„Czy przęsło mostowe może być czujnikiem?”

 

Prefabrykowane kładki z  betonu zbrojonego kompozytem FRP oferują długowieczność ze względu na użycie odpornych na korozję materiałów. Dzięki dostarczaniu na budowę gotowych do wbudowania przęseł, czas realizacji prac skraca się nawet o  dwa miesiące. Podstawowym ograniczeniem tego rozwiązania jest ciężar elementów, który komplikuje logistykę i  transport.   Dążąc do rozszerzenia możliwości budowy kładek, Dział Badań i  Rozwoju przeprowadził wraz z  Politechniką Ateńską (National Technical University of Athens) badania mające na celu stosowanie betonu lekkiego.

Politechnika Ateńska podjęła się zadania opracowania nowej receptury betonu. Wymaganiami, sformułowanymi przez  pracowników Mostostalu Warszawa, były wytrzymałość betonu na ściskanie > 35 Mpa, moduł sprężystości > 32 GPa oraz  ciężar < 2000 kg/m3 – zapewnią one nośność przy obniżonej masie. Ponadto, celem naukowców było nadanie tradycyjnemu materiałowi, jakim jest beton, niespotykanej do tej pory funkcji czujnika mierzącego wytężenie elementu. To ostatnie założenie realizowane jest poprzez prowadzenie do mieszanki nanorurek węglowych. Powodują one znaczny wzrost przewodności elektrycznej betonu. Przez element przęsła, wykonany z  takiego betonu, może przepływać prąd zmienny o  niskim napięciu. W momencie obciążenia przęsła, pojawiają się mikropęknięcia (otwarcie rys), co powoduje chwilowy wzrost oporności elektrycznej. Pomiar zmian oporności pozwala na obliczenie wytężenia elementu konstrukcyjnego.

Po zrealizowaniu szeregu badań laboratoryjnych, Mostostal Warszawa wykonał element próbny z  nowego lekkiego betonu, o  wymiarach 6 x 1,2 x 0,2 m. Został on następnie przebadany w  laboratorium wytrzymałościowym Politechniki Ateńskiej. Sprawdzono w  ten sposób projektowane właściwości mechaniczne samego betonu, jak i  elementu przęsła.

Technologia wykorzystania oporności elektrycznej betonu i  w  ten sposób nadania elementom z  niego wykonanym funkcji czujników pomiarowych jest jeszcze we wstępnej fazie rozwoju. Jednak otrzymane wyniki są pozytywne i  zbliżają spółkę do opracowania rozwiązania, które może być oferowane Klientom.

Badania prowadzone na Politechnice Ateńskiej są rozszerzeniem zrealizowanych wcześniej przez  Dział Badań i  Rozwoju prac badawczo-rozwojowych, które zakończono wprowadzając na rynek produkt w postaci prefabrykowanego przęsła odpornego na korozję.

Źródło: tekst Mostostal Warszawa S.A., www.mostostal.waw.pl