נזק קורוזיבי בכבלים בבטון דרוך עלול לגרום לתוצאות הרות אסון. קרע של גידי כבלי הדריכה עקב קורוזיה, עלול להתרחש ללא התראה מוקדמת ולהוביל לכשל מוחלט או חלקי של המבנה. חללים בתוך צינורות הכבלים עקב דיוס חלקי, כיסי אוויר כלואים כתוצאה מתכנון דיוס לקוי ו\או נוהלים ושיטות ביצוע דיוס לקויים, הינם מבין גורמי הסיכון הגבוהים ביותר לקורוזיה בכבלי הדריכה. עקב העובדות הללו איתור וחשיפת חללים בדאקטים, הן במבנים חדשים והם במבנים קיימים בשירות, הינו בעל חשיבות עליונה.
מספר שיטות של בדיקות לא הורסות יושמו בעולם לאיתור של חללים בדאקטים, ביניהם שיטת אימפקט אקו (Impact Echo), שיטות על קוליות (Ultrasonic) שונות, תרמוגרפיה אקטיבית (Active Thermography). מבין שיטות אלו, אימפקט אקו הינה הטכנולוגיה המיושמת ביותר עד היום, במיוחד בבדיקת דאקטים של כבלי דריכה בגשרים. הטכנולוגיה ניתנת ליישום הן בדאקטים העשויים ממתכת והן מפלסטיק ובעומקים שונים של מבנה הבטון. בנוסף לאיתור החללים בדאקטים, הטכנולוגיה הנ”ל משמשת למדידת עובי בטון, זיהוי סדקים, דלמינציות, סגריגציות ופגמים אחרים. בדצמבר 1997 האגודה האמריקאית לבדיקת חומרים (ASTM) אישרה סטנדרט חדש – ASTM C1383 – שיטת בדיקה אימפקט אקו למדידת מהירות גלי אורך (P-Wave) ועובי בטון.
טכנולוגיית אימפקט אקו מבוססת על איתור ואנליזה של החזרי גלי מאמץ (אקוסטיים) המחוללים מלאכותית ע”י השפעה מכאנית. עיקרון היסוד של השיטה הוא כי תדירות ההחזר פרופורציונלית ביחס הפוך לעובי הבטון במקום ביצוע הבדיקה. באופן רשמי מוגדר כך:
T = V/2f
כאשר T הוא עובי או מרחק מהפגם, V היא מהירות ה-P-Wave ו-f הוא תדירות ההחזר.
כיצד טכנולוגיית אימפקט אקו מיושמת לאיתור חללים בדאקטים?
השלב הראשון לביצוע בדיקת הדאקטים הינו זיהוי מדויק של מנח הדאקטים בתוך שכבת הבטון. הדבר ניתן להערכה באמצעות תוכניות התכנון. אם זאת, בפועל המציאות מראה כי במקרים רבים מיקומם האמיתי של הדאקטים עשוי לסטות מהתכנון המקורי. מסיבה זו, טכנולוגיית מכ”מ חודר קרקע (GPR – תרשים 1) היא בחירה מצוינת להערכת מיקומם האמיתי ועומקם של הדאקטים בבטון.
תרשים 1. מיפוי מנח\מיקום הדאקטים בבטון באמצעות טכנולוגיית GPR
השלב השני כולל הערכת מהירות גל בשכבת הבטון, ניתוח נתוני GPR עם מיקום הדאקטים ותוכניות הקונסטרוקציה על מנת להעריך באיזה עומק חללי אויר בדאקטים של כבלי הדריכה יספקו החזרי קול.
תרשים 2. מפת GPR של הדאקטים.
השלב השלישי הוא מבחן האימפקט אקו עצמו, כאשר במהלכו גלי קול מופקים מכאנית באמצעות כדורי ברזל קטנים בקטרים שונים (נוקשים), והחזרי גלים אקוסטיים מנוטרים ומפוענחים (תרשים 3). בשכבת בטון ללא דאקט תדירות ההחזר עומדת פרופורציונלית ביחס הפוך לעובי שכבת הבטון. במקרה של דאקט מדויס בשלימות, מרחק התפשטות הגל עולה ולכן גם העובי האפקטיבי עולה, המוביל להורדה קטנה בתדר. עם זאת, כאשר מצוי חלל בדאקט, מתגלה החזר נוסף בתדירות גבוהה יותר התואם לעומק הדאקט. במקרה של דאקט ריק, החזר תדר גבוה יותר הינו משמעותי אף יותר (תרשים 3).
תרשים 3. המחשה של בדיקת דאקט בטכנולוגיית אימפקט אקו.
השלב האחרון של הבדיקה הוא אימות תוצאות הבדיקה. אימות כזה יכול להתבצע הן באזורים שבהם אינדיקציות לחללים אותרו, והן בדאקטים שדווחו מלאים (תרשים 4). האימות יכול להתבצע על ידי קידוח חורים קטנים בבטון ובדאקטים או ע”י חשיפת הבטון באמצעות תותח מים בלחץ גבוה.
תרשים 4. אימות ממצאי בדיקת אימפקט אקו
יתרונות שיטת אימפקט אקו
לטכנולוגיית אימפקט אקו יתרונות מרובים. במיוחד היא מאפשרת:
- בדיקות לא הורסות בכבלי דריכה בדאקטים במבנים חדשים ובמבנים בשירות.
- בדיקות בצד אחד של המבנה.
- אחוזי הצלחה גבוהים.
- זמן בדיקה קצר.
- מדידה מדויקת של עובי אלמנט הבטון.
- איתור דלימנציות, סדקים, קיני חצץ ופגמים אחרים.