National Transport Library Research Database

SmartCemMonitoring– självövervakande betong

  • Cwirzen, Andrzej
  • Luleå tekniska universitet, Universitet eller högskola, 202100-2841
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2021-10-01 -- 2024-01-31 Registration number:
  • Trafiikverket 2021/134347
Subject(s): Online resources: Abstract: Majoriteten av anläggningskonstruktioner är gjorda av betong, vilket är ett bra material men ofta kräver långvarig övervakning för att säkerställa nå sin designade livslängd. Typiska övervakningssystem är baserade på metalliska sensorer fästa på betongytan. Deras hållbarhet och långsiktiga tillförlitlighet är ofta ifrågasatta. Som svar på dessa svagheter har teamet av byggmaterial vid LTU (med ekonomiskt stöd från TRV och Vinova) utvecklat ett nytt multifunktionellt material baserat på nanomodifierat Portlandcement (SmartCem) under den första etappen av ett doktorandprojekt. Laboratoriestudier visade att murbruk och betong som endast innehöll 6-10% av SmartCem utvecklade enastående fysiska egenskaper som var lämpliga för övervakningssyfte. De producerade murbruk- eller betongsensorerna kan integreras helt med betong och till och med produceras på plats direkt i gjutet betongelement. Sensorer kan ha samma blandningskomposition som den övervakade betongen som gör det möjligt för dem att åldras och försämras på samma sätt som det övervakade materialet, vilket ger ytterligare data, vilket är ouppnåelig för traditionella lösningar. Spridning av resultaten från laboratorietester utlöste ett inflöde av extremt positiv feedback och intresse från fastighetsägare såväl som entreprenörer från Sverige och utomlands. Följaktligen är syftet med det fortsatta doktorandprojektet att gå in i nästa steg i forskningen med fokus på fullskalatestning, slutlig utveckling av systemet, datatolkning och överföring av kunskap till slutanvändare. Projektet kommer att vara ett samarbete mellan LTU, TRV och Skanska. Tester på nya och gamla broar utsatta för naturlig miljö. Projektet kommer också att innehålla kort ekonomisk analys och utformning av möjliga bussiness modeller. Abstract: Majority of civil engineering structures are made of concrete, which is a good material but often requires long term monitoring to safely reach its designed lifespan. Typical monitoring systems are based on metallic sensors fixed to the concrete surface. Their durability and long-term reliability are often questionable. In response to these weaknesses, the team of Building Materials at LTU (with a financial support from TRV and Vinova) has developed within the first stage of a PhD project a novel multifunctional material based on nanomodified Portland cement (SmartCem). Laboratory study showed that mortars and concretes containing only 6-10% of the SmartCem developed outstanding physical properties suitable for monitoring purposes. The produced mortar or concrete sensors could be fully integrated with concrete and even produced onsite directly in casted concrete element. Sensors can have the same mix composition as the monitored concrete which enables them to age and deteriorate in the same manner as the monitored material thus providing additional data, which are unachievable for traditional solutions. Dissemination of the results obtained from laboratory testing triggered an inflow of an extremely positive feedback and interest from property owners as well as contractors from Sweden and abroad. Consequently, the aim of the present PhD project continuation is to enter the next stage of the research with focus on full scale testing, final development of the system, data interpretation and transfer of knowhow to end users. The project will be a cooperation between LTU, TRV and Skanska. Tests will be performed on new and old bridges exposed to natural environments. The project will also contain short economic analysis and drafting of possible business models and a proposal for utilisation of results.
Item type: