Nije ûntjouwings yn kwaliteitsfersekering fan betonnen stoepen kinne wichtige ynformaasje leverje oer kwaliteit, duorsumens en neilibjen fan hybride ûntwerpkoades.
De bou fan betonnen bestrating kin needgefallen sjen, en de oannimmer moat de kwaliteit en duorsumens fan cast-in-place beton ferifiearje. Dizze eveneminten omfetsje bleatstelling oan rein tidens it gietproses, post-applikaasje fan curing ferbiningen, plastic krimp en kraken oeren binnen in pear oeren nei it jitten, en konkrete texturing en curing problemen. Sels as oan de sterkte-easken en oare materiaaltests wurdt foldien, kinne yngenieurs it fuortheljen en ferfangen fan stoepdielen fereaskje, om't se har soargen meitsje oer oft de materialen yn 'e situ foldogge oan' e spesifikaasjes fan 'e miksûntwerp.
Yn dit gefal kinne petrografy en oare komplemintêre (mar profesjonele) testmetoaden wichtige ynformaasje leverje oer de kwaliteit en duorsumens fan betonmixen en oft se foldogge oan wurkspesifikaasjes.
figuer 1. Foarbylden fan fluorescence mikroskoop micrographs fan betonnen paste by 0,40 w / c (lofterboppeste hoeke) en 0,60 w / c (boppeste rjochter hoeke). De ûnderste linker figuer toant it apparaat foar it mjitten fan de wjerstannen fan in betonnen silinder. De legere rjochter figuer toant de relaasje tusken folume resistivity en w / c. Chunyu Qiao en DRP, in Twining Company
Abram's Law: "De kompresjesterkte fan in betongemerming is omkeard evenredich mei syn wetter-sementferhâlding."
Professor Duff Abrams beskreau foar it earst de relaasje tusken wetter-sementferhâlding (w/c) en kompresjesterkte yn 1918 [1], en formulearre wat no Abram's wet hjit: "De kompresjesterkte fan beton Wetter / cement ratio." Neist it kontrolearjen fan de kompresjesterkte, wurdt de wettersementferhâlding (w/cm) no begeunstige om't it de ferfanging fan Portland-sement erkent mei oanfoljende cementearjende materialen lykas fleanjiske en slakken. It is ek in wichtige parameter fan beton duorsumens. In protte ûndersiken hawwe oantoand dat betonmixen mei w/cm leger as ~0,45 duorsum binne yn agressive omjouwings, lykas gebieten dy't bleatsteld binne oan freeze-taai-syklusen mei deicing sâlten of gebieten wêr't in hege konsintraasje fan sulfaat yn 'e boaiem is.
Kapillêre poaren binne in ynherint diel fan semint slurry. Se besteane út de romte tusken semint hydrataasje produkten en unhydrated semint dieltsjes dy't eartiids fol mei wetter. [2] Kapillêre poarjes binne folle finer as ynlutsen of opsletten poarjes en moatte der net mei betize wurde. As de kapillêre poaren ferbûn binne, kin floeistof út 'e eksterne omjouwing troch de pasta migrearje. Dit ferskynsel wurdt penetraasje neamd en moat minimaal wurde om duorsumens te garandearjen. De mikrostruktuer fan it duorsume betongemerming is dat de poaren wurde segmentearre ynstee fan ferbûn. Dit bart as w/cm minder is as ~0.45.
Hoewol it berucht is lestich om de w / cm fan ferhurde beton sekuer te mjitten, kin in betroubere metoade in wichtich ark foar kwaliteitssoarch leverje foar it ûndersykjen fan ferhurde beton yn it plak. Fluorescence mikroskopy jout in oplossing. Dit is hoe't it wurket.
Fluoreszinsjemikroskopy is in technyk dy't epoksyhars en fluorescent kleurstoffen brûkt om details fan materialen te ferljochtsjen. It wurdt meast brûkt yn medyske wittenskippen, en it hat ek wichtige tapassingen yn materiaalwittenskip. De systematyske tapassing fan dizze metoade yn beton begûn hast 40 jier lyn yn Denemarken [3]; it waard standerdisearre yn 'e Noardske lannen yn 1991 foar it skatten fan de w / c fan ferhurde beton, en waard bywurke yn 1999 [4].
Om de w / cm fan materialen op semint te mjitten (dat wol sizze beton, mortier, en grouting), wurdt fluorescent epoksy brûkt om in tinne seksje of betonblok te meitsjen mei in dikte fan sawat 25 mikrons of 1/1000 inch (figuer 2). It proses giet it om De betonnen kearn as silinder wurdt snije yn platte betonblokken (neamd blanks) mei in gebiet fan likernôch 25 x 50 mm (1 x 2 inch). De blank wurdt lijm oan in glêzen slide, pleatst yn in fakuüm keamer, en epoksy hars wurdt ynfierd ûnder fakuüm. As w / cm tanimt, sil de ferbining en it oantal poaren tanimme, sadat mear epoksy yn 'e paste sil penetrearje. Wy ûndersiikje de flokken ûnder in mikroskoop, mei in set fan spesjale filters om de fluorescent kleurstoffen yn 'e epoksyhars te stimulearjen en tefolle sinjalen út te filterjen. Yn dizze bylden fertsjintwurdigje de swarte gebieten aggregaatdieltsjes en unhydratisearre semintdieltsjes. De porositeit fan 'e twa is yn prinsipe 0%. De helder griene sirkel is de porositeit (net de porositeit), en de porositeit is yn prinsipe 100%. Ien fan dizze funksjes De spikkelde griene "stof" is in pasta (figuer 2). As de w / cm en capillary porosity fan beton tanimme, wurdt de unike griene kleur fan de paste helderder en helderder (sjoch figuer 3).
figuer 2. Fluorescence micrograph fan flakes showing aggregearre dieltsjes, voids (v) en paste. De horizontale fjildbreedte is ~ 1,5 mm. Chunyu Qiao en DRP, in Twining Company
Figure 3. Fluorescence micrographs fan de flakes litte sjen dat as de w / cm ferheget, de griene paste wurdt stadichoan helderder. Dizze mingsels binne belucht en befetsje fleanjiske. Chunyu Qiao en DRP, in Twining Company
Ofbyldingsanalyse omfettet it ekstrahearjen fan kwantitative gegevens út ôfbyldings. It wurdt brûkt yn in protte ferskillende wittenskiplike fjilden, fan remote sensing mikroskoop. Elke piksel yn in digitale ôfbylding wurdt yn wêzen in gegevenspunt. Dizze metoade lit ús taheakje nûmers oan de ferskillende griene helderheid nivo sjoen yn dizze bylden. Yn 'e ôfrûne 20 jier of sa, mei de revolúsje yn' e buroblêdkomputerkrêft en digitale ôfbyldingswinning, is ôfbyldingsanalyse no in praktysk ark wurden dat in protte mikroskopisten (ynklusyf betonpetrologen) kinne brûke. Wy brûke faak ôfbyldingsanalyse om de kapillêre porositeit fan 'e slurry te mjitten. Yn 'e rin fan' e tiid fûnen wy dat d'r in sterke systematyske statistyske korrelaasje is tusken w / cm en de kapillêre porositeit, lykas werjûn yn 'e folgjende figuer (figuer 4 en figuer 5)).
figuer 4. Foarbyld fan gegevens krigen út fluorescence micrographs fan tinne seksjes. Dizze grafyk plot it oantal piksels op in opjûn griis nivo yn in inkele fotomicrograph. De trije peaks oerienkomme mei aggregaten (oranje kromme), paste (griis gebiet), en leechte (ûnfolsleine pyk rjochts). De kromme fan 'e pasta makket it mooglik om de gemiddelde poargrutte en syn standertdeviaasje te berekkenjen. Chunyu Qiao en DRP, Twining Company Figure 5. Dizze grafyk gearfettet in rige w / cm gemiddelde capillary mjittingen en 95% fertrouwen yntervallen yn it mingsel gearstald út suver semint, fly ash cement, en natuerlike pozzolan binder. Chunyu Qiao en DRP, in Twining Company
Yn 'e definitive analyse binne trije ûnôfhinklike tests nedich om te bewizen dat it beton op it terrein foldocht oan' e spesifikaasje fan 'e mixûntwerp. Krij sa fier mooglik kearnmonsters fan pleatsingen dy't foldogge oan alle akseptaasjekritearia, lykas samples fan relatearre pleatsingen. De kearn út de akseptearre opmaak kin brûkt wurde as in kontrôle stekproef, en do kinst brûke it as in benchmark foar in evaluearje it neilibjen fan de oanbelangjende yndieling.
Yn ús ûnderfining, as yngenieurs mei records de gegevens sjogge krigen fan dizze tests, akseptearje se normaal pleatsing as oare wichtige technyske skaaimerken (lykas kompresjesterkte) wurde foldien. Troch it jaan fan kwantitative mjittingen fan w / cm en formaasje faktor, kinne wy gean fierder as de testen spesifisearre foar in protte banen om te bewizen dat it mingsel yn kwestje hat eigenskippen dy't sil oersette yn goede duorsumens.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI is de haadlitograaf fan DRP, A Twining Company. Hy hat mear as 25 jier fan profesjonele petroleumûnderfining en persoanlik ynspekteare mear as 10,000 samples fan mear as 2,000 projekten oer de hiele wrâld. Dr Chunyu Qiao, de haadwittenskipper fan DRP, in Twining Company, is in geolooch en materiaalwittenskipper mei mear as tsien jier ûnderfining yn it semintearjen fan materialen en natuerlike en ferwurke rockprodukten. Syn saakkundigens omfettet it brûken fan byld analyze en fluorescence mikroskopy te bestudearjen de duorsumens fan beton, mei spesjale klam op 'e skea feroarsake troch deicing sâlten, alkali-silisium reaksjes, en gemyske oanfal yn ôffalwettersuvering planten.
Post tiid: Sep-07-2021