Εφαρμογές της υπέρυθρης θερμογραφίας για τον έλεγχο δομικών υλικών σε κατασκευές

Abstract

Infrared thermography is a non-destructive investigation technique that can be widely used due to the outstanding advantages that offers in a number of applications and specifically in the assessment of structural materials and techniques. In the present work, dual wavelength (3- 5.4μm and 8-12μm) infrared thermographic techniques, passive and active approaches, were used, depending on the application, for the investigation of traditional-historical and modem materials and structures. IR thermography was applied on restoration and traditional- historic materials and structures for: emissivity measurements, moisture impact assessment in porous media and evaluation of conservation interventions (materials and techniques) concerning, consolidation interventions on porous stones, restoration of masonries by repair mortars, cleaning of architectural surfaces, and compatibility of conservation interventions on mosaics. In the case of modern materials and structures, both thermographic approaches were used in the detection - identification of defects emerging either due to materials fatigue or ageing or even due to deficient workmanship. Diagnostic studies, in lab and in situ, on traditional materials, historical buildings and monuments, as well as, on airport pavements and aircraft panels are presented. Furthermore, the advantages and limitations of thermographic techniques, in this field of applications, are also discussed. Finally, the outcome of this research work provides strong evidence that infrared thermography in Greece, is a state-of-the-art nondestructive evaluation technique.

Η υπέρυθρη θερμογραφία είναι μία μη καταστρεπτική τεχνική η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιτυχώς σε ένα εύρος εφαρμογών και συγκεκριμένα στον έλεγχο δομικών υλικών σε κατασκευές. Στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιήθηκε υπέρυθρη θερμογραφία διπλών περιοχών μήκους κύματος (3-5.4μm και 8-12μm) για τον έλεγχο ιστορικών- παραδοσιακών και σύγχρονων υλικών-κατασκευών, με παθητική ή ενεργητική προσέγγιση, ανάλογα με την περίπτωση της εφαρμογής. Η τεχνική της υπέρυθρης θερμογραφίας προτυποποιήθηκε και εφαρμόστηκε στον έλεγχο παραδοσιακών-ιστορικών υλικών και κατασκευών για ερευνητικούς λόγους όπως: προσδιορισμό των συντελεστών εκπομπής, αποτίμηση της κατανομής της υγρασίας σε πορώδη μέσα και έλεγχο των επεμβάσεων συντήρησης σχετικά με επεμβάσεις στερέωσης σε πορώδεις λίθους, έλεγχο συμπεριφοράς ιστορικών κονιαμάτων και κονιαμάτων αποκατάστασης, αποτίμηση επεμβάσεων καθαρισμού σε ιστορικά κτίρια, καθώς και εξέταση ψηφιδωτών και αποτίμηση των επεμβάσεων συντήρησης τους. Στην περίπτωση των σύγχρονων υλικών-κατασκευών, εφαρμόστηκαν και οι δύο θερμογραφικές προσεγγίσεις ελέγχου στην ανίχνευση-αναγνώριση ατελειών σε κατασκευές, οι οποίες ατέλειες προκύπτουν είτε λόγω κοπώσεως ή γήρανσης των υλικών ή ακόμα και σε κακοτεχνίες. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα διαγνωστικών μελετών, στο εργαστήριο και επί τόπου, σε παραδοσιακά υλικά, ιστορικά κτίρια και μνημεία, καθώς και σε οδοστρώματα αεροδρομίου και υλικά αεροσκαφών. Αναλύονται ακόμα τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί των θερμογραφικών τεχνικών κατά την εφαρμογή τους. Τέλος, τα αποτελέσματα της ερευνητικής αυτής μελέτης επιβεβαιώνουν ότι η υπέρυθρη θερμογραφία στον ελλαδικό χώρο πρέπει να θεωρηθεί ως μία υψηλού τεχνολογικά επιπέδου μη καταστρεπτική τεχνική αποτίμησης δομικών υλικών σε κατασκευές.