Jauni notikumi konkrētu ietvju kvalitātes nodrošināšanā var sniegt svarīgu informāciju par kvalitāti, izturību un atbilstību hibrīda dizaina kodiem.
Betona seguma būvniecībā var redzēt ārkārtas situācijas, un darbuzņēmējam ir jāpārbauda ievietotā betona kvalitāte un izturība. Šie notikumi ietver lietus pakļaušanu lietošanas procesa laikā, savienojumu sacietēšanas pēcapstrāde, plastmasas saraušanās un plaisāšanas stundas dažu stundu laikā pēc ieliešanas, betona teksturēšanas un sacietēšanas problēmas. Pat ja tiek izpildītas stiprības prasības un citi materiālu testi, inženieriem var būt nepieciešama ietves detaļu noņemšana un nomaiņa, jo viņi ir noraizējušies par to, vai in situ materiāli atbilst sajaukuma dizaina specifikācijām.
Šajā gadījumā petrogrāfija un citas papildinošas (bet profesionālas) testa metodes var sniegt svarīgu informāciju par betona maisījumu kvalitāti un izturību un to, vai tie atbilst darba specifikācijām.
1. attēls. Betona pastas fluorescences mikroskopa mikrogrāfu piemēri pie 0,40 masas (augšējais kreisais stūrī) un 0,60 w/c (augšējais labais stūrī). Apakšējā kreisajā attēlā parādīta ierīce betona cilindra pretestības mērīšanai. Apakšējā labajā attēlā parādīta saistība starp tilpuma pretestību un w/c. Chunyu Qiao un DRP, Twining Company
Abrama likums: "Betona maisījuma spiedes stiprums ir apgriezti proporcionāls tā ūdens cementa attiecībai."
Profesors Dufs Abrams vispirms aprakstīja saistību starp ūdens un cementa attiecību (w/c) un spiedes stiprību 1918. gadā [1] un formulēja to, ko tagad sauc par Abrama likumu: “Betona ūdens/cementa attiecības spiedes izturība”. Papildus spiedes stiprības kontrolei tagad tiek dota priekšroka ūdens cementa attiecībai (w/cm), jo tas atpazīst portlandcementa nomaiņu ar papildu cementēšanas materiāliem, piemēram, mušu pelniem un izdedžiem. Tas ir arī galvenais betona izturības parametrs. Daudzi pētījumi ir parādījuši, ka betona maisījumi ar w/cm zemāku par ~ 0,45 ir izturīgi agresīvā vidē, piemēram, apgabalos, kas pakļauti atkausēšanas cikliem ar sāļiem, kas saistīti ar sāļiem vai laukumiem, kur augsnē ir augsta sulfāta koncentrācija.
Kapilāru poras ir cementa vircas raksturīgā daļa. Tie sastāv no telpas starp cementa hidratācijas produktiem un nehidratētām cementa daļiņām, kuras kādreiz bija piepildītas ar ūdeni. [2] Kapilāru poras ir daudz smalkākas nekā iesprostotas vai iesprostotas poras, un tās nevajadzētu sajaukt ar tām. Kad ir savienotas kapilārās poras, šķidrums no ārējās vides var migrēt pa pastu. Šo parādību sauc par iespiešanos, un tā ir jāsamazina, lai nodrošinātu izturību. Izturīgā betona maisījuma mikrostruktūra ir tāda, ka poras ir segmentētas, nevis savienotas. Tas notiek, ja w/cm ir mazāks par ~ 0,45.
Lai arī ir grūti precīzi izmērīt rūdīta betona w/cm, uzticama metode var sniegt svarīgu kvalitātes nodrošināšanas rīku rūdīta vietā esošā betona izpētei. Fluorescences mikroskopija nodrošina šķīdumu. Tā tas darbojas.
Fluorescences mikroskopija ir paņēmiens, kas izmanto epoksīda sveķus un fluorescējošas krāsvielas, lai apgaismotu materiālu detaļas. To visbiežāk izmanto medicīnas zinātnēs, un tam ir arī svarīgi pielietojumi materiālu zinātnē. Sistemātiska šīs metodes piemērošana betonā sākās gandrīz pirms 40 gadiem Dānijā [3]; Tas tika standartizēts Ziemeļvalstīs 1991. gadā, lai novērtētu rūdīta betona W/C, un to atjaunināja 1999. gadā [4].
Lai izmērītu uz cementa bāzes materiālu (ti, betonu, javu un javu), fluorescējošu epoksīdu izmanto, lai izveidotu plānu sekciju vai betona bloku ar aptuveni 25 mikronu vai 1/1000 collu biezumu (2. attēls). Process ietver betona kodolu vai cilindru, sagriež plakanos betona blokos (ko sauc par sagatavēm) ar laukumu aptuveni 25 x 50 mm (1 x 2 collas). Tukša līmenis ir pielīmēts pie stikla priekšmetstikliņa, novietots vakuuma kamerā, un epoksīda sveķi tiek ieviesti vakuumā. Palielinoties w/cm, palielināsies savienojamība un poru skaits, tāpēc pastā iekļūs vairāk epoksīda. Mēs pārbaudām pārslas zem mikroskopa, izmantojot speciālo filtru komplektu, lai satrauktu fluorescējošās krāsvielas epoksīda sveķos un filtrētu liekos signālus. Šajos attēlos melnie apgabali apzīmē agregātu daļiņas un nehidrētas cementa daļiņas. Abu porainība būtībā ir 0%. Spilgti zaļš aplis ir porainība (nevis porainība), un porainība būtībā ir 100%. Viena no šīm funkcijām raibā zaļā “viela” ir pasta (2. attēls). Palielinoties betona w/cm un kapilārajam porainībai, unikālā pastas zaļā krāsa kļūst gaišāka un gaišāka (sk. 3. attēlu).
2. attēls. Pārslu fluorescences mikrogrāfs, kas parāda agregētas daļiņas, tukšumus (V) un pastas. Horizontālais lauka platums ir ~ 1,5 mm. Chunyu Qiao un DRP, Twining Company
3. attēls. Pārslu fluorescences mikrogrāfijas rāda, ka, palielinoties w/cm, zaļā pastas pakāpeniski kļūst gaišāka. Šie maisījumi ir aerēti un satur mušu pelnus. Chunyu Qiao un DRP, Twining Company
Attēla analīze ietver kvantitatīvo datu iegūšanu no attēliem. To izmanto daudzās dažādās zinātniskajās jomās, sākot no attālās izpētes mikroskopa. Katrs digitālā attēla pikselis būtībā kļūst par datu punktu. Šī metode ļauj mums pievienot numurus dažādiem zaļā spilgtuma līmeņiem, kas redzami šajos attēlos. Aptuveni pēdējo 20 gadu laikā ar revolūciju darbvirsmas skaitļošanas jaudā un digitālā attēla iegūšanā attēlu analīze tagad ir kļuvusi par praktisku rīku, kuru var izmantot daudzi mikroskopisti (ieskaitot konkrētus petrologus). Mēs bieži izmantojam attēlu analīzi, lai izmērītu vircas kapilāro porainību. Laika gaitā mēs atklājām, ka pastāv spēcīga sistemātiska statistiskā korelācija starp W/cm un kapilāro porainību, kā parādīts nākamajā attēlā (4. attēls un 5. attēls)).
4. attēls. Datu piemērs, kas iegūti no plānu sekciju fluorescences mikrogrāfiem. Šajā grafikā tiek parādīts pikseļu skaits noteiktā pelēkā līmenī vienā fotomikrogrāfā. Trīs virsotnes atbilst agregātiem (apelsīnu līkne), pastas (pelēkā zona) un tukšā (neaizpildīta virsotne labajā pusē). Pastas līkne ļauj aprēķināt vidējo poru lielumu un tās standartnovirzi. Chunyu Qiao un DRP, Twining Company 5. attēls. Šajā diagrammā ir apkopota virkne W/cm vidējo kapilāru mērījumu un 95% ticamības intervālu maisījumā, kas sastāv no tīra cementa, mušu pelnu cementa un dabiskā Pozzolan saistviela. Chunyu Qiao un DRP, Twining Company
Galu galā analīzē ir nepieciešami trīs neatkarīgi testi, lai pierādītu, ka betons uz vietas atbilst sajaukuma dizaina specifikācijai. Cik vien iespējams, iegūstiet galvenos paraugus no izvietojumiem, kas atbilst visiem pieņemšanas kritērijiem, kā arī paraugus no saistītajām izvietojumiem. Kodolu no pieņemtā izkārtojuma var izmantot kā vadības paraugu, un jūs to varat izmantot kā etalonu, lai novērtētu attiecīgā izkārtojuma atbilstību.
Pēc mūsu pieredzes, kad inženieri ar ierakstiem redz datus, kas iegūti no šiem testiem, viņi parasti pieņem izvietojumu, ja tiek izpildīti citi galvenie inženiertehniskās īpašības (piemēram, spiedes stiprība). Sniedzot kvantitatīvus W/cm un veidošanās koeficienta mērījumus, mēs varam pārsniegt daudzos darbos norādītajiem testiem, lai pierādītu, ka attiecīgajam maisījumam ir īpašības, kas pārvērtīsies labā izturībā.
Deivids Rotšteins, Ph.D., PG, FACI ir galvenais DRP litogrāfs, twining Company. Viņam ir vairāk nekā 25 gadu profesionāla petrologa pieredze un viņš personīgi pārbaudīja vairāk nekā 10 000 paraugu no vairāk nekā 2000 projektiem visā pasaulē. Dr Chunyu Qiao, galvenais uzņēmuma DRP zinātnieks, ir ģeologs un materiālu zinātnieks ar vairāk nekā desmit gadu pieredzi materiālu cementēšanas un dabisko un pārstrādāto klinšu izstrādājumu cementēšanā. Viņa kompetence ietver attēla analīzes un fluorescences mikroskopijas izmantošanu, lai izpētītu betona izturību, īpašu uzsvaru liekot uz bojājumiem, ko izraisa sāļi, sārmu silikonu reakcijas un ķīmiskais uzbrukums notekūdeņu attīrīšanas iekārtās.
Pasta laiks: SEP-07-2021