Nowe osiągnięcia w zakresie zapewniania jakości chodników konkretnych mogą dostarczyć ważnych informacji na temat jakości, trwałości i zgodności z hybrydowymi kodami projektowymi.
Konstrukcja betonowej chodników może zobaczyć sytuacje kryzysowe, a wykonawca musi zweryfikować jakość i trwałość betonu odlewanego na miejscu. Zdarzenia te obejmują ekspozycję na deszcz podczas procesu nalewania, po aplikacji związków utwardzających, skurcz plastikowy i godziny pękania w ciągu kilku godzin po wyleaniu oraz problemy z teksturowaniem i utwardzaniem betonu. Nawet jeśli spełnione są wymagania dotyczące wytrzymałości i inne testy materiałowe, inżynierowie mogą wymagać usunięcia i wymiany części nawierzchni, ponieważ martwią się, czy materiały in situ spełniają specyfikacje projektowania mieszanki.
W takim przypadku petrografia i inne uzupełniające się (ale profesjonalne) metody testowe mogą dostarczyć ważnych informacji na temat jakości i trwałości mieszanin betonowych oraz tego, czy spełniają specyfikacje pracy.
Ryc. 1. Przykłady mikroskopu fluorescencyjnego mikrografów betonowej w pasie betonowej przy 0,40 W/c (lewy górny róg) i 0,60 W/C (prawy górny róg). Dolna lewa rysunek pokazuje urządzenie do pomiaru rezystywności betonowego cylindra. Prawa dolna rysunek pokazuje związek między rezystywnością objętości a w/c. Chunyu Qiao i DRP, firma twin
Prawo Abrama: „Siła ściskająca betonowej mieszaniny jest odwrotnie proporcjonalna do stosunku wody-cementu”.
Profesor Duff Abrams po raz pierwszy opisał związek między stosunkiem cementu wody (w/c) a wytrzymałością na ściskanie w 1918 r. [1] i sformułował to, co obecnie nazywa się prawo Abrama: „Wytrzymałość na ściskanie betonowego stosunku wody/cementu”. Oprócz kontrolowania wytrzymałości na ściskanie, stosunek cementu wody (w/cm) jest teraz preferowany, ponieważ rozpoznaje wymianę cementu portlandzkiego dodatkowymi materiałami cementu, takimi jak popiół lotny i żużla. Jest to również kluczowy parametr betonowej trwałości. Wiele badań wykazało, że mieszaniny betonowe z W/cm niższe niż ~ 0,45 są trwałe w agresywnych środowiskach, takich jak obszary narażone na cykle zamrażania i rozmrażania z solami lub obszarami, w których występuje wysokie stężenie siarczanu w glebie.
Pory naczyń włosowatych są nieodłączną częścią zawiesiny cementowej. Składają się one z przestrzeni między produktami hydratacji cementu a niehysterowanymi cząstkami cementu, które kiedyś były wypełnione wodą. [2] Pory naczyń włosowatych są znacznie drobniejsze niż porywane lub uwięzione pory i nie należy ich mylić. Gdy pory kapilarne są podłączone, płyn ze środowiska zewnętrznego może migrować przez pastę. Zjawisko to nazywa się penetracją i musi zostać zminimalizowane, aby zapewnić trwałość. Mikrostruktura trwałej mieszaniny betonu polega na tym, że pory są segmentowane, a nie połączone. Dzieje się tak, gdy w/cm jest mniejsze niż ~ 0,45.
Chociaż niezwykle trudno jest dokładnie zmierzyć W/cm stwardniały beton, niezawodna metoda może zapewnić ważne narzędzie zapewnienia jakości do badania betonu stwardniałych na miejscu. Mikroskopia fluorescencyjna zapewnia rozwiązanie. Tak to działa.
Mikroskopia fluorescencyjna to technika wykorzystująca żywicę epoksydową i barwniki fluorescencyjne do oświetlania szczegółów materiałów. Jest najczęściej stosowany w naukach medycznych, a także ma ważne zastosowania w naukach materiałowych. Systematyczne zastosowanie tej metody w betonie rozpoczęło się prawie 40 lat temu w Danii [3]; Został znormalizowany w krajach nordyckich w 1991 r. W celu oszacowania W/C stwardnienia betonu i został zaktualizowany w 1999 r. [4].
Aby zmierzyć w/cm materiałów na bazie cementu (tj. Beton, zaprawę i fugowanie), epoksydowa fluorescencyjna służy do wykonania cienkiego przekroju lub bloku betonu o grubości około 25 mikronów lub 1/1000 cali (ryc. 2). Proces obejmuje betonowy rdzeń lub cylinder jest krojony na płaskie bloki betonowe (zwane pustkami) o powierzchni około 25 x 50 mm (1 x 2 cale). Pustka jest przyklejona do szklanego szkiełka, umieszczona w komorze próżniowej, a żywicę epoksydową wprowadza się pod próżnią. Wraz ze wzrostem w/cm łączność i liczba porów wzrośnie, więc więcej epoksydów przeniknie do pasty. Badamy płatki pod mikroskopem, używając zestawu specjalnych filtrów do wzbudzenia barwników fluorescencyjnych w żywicy epoksydowej i odfiltrowania nadmiaru sygnałów. Na tych obrazach czarne obszary reprezentują agregatowe cząsteczki i niewygodowane cząstki cementu. Porowatość tych dwóch wynosi w zasadzie 0%. Jasne zielone koło to porowatość (nie porowatość), a porowatość wynosi w zasadzie 100%. Jedną z tych cech Speckled Green „Substanct” jest pastowa (ryc. 2). Wraz ze wzrostem W/CM i porowatości naczyń włosowatych betonu unikalny zielony kolor pasty staje się jaśniejszy i jaśniejszy (patrz ryc. 3).
Ryc. 2. Mikrografia fluorescencyjna płatków wykazujących agregowane cząstki, puste przestrzenie (V) i pastę. Pozioma szerokość pola wynosi ~ 1,5 mm. Chunyu Qiao i DRP, firma twin
Rycina 3. Mikrografie fluorescencyjne płatków pokazują, że wraz ze wzrostem W/CM zielona pasta stopniowo staje się jaśniejsza. Te mieszanki są napowietrzane i zawierają popiół lotny. Chunyu Qiao i DRP, firma twin
Analiza obrazu obejmuje wyodrębnienie danych ilościowych z obrazów. Jest stosowany w wielu różnych dziedzinach naukowych, z mikroskopu teledetekcyjnego. Każdy piksel na obrazie cyfrowym zasadniczo staje się punktem danych. Ta metoda pozwala nam dołączyć liczby do różnych poziomów jasności zielonej widocznej na tych obrazach. W ciągu ostatnich 20 lat, wraz z rewolucją w zasilaniu komputerowym i akwizycji obrazu cyfrowego, analiza obrazu stała się praktycznym narzędziem, z którego może użyć wielu mikroskopistów (w tym konkretnych petrologów). Często używamy analizy obrazu do pomiaru porowatości naczyń włosowatych zawiesiny. Z czasem stwierdziliśmy, że istnieje silna systematyczna korelacja statystyczna między w/cm a porowatością kapilarną, jak pokazano na poniższym rysunku (ryc. 4 i ryc. 5)).
Rycina 4. Przykład danych uzyskanych z mikrografów fluorescencyjnych cienkich przekrojów. Ten wykres przedstawia liczbę pikseli na danym poziomie szarości w jednym fotomikrografie. Trzy piki odpowiadają agregatom (krzywa pomarańczowa), paste (szary obszar) i pustki (niewypełniony pik po prawej stronie). Krzywa pasty pozwala obliczyć średnią wielkość porów i jej odchylenie standardowe. Chunyu Qiao i DRP, Twining Company Rysunek 5. Ten wykres podsumowuje serię średnich pomiarów kapilarnych i 95% przedziałów ufności w mieszaninie złożonej z czystego cementu, cementu popiołu lotnego i naturalnego spoina puzolan. Chunyu Qiao i DRP, firma twin
W końcowej analizie wymagane są trzy niezależne testy, aby udowodnić, że beton na miejscu jest zgodny ze specyfikacją projektu mix. O ile to możliwe, uzyskaj próbki podstawowe z miejsc, które spełniają wszystkie kryteria akceptacji, a także próbki z powiązanych miejsc. Rdzeń z zaakceptowanego układu może być używany jako próbka kontrolna i możesz go użyć jako punkt odniesienia do oceny zgodności odpowiedniego układu.
Z naszego doświadczenia wynika, że inżynierowie z zapisami widzą dane uzyskane z tych testów, zwykle akceptują umieszczenie, jeśli spełni się inne kluczowe cechy inżynierskie (takie jak wytrzymałość na ściskanie). Zapewniając ilościowe pomiary W/CM i współczynnika formowania, możemy wykraczać poza testy określone dla wielu zadań, aby udowodnić, że omawiana mieszanina ma właściwości, które przekładają się na dobrą trwałość.
Dr David Rothstein, PG, FACI jest głównym litografem DRP, twin Ma ponad 25 lat doświadczenia w profesjonalnym petrologie i osobiście sprawdził ponad 10 000 próbek z ponad 2000 projektów na całym świecie. Dr Chunyu Qiao, główny naukowiec DRP, twining firmy, jest geologiem i naukowcem materiałowym z ponad dziesięcioletnim doświadczeniem w zakresie materiałów cementowych oraz naturalnych i przetworzonych produktów rockowych. Jego wiedza obejmuje zastosowanie analizy obrazu i mikroskopii fluorescencyjnej w celu zbadania trwałości betonu, ze szczególnym naciskiem na uszkodzenia spowodowane soleami odlania się, reakcjami alkalicznymi i atakiem chemicznym w oczyszczalni ścieków.
Czas po: 07-2021 września