Long-term performance monitoring of concrete structures using a novel graphene-based DURAble SENSor

Viktiga resultat som projektet gav

Målsättningen med DuraSens-projektet var att utveckla en sensor, baserad på grafenmodifierad cement, för övervakning av såväl betongens härdningsfas som konstruktionens prestanda och beständighet i driftsfasen. Sensorn ska, när den gjutits in en betongkonstruktion, kunna registrera betongens tillstyvnad och hållfasthetstillväxt liksom konstruktionens integritet och beständighet i drift. Det övergripande målet har varit att utveckla en sensor som överkommer problemen med beständighet och långtidsstabilitet som är ett vanligt problem för sensorer som gjuts in i betong.

Långsiktiga effekter som förväntas

Den nytänkande grafenmodifierade sensorn består av fyra mycket elektriskt ledande cylindriska elektroder. Med hjälp av grafen kunde elektrodernas ledningsförmåga optimeras och anpassas. Med sensorerna ingjutna i betong kunde betongens elektriska resistivitet mätas. Därmed kunde tillstyvnad och strukturutveckling under härdningsfasen följas. Utvecklingen av den elektriska resistiviteten registrerades med en datalogger. Detta kommer att möjliggöra övervakning av betongkonstruktioners prestanda och beständighet under driftsfasen.

Upplägg och genomförande

I projektet undersöktes ett stort antal olika materialkombinationer för att hitta den sammansättning som hade en, för applikationen, optimal elektrisk ledningsförmåga. Olika blandningar av grafen, grafit och kolfiber undersöktes, och den som hade optimalt ledningsförmåga användes för tillverkning av elektroderna. Därefter gjöts den grafenmodifierade sensorn in i betong och resistiviteten bestämdes under tillstyvnande och hårdnande. Betongens elektriska resistivitet registrerades med en datalogger och sensorn som bestod av en fyrapunkts elektrodkonfiguration.