02.11.2020

Tomograf komputerowy pomoże naukowcom AGH w badaniu materiałów budowlanych


Badania destrukcyjnego działania szkodników w drewnie

Badania struktury przyrostów rocznych drewna iglastego

Betonowa próbka podczas badań

Tomograf komputerowy najnowszej generacji posłuży naukowcom z Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii. Badacze wykorzystają urządzenie między innymi do analizy wewnętrznej struktury materiałów budowlanych oraz utworów geologicznych. Sprzęt daje unikatową rozdzielczość przestrzenną na szerokiej gamie skanowanych materiałów – od małych próbek biologicznych poprzez duże elementy wykonane z metalu, betonu czy drewna.

Najnowsza aparatura firmy General Electric (GE V|TOME|X M300) warta 4,5 miliona zł poszerzy możliwości badawcze pracowników i studentów Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii. Urządzenie znajdzie szerokie zastosowanie w badaniach wszelkiego rodzaju materiałów budowlanych. Poza oceną porowatości czy rozmieszczenia poszczególnych elementów składowych materiału, tomografia znajdzie swoje zastosowanie do oceny jakości badanej próbki. Na tej podstawie można z kolei wnioskować o możliwym zastosowaniu materiału w budownictwie czy przemyśle surowcowym. Tomografia komputerowa będzie wykorzystywana w badaniach kompozytów cementowych, jakim jest m.in. beton, nad korozyjnością np. konstrukcji stalowych czy uszkodzeń w drewnie. Ze względu na charakter tych materiałów obserwacji można dokonywać w skali mikro jak i nano, wykorzystując odpowiednie lampy do prześwietlania.

Tomograf tej klasy znajdujący się na Wydziale Górnictwa i Geoinżynierii jako jedyny w Polsce jest wyposażony w miniaturową maszynę wytrzymałościową. Pozwala to na badania tomograficzne materiałów pod obciążeniem mechanicznym (ściskanie i rozciąganie) i termicznym. Prasa daje możliwość chłodzenia próbki do -20°C i nagrzewania jej do +160°C. Miniaturowa maszyna wytrzymałościowa sterowana jest poprzez oprogramowanie umożliwiające kontrolę odkształcenia, jego szybkości oraz naprężenia.

Tomograf, który będzie służył do obserwacji wewnętrznych struktur badanych materiałów, wyposażony jest w unikatowe głowice z lampami, dzięki którym urządzenie nie musi być dodatkowo kalibrowane. Zainstalowane oprogramowanie pozwala prowadzić pomiary nawet najtrudniej dostępnych powierzchni komponentu. Daje to szerokie możliwości m.in. w zakresie analizy porowatości danych materiałów czy wielkości i przekrojów defektów.

Tomograf daje także możliwość przeprowadzania symulacji wytrzymałościowych. Przeprowadzenie wirtualnych testów obciążeniowych pozwala oceniać np. wpływ nieciągłości badanego materiału.

Zaletami zastosowania tomografu w analizie materiałów budowlanych jest m.in. eliminacja czasochłonnej mikrografii i przygotowywania próbek, zwiększona wykrywalność uszkodzeń, dzięki możliwości stworzenia wielu wirtualnych przekrojów oraz brak konieczności niszczenia próbek. Innowacyjne zastosowanie pomoże m.in. w projektowaniu nowoczesnych materiałów budowlanych. Dokładna obserwacja wnętrza materiału w skali nano i mikro otwiera nowe możliwości badawcze i poznawcze w wielu dziedzinach nauki. 

O możliwościach zastosowania w budownictwie opowiada Rektor AGH prof. Jerzy Lis oraz Dziekan Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii prof. Marek Cała.