Новые технологии обнаружения коррозии металла в бетоне

Армированный бетон со временем приходит в негодность. Виной тому — влага, которая вызывает коррозионные процессы в арматуре. Со временем железо разрушается, а вместе с ним рушится и сооружение. Предотвратить это и обеспечить защиту от коррозии поможет новая технология, которую разработали американские ученые.

На данный момент используется только один метод неразрушающего контроля. Он основан на данных, получаемых при микроволновом излучении. Снимая данные сразу после постройки и спустя несколько лет, специалисты могут проконтролировать процесс коррозии и определить, насколько сильно повреждено строение. Увы, эта технология применима только в одном случае — если у специалиста есть первичные данные — те, что были получены сразу после постройки. Это значит, что максимальный "возраст" изучаемого сооружения может составлять только 20-25 лет — именно столько лет прошло с разработки и внедрения методики. "Диагностировать" старые постройки, которые больше всего нуждаются в контроле, таким способом невозможно.

Суть новой технологии

Коррозия металла не происходит по универсальной схеме. Многое зависит от того, где находится металл. Например, если в процессе участвует кислород (и изделие оголено), на поверхности появляется гетит. В замкнутом пространстве (например, на арматуре, скрытой под слоем бетона) образуется гематит. И гетит, и гематит представляют собой антиферромагнетики. Под терагерцовом излучении (чья частота значительно превышает частоту микроволн) спины электронов в них меняют направление, поглощая волны определенных частот. При этом частоты волн, которые поглощают гематит и гетит, различаются.

Оценивая степень поглощения волн и сами частоты, на которых это происходят, ученые могут определить виды коррозии, затронувшей металл под бетоном, и ее стадию.

Практическое применение

Эффект поглощения волн позволил ученым собрать установку с мощностью 2 милливатта. Такая установка может "диагностировать" состояние металла под слоем бетона в 25 мм. Используя более мощное оборудование, можно определить коррозию под 5-сантиметровым слоем бетона. Именно под таким слоем и находится арматура.

Возможно, что усилив мощность еще сильнее, специалисты смогут обнаружить коррозию железа даже в центре стены или столба. Пока это невозможно. Ученые намереваются подобрать спектр для акагенита, который образуется на металле под воздействием соленой воды.

Перспективы технологии

Технологии неразрушающего контроля становятся все более актуальными — по мере старения бетонных сооружений у обслуживающих и строительных организаций появляется все больше вопросов и проблем. Новая методика обнаружения коррозии конструкций в случае, если она будет внедрена, как минимум, поможет оценить, насколько сильно изношено строение, и нужно ли его демонтировать.

В мире ущерб от старения и коррозионных процессов в бетонных сооружениях составляет 3,5% от ВВП. В России, где многим зданиям (прежде всего, жилым) больше 30 лет, этот ущерб еще больше. Новая технология поможет организовать борьбу с коррозией на ранних этапах ее появления, а значит, увеличить срок службы старений и предотвратить обрушения.