МОНИТОРИНГ УТЕЧЕК ВОДЫ В БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВСТРОЕННЫХ ДАТЧИКОВ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ НИТЕЙ
Исследование посвящено возможностям мониторинга технического состояния бетонных трубопроводов, коллекторов, лотков, колодцев и контроля утечек в них посредством использования встроенных датчиков на основе углеродных нитей. Чувствительность электромеханических характеристик углеродных волокон к изменениям параметров внешней среды и механического напряженного состояния позволяет использовать углеродные нити как датчики, чувствительные к повреждениям и утечкам в трубопроводах. Для проведения испытаний были изготовлены образцы изделий из текстильно-армированного бетона (ТАБ) с использованием текстильного полотна из щелочестойких стеклянных и углеродных нитей. Образцы были испытаны на трехточечный изгиб, в результате чего в бетонной матрице образовались трещины, имитирующие повреждения бетонного трубопровода. Затем был проведен мониторинг значений электрического сопротивления армирующих углеродных нитей при локальном смачивании образцов в зоне повреждений. Эксперимент выявил изменения электрического сопротивления при смачивании образцов с относительным изменением до 87% от фонового значения, позволяющие судить о наличии утечки в конструкции. Средние значения относительного изменения в течение всего эксперимента составили 48%, 6%, 13% и 16% для разных образцов. При смачивании изделия из ТАБ изменения электрического сопротивления отдельной армирующей нити неоднородны, и представляют собой чередование перепадов значения и периодов плавного убывания. Электрическое сопротивление углеродных армирующих ровингов было также предварительно измерено в фоновом режиме на краткосрочном и долгосрочном периодах для оценки наличия и влияния фоновых шумов на результаты испытаний. Было выявлено, что изменения электрического сопротивления армирующих нитей при утечках незначительны на кратковременном промежутке и существенно превышают фоновые шумы на долговременном промежутке. Углеродные нити могут быть использованы в качестве встроенных датчиков мониторинга повреждений и утечек в бетонных трубопроводах.