Jauni sasniegumi betona segumu kvalitātes nodrošināšanā var sniegt svarīgu informāciju par kvalitāti, izturību un atbilstību hibrīda dizaina kodiem.
Betona seguma būvniecībā var novērot ārkārtas situācijas, un darbuzņēmējam ir jāpārbauda ielietā betona kvalitāte un izturība.Šie notikumi ietver pakļaušanu lietus iedarbībai ieliešanas procesa laikā, pēc cietināšanas savienojumu uzklāšanas, plastmasas saraušanās un plaisāšanas stundas dažu stundu laikā pēc ieliešanas, kā arī betona tekstūras un sacietēšanas problēmas.Pat ja ir izpildītas izturības prasības un citi materiālu testi, inženieri var pieprasīt seguma daļu noņemšanu un nomaiņu, jo viņi ir noraizējušies par to, vai in situ materiāli atbilst maisījuma konstrukcijas specifikācijām.
Šajā gadījumā petrogrāfija un citas papildu (bet profesionālas) pārbaudes metodes var sniegt svarīgu informāciju par betona maisījumu kvalitāti un izturību un to, vai tie atbilst darba specifikācijām.
1. attēls. Betona pastas fluorescences mikroskopa mikrogrāfiju piemēri pie 0,40 w/c (augšējais kreisais stūris) un 0,60 w/c (augšējais labais stūris).Apakšējā kreisajā attēlā parādīta ierīce betona cilindra pretestības mērīšanai.Apakšējā labajā attēlā parādīta attiecība starp tilpuma pretestību un w/c.Chunyu Qiao un DRP, Twining Company
Ābrama likums: "Betona maisījuma spiedes izturība ir apgriezti proporcionāla tā ūdens un cementa attiecībai."
Profesors Dafs Abrams pirmo reizi aprakstīja saistību starp ūdens un cementa attiecību (w/c) un spiedes stiprību 1918. gadā [1] un formulēja to, ko tagad sauc par Ābrama likumu: “Betona spiedes stiprība Ūdens/cementa attiecība”.Papildus spiedes stiprības kontrolei tagad tiek dota priekšroka ūdens cementa attiecībai (w/cm), jo tā atzīst portlandcementa aizstāšanu ar papildu cementēšanas materiāliem, piemēram, viegliem pelniem un izdedžiem.Tas ir arī galvenais betona izturības parametrs.Daudzi pētījumi ir parādījuši, ka betona maisījumi ar w/cm, kas ir mazāki par ~0,45, ir izturīgi agresīvā vidē, piemēram, vietās, kas pakļautas sasalšanas-atkausēšanas cikliem ar ledus atkausēšanas sāļiem vai vietās, kur augsnē ir augsta sulfātu koncentrācija.
Kapilārās poras ir neatņemama cementa vircas sastāvdaļa.Tie sastāv no vietas starp cementa hidratācijas produktiem un nehidratētām cementa daļiņām, kas kādreiz bija piepildītas ar ūdeni.[2] Kapilārās poras ir daudz smalkākas nekā ievilktās vai iesprostotās poras, un tās nevajadzētu ar tām sajaukt.Kad kapilārās poras ir savienotas, šķidrums no ārējās vides var migrēt caur 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 gan ir ļoti grūti precīzi izmērīt sacietējušā betona w/cm, uzticama metode var nodrošināt svarīgu kvalitātes nodrošināšanas instrumentu sacietējuša betona izpētei.Fluorescences mikroskopija nodrošina risinājumu.Tas darbojas šādi.
Fluorescences mikroskopija ir metode, kas izmanto epoksīda sveķus un fluorescējošas krāsvielas, lai apgaismotu materiālu detaļas.To visbiežāk izmanto medicīnas zinātnēs, un tam ir arī svarīgi pielietojumi materiālu zinātnē.Šīs metodes sistemātiska pielietošana betonā sākās gandrīz pirms 40 gadiem Dānijā [3];tas tika standartizēts Ziemeļvalstīs 1991. gadā, lai novērtētu sacietējušā betona w/c, un tika atjaunināts 1999. gadā [4].
Lai izmērītu uz cementa bāzes izgatavotu materiālu (ti, betona, javas un šuvju) w/cm, fluorescējošu epoksīdu izmanto, lai izveidotu plānu sekciju vai betona bloku, kura biezums ir aptuveni 25 mikroni jeb 1/1000 collas (2. attēls).Process ietver Betona serdi vai cilindru sagriež plakanos betona blokos (ko sauc par sagatavēm), kuru laukums ir aptuveni 25 x 50 mm (1 x 2 collas).Sagatave tiek pielīmēta uz stikla priekšmetstikliņa, ievietota vakuuma kamerā, un vakuumā tiek ievadīti epoksīda sveķi.Palielinoties w/cm, palielināsies savienojamība un poru skaits, tādējādi pastā iekļūs vairāk epoksīda.Mēs pārbaudām pārslas mikroskopā, izmantojot īpašu filtru komplektu, lai ierosinātu fluorescējošās krāsvielas epoksīda sveķos un filtrētu liekos signālus.Šajos attēlos melnās zonas attēlo pildvielu daļiņas un nehidrētas cementa daļiņas.Abu porainība pamatā ir 0%.Spilgti zaļais aplis ir porainība (nevis porainība), un porainība pamatā ir 100%.Viena no šīm pazīmēm Raibā zaļā “viela” ir pasta (2. attēls).Palielinoties betona w/cm un kapilārajai porainībai, pastas unikālā zaļā krāsa kļūst arvien spilgtāka (skat. 3. attēlu).
2. attēls. Pārslu fluorescences mikrogrāfija, kurā redzamas agregētas daļiņas, tukšumi (v) un pasta.Horizontālā lauka platums ir ~ 1,5 mm.Chunyu Qiao un DRP, Twining Company
3. attēls. Pārslu fluorescences mikrogrāfijās redzams, ka, palielinoties w/cm, zaļā pasta pakāpeniski kļūst gaišāka.Šie maisījumi ir gāzēti un satur lidojošos pelnus.Chunyu Qiao un DRP, Twining Company
Attēlu analīze ietver kvantitatīvu datu ieguvi no attēliem.To izmanto daudzās dažādās zinātnes jomās, sākot ar attālās uzrādes mikroskopu.Katrs digitālā attēla pikselis būtībā kļūst par datu punktu.Šī metode ļauj mums pievienot skaitļus dažādiem zaļās krāsas spilgtuma līmeņiem, kas redzami šajos attēlos.Apmēram pēdējo 20 gadu laikā līdz ar galddatoru skaitļošanas jaudas un digitālo attēlu iegūšanas revolūciju attēlu analīze tagad ir kļuvusi par praktisku rīku, ko var izmantot daudzi mikroskopi (tostarp betona petrologi).Mēs bieži izmantojam attēla analīzi, lai izmērītu vircas kapilāro porainību.Laika gaitā mēs noskaidrojām, ka pastāv spēcīga sistemātiska statistiskā korelācija starp w/cm un kapilāru porainību, kā parādīts nākamajā attēlā (4. un 5. attēls)).
4. attēls. Datu piemērs, kas iegūts no plānu sekciju fluorescences mikrogrāfijām.Šajā diagrammā ir attēlots pikseļu skaits noteiktā pelēkuma līmenī vienā mikrofotogrāfijā.Trīs virsotnes atbilst agregātiem (oranža līkne), pastai (pelēks laukums) un tukšumam (neaizpildīta virsotne labajā malā).Pastas līkne ļauj aprēķināt vidējo poru izmēru un tā standarta novirzi.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, pelnu cementa un dabiskā pucolāna saistvielas.Chunyu Qiao un DRP, Twining Company
Galu galā ir nepieciešami trīs neatkarīgi testi, lai pierādītu, ka uz vietas esošais betons atbilst maisījuma konstrukcijas specifikācijai.Cik vien iespējams, iegūstiet galvenos paraugus no izvietojumiem, kas atbilst visiem pieņemšanas kritērijiem, kā arī paraugus no saistītajiem izvietojumiem.Kodols no pieņemtā izkārtojuma var tikt izmantots kā kontroles paraugs, un jūs varat to izmantot kā etalonu attiecīgā izkārtojuma atbilstības novērtēšanai.
Pēc mūsu pieredzes, kad inženieri ar ierakstiem redz šajos testos iegūtos datus, viņi parasti pieņem izvietojumu, ja tiek ievēroti citi galvenie inženiertehniskie parametri (piemēram, spiedes izturība).Nodrošinot kvantitatīvus w/cm un veidošanās koeficienta mērījumus, mēs varam pārsniegt daudzos darbos noteiktos testus, lai pierādītu, ka attiecīgajam maisījumam piemīt īpašības, kas nodrošinās labu izturību.
Deivids Rotšteins, Ph.D., PG, FACI ir DRP, A Twining Company galvenais litogrāfs.Viņam ir vairāk nekā 25 gadu profesionāla petrologa pieredze un viņš ir personīgi pārbaudījis vairāk nekā 10 000 paraugu no vairāk nekā 2000 projektiem visā pasaulē.Dr. Chunyu Qiao, DRP, Twining Company galvenais zinātnieks, ir ģeologs un materiālu zinātnieks ar vairāk nekā desmit gadu pieredzi cementēšanas materiālu un dabisko un apstrādāto iežu izstrādājumu jomā.Viņa pieredze ietver attēlu analīzes un fluorescences mikroskopijas izmantošanu, lai pētītu betona izturību, īpašu uzmanību pievēršot bojājumiem, ko rada ledus atkausēšanas sāļi, sārmu un silīcija reakcijas un ķīmiskais uzbrukums notekūdeņu attīrīšanas iekārtās.
Izlikšanas laiks: 07.07.2021