Żviluppi ġodda fl-assigurazzjoni tal-kwalità tal-bankini tal-konkrit jistgħu jipprovdu informazzjoni importanti dwar il-kwalità, id-durabbiltà, u l-konformità mal-kodiċijiet tad-disinn ibridu.
Il-kostruzzjoni ta' pavimentar tal-konkrit tista' tara emerġenzi, u l-kuntrattur jeħtieġ li jivverifika l-kwalità u d-durabbiltà tal-konkrit imdewweb fil-post. Dawn l-avvenimenti jinkludu l-espożizzjoni għax-xita matul il-proċess tat-tferrigħ, wara l-applikazzjoni ta' komposti tat-tqaddid, sigħat ta' tnaqqis u qsim tal-plastik fi ftit sigħat wara t-tferrigħ, u kwistjonijiet ta' tessut u tqaddid tal-konkrit. Anke jekk ir-rekwiżiti tas-saħħa u testijiet oħra tal-materjal jintlaħqu, l-inġiniera jistgħu jeħtieġu t-tneħħija u s-sostituzzjoni tal-partijiet tal-pavimentar għax ikunu inkwetati dwar jekk il-materjali in situ jissodisfawx l-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn tat-taħlita.
F'dan il-każ, il-petrografija u metodi oħra ta' ttestjar komplementari (iżda professjonali) jistgħu jipprovdu informazzjoni importanti dwar il-kwalità u d-durabbiltà tat-taħlitiet tal-konkrit u jekk jissodisfawx l-ispeċifikazzjonijiet tax-xogħol.
Figura 1. Eżempji ta' mikrografi tal-mikroskopju fluworexxenti ta' pejst tal-konkrit b'0.40 w/c (rokna ta' fuq tax-xellug) u 0.60 w/c (rokna ta' fuq tal-lemin). Il-figura t'isfel tax-xellug turi l-apparat għall-kejl tar-reżistività ta' ċilindru tal-konkrit. Il-figura t'isfel tal-lemin turi r-relazzjoni bejn ir-reżistività tal-volum u l-w/c. Chunyu Qiao u DRP, Kumpanija Twining
Il-Liġi ta' Abram: “Is-saħħa kompressiva ta' taħlita tal-konkrit hija inversament proporzjonali għall-proporzjon 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 llum tissejjaħ il-liġi ta' Abram: "Is-saħħa kompressiva tal-konkrit Proporzjon ilma/siment." Minbarra li jikkontrolla s-saħħa kompressiva, il-proporzjon ilma-siment (w/cm) issa huwa favorit għaliex jirrikonoxxi s-sostituzzjoni tas-siment Portland b'materjali supplimentari tas-siment bħal fly irmied u gagazza. Huwa wkoll parametru ewlieni tad-durabbiltà tal-konkrit. Ħafna studji wrew li taħlitiet tal-konkrit b'w/cm inqas minn ~0.45 huma durabbli f'ambjenti aggressivi, bħal żoni esposti għal ċikli ta' friż-tidwib b'melħ għat-tneħħija tas-silġ jew żoni fejn hemm konċentrazzjoni għolja ta' sulfat fil-ħamrija.
Il-pori kapillari huma parti inerenti mit-taħlita tas-siment. Dawn jikkonsistu fl-ispazju bejn il-prodotti tal-idratazzjoni tas-siment u l-partiċelli tas-siment mhux idratati li darba kienu mimlija bl-ilma. [2] Il-pori kapillari huma ħafna rqaq mill-pori maqbuda jew miġbuda 'l ġewwa u m'għandhomx jiġu konfużi magħhom. Meta l-pori kapillari jkunu konnessi, il-fluwidu mill-ambjent estern jista' jemigra mill-pejst. Dan il-fenomenu jissejjaħ penetrazzjoni u jrid jiġi minimizzat biex tiġi żgurata d-durabbiltà. Il-mikrostruttura tat-taħlita tal-konkrit durabbli hija li l-pori huma segmentati aktar milli konnessi. Dan jiġri meta w/cm ikun inqas minn ~0.45.
Għalkemm huwa magħruf li huwa 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 imdewweb u mdewweb. Il-mikroskopija tal-fluworexxenza tipprovdi soluzzjoni. Hekk taħdem.
Il-mikroskopija tal-fluworexxenza hija teknika li tuża reżina epossidika u żebgħa fluworexxenti biex iddawwal id-dettalji tal-materjali. Din tintuża l-aktar fix-xjenzi mediċi, u għandha wkoll applikazzjonijiet importanti fix-xjenza tal-materjali. L-applikazzjoni sistematika ta' dan il-metodu fil-konkrit bdiet kważi 40 sena ilu fid-Danimarka [3]; ġiet standardizzata fil-pajjiżi Nordiċi fl-1991 għall-istima tal-w/c tal-konkrit imwebbes, u ġiet aġġornata 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 li l-qalba jew iċ-ċilindru tal-konkrit jinqata' fi blokki ċatti tal-konkrit (imsejħa blanks) b'erja ta' madwar 25 x 50 mm (1 x 2 pulzieri). Il-blank jitwaħħal ma' slide tal-ħġieġ, jitqiegħed f'kamra tal-vakwu, u r-reżina epossidika tiġi introdotta taħt vakwu. Hekk kif il-w/cm jiżdied, il-konnettività u n-numru ta' pori jiżdiedu, u għalhekk aktar epossidiku jippenetra fil-pejst. Neżaminaw il-qxur taħt mikroskopju, billi nużaw sett ta' filtri speċjali biex neċitaw iż-żebgħa fluworexxenti fir-reżina epossidika u niffiltraw is-sinjali żejda. F'dawn l-immaġini, iż-żoni suwed jirrappreżentaw partiċelli aggregati u partiċelli tas-siment mhux idratati. 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 bit-tikek hija pejst (Figura 2). Hekk kif il-w/cm u l-porożità kapillari tal-konkrit jiżdiedu, il-kulur aħdar uniku tal-pejst isir dejjem aktar qawwi (ara l-Figura 3).
Figura 2. Mikrografu tal-fluworexxenza ta' qxur li juri partiċelli aggregati, vojt (v) u pejst. Il-wisa' tal-kamp orizzontali hija ~ 1.5 mm. Chunyu Qiao u DRP, Kumpanija Twining
Figura 3. Mikrografi tal-fluworexxenza tal-qxur juru li hekk kif il-w/cm jiżdied, il-pejst aħdar gradwalment isir aktar qawwi. Dawn it-taħlitiet huma arjati u fihom irmied li jtir. Chunyu Qiao u DRP, Kumpanija Twining
L-analiżi tal-immaġni tinvolvi l-estrazzjoni ta' dejta kwantitattiva mill-immaġnijiet. Din tintuża f'ħafna oqsma xjentifiċi differenti, minn mikroskopju ta' telerilevament. Kull pixel f'immaġni diġitali essenzjalment isir punt tad-dejta. Dan il-metodu jippermettilna nwaħħlu numri mal-livelli differenti ta' luminożità ħadra li jidhru f'dawn l-immaġnijiet. Matul l-aħħar 20 sena jew aktar, bir-rivoluzzjoni fil-qawwa tal-kompjuters tad-desktop u l-akkwist ta' immaġni diġitali, l-analiżi tal-immaġni issa saret għodda prattika li ħafna mikroskopisti (inklużi petrolologi tal-konkrit) jistgħu jużaw. Spiss nużaw l-analiżi tal-immaġni biex inkejlu l-porożità kapillari tat-taħlita. 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 tal-fluworexxenza ta' sezzjonijiet irqaq. Din il-grafika turi n-numru ta' pixels f'livell griż partikolari f'fotomikrografu wieħed. It-tliet qċaċet jikkorrispondu għal aggregati (kurva oranġjo), pejst (żona griża), u vojt (quċċata mhux mimlija fuq il-lemin nett). 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 ta' w/cm u intervalli ta' kunfidenza ta' 95% fit-taħlita magħmula minn siment pur, siment tal-irmied li jtir, u sustanza li tgħaqqad il-pozzolan naturali. Chunyu Qiao u DRP, Kumpanija Twining
Fl-analiżi finali, huma meħtieġa tliet testijiet indipendenti biex jiġi ppruvat li l-konkrit fuq il-post jikkonforma mal-ispeċifikazzjoni tad-disinn tat-taħlita. Kemm jista' jkun, ikseb kampjuni ewlenin minn postijiet li jissodisfaw il-kriterji kollha ta' aċċettazzjoni, kif ukoll kampjuni minn postijiet relatati. Il-qalba mill-arranġament aċċettat tista' tintuża bħala kampjun ta' kontroll, u tista' tużaha bħala punt ta' riferiment għall-evalwazzjoni tal-konformità tal-arranġament rilevanti.
Mill-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 (bħas-saħħa kompressiva). Billi nipprovdu kejl kwantitattiv ta' w/cm u l-fattur tal-formazzjoni, nistgħu mmorru lil hinn mit-testijiet speċifikati għal ħafna xogħlijiet biex nippruvaw li t-taħlita inkwistjoni għandha proprjetajiet li jissarrfu f'durabbiltà tajba.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI huwa l-litografista ewlieni ta' DRP, Kumpanija Twining. Għandu aktar minn 25 sena esperjenza professjonali bħala petroloġista 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, Kumpanija Twining, huwa ġeologu u xjenzat tal-materjali b'aktar minn għaxar snin esperjenza f'materjali tas-siment u prodotti tal-blat naturali u pproċessati. L-għarfien espert tiegħu jinkludi l-użu tal-analiżi tal-immaġni u l-mikroskopija tal-fluworexxenza biex jistudja d-durabbiltà tal-konkrit, b'enfasi speċjali fuq il-ħsara kkawżata minn melħ għat-tneħħija tas-silġ, reazzjonijiet alkali-silikon, u attakk kimiku f'impjanti tat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ.
Ħin tal-posta: 07 ta' Settembru 2021