Aktuální vydání

celé číslo

08

2022

MSV 2022

Projektování, konstruování a programování automatizačních a řídicích systémů

celé číslo

Účelná kombinace senzoru koroze a transpondéru RFID

Silniční a dálniční železobetonové mosty musí mnoho vydržet. Doléhají na ně mráz, dopravní zatížení, výfukové plyny a také škodlivé účinky posypové soli, většinou na bázi chloridu sodného (NaCl), používané ve velkém k zabránění vzniku námrazy a ledovky. Při oblevě se zbytky soli rozpadají v roztoku na ionty, které vnikají do betonu. Dostane-li se solný roztok přes ochrannou vrstvu alkalického betonu k ocelové výztužné armatuře mostu, armatura začne korodovat s následným narušením soudržnosti a poklesem pevnosti železobetonové konstrukce. Vznikají trhliny a kusy betonu se mohou i odlomit. Poškození železobetonových mostů korozí mohou mít fatální důsledky v podobě až zhroucení mostních konstrukcí.
 
Dosud neexistuje žádná účinná provozní metoda, která by umožnila objektivně zjistit, jak hluboko ionty do betonu pronikly a jaké škody již způsobily. V současné době poklepávají stavební dělníci na železobeton ručně kladivem a zjišťují dutiny, které vzbuzují podezření, že by mohlo jít o poškození způsobená korozí. Jde o způsob pracný, časově náročný a nepřesný. Odborníci Fraunhoferova ústavu pro mikroelektronické obvody a systémy IMS (Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme) v Duisburgu nyní vyvinuli zařízení, které umožňuje nebezpečí vzniku koroze armatury v železobetonu rozpoznat včas, levněji a přesněji.
 
Zařízení umožňující trvale měřit hloubku průniku iontů do betonu tvoří speciální senzor v kombinaci s transpondérem RFID (obr. 1). Senzor vyvinula Zkušebna materiálů pro stavebnictví MPA (Materialprüfanstalt für das Bauwesen) v Braunschweigu. Odborníci z IMS senzor začlenili do pasivního, bezkabelového transpondérového systému. Tělo senzoru je z elektricky nevodivého materiálu, kterým jsou v pravidelných vzdálenostech protaženy velmi tenké ocelové drátky. Dostane-li se solný roztok k drátkům, drátky začnou korodovat, až dojde k jejich přerušení. Z počtu přetržených železných drátků lze
určit, jak daleko koroze pokročila a kolik centimetrů ochranné betonové vrstvy konstrukce je již napadeno. Je tudíž možné objektivně stanovit, kdy je třeba železobetonovou konstrukci opravit.
 
Naměřené údaje transpondér bezdrátově přenáší do čtečky RFID, kterou pracovník drží při kontrole v ruce. Velkou předností je, že senzor ani transpondér nevyžadují baterie, nýbrž energii potřebnou ke své činnosti získávají z elekromagnetického pole generovaného čtečkou. Senzor s transpondérem tak může být trvale zapuštěn v betonové konstrukci, popř. do ní může být vložen i dodatečně. V současné době probíhají první zkoušky systému v reálných provozních podmínkách, při nichž je senzor s transpondérem zabudován do zkušebního mostu v MPA v Braunschweigu. Prototyp zařízení je připraven k předvedení na mezinárodním veletrhu Euro ID v Kolíně nad Rýnem v květnu tohoto roku.
[–: Dem Rost auf der Spur. Pressemitteilung Fraunhofer-Gesellschaft, 1. dubna 2010.]
Kab.
Obr. 1. Senzor s transpondérem pro stanovení stupně ohrožení železobetonu korozí (foto: Fraunhofer IMS)