想象一下,夏季的香港,空氣中彌漫著來自海洋的暖濕氣息,里面還夾雜著高濃度的鹽分。這些鹽分就像是建筑物的“天敵”,無聲無息地侵蝕著它們的金屬結(jié)構(gòu)。特別是那些位于維多利亞港旁的豪華建筑群,簡直就是大氣腐蝕的“重災(zāi)區(qū)”。不過別擔(dān)心,理大的學(xué)者們已經(jīng)研發(fā)出了一套實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng),讓建筑物也能穿上“防護(hù)服”! 近日,香港理工大學(xué)土木及環(huán)境工程學(xué)系的學(xué)者們針對(duì)這一問題,研發(fā)了一套實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng),為建筑物的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。 香港地處亞熱帶,夏季來自海洋的暖濕空氣攜帶高濃度鹽分,建筑物的金屬結(jié)構(gòu)常常面臨隱形腐蝕的挑戰(zhàn)。理大土木及環(huán)境工程學(xué)系教授鐘國輝及其團(tuán)隊(duì),自2010年起便在香港七個(gè)不同地點(diǎn)進(jìn)行了大氣暴露測試,發(fā)現(xiàn)碳鋼等常用建筑材料的腐蝕速率不容小覷。特別是位于維多利亞港兩旁的商業(yè)建筑群,更是全年遭受大氣侵蝕,不僅影響建筑物的耐久性,還可能帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。 理大土木及環(huán)境工程學(xué)系教授兼國家鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心香港分中心主任鐘國輝教授(右)與博士生袁嘉輝先生(左)合照 為了更有效地制定建筑物的維護(hù)策略,理大博士生袁嘉輝在鐘國輝教授的指導(dǎo)下,開發(fā)了一套實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用先進(jìn)電化學(xué)技術(shù),結(jié)合遙測感應(yīng)和人工智能數(shù)據(jù)分析,全面評(píng)估腐蝕性化學(xué)物質(zhì)和氣候數(shù)據(jù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和組件的影響。在2020年至2024年期間,團(tuán)隊(duì)在香港七幢不同地區(qū)的建筑物上收集了約40,000個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),顯著提高了傳統(tǒng)腐蝕預(yù)測模型的準(zhǔn)確性。 團(tuán)隊(duì)開發(fā)的系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣腐蝕數(shù)據(jù),以評(píng)估其對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的影響 目前,該系統(tǒng)已被應(yīng)用于香港科技園創(chuàng)新斗室和“南昌220”社會(huì)房屋項(xiàng)目的建筑結(jié)構(gòu)腐蝕及技術(shù)監(jiān)測中。在創(chuàng)新斗室的監(jiān)測中,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境下鋼材的腐蝕率僅為室外的三分之一,證明了大氣環(huán)境條件對(duì)腐蝕評(píng)估的重要性。而在“南昌220”項(xiàng)目中,監(jiān)測結(jié)果顯示這類采用組裝合成建筑技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)過渡性房屋,其腐蝕情況與香港典型建筑相若,且未出現(xiàn)重大腐蝕損壞,證明了該技術(shù)的重復(fù)使用潛力。 在西九龍政府合署屋宇署總部進(jìn)行的戶外暴露實(shí)驗(yàn),以用于測量鋼合金的大氣腐蝕速率
鐘國輝教授表示:“香港的獨(dú)特氣候和環(huán)境條件,使得建筑物的大氣腐蝕問題尤為突出。此次研究成果將有助于制定更有效的建筑物維護(hù)策略,以較低的人力和成本資源延長建筑物及結(jié)構(gòu)的使用壽命,為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。” 袁嘉輝先生也分享了他的感受:“理大為我提供了寶貴的科研實(shí)踐機(jī)會(huì),讓我能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)和研究成果真正應(yīng)用于解決社會(huì)實(shí)際問題。這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我未來的研究工作和個(gè)人發(fā)展都至關(guān)重要。” 理大的這項(xiàng)研究成果不僅為香港的建筑物保護(hù)提供了有力工具,也為全球類似氣候條件下的建筑維護(hù)提供了有益參考。 所以,下次當(dāng)你走在香港的街頭巷尾,看到那些巍峨聳立的建筑物時(shí),不妨想一想它們背后的“守護(hù)者”——理大的實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)。正是有這樣的黑科技的存在,我們的城市才能更加安全、更加美好!
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