Infrastructuur – bruggen, autowegen, bestrating – verslechtert in de loop van de tijd door voortdurend gebruik. De levensduur van deze structuren kan echter worden verlengd als schade voortdurend wordt bewaakt en in een vroeg stadium wordt hersteld. In onze lage landen bijvoorbeeld zorgen vries-dooicycli er in de winter voor dat water in het wegdek sijpelt, waar het bevriest, uitzet en scheuren vergroot, wat aanzienlijke schade kan veroorzaken. Als deze schade niet wordt hersteld, kan deze zich uitbreiden en trottoirs en bruggen kapotmaken. Wij praten dan ook over kathodische bescherming.
Kathodische bescherming
Dergelijke schade kan onafhankelijk worden opgespoord en hersteld. In een vroeg stadium van een scheur zou zelfhelende bestrating bijvoorbeeld absorberende polymeren activeren om water te absorberen en beton-achtig materiaal te produceren dat de scheur opvult. Scheuren van slechts enkele microns kunnen worden geheeld om aanzienlijke schade te voorkomen door de latere stadia van de vries-dooicyclus te voorkomen of uit te stellen.
In het beton ingebouwde sensoren verzamelen in real time informatie over de toestand van de infrastructuur en delen deze gegevens mee aan computers. Elektrische signalen worden door de sensoren geleid. De trillingen van het beton worden omgezet in elektrische signalen die worden gelezen en geanalyseerd door aangepaste software. Dit stelt ingenieurs in staat doeltreffende en door informatie gestuurde beslissingen te nemen, van het openstellen van wegen voor het verkeer tot het proactief opsporen van problemen die schade of verslechtering veroorzaken.
Meer informatie nodig? Dat is geen probleem, klik op deze link.
Beton moet uitharden
Nadat beton voor bijvoorbeeld snelwegen is gestort, heeft het uren nodig om uit te harden en sterk genoeg te worden om door het verkeer te worden gebruikt. Het tijdstip waarop een snelweg wordt opengesteld, hangt af van het tijdstip waarop het betonmengsel is uitgehard. Als een weg te vroeg wordt opengesteld en het beton te weinig is uitgehard, kan dat de levensduur van het wegdek verkorten en de onderhoudskosten verhogen. Te lang wachten met het openen van een weg kan leiden tot vertragingen, Files en verhoogde veiligheidsrisico’s voor bouwvakkers en verkeersdeelnemers. Het uitharden van beton voor grootschalige snelwegprojecten in combinatie met de weersomstandigheden vereist veel aandacht van ingenieurs.
Bescherming tegen corrosie
Industriële bedrijven zoeken al heel lang naar manieren om gewapend beton te beschermen tegen corrosie. De belangrijkste oorzaken van corrosie in beton zijn zout, chloride en andere chemicaliën om het ontdooien te bevorderen. Kathodische bescherming is een mogelijke oplossing.
Kathodische bescherming van gemetalliseerd zink kan worden gebruikt met geïmponeerde stroom. In de huidige systemen voor kathodische bescherming wordt de anode gemaakt van materiaal met een potentieel dat gelijk of groter kan zijn dan het potentieel dat aanvankelijk in het te beschermen staal aanwezig is. Een externe stroombron wordt dan tussen de anode en het staal aangesloten met het juiste voltage om de vereiste hoeveelheid elektronische stroom aan het staal te leveren. Het binnensijpelende vocht sluit het stroomcircuit en zorgt daarmee zelf voor de bescherming tegen corrosie.