Nuwe ontwikkelings in gehalteversekering van betonpaadjies kan belangrike inligting verskaf oor kwaliteit, duursaamheid en nakoming van basterontwerpkodes.
Die konstruksie van betonpaadjie kan noodgevalle sien, en die kontrakteur moet die kwaliteit en duursaamheid van beton op die plek verifieer. Hierdie gebeure sluit in blootstelling aan reën tydens die gietproses, na-toepassing van uithardingsverbindings, plastiekkrimping en kraakure binne 'n paar uur na giet, en konkrete tekstuur- en uitharding probleme. Selfs as daar aan die sterktevereistes en ander materiaaltoetse voldoen word, kan ingenieurs die verwydering en vervanging van sypaadjies benodig, omdat hulle bekommerd is oor die vraag of die in-situ-materiale aan die mengontwerpspesifikasies voldoen.
In hierdie geval kan petrografie en ander aanvullende (maar professionele) toetsmetodes belangrike inligting verskaf oor die kwaliteit en duursaamheid van konkrete mengsels en of dit aan die werkspesifikasies voldoen.
Figuur 1. Voorbeelde van fluorescentie -mikroskoopmikrografieë van betonpasta by 0,40 w/c (bo -hoek) en 0,60 w/c (regs bo). Die onderste linker figuur toon die toestel om die weerstand van 'n beton -silinder te meet. Die onderste regterfiguur toon die verwantskap tussen volumeweerstand en w/c. Chunyu Qiao en DRP, 'n tweelingonderneming
Abram se wet: "Die druksterkte van 'n betonmengsel is omgekeerd eweredig aan sy water-sementverhouding."
Professor Duff Abrams het die verwantskap tussen water-sementverhouding (w/c) en die druksterkte in 1918 eers beskryf [1], en wat nou Abram se wet genoem word: “Die druksterkte van betonwater/sementverhouding.” Benewens die beheer van die druksterkte, word die watersementverhouding (w/cm) nou bevoordeel omdat dit die vervanging van Portland -sement met aanvullende sementmateriaal soos vliegas en slak erken. Dit is ook 'n sleutelparameter van betonduursaamheid. Baie studies het getoon dat betonmengsels met w/cm laer as ~ 0,45 duursaam is in aggressiewe omgewings, soos gebiede wat blootgestel is aan vries-ontdooi-siklusse met ontkiemings soute of gebiede waar daar 'n hoë konsentrasie sulfaat in die grond is.
Kapillêre porieë is 'n inherente deel van sementmoer. Dit bestaan uit die ruimte tussen sementhidrasieprodukte en ongehidreerde sementdeeltjies wat eens met water gevul was. [2] Kapillêre porieë is baie fyner as ingedraaide of vasgekeerde porieë en moet nie daarmee verwar word nie. As die kapillêre porieë gekoppel is, kan vloeistof uit die eksterne omgewing deur die pasta migreer. Hierdie verskynsel word penetrasie genoem en moet tot die minimum beperk word om duursaamheid te verseker. Die mikrostruktuur van die duursame betonmengsel is dat die porieë eerder as gekoppel is. Dit gebeur wanneer w/cm minder as ~ 0,45 is.
Alhoewel dit opvallend moeilik is om die w/cm van geharde beton akkuraat te meet, kan 'n betroubare metode 'n belangrike gehalteversekeringsinstrument bied om die geharde beton-op-plek-beton te ondersoek. Fluorescentie -mikroskopie bied 'n oplossing. Dit is hoe dit werk.
Fluorescentie -mikroskopie is 'n tegniek wat epoxyhars en fluoresserende kleurstowwe gebruik om besonderhede van materiale te verlig. Dit word meestal in mediese wetenskappe gebruik, en dit het ook belangrike toepassings in materiaalwetenskap. Die sistematiese toepassing van hierdie metode in beton het byna 40 jaar gelede in Denemarke begin [3]; Dit is in 1991 in die Nordiese lande gestandaardiseer vir die beraming van die w/c van geharde beton, en is in 1999 opgedateer [4].
Om die w/cm van sementgebaseerde materiale (dws beton, mortier en voegwerk) te meet, word fluoresserende epoksie gebruik om 'n dun gedeelte of betonblok te maak met 'n dikte van ongeveer 25 mikron of 1/1000 duim (Figuur 2). Die proses behels die betonkern of silinder word in plat betonblokke (genaamd spasies) gesny met 'n oppervlakte van ongeveer 25 x 50 mm (1 x 2 duim). Die leë is aan 'n glasskyfie vasgeplak, in 'n vakuumkamer geplaas, en epoxyhars word onder vakuum ingestel. Namate w/cm toeneem, sal die konneksie en aantal porieë toeneem, sodat meer epoksie in die pasta sal binnedring. Ons ondersoek die vlokkies onder 'n mikroskoop met behulp van 'n stel spesiale filters om die fluoresserende kleurstowwe in die epoksiehars op te wek en oortollige seine uit te filter. In hierdie beelde stel die swart gebiede totale deeltjies en ongehidreerde sementdeeltjies voor. Die poreusheid van die twee is basies 0%. Die heldergroen sirkel is die poreusheid (nie die poreusheid nie), en die poreusheid is basies 100%. Een van hierdie kenmerke Die gespikkelde groen “stof” is 'n pasta (Figuur 2). Namate die w/cm en kapillêre poreusheid van beton toeneem, word die unieke groen kleur van die pasta helderder en helderder (sien Figuur 3).
Figuur 2. Fluorescentie -mikrografie van vlokkies wat saamgevoegde deeltjies, leemtes (v) en plak toon. Die horisontale veldwydte is ~ 1,5 mm. Chunyu Qiao en DRP, 'n tweelingonderneming
Figuur 3. Fluorescentie -mikrografieë van die vlokkies toon dat namate die w/cm toeneem, die groen pasta geleidelik helderder word. Hierdie mengsels is deurlug en bevat vliegas. Chunyu Qiao en DRP, 'n tweelingonderneming
Beeldanalise behels die onttrekking van kwantitatiewe data uit beelde. Dit word in baie verskillende wetenskaplike velde gebruik, van afstandswaarnemingsmikroskoop. Elke pixel in 'n digitale beeld word in wese 'n datapunt. Met hierdie metode kan ons getalle aan die verskillende groen helderheidsvlakke wat in hierdie beelde gesien word, heg. Oor die afgelope 20 jaar, met die rewolusie in rekenaarrekenaarkrag en die verkryging van digitale beeld, het beeldanalise nou 'n praktiese instrument geword wat baie mikroskopiste (insluitend beton -petroloë) kan gebruik. Ons gebruik dikwels beeldanalise om die kapillêre poreusheid van die mis te meet. Met verloop van tyd het ons gevind dat daar 'n sterk sistematiese statistiese korrelasie tussen W/cm en die kapillêre poreusheid is, soos getoon in die volgende figuur (Figuur 4 en Figuur 5)).
Figuur 4. Voorbeeld van data verkry uit fluorescentie -mikrografieë van dun gedeeltes. Hierdie grafiek teken die aantal pixels op 'n gegewe grys vlak in 'n enkele fotomikrografie. Die drie pieke stem ooreen met aggregate (oranje kromme), plak (grys area) en nietig (onvulde piek heel regs). Die kromme van die pasta stel 'n mens in staat om die gemiddelde poriegrootte en die standaardafwyking daarvan te bereken. Chunyu Qiao en DRP, Twining Company Figuur 5. Hierdie grafiek gee 'n reeks gemiddelde kapillêre metings van w/cm op en 95% vertrouensintervalle in die mengsel wat bestaan uit suiwer sement, vliegas -sement en natuurlike pozzolan -bindmiddel. Chunyu Qiao en DRP, 'n tweelingonderneming
Uiteindelik is drie onafhanklike toetse nodig om te bewys dat die beton ter plaatse aan die mengontwerpspesifikasie voldoen. Verkry sover moontlik kernmonsters uit plasings wat aan alle aanvaardingskriteria voldoen, sowel as monsters uit verwante plasings. Die kern van die aanvaarde uitleg kan as 'n kontrolemonster gebruik word, en u kan dit as 'n maatstaf gebruik om die nakoming van die betrokke uitleg te evalueer.
Volgens ons ervaring, wanneer ingenieurs met rekords die data uit hierdie toetse sien, aanvaar hulle gewoonlik die plasing as daar aan ander belangrike ingenieurskenmerke (soos druksterkte) voldoen word. Deur kwantitatiewe metings van w/cm en vormingsfaktor te verskaf, kan ons verder gaan as die toetse wat gespesifiseer is vir baie poste om te bewys dat die betrokke mengsel eienskappe het wat tot goeie duursaamheid sal lei.
David Rothstein, Ph.D., PG, Faci is die hooflitograaf van DRP, 'n tweelingonderneming. Hy het meer as 25 jaar professionele petroloog -ervaring en het meer as 10.000 monsters van meer as 2000 projekte regoor die wêreld persoonlik ondersoek. Dr Chunyu Qiao, die hoofwetenskaplike van DRP, 'n tweelingonderneming, is 'n geoloog en materiaalwetenskaplike met meer as tien jaar ervaring in die sementmateriaal en natuurlike en verwerkte rotsprodukte. Sy kundigheid sluit die gebruik van beeldanalise en fluorescentie-mikroskopie in om die duursaamheid van beton te bestudeer, met spesiale klem op die skade wat veroorsaak word deur soute, alkali-silikonreaksies en chemiese aanval in afvalwaterbehandelingsaanlegte.
Postyd: Sep-07-2021