Нові розробки в забезпеченні якості бетонних тротуарів можуть надати важливу інформацію про якість, довговічність та дотримання гібридних кодів дизайну.
Будівництво бетонного тротуару може побачити надзвичайні ситуації, і підрядник повинен перевірити якість та довговічність бетону на місці. Ці події включають вплив дощу під час переливання, після застосування сполук для затвердіння, усадку пластику та розтріскування годин протягом декількох годин після заливання та проблеми з текстуруванням та затвердінням. Навіть якщо виконані вимоги до сили та інші випробування на матеріал, інженерам може знадобитися видалення та замінити деталі тротуару, оскільки вони переживають, чи відповідають матеріали in-situ специфікації конструкції суміші.
У цьому випадку петрографія та інші додаткові (але професійні) методи тестування можуть надати важливу інформацію про якість та довговічність конкретних сумішей та чи відповідають вони специфікаціям роботи.
Малюнок 1. Приклади мікроскопів флуоресцентного мікроскопа бетонної пасти при 0,40 Вт/с (верхній лівий кут) та 0,60 Вт/С (верхній правий кут). На нижній лівій фігурі показано пристрій для вимірювання опору бетонного циліндра. Низька права фігура показує залежність між об'ємним опором і в/с. Chunyu Qiao та DRP, компанія Twining
Закон Абраму: "Сила стискачі бетонної суміші обернено пропорційна його коефіцієнті водотоу".
Професор Дафф Абрамс вперше описав взаємозв'язок між коефіцієнтом водного цементу (мас./C) та міцністю на стиск у 1918 р. [1], і сформулюють те, що зараз називається законом Абраму: "міцність на стиск бетонного коефіцієнта води/цементу". Окрім контролю міцності на стиск, коефіцієнт водного цементу (в/см) тепер надає перевагу, оскільки він визнає заміну портландцемента додатковими цементними матеріалами, такими як попела та шлак. Це також ключовий параметр бетонної довговічності. Багато досліджень показали, що бетонні суміші з а/см, нижчими за ~ 0,45, є міцними в агресивних умовах, таких як ділянки, що піддаються циклам замерзання-відтавання з солями або ділянками, де в ґрунті є висока концентрація сульфату.
Капілярні пори - притаманна частина цементної суспензії. Вони складаються з простору між продуктами гідратації цементу та негідненими цементними частинками, які колись були наповнені водою. [2] Капілярні пори набагато тонкіші, ніж захоплені або захоплені пори, і їх не слід плутати з ними. Коли з'єднані пори капілярів, рідина із зовнішнього середовища може мігрувати через пасту. Це явище називається проникненням і повинно бути зведене до мінімуму для забезпечення довговічності. Мікроструктура міцної бетонної суміші полягає в тому, що пори сегментовані, а не з'єднані. Це відбувається, коли w/cm менше ~ 0,45.
Хоча, як відомо, важко точно виміряти W/cm загартованого бетону, надійний метод може забезпечити важливий інструмент забезпечення якості для дослідження загартованого бетону. Флуоресцентна мікроскопія забезпечує розчин. Ось як це працює.
Флуоресцентна мікроскопія - це методика, яка використовує епоксидну смолу та флуоресцентні барвники для висвітлення деталей матеріалів. Найчастіше він використовується в медичних науках, а також має важливе застосування в матеріалознавстві. Систематичне застосування цього методу в бетоні розпочалося майже 40 років тому в Данії [3]; Він був стандартизований у Північних країнах у 1991 році для оцінки W/c загартованого бетону, і був оновлений у 1999 році [4].
Для вимірювання а/см матеріалів на основі цементу (тобто бетон, розчин та затирка), флуоресцентна епоксидна епоксид використовується для виготовлення тонкого перерізу або бетонного блоку з товщиною приблизно 25 мкм або 1/1000 дюйма (мал. 2). Процес включає бетонне ядро або циліндр, розрізаний у плоскі бетонні блоки (звані пробілами) з площею приблизно 25 х 50 мм (1 х 2 дюйма). Порожній приклеєний до скляної гірки, поміщається у вакуумну камеру, а у вакуумі вводиться епоксидна смола. Зі збільшенням W/cm підключення та кількість пор збільшаться, тому більше епоксидних проникає в пасту. Ми вивчаємо пластівці під мікроскопом, використовуючи набір спеціальних фільтрів для збудження флуоресцентних барвників у епоксидній смолі та фільтрування зайвих сигналів. На цих зображеннях чорні ділянки представляють сукупні частинки та неводію цементні частинки. Пористість цих двох становить 0%. Яскраво -зелене коло - це пористість (а не пористість), а пористість - це в основному 100%. Однією з таких особливостей крапчастої зеленої «речовини» є паста (мал. 2). У міру збільшення пористості бетону в/см
Малюнок 2. Флуоресцентна мікрофотографія пластівців, що показують агреговані частинки, порожнечі (v) та паста. Ширина горизонтального поля становить ~ 1,5 мм. Chunyu Qiao та DRP, компанія Twining
Малюнок 3. Флуоресцентні мікрофотографії пластівців показують, що в міру збільшення W/cm зелена паста поступово стає яскравішою. Ці суміші провітрені і містять попелу. Chunyu Qiao та DRP, компанія Twining
Аналіз зображень передбачає вилучення кількісних даних із зображень. Він використовується в багатьох різних наукових галузях, від мікроскопа дистанційного зондування. Кожен піксель у цифровому зображенні по суті стає точкою даних. Цей метод дозволяє нам приєднати числа до різних рівнів зеленої яскравості, що спостерігаються на цих зображеннях. За останні 20 років або близько того, з революцією в робочій обчислювальній потужності та збору цифрових зображень, аналіз зображень тепер став практичним інструментом, яким можуть використовувати багато мікроскопістів (включаючи конкретні петрологи). Ми часто використовуємо аналіз зображень для вимірювання капілярної пористості суспензії. З часом ми виявили, що існує сильна систематична статистична кореляція між а/см та капілярною пористістю, як показано на наступному малюнку (рис. 4 та рис. 5)).
Малюнок 4. Приклад даних, отримані з флуоресцентних мікрофотографії тонких секцій. Цей графік розбиває кількість пікселів на заданому сірому рівні в одному фотомікрографії. Три піки відповідають агрегатам (помаранчева крива), пасті (сіра область) та порожнечі (незавершений пік праворуч). Крива пасти дозволяє обчислити середній розмір пор та її стандартне відхилення. Chunyu Qiao та DRP, Twining Company. Рисунок 5. Цей графік узагальнює серію середніх вимірювань капілярів та 95% довірчих інтервалів у суміші, що складається з чистого цементу, цементу попелу та природного в'яжучого пуцолану. Chunyu Qiao та DRP, компанія Twining
У остаточному аналізі потрібно три незалежні тести, щоб довести, що бетон на місці відповідає специфікації конструкції Mix. Наскільки це можливо, отримайте основні зразки з місця розташування, які відповідають усім критеріям прийняття, а також зразками з суміжних місць розташування. Ядро з прийнятого макета може бути використане як контрольний зразок, і ви можете використовувати його як орієнтир для оцінки відповідності відповідного макета.
З нашого досвіду, коли інженери з записами бачать дані, отримані з цих тестів, вони зазвичай приймають розміщення, якщо виконуються інші ключові інженерні характеристики (такі як міцність на стиск). Забезпечуючи кількісні вимірювання W/CM та коефіцієнт формування, ми можемо вийти за рамки тестів, зазначених для багатьох робочих місць, щоб довести, що суміш, про яку йдеться, має властивості, які перетвориться на хорошу міцність.
Девід Ротштейн, доктор філософії, PG, FACI - головний літограф DRP, компанії Twining Company. Він має понад 25 років професійного досвіду петролога та особисто перевіряв понад 10 000 зразків з більш ніж 2000 проектів у всьому світі. Доктор Чунью Qiao, головний вчений компанії DRP, Twining Company, є геологом та вченим з матеріалів, який має більш ніж десять років досвіду роботи з цементуючими матеріалами та природними та обробленими рок -продуктами. Його досвід включає використання аналізу зображень та флуоресцентної мікроскопії для вивчення довговічності бетону, з особливим акцентом на пошкодження, спричинені солями, що відбиваються, реакціями лужно-силікону та хімічною атакою в очисних установах.
Час посади: вересень-07-2021