bekleniyor.
Geniş kullanım alanları
Araştırmacılar aynı zamanda, ölçüm sisteminin klorür gibi diğer durabilite parametrelerini de içerecek şekilde genişletmeyi hedefliyor. Bu sayede, ilk kez, beton yapılardaki klorür konsantrasyonu ve pH değerinin şantiye alanında belirlenmesi mümkün olacak. Kışın yapılan tuzlama gibi nedenlerden kaynaklanan klorür etkisi , özellikle köprüler ve diğer beton yapılar için önemli bir korozyon riski oluşturmakla beraber dünya çapında karşılaşılan en sık korozyon nedenlerinden biridir.
Öte yandan, ince tabakalar için geliştirilen sensör malzemeleri de diğer sensör formatlarına aktarılacak. Ekip, tabakaların uygun olmadığı yüzeyi pürüzlü beton yüzeyler için püskürtülebilir sensör parçacıkları kullanarak görüntüleme teknolojisini, şantiyedeki temel yapıları açığa çıkarma uygulaması için kullanılabilir hâle getirmeyi hedefliyor. Şu anda değerlendirme, karot alma ve klorür titrasyonu yoluyla yapılıyor.
Araştırmacılar ayrıca optik liflere dayalı, minyatürize edilmiş problar geliştirmeyi planlıyor. Böylece beton yüzeyde ölçümlerin alınmasının yanı sıra, matkap ile derinlik profillerinin kolayca oluşturulması hedefleniyor.
TU Graz Uygulamalı Yerbilimleri Enstitüsünden Cyrill Grengg, ölçüm teknolojisinin yüksek potansiyelinden bahsetti: “Prosedür, orta ila uzun vadede diğer, daha pahalı ve karmaşık araştırma yöntemlerinin yerine geçebilir ve beton yapılarda kalite yönetimini çok daha kolay hâle getirebilir.”
Avusturya İnşaat Teknolojisi Derneği (ÖBV) tarafından sunulan mühendislik sektörü projesi LumAConM, Avusturya Araştırma Teşvik Dairesi (FFG) tarafından desteklenen Toplu Araştırma programı bünyesinde finanse ediliyor. Proje sonuçları, finansman planına uygun olarak tüm Avusturya inşaat ve beton sektörünün bilgisine sunuluyor. LumAConM, TU Grazın beş stratejik temel araştırma alanlarından ikisi olan “İleri Malzeme Bilimi” ve “Sürdürülebilir Sistemler” uzmanlık alanlarında yer alıyor.
İş birliği ortakları:
- TU Graz: Analitik Kimya ve Gıda Kimyası Enstitüsü (ACFC); Uygulamalı Yerbilimleri Enstitüsü (IAG); Teknoloji ve Yapı Malzemeleri Araştırma Enstitüsü (IMBT)
- Avusturya İnşaat Teknolojisi Derneği (ÖBV)
- ÖBB Infrastruktur AG
- ASFiNAG Bau Management GmbH
- Linz Service GmbH
- Wiener Linien GmbH
- Holding Graz AG
- Energie Steiermark AG
- Verband Österreichischer Beton und Fertigteilwerke (VÖB)
- Güterverband Transportbeton
- PyroScience AT GmbH
- Materialprüfanstalt Hartl GmbH
- Nievelt Labor GmbH
- Bautechnische Versuchsanstalt HTL Rankweil
- Palfinger Structural Inspection GmbH
- Vermessung ADP Rinner
Kaynak: www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/guot-tgr062620.php
