Эффект памяти поможет строить более прочные мосты

Удары землетрясений разрушают современные мосты, нанося серьезный ущерб транспорту и инфраструктуре. В настоящее время технология ремонта с использованием сплавов с памятью формы может сделать опоры моста прочнее, чем когда-либо.

Мосты, как правило, восстанавливают либо с помощью листов армированного полимера, либо с помощью бетонного “манжета”. Несмотря на то, что армированные листы можно быстро установить, ремонт может занять по меньшей мере неделю, из-за застывания смолистого материала, восстанавливающего требуемую прочность опоре. Бетонные упрочнения, с другой стороны, требуют несколько дней строительных работ для установки.

Команда во главе с Андравесом Бассем (Bassem Andrawes), из университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейне, разрабатывает метод восстановления на основе сплава с памятью формы (СПФ). Материал “запоминает” предыдущую форму и восстанавливает ее при нагревании. Первый этап ремонта заключается в удалении свободного бетона из поврежденной опоры и замене его на специальный раствор.

Затем спиральная проволока из никель-титанового сплава ниобия оборачивается вокруг колонны. Провод растянут, но снова сжимается при нагревании паяльной лампой, эффективно действуя как термоусадочная пленка для поврежденной опоры. Это оказывает давление на опору и укрепляет ее.

Метод укрепления был протестирован на опорах на две трети меньше обычного размера, и ремонт занял менее 15 часов. Испытания показали, что опоры были восстановлены в первоначальное состояние. Соотношение пластичности, в котором описывается способность опоры выдерживать дальнейшее повреждение, было выше, чем после ремонта, когда колонна была впервые построена.

В ближайшие несколько месяцев спирали будут установлены в одном или нескольких автомобильных мостах по указу Департамента транспорта Иллинойса для проверки прочности СПФ.

“Другие методы нуждаются в умелых рабочих и времени, дней или недель, в то время как эта новая техника не требует навыков и СПФ спирали могут быть смонтированы и нагреты в течение нескольких часов”,- говорит Андравес.

Дэвид Грант (David Grant), ученый материаловедения из Университета Ноттингема, Великобритания, говорит, что экстремальные температуры могут иметь значительное воздействие на СПФы.

“Было бы интересно посмотреть, как долгосрочное восстановление напряжения выполняется в длительный период времени, особенно в холодном климате, где температура ниже нуля”,- говорит он.