Metode baru mendeteksi korosi pada beton bertulang, bahkan di tempat yang sulit dijangkau
Apakah terowongan atau dinding penahan – banyak struktur beton yang diperkuat Swiss dari tahun 1960 -an hingga 1980 -an berisiko. Korosi bisa membuat mereka tidak stabil. Inspeksi Talpa Start-up ETH sekarang telah mengembangkan solusi untuk melokalisasi korosi lebih mudah, bahkan di tempat-tempat yang sulit dijangkau.
“Tolong tarik kabelnya,” kata Lukas Bircher ke radionya. Kabel probe-nya telah terperangkap di tangga logam di poros akses setinggi empat meter. Bircher menunggu; Radio berderak. Rekannya Samuel Ballat, yang berjongkok 30 meter di poros akses berikutnya dari dinding pendukung dan memegang ujung kabel lainnya, telah mendengarnya. Kabel tersentak dan Bircher dapat melepaskannya. Semuanya siap untuk pengukuran.
Bahaya: Saat baja dalam beton terkorosi
Pada pagi November yang dingin ini, Bircher dan timnya mengukur apakah dinding penahan sepanjang 200 meter di Waidbadstrasse di Zurich-Höngg masih memegang. Lebih khusus lagi, mereka sedang menyelidiki probabilitas korosi pada baja tulangan tertanam, yang dirancang untuk membuat struktur lebih stabil.
Dinding penahan di Zurich’s Käferberg menahan ton bumi yang tak terhitung jumlahnya. Di atasnya adalah penjatahan, sementara jalan dengan halte bus ada di bawah. Untuk memastikan bahwa dinding dapat menahan tekanan bumi, baja penguat harus terhubung dengan kuat ke fondasi. Jika korosi merusak baja penguat, dinding bisa runtuh dalam skenario terburuk. Untuk meminimalkan risiko seperti itu, insinyur mesin Bircher dan rekan -rekannya dari kelompok penelitian Angst Ueli, profesor ETH dari daya tahan bahan teknik, telah mengembangkan metode inovatif. Hal ini memungkinkan mereka untuk secara tepat menemukan korosi pada baja tulangan tanpa harus memahat dengan susah payah ke atau sebagian menghancurkan dinding beton bertulang.
“Ini belum mungkin sebelumnya,” jelas Bircher. Untuk memeriksa apakah baja penguat di wajah belakang dinding penahan sudah menunjukkan tanda -tanda korosi, di masa lalu tidak ada jalan di sekitar harus menghapus seluruh lapisan beton di atasnya. “Tapi masih mungkin bahwa dua meter lebih jauh, sebagian besar baja penguat telah berkarat,” kata Bircher. Metode baru yang ia dan rekan -rekannya kembangkan berbeda: dapat digunakan untuk menentukan probabilitas korosi sepanjang seluruh panjang dinding penahan tanpa menghancurkan satu bagian dari itu. Ini karena pengukuran dilakukan melalui pipa drainase yang berjalan tepat di sebelah bagian kritis dinding.
50 tahun setelah ledakan konstruksi – karat ada di sana
“Sebagian besar infrastruktur di Swiss dan Eropa tengah dibangun antara tahun 1960 dan 1980,” kata Bircher. Dinding penahan, terowongan, jembatan: Semua struktur beton yang diperkuat ini dapat dikoreksi dari waktu ke waktu. Perubahan kimia terjadi pada beton, dan baja tulangan mulai berkarat. Secara khusus, dinding penahan dari tahun 1970 -an mungkin mengandung rongga jika agregat tidak cukup dikelilingi oleh mortir, yang mungkin meningkatkan korosi baja tertanam.
Dinding penahan di Zurich’s Käferberg menahan ton bumi yang tak terhitung jumlahnya. Di atasnya adalah penjatahan, sementara jalan dengan halte bus ada di bawah. Untuk memastikan bahwa dinding dapat menahan tekanan bumi, baja penguat harus terhubung dengan kuat ke fondasi. Jika korosi merusak baja penguat, dinding bisa runtuh dalam skenario terburuk. Untuk meminimalkan risiko seperti itu, insinyur mesin Bircher dan rekan -rekannya dari kelompok penelitian Angst Ueli, profesor ETH dari daya tahan bahan teknik, telah mengembangkan metode inovatif. Hal ini memungkinkan mereka untuk secara tepat menemukan korosi pada baja tulangan tanpa harus memahat dengan susah payah ke atau sebagian menghancurkan dinding beton bertulang.
“Ini belum mungkin sebelumnya,” jelas Bircher. Untuk memeriksa apakah baja penguat di wajah belakang dinding penahan sudah menunjukkan tanda -tanda korosi, di masa lalu tidak ada jalan di sekitar harus menghapus seluruh lapisan beton di atasnya. “Tapi masih mungkin bahwa dua meter lebih jauh, sebagian besar baja penguat telah berkarat,” kata Bircher. Metode baru yang ia dan rekan -rekannya kembangkan berbeda: dapat digunakan untuk menentukan probabilitas korosi sepanjang seluruh panjang dinding penahan tanpa menghancurkan satu bagian dari itu. Ini karena pengukuran dilakukan melalui pipa drainase yang berjalan tepat di sebelah bagian kritis dinding.
50 tahun setelah ledakan konstruksi – karat ada di sana
“Sebagian besar infrastruktur di Swiss dan Eropa tengah dibangun antara tahun 1960 dan 1980,” kata Bircher. Dinding penahan, terowongan, jembatan: Semua struktur beton yang diperkuat ini dapat dikoreksi dari waktu ke waktu. Perubahan kimia terjadi pada beton, dan baja tulangan mulai berkarat. Secara khusus, dinding penahan dari tahun 1970 -an mungkin mengandung rongga jika agregat tidak cukup dikelilingi oleh mortir, yang mungkin meningkatkan korosi baja tertanam.
Saat ini, sekitar 50 tahun setelah ledakan konstruksi, risiko korosi ini menjadi kritis. Namun, mengidentifikasi risikonya menantang karena kerusakan tidak merata di dinding. Selain itu, ia terletak jauh di bawah tanah dekat dengan fondasi dan di belakang dinding. Oleh karena itu saatnya metode dikembangkan untuk memeriksa struktur secara sistematis, efisien dan hemat biaya untuk korosi, bahkan di bawah permukaan.
Sistem peringatan dini yang penting
Metode baru Bircher didasarkan pada apa yang dikenal sebagai pengukuran elektrokimia. Penyelidikan yang telah dikembangkan timnya untuk memeriksa dinding penahan terdiri dari dua elemen penyegelan tiup di samping dan elektroda di tengah. Probe terhubung ke perangkat pengukur melalui kabel khusus yang menampilkan tidak hanya koneksi listrik tetapi juga pipa untuk udara dan air bertekanan.
Untuk melakukan pengukuran, Bircher dan rekan -rekannya menarik probe melalui kabel ke dalam pipa drainase dan mengembang elemen penyegelan sehingga pas dengan pas di dinding pipa. Mereka kemudian memompa air ke area yang disegel. Air mengalir keluar melalui lubang di pipa drainase dan menghubungkan elektroda di probe ke tanah. Kelembaban di tanah dan beton menciptakan koneksi elektrolitik ke baja di dinding penahan. Ini membentuk sel pengukur elektrokimia lokal. “Kami menggunakan sel pengukur untuk merekam sinyal listrik yang berbeda tergantung pada apakah baja penguat terkorosi atau tidak. Reaksi elektrokimia yang terjadi pada baja dalam beton menghasilkan sinyal listrik yang dapat dikenali,” jelas Bircher.
Sementara itu, Bircher duduk di sebuah van di Waidbadstrasse di Höngg, memulai pengukuran pertama di laptopnya. Titik merah muncul di layar, membentuk kurva: Ini adalah potensi yang diukur, yang akan dievaluasi nanti di kantor. Dengan sentuhan tombol Bircher, segel melampiaskan lagi. “Tolong bergerak maju 25 sentimeter,” Bircher menginstruksikan rekannya Ballat, yang masih berada di poros akses yang menggerakkan kabel. “Oke: Posisi 31,50,” jawabnya. Bircher memasang kembali elemen penyegelan dan memulai pengukuran berikutnya.
Tim mengukur dinding setiap 25 sentimeter. Ini memberikan informasi tentang kondisi baja tulangan untuk seluruh bagian dinding; Ini adalah sistem peringatan dini untuk korosi. Jika tim menemukan korosi di bagian dinding penahan, area yang terkena dapat diperbaiki secara khusus. “Di Swiss, kami memiliki lebih dari 1.000 kilometer dinding yang berpotensi hanya sebagian terkorosi dan yang perlu bertahan selama beberapa dekade lagi. Oleh karena itu penting untuk mengidentifikasi bagian -bagian yang menimbulkan risiko,” jelas Bircher.
Apa yang hilang: ide cemerlang
Tim Talpa sedang menguji penyelidikannya di Waidbadstrasse. Ini berhasil, kata Bircher, menjelaskan bahwa itu telah diuji dalam proyek percontohan. Namun, banyak pekerjaan pengukuran masih dilakukan dengan tangan. “Kami ingin membuat pengukuran lebih otomatis di masa depan dan membuat penyelidikan inspeksi lebih kuat.” Tim sudah berhubungan dengan pelanggan potensial dan tahu bahwa metodenya sedang diminati.
Apa yang dibutuhkan bukanlah teknologi yang sama sekali baru. Pengukuran elektrokimia telah digunakan untuk beberapa waktu, tetapi mereka tidak praktis untuk mengevaluasi bagian depan dinding penahan. “Namun, kami menyadari bahwa kami juga dapat menentukan keadaan korosi tulangan baja di beton dari pipa drainase melalui tanah yang lembab dan konduktif,” kata Bircher. Semua yang dibutuhkan hanyalah cara baru yang cerdas untuk mendapatkan sel pengukur ke dalam pipa, bersama dengan metode menafsirkan nilai yang diukur. Bircher dan rekan -rekannya sekarang telah mencapai ini. Jika dinding penahan dibuka dan diperiksa menggunakan metode pengambilan sampel acak, itu akan membutuhkan beberapa hari dan lokasi konstruksi. Tim Talpa, sebaliknya, perlu hanya di bawah satu hari dan tidak harus mengandalkan hit acak, seperti halnya menggunakan metode tradisional dan pengambilan sampel acak.
Tahi lalat sedang menyiapkan start-up
Karena metode baru mereka telah terbukti berhasil, Lukas Bircher, bersama dengan insinyur material Federico Martinelli-Orlando dan insinyur sipil Patrick Pfändler, saat ini sedang dalam proses pendirian start-up yang disebut Talpa Inspection. “Talpa” adalah nama ilmiah untuk tahi lalat. Bircher tidak hanya memiliki dukungan dari Ueli Angst, seorang profesor di Departemen Teknik Sipil, Lingkungan dan Geomatic, tetapi juga telah menerima ETH Pioneer Fellowship untuk metode inovatifnya. Ini akan membantunya dan timnya untuk mengembangkan produk yang dapat dipasarkan dan menemukan perusahaan mereka sendiri (lihat potret pendek inspeksi Talpa di The Pioneer Fellows).
