技术:混凝土的秘密生活

2018-02-01 07:04:16

苏·阿姆斯特朗(Sue Armstrong)混凝土桥梁和高速公路天桥应该持续一个多世纪,经常在几十年内成为严重腐蚀的受害者关于混凝土腐蚀实际发生的知之甚少,但现在英国研究人员已经开发出一种技术来梳理所涉及的物理和化学过程腐蚀的主要元凶是氯离子,主要来自用作道路上的除冰剂或海水喷雾的盐水渗透混凝土,携带氯离子,最终使它们攻击结构内的钢筋新的分析技术由Dundee,Surrey和Kent大学的团队开发它是称为核磁共振光谱(NMR)的已建立技术的变体某些原子的原子核具有称为自旋的性质,并且在强磁场中它们可以处于两种自旋状态中的一种,其具有略微不同的能量具有正确频率的无线电波的爆发可以将核从较低自旋状态踢到较高自旋状态,并且当它们回落到线路中时,它们释放特征电磁信号所需的无线电波的频率以及当核落回线时发出的信号的频率取决于磁场的强度核磁共振在生物学研究中被广泛用作成像技术,但是当与无机材料一起使用时会遇到严重的问题,因为核释放的信号倾向于更快地衰变它们衰变的速率取决于观察到的原子核的物理和化学环境根据Dundee化学教授Geoff Hunter的说法,它在混凝土中的速度特别快,其中含有顺磁性和铁磁性杂质 “你使用常规核磁共振技术获得的图像非常差,你可以忘记它,”他说研究人员通过基于称为杂散场成像技术的仪器来克服这些问题 SFI首先在1988年由俄罗斯物理学家提出,将样品放置在磁场的中心区域之外场的梯度在边缘周围更陡峭,这使得NMR信号在更宽的频率范围内扩散结果,在特定频率处出现的任何不准确性都不太重要,并且这最小化了整体失真研究人员已经能够利用这项新技术跟踪水通过混凝土的运动,并首次建立了防水涂料的工作原理 “我们现在正在努力建立可靠,经过验证的混凝土中水和氯的运动模型,”Dundee大学的工程师Rod Jones说道这将有助于设计人员选择最适合其运行环境条件的材料该团队还希望了解氯离子与粘结剂(如电站粉煤灰)之间的相互作用,这些粘结剂通常添加到混凝土中为此,他们使用称为Magic Angle Spinning Spectroscopy的NMR形式建筑行业尚未看到新技术的好处但英国水泥协会的Les Parrott认为,研究混凝土样品的非破坏性技术是一项重大进步他说,