Над созданием датчика для оценки состояния мостов и промышленных конструкций работала исследовательская группа, сформированная на базе кафедры физической химии ВГУ под руководством доктора химических наук Ильи Зарцына. Активное участие в исследовании принимал младший научный сотрудник кафедры Дмитрий Шевцов.
На кафедру физической химии Дмитрий Шевцов пришёл на 3 курсе бакалавриата. Профессор кафедры Илья Зарцын предложил Дмитрию присоединиться к его исследовательской группе, где они занимались проблемами диагностики коррозии различных металлов и сплавов, а также стальной арматуры в бетоне. В рамках этих исследований учёные оценивали эффективность различных средств защиты.
Уже со студенческой скамьи Дмитрий оперативно включился в работу по оценке коррозии стальной арматуры, приобретая опыт и компетенции. Он принял участие в обследовании реальных железобетонных конструкций и в реализации нескольких хозяйственных договоров и грантов как на кафедре физической химии, так и совместно с коллегами с кафедры органической химии. По словам Дмитрия Шевцова, исследовательская группа Ильи Зарцына имеет опыт изучения закономерностей коррозии стальной арматуры в бетоне в условиях морского тропического климата с коллегами из Совместного Российско-Вьетнамского Тропического научно-исследовательского и технологического центра во Вьетнаме.
Совсем недавно представители исследовательской группы Ильи Зарцына предложили датчик по принципу батарейки, который определяет скорость коррозии арматуры в бетоне. Прибор предназначен для оценки состояния мостов и промышленных конструкций, чтобы продлить период их эксплуатации без ремонта.
– Принцип работы датчика заключается в том, что между двумя разнородными металлами в растворе электролита возникает разность потенциалов и, как следствие, электрический ток, который может быть измерен, например, амперметром. Величина тока, в числе прочего, зависит от «агрессивности» раствора, – объясняет Дмитрий Шевцов.
Дмитрий добавил, что устройства подобной конструкции не являются чем-то принципиально новым. Похожие датчики применялись, например, для моделирования коррозии металлов во влажной атмосфере. Учёные кафедры физической химии доработали датчик с учётом специфики бетона: подобрали пару металлов, размер пластин, предусмотрели изоляцию и протестировали в лабораторных и полевых условиях. В результате исследований определили, что датчик позволяет установить момент начала коррозии и процесс изменения её интенсивности во времени. С использованием этих данных можно построить модель разрушения конструкции и оценить, когда нужно проводить ремонт с минимальными затратами.
Дмитрий Шевцов рассказал, что по статистике коррозия арматуры является основной причиной разрушения железобетонных конструкций:
– Если заблаговременно обнаружить, что процесс коррозии начался – а на начальном этапе он визуально не проявляется – и принять меры по предупредительному ремонту, изолировать, оградить от контакта с агрессивным воздействием и так далее, то затраты будут существенно ниже капитального ремонта, когда бетон уже разрушается, снижается несущая способность, объект приходится выводить из эксплуатации.
В настоящее время Дмитрий Шевцов готовится к защите подготовленной кандидатской диссертации. В ближайшем будущем он надеется довести научные разработки до этапа внедрения их на практике противокоррозионного мониторинга.
