"Розумний бетон" може дати можливість побудови високотехнологічних і більш дешевих доріг

"Саморемонтуючийся" бетон

Інфраструктура - мости, автомагістралі, дорожнє покриття - з часом руйнується при безперервному використанні. Однак тривалість таких конструкцій можна було б продовжити, якби моніторинг пошкоджень проводився в режимі реального часу і їх можна було б відремонтувати на ранній стадії. Наприклад, на півночі США цикли замерзання-розмерзання взимку призводять до просочування води в покриття, де воно промерзає, розширюється і збільшує тріщини, що може привести до значних пошкоджень. Якщо залишити це пошкодження без ремонту, воно може привести до руйнування тротуарів і мостів.

Проблему можна визначити та усунути самостійно. Наприклад, на ранній стадії тріщини саморемонтне покриття активує суперполімери для поглинання води й отримання бетонообразного матеріалу, який заповнює тріщину. Тріщини розміром всього в декілька мікрон можна було б відремонтувати для запобігання значних пошкоджень шляхом запобігання або затримки пізніших стадій циклу "заморожування-відтавання".

Дорожня технологія

Багато дослідників у світі працюють над поліпшенням будівельної інфраструктури. До числа недавно досліджених технологій відносяться дороги, які використовують сонячну енергію, смуги для зарядки електромобілів, інтелектуальні вуличні ліхтарі та системи для скорочення викидів вуглекислого газу, пов'язаних з будівельними матеріалами.

У лабораторії Purdue SMART тестують нові датчики, які контролюють транспортну інфраструктуру, впроваджуючи їх на кількох міжштатних автомагістралях Індіани, США. У найближчі кілька років компанія планує поширити їх на інші шосейні системи штатів, щоб краще пристосуватися до збільшеного трафіку і забезпечити точну оцінку дорожніх умов під час будівництва.

Датчики, вбудовані в бетонне покриття, отримують інформацію про стан інфраструктури в режимі реального часу і передають ці дані на комп'ютери. Через датчики подаються електричні сигнали. Вібрації бетону перетворюються в електричні сигнали, які зчитуються та аналізуються лабораторним програмним забезпеченням. Це дозволяє транспортним інженерам приймати ефективні засновані на даних рішення, починаючи з відкриття доріг і закінчуючи рухом, а так само виявленням причин пошкоджень або псування, - зазначає buduemo.com.

Наприклад, після того, як бетон укладений на дорожнє покриття, він твердне протягом декількох годин і стає досить міцним, щоб дорога відкрилася для руху. Час відкриття шосе залежить від того, коли твердне бетонна суміш. Якщо дорожнє полотно відкривається занадто рано і бетон ще твердне, це може скоротити тривалість укладання і збільшити витрати на технічне обслуговування. Занадто тривале очікування відкриття дороги може призвести до затримок руху, заторів і збільшення ризику для безпеки будівельних робітників і пасажирів. Затвердіння бетону для масивних дорожніх проєктів вимагає пильної уваги інженерів, які також беруть до уваги погодні умови, характерні для будь-якого регіону, в якому вони працюють.

Інтелектуальні датчики, вбудовані в бетон, дозволяють інженерам контролювати інфраструктуру і приймати засновані на даних рішення про те, коли може відкритися дорога. Датчики також можуть допомогти контролювати якість бетону, а також визначати, чи достатньо він міцний, щоб витримати рух транспорту і корозію після відкриття дороги. Розумна, ефективна інфраструктура може значно скоротити кількість конструктивних збоїв, як катастрофічних, так і з-за нормального зносу, а також привести до зниження витрат і надати інженерам-конструкторам нові способи оцінки інформації про дорожнє покриття в режимі реального часу.