Uusi kehitys konkreettisten jalkakäytävien laadunvarmistuksessa voi tarjota tärkeätä tietoa hybridi -suunnittelukoodien laadusta, kestävyydestä ja noudattamisesta.
Betonipäällysteen rakentaminen voi nähdä hätätilanteet, ja urakoitsijan on tarkistettava valettujen betonin laatu ja kestävyys. Nämä tapahtumat sisältävät sateelle altistumisen kaatamisprosessin aikana, kovetusyhdisteiden soveltamisen, muovin kutistumisen ja halkeamisen tuntien kuluessa muutaman tunnin kuluttua kaatamisesta sekä betoni-teksturointi- ja kovetusongelmista. Vaikka voimakkuusvaatimukset ja muut materiaalitestit täyttyvät, insinöörit saattavat vaatia jalkakäytäväosien poistamista ja vaihtoa, koska he ovat huolissaan siitä, täyttävätkö insitu-materiaalit sekoitussuunnitelman eritelmät.
Tässä tapauksessa petrografia ja muut täydentävät (mutta ammatilliset) testimenetelmät voivat tarjota tärkeitä tietoja konkreettisten seosten laadusta ja kestävyydestä ja siitä, täyttävätkö ne työmääritelmiä.
Kuvio 1. Esimerkkejä betonipastan fluoresenssimikroskooppimikrokuista 0,40 paino- (vasen yläkulma) ja 0,60 paino/c (oikea yläkulma). Vasemmassa alakulmassa esitetään laite betonisylinterin resistiivisyyden mittaamiseksi. Oikea alakohta näyttää tilavuuden resistiivisyyden ja w/c: n välisen suhteen. Chunyu Qiao ja DRP, twining -yritys
Abramin laki: "Betoniseoksen puristuslujuus on käänteisesti verrannollinen sen vesisementtisuhteeseen."
Professori Duff Abrams kuvasi ensin vesisementtisuhteen (W/C) ja puristuslujuuden välistä suhdetta vuonna 1918 [1] ja muotoili, mitä nykyään kutsutaan Abramin laki: "Betonin veden/sementtisuhteen puristuslujuus." Puristuslujuuden hallinnan lisäksi vesisementin suhde (W/cm) suositaan nyt, koska se tunnistaa Portland -sementin korvaamisen lisäaineistoimateriaaleilla, kuten lentotuhkan ja kuonan. Se on myös betonin kestävyyden avainparametri. Monet tutkimukset ovat osoittaneet, että betoniseokset, joiden W/cm: n alapuolella on ~ 0,45, ovat kestäviä aggressiivisissa ympäristöissä, kuten alueet, jotka altistetaan jäätymiskyvyn syklille, joissa on suolistosuolat tai alueet, joilla maaperässä on korkea sulfaattipitoisuus.
Kapillaari -huokoset ovat luontainen osa sementtilietteitä. Ne koostuvat sementtien hydraatiotuotteiden välisestä tilasta ja hylättyjen sementtipartikkeleiden välillä, jotka olivat kerran täytettyjä vedellä. [2] Kapillaari -huokoset ovat paljon hienompia kuin kiinnitetyt tai loukkuun jääneet huokoset, eikä niitä pidä sekoittaa niihin. Kun kapillaarien huokoset on kytketty, neste ulkoisesta ympäristöstä voi kulkea tahnan läpi. Tätä ilmiötä kutsutaan tunkeutumiseksi ja se on minimoitava kestävyyden varmistamiseksi. Kestävän betoniseoksen mikrorakenne on, että huokoset ovat segmentoituneita eikä kytkettyjä. Tämä tapahtuu, kun w/cm on alle ~ 0,45.
Vaikka luotettava menetelmä on tunnetusti vaikea mitata tarkasti kovettuneiden betonien W/CM: n kanssa, luotettava menetelmä voi tarjota tärkeän laadunvarmistustyökalun kovetetun valettujen betonin tutkimiseksi. Fluoresenssimikroskopia tarjoaa liuoksen. Näin se toimii.
Fluoresenssimikroskopia on tekniikka, joka käyttää epoksihartsia ja fluoresoivia väriaineita materiaalien yksityiskohtien valaisemiseen. Sitä käytetään yleisimmin lääketieteellisissä tieteissä, ja sillä on myös tärkeitä sovelluksia materiaalitieteessä. Tämän menetelmän systemaattinen soveltaminen betoniin alkoi melkein 40 vuotta sitten Tanskassa [3]; Se standardisoitiin Pohjoismaissa vuonna 1991 kovetetun betonin ilman arvioimiseksi, ja sitä päivitettiin vuonna 1999 [4].
Sementtipohjaisten materiaalien (ts. Betoni, laasti ja injektointi) W/CM: n mittaamiseksi fluoresoivaa epoksia käytetään ohuen osan tai betonilohkon valmistukseen, jonka paksuus on noin 25 mikronia tai 1/1000 tuumaa (kuva 2). Prosessiin sisältyy betonin ydin tai sylinteri, joka on leikattu tasaisiin betonilohkoihin (nimeltään aihiot), joiden pinta -ala on noin 25 x 50 mm (1 x 2 tuumaa). Tyhjä on liimattu lasioljaan, asetetaan tyhjiökammioon ja epoksihartsi otetaan käyttöön tyhjössä. Kun w/cm kasvaa, yhteys ja huokosten lukumäärä kasvaa, joten enemmän epoksia tunkeutuu tahnaan. Tutkimme hiutaleita mikroskoopin alla, käyttämällä erityisiä suodattimia, jotka herättävät fluoresoivia väriaineita epoksihartsissa ja suodattaa ylimääräiset signaalit. Näissä kuvissa mustat alueet edustavat aggregaattipartikkeleita ja nimeättömiä sementtipartikkeleita. Näiden kahden huokoisuus on periaatteessa 0%. Kirkkaan vihreä ympyrä on huokoisuus (ei huokoisuus) ja huokoisuus on pohjimmiltaan 100%. Yksi näistä ominaisuuksista pilkullinen vihreä ”aine” on tahna (kuva 2). Kun betonin w/cm ja kapillaarinen huokoisuus lisääntyy, tahnan ainutlaatuinen vihreä väri muuttuu kirkkaammaksi (katso kuva 3).
Kuvio 2. Hiutaleiden fluoresenssimikrovaikutus, joka osoittaa aggregoituja hiukkasia, tyhjiöitä (V) ja tahnaa. Vaakakentän leveys on ~ 1,5 mm. Chunyu Qiao ja DRP, twining -yritys
Kuvio 3. Hiutaleiden fluoresenssimikrokuvat osoittavat, että W/CM: n kasvaessa vihreä tahna tulee vähitellen kirkkaammaksi. Nämä seokset hiilee ja sisältävät lentotuhkaa. Chunyu Qiao ja DRP, twining -yritys
Kuva -analyysi sisältää kvantitatiivisen tiedon purkamisen kuvista. Sitä käytetään monilla erilaisilla tieteellisillä aloilla kaukokartoitusmikroskoopista. Jokaisesta digitaalisen kuvan pikselistä tulee olennaisesti tietopiste. Tämän menetelmän avulla voimme kiinnittää numerot näissä kuvissa havaittuihin vihreiden kirkkaiden tasoihin. Noin viimeisen 20 vuoden aikana, kun työpöydän laskentavoiman ja digitaalisen kuvan hankkimisen vallankumous on nyt tullut käytännöllinen työkalu, jota monet mikroskopistit (mukaan lukien betoni -petrologit) voivat käyttää. Käytämme usein kuvaanalyysiä lietteen kapillaarin huokoisuuden mittaamiseen. Ajan myötä havaitsimme, että W/CM: n ja kapillaarin huokoisuuden välillä on vahva systemaattinen tilastollinen korrelaatio, kuten seuraavassa kuviossa (kuva 4 ja kuva 5) on esitetty.
Kuva 4. Esimerkki tiedoista, jotka on saatu ohuiden leikkeiden fluoresenssimikrokuvista. Tämä kuvaaja kuvaa pikselien lukumäärän tietyllä harmaalla tasolla yhdellä valomikrovaikutuksella. Kolme piikkiä vastaavat aggregaatteja (oranssi käyrä), liitä (harmaa alue) ja tyhjä (täyttämätön huippu oikeassa reunassa). Pastan käyrä antaa mahdollisuuden laskea keskimääräisen huokoskoon ja sen keskihajonnan. Chunyu Qiao ja DRP, Twining Company Kuva 5. Tämä kuvaaja on yhteenveto sarjasta W/CM: n keskimääräisiä kapillaarimittauksia ja 95%: n luottamusvälejä seoksessa, joka koostuu puhtaasta sementistä, lentotuhkan sementistä ja luonnollisesta Pozzolan -sideaineesta. Chunyu Qiao ja DRP, twining -yritys
Viimeisessä analyysissä vaaditaan kolme riippumatonta testiä, jotta voidaan todistaa, että betoni on sekoitussuunnitelman määritelmän mukainen. Hanki mahdollisimman osan keskeisistä näytteistä sijoitteluista, jotka täyttävät kaikki hyväksymiskriteerit, samoin kuin näytteitä niihin liittyvistä sijoitteluista. Hyväksytyn asettelun ydintä voidaan käyttää ohjausnäytteenä, ja voit käyttää sitä vertailukohteena asianomaisen asettelun noudattamisen arvioimiseksi.
Kokemuksemme mukaan, kun tietueiden insinöörit katsovat näistä testeistä saadut tiedot, he yleensä hyväksyvät sijoittamisen, jos muut keskeiset tekniikan ominaisuudet (kuten puristuslujuus) täyttyvät. Tarjoamalla W/CM: n ja muodostumiskertoimen kvantitatiiviset mittaukset voimme ylittää monille työpaikoille määritellyt testit todistaaksemme, että kyseisellä seoksella on ominaisuuksia, jotka muuttuvat hyvään kestävyyteen.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI on Twining -yrityksen DRP: n pää litografia. Hänellä on yli 25 vuoden ammattimainen petrologi -kokemus ja henkilökohtaisesti tarkastanut yli 10 000 näytettä yli 2000 projektista ympäri maailmaa. Twining -yrityksen DRP: n päätieteilijä Dr. Chunyu Qiao on geologi ja materiaalitieteilijä, jolla on yli kymmenen vuoden kokemus materiaalien ja luonnollisten ja jalostettujen kivituotteiden sementoinnista. Hänen asiantuntemuksensa sisältää kuvaanalyysin ja fluoresenssimikroskopian käytön betonin kestävyyden tutkimiseksi, ja korostetaan erityisesti vaurioita, jotka aiheutuvat suolistosta, alkali-ja-ja-ja-ja-silicon-reaktioista ja kemiallisesta hyökkäyksestä jätevedenkäsittelylaitoksissa.
Viestin aika: SEP-07-2021