Новите разработки в осигуряването на качество на бетонните настилки могат да предоставят важна информация за качеството, издръжливостта и спазването на хибридните кодове за проектиране.
Изграждането на бетонна настилка може да види аварийни ситуации и изпълнителят трябва да провери качеството и издръжливостта на бетона за отливане на място. Тези събития включват излагане на дъжд по време на процеса на изливане, след прилагане на втвърдяващите съединения, пластмасово свиване и напукване в рамките на няколко часа след изливането и проблеми с бетонното текстуриране и втвърдяване. Дори ако са изпълнени изискванията за якост и други тестове за материали, инженерите могат да изискват отстраняване и подмяна на части на тротоара, тъй като се притесняват дали материалите in-situ отговарят на спецификациите на сместа.
В този случай петрографията и други допълнителни (но професионални) методи за изпитване могат да предоставят важна информация за качеството и издръжливостта на бетонните смеси и дали те отговарят на спецификациите на работата.
Фигура 1. Примери за микроографии на флуоресцентен микроскоп на бетонна паста при 0,40 W/C (горния ляв ъгъл) и 0,60 W/C (горния десен ъгъл). Долната лява фигура показва устройството за измерване на съпротивлението на бетонен цилиндър. Долната дясна фигура показва връзката между обемното съпротивление и w/c. Chunyu Qiao и DRP, компания за туининг
Законът на Абрам: „Якостта на натиск на бетонната смес е обратно пропорционална на съотношението му вода.“
Професор Дъф Абрамс за първи път описва връзката между съотношението на водния цимент (W/C) и якостта на натиск през 1918 г. [1] и формулира това, което сега се нарича закон на Абрам: „Силата на натиск на бетонната вода/цимент.“ В допълнение към контрола на якостта на натиск, съотношението на водния цимент (w/cm) вече е предпочитано, тъй като разпознава подмяната на Portland Cement с допълнителни циментиращи материали, като муха пепел и шлака. Освен това е ключов параметър на издръжливостта на бетона. Много проучвания показват, че бетонните смеси с w/cm по-ниски от ~ 0,45 са издръжливи в агресивни среди, като области, изложени на цикли на замразяване с размразяване с соли за разработване или зони, където има висока концентрация на сулфат в почвата.
Капилярните пори са присъща част от циментовата каша. Те се състоят от пространството между продуктите на цимент хидратация и нехидратирани циментови частици, които някога са били пълни с вода. [2] Капилярните пори са много по -фини от вградените или хванати пори и не трябва да се бъркат с тях. Когато капилярните пори са свързани, течността от външната среда може да мигрира през пастата. Това явление се нарича проникване и трябва да бъде сведено до минимум, за да се гарантира издръжливост. Микроструктурата на трайната бетонна смес е, че порите са сегментирани, а не свързани. Това се случва, когато w/cm е по -малко от ~ 0,45.
Въпреки че е известно трудно да се измери точно W/CM на втвърдения бетон, надеждният метод може да осигури важен инструмент за осигуряване на качество за изследване на втвърдения бетон. Флуоресцентната микроскопия осигурява разтвор. Ето как работи.
Флуоресцентната микроскопия е техника, която използва епоксидна смола и флуоресцентни багрила, за да осветява детайлите на материалите. Най -често се използва в медицинските науки, а също така има и важни приложения в науката за материалите. Систематичното приложение на този метод в бетон започна преди близо 40 години в Дания [3]; Той беше стандартизиран в скандинавските страни през 1991 г. за оценка на W/C на втвърдения бетон и беше актуализиран през 1999 г. [4].
За измерване на w/cm от циментови материали (т.е. бетон, хоросан и фугиране), флуоресцентната епоксидна е епоксидна за направата на тънък участък или бетонен блок с дебелина приблизително 25 микрона или 1000 инча (Фигура 2). Процесът включва бетонно ядро или цилиндър се нарязва на плоски бетонни блокове (наречени заготовки) с площ от приблизително 25 х 50 мм (1 х 2 инча). Празната е залепена за стъклен плъзгач, поставен във вакуумна камера, а епоксидна смола се въвежда под вакуум. С увеличаването на w/cm свързаността и броят на порите ще се увеличат, така че повече епоксид ще проникне в пастата. Разглеждаме люспите под микроскоп, използвайки набор от специални филтри, за да възбудим флуоресцентните багрила в епоксидната смола и да филтрираме излишните сигнали. В тези изображения черните области представляват агрегирани частици и нехидратирани циментови частици. Порьозността на двете е основно 0%. Яркозеленият кръг е порьозността (а не порьозността), а порьозността е основно 100%. Една от тези характеристики на Speckled Green „вещество“ е паста (Фигура 2). С увеличаването на w/cm и капилярната порьозност на бетона, уникалният зелен цвят на пастата става по -ярък и по -ярък (виж фигура 3).
Фигура 2. Флуоресцентна микрография на люспи, показващи агрегирани частици, празнини (V) и паста. Хоризонталната ширина на полето е ~ 1,5 mm. Chunyu Qiao и DRP, компания за туининг
Фигура 3. Флуоресцентни микрографии на люспите показват, че с увеличаването на w/cm зелената паста постепенно става по -ярка. Тези смеси са аерирани и съдържат мухолна пепел. Chunyu Qiao и DRP, компания за туининг
Анализът на изображението включва извличане на количествени данни от изображения. Използва се в много различни научни области, от микроскоп с дистанционно наблюдение. Всеки пиксел в цифрово изображение по същество се превръща в точка от данни. Този метод ни позволява да прикрепяме числа към различните нива на зелена яркост, виждани в тези изображения. През последните 20 години, с революцията в настолната компютърна мощност и придобиването на цифрови изображения, анализът на изображения вече се превърна в практичен инструмент, който много микроскописти (включително бетонните петролози) могат да използват. Често използваме анализ на изображения за измерване на капилярната порьозност на суспензията. С течение на времето открихме, че има силна систематична статистическа корелация между W/cm и капилярната порьозност, както е показано на следващата фигура (Фигура 4 и Фигура 5)).
Фигура 4. Пример за данни, получени от флуоресцентни микрографии на тънки секции. Тази графика начертава броя на пикселите на дадено ниво на сиво в един фотомикрограф. Трите пика съответстват на агрегати (оранжева крива), паста (сива зона) и празнота (незапълнен връх от крайната дясна част). Кривата на пастата позволява човек да изчисли средния размер на порите и неговото стандартно отклонение. Chunyu Qiao и DRP, Twining Company Фигура 5. Тази графика обобщава поредица от средно капилярни измервания на W/cm и 95% доверителен интервал в сместа, съставен от чист цимент, цимент от пепел от пепел и естествено похоланско свързващо вещество. Chunyu Qiao и DRP, компания за туининг
В окончателния анализ са необходими три независими теста, за да се докаже, че бетонът на място отговаря на спецификацията на сместа. Доколкото е възможно, получете основни проби от разположения, които отговарят на всички критерии за приемане, както и проби от свързани разположения. Ядрото от приетото оформление може да се използва като контролна извадка и можете да го използвате като еталон за оценка на съответствието на съответното оформление.
Според нашия опит, когато инженери с записи виждат данните, получени от тези тестове, те обикновено приемат разположение, ако са изпълнени други ключови инженерни характеристики (като якост на натиск). Предоставяйки количествени измервания на w/cm и коефициент на образуване, можем да надхвърлим тестовете, посочени за много задачи, за да докажем, че въпросната смес има свойства, които ще се превърнат в добра издръжливост.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI е главен литограф на DRP, компания Twining. Той има повече от 25 години опит в професионалния петролог и лично инспектира повече от 10 000 проби от повече от 2000 проекта по целия свят. Д -р Чуню Циао, главният учен на DRP, компания за туининг, е геолог и учен с материали с повече от десет години опит в циментирането на материали и естествените и преработени скални продукти. Неговият опит включва използването на анализ на изображения и флуоресцентна микроскопия за изследване на издръжливостта на бетона, със специален акцент върху щетите, причинени от разработването на соли, алкални-силициеви реакции и химическа атака в пречиствателните станции.
Време за публикация: септември-07-2021