Novaj evoluoj en kvalitkontrolo de betonaj pavimoj povas provizi gravajn informojn pri kvalito, fortikeco kaj konformeco al hibridaj dezajnkodoj.
La konstruado de betona pavimo povas sperti krizojn, kaj la entreprenisto devas kontroli la kvaliton kaj daŭripovon de surloka betono. Ĉi tiuj eventoj inkluzivas eksponiĝon al pluvo dum la verŝa procezo, post-apliko de hardantaj komponaĵoj, plasta ŝrumpado kaj fendetiĝo ene de kelkaj horoj post verŝado, kaj problemoj pri teksturado kaj hardado de betono. Eĉ se la fortpostuloj kaj aliaj materialtestoj estas plenumitaj, inĝenieroj povas postuli la forigon kaj anstataŭigon de pavimpartoj ĉar ili maltrankviliĝas pri ĉu la surlokaj materialoj plenumas la specifojn de la miksaĵdezajno.
En ĉi tiu kazo, petrografio kaj aliaj komplementaj (sed profesiaj) testmetodoj povas provizi gravajn informojn pri la kvalito kaj daŭreco de betonmiksaĵoj kaj ĉu ili plenumas la laborspecifojn.
Figuro 1. Ekzemploj de fluoreskaj mikroskopaj mikrografoj de betonpasto je 0,40 p/c (supra maldekstra angulo) kaj 0,60 p/c (supra dekstra angulo). La malsupra maldekstra figuro montras la aparaton por mezuri la rezistecon de betoncilindro. La malsupra dekstra figuro montras la rilaton inter volumena rezisteco kaj p/c. Chunyu Qiao kaj DRP, kompanio de Twining.
Leĝo de Abram: "La kunprema forto de betonmiksaĵo estas inverse proporcia al ĝia akvo-cemento-proporcio."
Profesoro Duff Abrams unue priskribis la rilaton inter akvo-cemento-proporcio (p/c) kaj kunprema forto en 1918 [1], kaj formulis tion, kio nun nomiĝas la leĝo de Abram: "La kunprema forto de betono Akvo/cemento-proporcio." Aldone al kontrolado de la kunprema forto, la akvo-cemento-proporcio (p/cm) nun estas preferata ĉar ĝi agnoskas la anstataŭigon de portlanda cemento per suplementaj cementaj materialoj kiel ekzemple flugcindro kaj skorio. Ĝi ankaŭ estas ŝlosila parametro de betona daŭripovo. Multaj studoj montris, ke betonmiksaĵoj kun p/cm malpli ol ~0.45 estas daŭripovaj en agresemaj medioj, kiel ekzemple areoj eksponitaj al frosto-degelo-cikloj kun senglaciaj saloj aŭ areoj kie estas alta koncentriĝo de sulfato en la grundo.
Kapilaraj poroj estas esenca parto de cementa suspensiaĵo. Ili konsistas el la spaco inter cementaj hidratigaj produktoj kaj nehidratigitaj cementpartikloj, kiuj iam estis plenaj de akvo. [2] Kapilaraj poroj estas multe pli fajnaj ol enradikiĝintaj aŭ kaptitaj poroj kaj ne devus esti konfuzitaj kun ili. Kiam la kapilaraj poroj estas konektitaj, fluido el la ekstera medio povas migri tra la pasto. Ĉi tiu fenomeno nomiĝas penetro kaj devas esti minimumigita por certigi daŭripovon. La mikrostrukturo de la daŭra betonmiksaĵo estas, ke la poroj estas segmentitaj anstataŭ konektitaj. Ĉi tio okazas kiam w/cm estas malpli ol ~0.45.
Kvankam estas fifame malfacile precize mezuri la p/cm de hardita betono, fidinda metodo povas provizi gravan kvalitkontrolan ilon por esplori harditan surlokan betonon. Fluoreska mikroskopio provizas solvon. Jen kiel ĝi funkcias.
Fluoreska mikroskopio estas tekniko, kiu uzas epoksian rezinon kaj fluoreskajn tinkturfarbojn por lumigi detalojn de materialoj. Ĝi estas plej ofte uzata en medicinaj sciencoj, kaj ĝi ankaŭ havas gravajn aplikojn en materialscienco. La sistema apliko de ĉi tiu metodo en betono komenciĝis antaŭ preskaŭ 40 jaroj en Danio [3]; ĝi estis normigita en la nordiaj landoj en 1991 por taksi la p/c de hardita betono, kaj estis ĝisdatigita en 1999 [4].
Por mezuri la rilaton inter la pezo kaj la longo de cementaj materialoj (t.e., betono, mortero kaj cementmortero), fluoreska epoksio estas uzata por fari maldikan sekcion aŭ betonblokon kun dikeco de proksimume 25 mikrometroj aŭ 1/1000 colo (Figuro 2). La procezo implikas: La betona kerno aŭ cilindro estas tranĉita en platajn betonblokojn (nomatajn "blankaĵoj") kun areo de proksimume 25 x 50 mm (1 x 2 coloj). La blankaĵo estas gluita al vitroladskatolo, metita en vakuan ĉambron, kaj epoksiorezino estas enkondukita sub vakuo. Dum pliiĝas la rilato inter la longo kaj la longo de la pezo, la konektebleco kaj nombro da poroj pliiĝos, do pli da epoksio penetros en la paston. Ni ekzamenas la flokojn per mikroskopo, uzante aron da specialaj filtriloj por eksciti la fluoreskajn tinkturfarbojn en la epoksirezino kaj filtri troajn signalojn. En ĉi tiuj bildoj, la nigraj areoj reprezentas agregaĵajn partiklojn kaj nehidratigitajn cementpartiklojn. La poreco de la du estas baze 0%. La helverda cirklo estas la poreco (ne la poreco), kaj la poreco estas baze 100%. Unu el ĉi tiuj trajtoj La makulita verda "substanco" estas pasto (Figuro 2). Dum la poreco de betono pliiĝas, la unika verda koloro de la pasto fariĝas pli kaj pli hela (vidu Figuron 3).
Figuro 2. Fluoreska mikrografo de flokoj montrantaj agregitajn partiklojn, malplenojn (v) kaj paston. La horizontala kampolarĝo estas ~ 1.5 mm. Chunyu Qiao kaj DRP, Twining Company
Figuro 3. Fluoreskaj mikrofotoj de la flokoj montras, ke dum la proporcio w/cm pliiĝas, la verda pasto iom post iom fariĝas pli hela. Ĉi tiuj miksaĵoj estas aerumitaj kaj enhavas cindron. Chunyu Qiao kaj DRP, kompanio Twining.
Bildanalizo implikas la ĉerpadon de kvantaj datumoj el bildoj. Ĝi estas uzata en multaj diversaj sciencaj kampoj, de fora sensado ĝis mikroskopo. Ĉiu pikselo en cifereca bildo esence fariĝas datenpunkto. Ĉi tiu metodo permesas al ni aldoni nombrojn al la malsamaj verdaj brilecniveloj videblaj en ĉi tiuj bildoj. Dum la pasintaj 20 jaroj aŭ pli, kun la revolucio en komputila povo kaj cifereca bildakiro, bildanalizo nun fariĝis praktika ilo, kiun multaj mikroskopistoj (inkluzive de betonaj petrologoj) povas uzi. Ni ofte uzas bildanalizon por mezuri la kapilaran porecon de la suspensiaĵo. Kun la tempo, ni trovis, ke ekzistas forta sistema statistika korelacio inter p/cm² kaj la kapilara poreco, kiel montrite en la sekva figuro (Figuro 4 kaj Figuro 5).
Figuro 4. Ekzemplo de datumoj akiritaj de fluoreskaj mikrofotoj de maldikaj sekcioj. Ĉi tiu grafikaĵo montras la nombron de pikseloj je difinita griza nivelo en ununura mikrofoto. La tri pintoj respondas al agregaĵoj (oranĝa kurbo), pasto (griza areo) kaj malpleno (neplena pinto dekstre). La kurbo de la pasto permesas kalkuli la averaĝan porgrandecon kaj ĝian norman devion. Chunyu Qiao kaj DRP, Twining Company Figuro 5. Ĉi tiu grafikaĵo resumas serion de averaĝaj kapilaraj mezuroj de w/cm² kaj 95%-konfidencintervaloj en la miksaĵo konsistanta el pura cemento, flugcindra cemento kaj natura puzolana ligilo. Chunyu Qiao kaj DRP, Twining Company
Fine, necesas tri sendependaj testoj por pruvi, ke la surloka betono konformas al la specifoj de la miksaĵa dezajnado. Kiom eble plej multe, akiru kernajn specimenojn de lokoj, kiuj plenumas ĉiujn akceptokriteriojn, kaj ankaŭ specimenojn de rilataj lokoj. La kerno de la akceptita aranĝo povas esti uzata kiel kontrolspecimeno, kaj vi povas uzi ĝin kiel komparnormon por taksi la konformecon de la koncerna aranĝo.
Laŭ nia sperto, kiam inĝenieroj kun registroj vidas la datumojn akiritajn de ĉi tiuj testoj, ili kutime akceptas lokigon se aliaj ŝlosilaj inĝenieraj karakterizaĵoj (kiel ekzemple kunprema forto) estas plenumitaj. Provizante kvantajn mezuradojn de w/cm kaj formiĝfaktoron, ni povas iri preter la testoj specifitaj por multaj laboroj por pruvi, ke la koncerna miksaĵo havas ecojn, kiuj tradukiĝos en bonan daŭripovon.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI estas la ĉefa litografiisto de DRP, kompanio de Twining. Li havas pli ol 25 jarojn da profesia sperto kiel petrolologo kaj persone inspektis pli ol 10 000 specimenojn el pli ol 2 000 projektoj tra la mondo. D-ro Chunyu Qiao, la ĉefa sciencisto de DRP, kompanio de Twining, estas geologo kaj materialsciencisto kun pli ol dek jaroj da sperto en cementado de materialoj kaj naturaj kaj prilaboritaj rokaj produktoj. Lia fako inkluzivas la uzon de bildanalizo kaj fluoreska mikroskopio por studi la daŭripovon de betono, kun speciala emfazo al la damaĝo kaŭzita de senglaciaj saloj, alkalo-siliciaj reakcioj kaj kemia atako en akvopurigejoj.
Afiŝtempo: 7 septembro 2021