Nova dostignuća u osiguravanju kvalitete betonskih kolnika mogu pružiti važne informacije o kvaliteti, trajnosti i usklađenosti s hibridnim dizajnerskim kodovima.
Konstrukcija betonskog kolnika može vidjeti hitne slučajeve, a izvođač mora provjeriti kvalitetu i trajnost betona od bacanja. Ovi događaji uključuju izlaganje kiši tijekom postupka ulijevanja, nakon primjene spojeva za stvrdnjavanje, plastičnog skupljanja i sati pucanja u roku od nekoliko sati nakon ulijevanja, te betonske probleme teksturanja i stvrdnjavanja. Čak i ako su ispunjeni zahtjevi čvrstoće i drugi testovi materijala, inženjeri će možda zahtijevati uklanjanje i zamjena dijelova kolnika jer su zabrinuti da li materijali za in-situ ispunjavaju specifikacije dizajna miksa.
U ovom slučaju, petrografija i druge komplementarne (ali profesionalne) metode ispitivanja mogu pružiti važne informacije o kvaliteti i izdržljivosti betonskih smjesa i ispunjavaju li radne specifikacije.
Slika 1. Primjeri mikroskopa fluorescentnih mikroskopa betonske paste na 0,40 w/c (gornji lijevi kut) i 0,60 w/c (gornji desni kut). Donja lijeva slika prikazuje uređaj za mjerenje otpora betonskog cilindra. Donja desna slika prikazuje odnos između volumena otpora i w/c. Chunyu Qiao i DRP, Tvrtka Twining
Abramov zakon: "Kompresivna čvrstoća betonske smjese obrnuto je proporcionalna njegovom omjeru vodenog cementa."
Profesor Duff Abrams prvi je opisao odnos između omjera vodenog cementa (w/c) i tlačne čvrstoće u 1918. [1], i formulirao je ono što se danas naziva Abramov zakon: "Kompresivna čvrstoća omjera betonske vode/cementa." Osim kontrole tlačne čvrstoće, omjer vodenog cementa (w/cm) sada je pogodan jer prepoznaje zamjenu Portland cementa dodatnim cementiranim materijalima kao što su leteći pepeo i šljaka. Također je ključni parametar trajnosti betona. Mnoge su studije pokazale da su betonske smjese s w/cm nižim od ~ 0,45 izdržljive u agresivnim okruženjima, poput područja izloženih ciklusima smrzavanja i odmrzavanja soli ili područja gdje u tlu postoji visoka koncentracija sulfata.
Kapilarne pore su inherentni dio cementne suspenzije. Sastoje se od razmaka između proizvoda hidratacije cementa i nehidriranih čestica cementa koje su nekada bile napunjene vodom. [2] Kapilarne pore mnogo su finije od zarobljenih ili zarobljenih pora i ne treba ih brkati s njima. Kad su kapilarne pore povezane, tekućina iz vanjskog okruženja može migrirati kroz pastu. Taj se fenomen naziva prodor i mora se minimizirati kako bi se osigurala izdržljivost. Mikrostruktura izdržljive betonske smjese je da su pore segmentirane, a ne povezane. To se događa kada je w/cm manji od ~ 0,45.
Iako je notorno teško precizno izmjeriti w/cm očvrsnog betona, pouzdana metoda može pružiti važan alat za osiguranje kvalitete za istraživanje očvrsnog betona od lijevanog mjesta. Fluorescentna mikroskopija pruža otopinu. Ovako djeluje.
Fluorescentna mikroskopija je tehnika koja koristi epoksidnu smolu i fluorescentne boje za osvjetljavanje detalja o materijalima. Najčešće se koristi u medicinskim znanostima, a također ima važnu primjenu u znanosti o materijalima. Sustavna primjena ove metode u betonu započela je prije gotovo 40 godina u Danskoj [3]; Standardiziran je u nordijskim zemljama 1991. godine za procjenu w/c očvrsnog betona, a ažuriran je 1999. [4].
Za mjerenje w/cm materijala na bazi cementa (tj. Beton, malter i fugiranje), fluorescentni epoksi koristi se za izradu tankog presjeka ili betonskog bloka debljine otprilike 25 mikrona ili 1/1000 inča (Slika 2). Proces uključuje betonsku jezgru ili cilindar izrezan je u ravne betonske blokove (zvane praznine) s površinom od približno 25 x 50 mm (1 x 2 inča). Prazan je zalijepljen za stakleni klizač, smješten u vakuumsku komoru, a u vakuumu se uvodi epoksidna smola. Kako se w/cm povećava, povezivanje i broj pora povećavat će se, tako da će više epoksida prodrijeti u pastu. Ispitujemo pahuljice pod mikroskopom, koristeći skup posebnih filtera za uzbuđenje fluorescentnih boja u epoksidnoj smoli i filtrirati višak signala. Na tim slikama crna područja predstavljaju agregatne čestice i nehidrirane čestice cementa. Poroznost njih dvojice je u osnovi 0%. Svijetlo zeleni krug je poroznost (a ne poroznost), a poroznost je u osnovi 100%. Jedna od ovih značajki je zelena "tvar" ugašena je pasta (slika 2). Kako se povećava w/cm i kapilarna poroznost betona, jedinstvena zelena boja paste postaje svjetlija i svjetlija (vidi sliku 3).
Slika 2. fluorescentna mikrografija pahuljica koje pokazuju agregirane čestice, praznine (V) i paste. Vodoravna širina polja je ~ 1,5 mm. Chunyu Qiao i DRP, Tvrtka Twining
Slika 3. Fluorescentne mikrografije pahuljica pokazuju da kako se W/CM povećava, zelena pasta postupno postaje svjetlija. Ove su smjese gazirane i sadrže leteće pepeo. Chunyu Qiao i DRP, Tvrtka Twining
Analiza slike uključuje izdvajanje kvantitativnih podataka sa slika. Koristi se u mnogim različitim znanstvenim poljima, od mikroskopa daljinskog senziranja. Svaki piksel u digitalnoj slici u osnovi postaje podatkovna točka. Ova metoda omogućuje nam pričvršćivanje brojeva na različite razine zelene svjetline koje se vide na ovim slikama. Tijekom proteklih 20 godina ili tako, s revolucijom u radnoj računalnoj snazi i digitalnom stjecanju slika, analiza slike sada je postala praktično sredstvo koje mnogi mikroskopi (uključujući betonske petrologe) mogu koristiti. Često koristimo analizu slike za mjerenje kapilarne poroznosti suspenzije. S vremenom smo otkrili da postoji snažna sustavna statistička povezanost između w/cm i kapilarne poroznosti, kao što je prikazano na sljedećoj slici (slika 4 i slika 5)).
Slika 4. Primjer podataka dobivenih fluorescentnim mikrografima tankih presjeka. Ovaj grafikon prikazuje broj piksela na određenoj sivoj razini u jednom fotomikrografiji. Tri vrha odgovaraju agregatima (narančasta krivulja), pasti (siva područja) i praznina (neispunjeni vrh na krajnjoj desnoj strani). Krivulja paste omogućuje izračunavanje prosječne veličine pora i njegovog standardnog odstupanja. Chunyu Qiao i DRP, Tvrtka Twining Slika 5. Ovaj grafikon sažima niz prosječnih kapilarnih mjerenja w/cm i 95% intervala pouzdanosti u smjesi sastavljenoj od čistog cementa, letećeg pepela i prirodnog pozzolanskog veziva. Chunyu Qiao i DRP, tvrtka Twining
U konačnoj analizi potrebna su tri neovisna ispitivanja kako bi se dokazalo da se beton na licu mjesta u skladu s specifikacijom dizajna miksa. Koliko je to moguće, nabavite temeljne uzorke s položaja koji ispunjavaju sve kriterije prihvaćanja, kao i uzorke s povezanih položaja. Jezgra iz prihvaćenog izgleda može se koristiti kao kontrolni uzorak, a možete ga koristiti kao mjerilo za procjenu usklađenosti relevantnog izgleda.
Prema našem iskustvu, kada inženjeri s zapisima pogledaju podatke dobivene iz ovih testova, oni obično prihvaćaju smještaj ako su ispunjene druge ključne inženjerske karakteristike (poput tlačne čvrstoće). Pružanjem kvantitativnih mjerenja w/cm i faktora formiranja, možemo prijeći testove navedene za mnoge poslove kako bismo dokazali da dotična mješavina ima svojstva koja će se pretvoriti u dobru izdržljivost.
David Rothstein, dr. Sc., PG, Faci je glavni litograf DRP -a, Twining Company. Ima više od 25 godina profesionalnog iskustva petrologa i osobno je pregledao više od 10 000 uzoraka iz više od 2.000 projekata širom svijeta. Dr. Chunyu Qiao, glavni znanstvenik DRP -a, tvrtka Twining, geolog je i znanstvenik za materijale s više od deset godina iskustva u cementiranim materijalima i prirodnim i prerađenim rock proizvodima. Njegova stručnost uključuje uporabu analize slike i fluorescentne mikroskopije za proučavanje trajnosti betona, s posebnim naglaskom na štetu uzrokovanu soli za deciranje, alkalno-silikonskim reakcijama i kemijskim napadom u biljkama za pročišćavanje otpadnih voda.
Post Vrijeme: SEP-07-2021