Uued arengud betoonkatete kvaliteedi tagamisel võivad anda olulist teavet kvaliteedi, vastupidavuse ja hübriidse disaini koodidele vastavuse kohta.
Betoonkatte ehitamisel võib näha hädaolukordi ning töövõtja peab kontrollima valatud betooni kvaliteeti ja vastupidavust.Need sündmused hõlmavad kokkupuudet vihmaga valamise ajal, kõvenevate ühendite pealekandmist, plastilist kokkutõmbumist ja pragunemist mõne tunni jooksul pärast valamist ning betooni tekstuuri ja kõvenemise probleeme.Isegi kui tugevusnõuded ja muud materjalikatsed on täidetud, võivad insenerid nõuda teekatte osade eemaldamist ja väljavahetamist, kuna nad on mures selle pärast, kas kohapeal kasutatavad materjalid vastavad segu konstruktsiooni spetsifikatsioonidele.
Sellisel juhul võivad petrograafia ja muud täiendavad (kuid professionaalsed) katsemeetodid anda olulist teavet betoonisegude kvaliteedi ja vastupidavuse kohta ning selle kohta, kas need vastavad töönõuetele.
Joonis 1. Betoonipasta fluorestsentsmikroskoobi mikrograafide näited 0,40 w/c (ülemine vasak nurk) ja 0,60 w/c (ülemine parem nurk).Alumisel vasakul joonisel on betoonsilindri eritakistuse mõõtmise seade.Paremal alumisel joonisel on näidatud suhe mahutakistuse ja w/c vahel.Chunyu Qiao ja DRP, mestimisettevõte
Aabrami seadus: "Betoonisegu survetugevus on pöördvõrdeline selle vee-tsemendi suhtega."
Professor Duff Abrams kirjeldas vesi-tsemendi suhte (w/c) ja survetugevuse vahelist seost esmakordselt 1918. aastal [1] ning sõnastas nn Abrami seaduse: "Betooni survetugevus vee ja tsemendi suhe."Lisaks survetugevuse kontrollimisele eelistatakse nüüd vesitsemendi suhet (w/cm), kuna see tunnistab portlandtsemendi asendamist täiendavate tsementeerivate materjalidega, nagu lendtuhk ja räbu.See on ka betooni vastupidavuse võtmeparameeter.Paljud uuringud on näidanud, et betoonisegud, mille w/cm on alla ~0,45, on vastupidavad agressiivses keskkonnas, näiteks piirkondades, mis puutuvad kokku jääsulatussooladega külmumis-sulamistsüklitega või piirkondades, kus pinnases on kõrge sulfaadi kontsentratsioon.
Kapillaarpoorid on tsemendilobri lahutamatu osa.Need koosnevad ruumist tsemendi hüdratatsioonitoodete ja hüdraatimata tsemendiosakeste vahel, mis olid kunagi veega täidetud.[2] Kapillaaride poorid on palju peenemad kui kaasahaaratud või kinni jäänud poorid ja neid ei tohiks nendega segi ajada.Kui kapillaaride poorid on ühendatud, võib väliskeskkonnast tulev vedelik pasta kaudu migreeruda.Seda nähtust nimetatakse läbitungimiseks ja vastupidavuse tagamiseks tuleb seda minimeerida.Vastupidava betoonisegu mikrostruktuur seisneb selles, et poorid on pigem segmenteeritud kui ühendatud.See juhtub siis, kui w/cm on väiksem kui ~0,45.
Kuigi kõvastunud betooni w/cm on kurikuulsalt raske täpselt mõõta, võib usaldusväärne meetod olla oluline kvaliteedi tagamise vahend kivistunud betooni uurimiseks.Fluorestsentsmikroskoopia annab lahenduse.See toimib nii.
Fluorestsentsmikroskoopia on tehnika, mis kasutab materjalide detailide valgustamiseks epoksüvaiku ja fluorestseeruvaid värvaineid.Seda kasutatakse kõige sagedamini meditsiiniteadustes ja sellel on olulised rakendused ka materjaliteaduses.Selle meetodi süstemaatiline rakendamine betoonis algas ligi 40 aastat tagasi Taanis [3];see standarditi Põhjamaades 1991. aastal kivistunud betooni w/c hindamiseks ja seda uuendati 1999. aastal [4].
Tsemendipõhiste materjalide (st betooni, mördi ja vuukimise) w/cm mõõtmiseks kasutatakse fluorestseeruvat epoksiidi õhukese lõigu või betoonploki valmistamiseks, mille paksus on ligikaudu 25 mikronit või 1/1000 tolli (joonis 2).Protsess hõlmab Betooni südamik või silinder lõigatakse tasapinnalisteks betoonplokkideks (nn toorikud), mille pindala on ligikaudu 25 x 50 mm (1 x 2 tolli).Toorik liimitakse klaasklaasile, asetatakse vaakumkambrisse ja vaakumis sisestatakse epoksüvaik.Kui w/cm suureneb, suureneb ühenduvus ja pooride arv, nii et pastasse tungib rohkem epoksiidi.Uurime helbeid mikroskoobi all, kasutades spetsiaalsete filtrite komplekti, et ergutada epoksüvaigus olevaid fluorestseeruvaid värvaineid ja filtreerida välja liigsed signaalid.Nendel piltidel tähistavad mustad alad täiteaineosakesi ja hüdraatimata tsemendiosakesi.Nende kahe poorsus on põhimõtteliselt 0%.Erkroheline ring on poorsus (mitte poorsus) ja poorsus on põhimõtteliselt 100%.Üks neist omadustest Täpiline roheline "aine" on pasta (joonis 2).Betooni w/cm ja kapillaarpoorsuse suurenedes muutub pasta ainulaadne roheline värvus üha heledamaks (vt joonis 3).
Joonis 2. Helveste fluorestsentsmikroskoopia, mis näitab agregeerunud osakesi, tühimikke (v) ja pasta.Horisontaalse välja laius on ~ 1,5 mm.Chunyu Qiao ja DRP, mestimisettevõte
Joonis 3. Helveste fluorestsentsmikrograafid näitavad, et kui w/cm suureneb, muutub roheline pasta järk-järgult heledamaks.Need segud on aereeritud ja sisaldavad lendtuhka.Chunyu Qiao ja DRP, mestimisettevõte
Pildianalüüs hõlmab piltidelt kvantitatiivsete andmete eraldamist.Seda kasutatakse paljudes erinevates teadusvaldkondades, alates kaugseiremikroskoobist.Igast digitaalkujutise pikslist saab sisuliselt andmepunkt.See meetod võimaldab meil nendel piltidel näha olevatele erinevatele roheliste heledustasemetele numbreid lisada.Umbes viimase 20 aasta jooksul, koos revolutsiooniga lauaarvutite võimsuses ja digitaalsete kujutiste hankimises, on pildianalüüsist saanud praktiline tööriist, mida saavad kasutada paljud mikroskoobid (sealhulgas betoonist petroloogid).Me kasutame läga kapillaarpoorsuse mõõtmiseks sageli pildianalüüsi.Aja jooksul leidsime, et w/cm ja kapillaaride poorsuse vahel on tugev süstemaatiline statistiline korrelatsioon, nagu on näidatud järgmisel joonisel (joonis 4 ja joonis 5)).
Joonis 4. Näide õhukeste lõikude fluorestsentsmikrograafidelt saadud andmetest.See graafik kujutab pikslite arvu antud halli tasemel ühel mikrofotol.Kolm piiki vastavad agregaatidele (oranž kõver), pastale (hall ala) ja tühimikule (parempoolses servas täitmata tipp).Pasta kõver võimaldab arvutada pooride keskmise suuruse ja selle standardhälbe.Chunyu Qiao ja DRP, Twining Company Joonis 5. See graafik võtab kokku massi/cm keskmise kapillaari mõõtmise ja 95% usaldusvahemiku segus, mis koosneb puhtast tsemendist, lendtuhatsemendist ja looduslikust putsolaani sideainest.Chunyu Qiao ja DRP, mestimisettevõte
Lõppanalüüsis on vaja kolme sõltumatut katset, et tõestada, et kohapealne betoon vastab segu projekteerimise spetsifikatsioonile.Võimaluse korral hankige põhinäidised paigutustest, mis vastavad kõigile aktsepteerimiskriteeriumidele, samuti näidised seotud paigutustest.Aktsepteeritud paigutuse tuuma saab kasutada kontrollnäidisena ja saate seda kasutada võrdlusalusena asjakohase paigutuse vastavuse hindamisel.
Meie kogemuse kohaselt on dokumentidega insenerid, kes näevad nendest katsetest saadud andmeid, tavaliselt aktsepteerivad paigutust, kui muud peamised tehnilised omadused (nt survetugevus) on täidetud.W/cm ja moodustumisteguri kvantitatiivseid mõõtmisi pakkudes saame minna kaugemale paljude tööde jaoks ette nähtud testidest, et tõestada, et kõnealusel segul on omadused, mis tagavad hea vastupidavuse.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI on DRP, A Twining Company peamine litograaf.Tal on rohkem kui 25-aastane professionaalne petroloogi kogemus ja ta kontrollis isiklikult üle 10 000 proovi rohkem kui 2000 projektist üle maailma.Dr Chunyu Qiao, DRP, Twining Company juhtivteadlane, on geoloog ja materjaliteadlane, kellel on rohkem kui kümneaastane kogemus materjalide ning looduslike ja töödeldud kivimitoodete tsementeerimisel.Tema erialateadmiste hulka kuulub piltanalüüsi ja fluorestsentsmikroskoopia kasutamine betooni vastupidavuse uurimiseks, pöörates erilist tähelepanu jääsulatussoolade, leelise-räni reaktsioonide ja reoveepuhastite keemilise rünnaku põhjustatud kahjustustele.
Postitusaeg: 07.07.2021