新技术可以照亮并指示出混凝土中的微小裂缝

摘要:

尽管混凝土自身可以被改变,以帮助微小的裂缝在它们变成灾难之前显现出来,但科学家们现在发现,普通混凝土本身就能很好地完成这项工作,而且工序简单,只需要涂上一层普通的油漆并提供一个光源。

德克萨斯州莱斯大学的研究人员与科威特科学研究所的同事合作,最近正在进行一项关于使用碳纳米管对混凝土结构中的应变进行光学检测技术的研究。

当对纳米管涂层的混凝土进行成像时,科学家们惊讶地发现其中有其他东西在发出荧光。经过进一步调查,发现是混凝土中常用的波特兰水泥中的微小硅晶体造成的。这种晶体可能是在高温生产过程中在水泥中形成的,当暴露在可见光下时,它们会发出近红外线的荧光。

研究小组继续在小型混凝土块的表面涂上不透明的黑漆,然后在这些混凝土块上钻孔,作为裂缝的传播点,这些裂缝将在混凝土块被压缩时形成。这些裂缝将在混凝土和油漆中形成,其想法是,在混凝土完好无损的地方,油漆将屏蔽可见光,但在裂缝形成的地方让光通过。

果然,当受压的混凝土块暴露在可见光下,然后用近红外敏感的激光进行扫描时,即使是最微小的裂缝也被发现在其他黑暗的背景下发出明亮的荧光。科学家们建议,一个更实用的方法是最初在新的混凝土结构上涂上一层薄薄的油漆,然后定期检查这些结构,将它们暴露在可见光源下,同时用近红外相机拍摄它们。

混凝土结构需要监测,而这是监测它们的一种方法。清楚地了解裂缝的位置对结构来说是相当重要的,特别是在我们知道它们会受到压力的关键部位。

关于这项研究的论文最近发表在《科学报告》杂志上。

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