Żviluppi ġodda fl-assigurazzjoni tal-kwalità tal-bankini tal-konkrit jistgħu jipprovdu informazzjoni importanti dwar il-kwalità, id-durabilità, u l-konformità mal-kodiċijiet tad-disinn ibridi.
Il-kostruzzjoni ta 'bankina tal-konkrit tista' tara emerġenzi, u l-kuntrattur jeħtieġ li jivverifika l-kwalità u d-durabilità tal-konkos fondut fil-post. Dawn l-avvenimenti jinkludu espożizzjoni għax-xita matul il-proċess tat-tferrigħ, wara l-applikazzjoni ta 'komposti ta' ikkurar, sigħat li jinxtorob u qsim tal-plastik fi ftit sigħat wara t-tferrigħ, u kwistjonijiet ta 'tessut u tqaddid tal-konkrit. Anke jekk jintlaħqu r-rekwiżiti tas-saħħa u testijiet materjali oħra, l-inġiniera jistgħu jeħtieġu t-tneħħija u s-sostituzzjoni ta 'partijiet tal-bankina minħabba li huma mħassba dwar jekk il-materjali fil-post jissodisfawx l-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn tat-taħlita.
F'dan il-każ, il-petrografija u metodi ta' ttestjar komplementari (iżda professjonali) oħra jistgħu jipprovdu informazzjoni importanti dwar il-kwalità u d-durabilità tat-taħlitiet tal-konkrit u jekk jissodisfawx l-ispeċifikazzjonijiet tax-xogħol.
Figura 1. Eżempji ta 'mikrografi tal-mikroskopju fluworexxenti ta' pejst tal-konkrit f'0.40 w/c (kantuniera ta 'fuq tax-xellug) u 0.60 w/c (kantuniera ta' fuq tal-lemin). Il-figura t'isfel tax-xellug turi l-apparat għall-kejl tar-reżistenza ta 'ċilindru tal-konkos. Iċ-ċifra tal-lemin t'isfel turi r-relazzjoni bejn ir-reżistenza tal-volum u w/c. Chunyu Qiao u DRP, Kumpanija Twining
Il- Liġi taʼ Abram: “Is- saħħa kompressiva taʼ taħlita tal- konkos hija inversament proporzjonali għall- proporzjon taʼ ilma- siment tagħha.”
Il-Professur Duff Abrams iddeskriva għall-ewwel darba r-relazzjoni bejn il-proporzjon ilma-siment (w/c) u s-saħħa kompressiva fl-1918 [1], u fformula dik li issa tissejjaħ il-liġi ta’ Abram: “Il-qawwa kompressiva tal-proporzjon Ilma/siment tal-konkrit.” Minbarra l-kontroll tas-saħħa kompressiva, il-proporzjon tas-siment ta 'l-ilma (w/cm) issa huwa favorit minħabba li jirrikonoxxi s-sostituzzjoni tas-siment Portland b'materjali ta' siment supplimentari bħall-irmied li jtir u l-gagazza. Huwa wkoll parametru ewlieni tad-durabilità tal-konkrit. Bosta studji wrew li taħlitiet tal-konkrit b'w/cm inqas minn ~ 0.45 huma dejjiema f'ambjenti aggressivi, bħal żoni esposti għal ċikli ta 'friża-tidwib b'melħ ta' deicing jew żoni fejn hemm konċentrazzjoni għolja ta 'sulfat fil-ħamrija.
Il-pori kapillari huma parti inerenti tad-demel likwidu tas-siment. Huma jikkonsistu fl-ispazju bejn il-prodotti ta 'idratazzjoni tas-siment u partiċelli tas-siment mhux idratati li darba kienu mimlija bl-ilma. [2] Il-pori kapillari huma ħafna ifjen mill-pori mdaħħla jew maqbuda u m'għandhomx jiġu konfużi magħhom. Meta l-pori kapillari huma konnessi, il-fluwidu mill-ambjent estern jista 'jimigra permezz tal-pejst. Dan il-fenomenu jissejjaħ penetrazzjoni u għandu jiġi minimizzat biex tiġi żgurata d-durabilità. Il-mikrostruttura tat-taħlita tal-konkrit durabbli hija li l-pori huma segmentati aktar milli konnessi. Dan jiġri meta w/cm huwa inqas minn ~ 0.45.
Għalkemm huwa notorjament diffiċli li titkejjel b'mod preċiż il-w/cm tal-konkrit imwebbes, metodu affidabbli jista 'jipprovdi għodda importanti ta' assigurazzjoni tal-kwalità għall-investigazzjoni tal-konkrit imwebbes fondut fil-post. Il-mikroskopija tal-fluworexxenza tipprovdi soluzzjoni. Dan huwa kif jaħdem.
Il-mikroskopija tal-fluworexxenza hija teknika li tuża reżina epossidika u żebgħa fluworexxenti biex iddawwal id-dettalji tal-materjali. Huwa l-aktar użat komunement fix-xjenzi mediċi, u għandu wkoll applikazzjonijiet importanti fix-xjenza tal-materjali. L-applikazzjoni sistematika ta' dan il-metodu fil-konkos bdiet kważi 40 sena ilu fid-Danimarka [3]; kien standardizzat fil-pajjiżi Nordiċi fl-1991 għall-istima tal-w/c tal-konkrit imwebbes, u ġie aġġornat fl-1999 [4].
Biex titkejjel il-w/cm ta 'materjali bbażati fuq is-siment (jiġifieri konkrit, mehrież, u grouting), l-epossi fluworexxenti jintuża biex jagħmel sezzjoni rqiqa jew blokka tal-konkrit bi ħxuna ta' madwar 25 mikron jew 1/1000 pulzier (Figura 2). Il-proċess jinvolvi Il-qalba jew iċ-ċilindru tal-konkos jinqatgħu fi blokki ċatti tal-konkrit (imsejħa vojt) b'erja ta 'madwar 25 x 50 mm (1 x 2 pulzieri). Il-vojt huwa inkollat ma 'slajd tal-ħġieġ, imqiegħed f'kamra tal-vakwu, u reżina epoxy hija introdotta taħt vakwu. Hekk kif tiżdied il-w/cm, il-konnettività u n-numru ta 'pori se jiżdiedu, għalhekk aktar epossi se jippenetraw fil-pejst. Aħna neżaminaw il-qxur taħt mikroskopju, billi nużaw sett ta 'filtri speċjali biex eċitati ż-żebgħat fluworexxenti fir-reżina epossidika u niffiltraw is-sinjali żejda. F'dawn l-immaġini, iż-żoni suwed jirrappreżentaw partiċelli aggregati u partiċelli tas-siment mhux idrati. Il-porożità tat-tnejn hija bażikament 0%. Iċ-ċirku aħdar jgħajjat huwa l-porożità (mhux il-porożità), u l-porożità hija bażikament 100%. Waħda minn dawn il-karatteristiċi Is-"sustanza" ħadra mtikek hija pejst (Figura 2). Hekk kif tiżdied il-w/cm u l-porożità kapillari tal-konkrit, il-kulur aħdar uniku tal-pejst isir isbaħ u isbaħ (ara l-Figura 3).
Figura 2. Mikrografu ta' fluworexxenza ta' qxur li juri partiċelli aggregati, vojt (v) u pejst. Il-wisa 'tal-kamp orizzontali hija ~ 1.5 mm. Chunyu Qiao u DRP, Kumpannija Twining
Figura 3. Mikrografiji ta 'fluworexxenza tal-qxur juru li hekk kif il-w/cm tiżdied, il-pejst aħdar gradwalment isir isbaħ. Dawn it-taħlitiet huma effervexxenti u fihom irmied li jtir. Chunyu Qiao u DRP, Kumpanija Twining
L-analiżi tal-immaġini tinvolvi l-estrazzjoni tad-dejta kwantitattiva mill-immaġini. Jintuża f'ħafna oqsma xjentifiċi differenti, minn mikroskopju remote sensing. Kull pixel f'immaġni diġitali essenzjalment isir punt tad-data. Dan il-metodu jippermettilna nehmeż numri mal-livelli differenti ta 'luminożità ħadra li jidhru f'dawn l-immaġini. Matul l-aħħar 20 sena jew hekk, bir-rivoluzzjoni fil-qawwa tal-kompjuters tad-desktop u l-akkwist tal-immaġni diġitali, l-analiżi tal-immaġni issa saret għodda prattika li ħafna mikroskopisti (inklużi petroloġi tal-konkrit) jistgħu jużaw. Aħna ta 'spiss nużaw analiżi ta' l-immaġini biex inkejlu l-porożità kapillari tad-demel likwidu. Maż-żmien, sibna li hemm korrelazzjoni statistika sistematika qawwija bejn w/cm u l-porożità kapillari, kif muri fil-figura li ġejja (Figura 4 u Figura 5)).
Figura 4. Eżempju ta' dejta miksuba minn mikrografi ta' fluworexxenza ta' sezzjonijiet irqaq. Din il-grafika tpinġi n-numru ta' pixels f'livell ta' griż partikolari f'mikrografu wieħed. It-tliet qċaċet jikkorrispondu għal aggregati (kurva oranġjo), pejst (żona griża), u vojt (quċċata mhux mimlija fuq il-lemin estrem). Il-kurva tal-pejst tippermetti li wieħed jikkalkula d-daqs medju tal-pori u d-devjazzjoni standard tiegħu. Chunyu Qiao u DRP, Twining Company Figura 5. Din il-grafika tiġbor fil-qosor serje ta 'kejl kapillari medju w/cm u intervalli ta' kunfidenza ta '95% fit-taħlita magħmula minn siment pur, siment fly ash, u binder naturali tal-pozzolan. Chunyu Qiao u DRP, Kumpannija Twining
Fl-analiżi finali, tliet testijiet indipendenti huma meħtieġa biex jipprovaw li l-konkrit fuq il-post jikkonforma mal-ispeċifikazzjoni tad-disinn tat-taħlita. Sa fejn hu possibbli, ikseb kampjuni ewlenin minn pjazzamenti li jissodisfaw il-kriterji kollha ta' aċċettazzjoni, kif ukoll kampjuni minn pjazzamenti relatati. Il-qalba mit-tqassim aċċettat tista 'tintuża bħala kampjun ta' kontroll, u tista 'tużaha bħala punt ta' referenza għall-evalwazzjoni tal-konformità tat-tqassim rilevanti.
Fl-esperjenza tagħna, meta l-inġiniera b'rekords jaraw id-dejta miksuba minn dawn it-testijiet, ġeneralment jaċċettaw it-tqegħid jekk jintlaħqu karatteristiċi ewlenin oħra tal-inġinerija (bħal saħħa kompressiva). Billi nipprovdu kejl kwantitattiv ta 'w/cm u fattur ta' formazzjoni, nistgħu mmorru lil hinn mit-testijiet speċifikati għal ħafna impjiegi biex nippruvaw li t-taħlita inkwistjoni għandha proprjetajiet li jissarrfu f'durabilità tajba.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI huwa l-litografiku ewlieni ta 'DRP, A Twining Company. Huwa għandu aktar minn 25 sena ta 'esperjenza petrologu professjonali u spezzjona personalment aktar minn 10,000 kampjun minn aktar minn 2,000 proġett madwar id-dinja. Dr Chunyu Qiao, ix-xjenzat ewlieni ta 'DRP, Twining Company, huwa ġeologu u xjenzat tal-materjali b'aktar minn għaxar snin ta' esperjenza fis-siment ta 'materjali u prodotti tal-blat naturali u pproċessati. Il-kompetenza tiegħu tinkludi l-użu ta 'analiżi tal-immaġni u mikroskopija tal-fluworexxenza biex tistudja d-durabilità tal-konkrit, b'enfasi speċjali fuq il-ħsara kkawżata mill-melħ tat-tneħħija tas-silġ, reazzjonijiet alkali-silikon, u attakk kimiku fl-impjanti tat-trattament tal-ilma mormi.
Ħin tal-post: 07-Settembru 2021