Պետրոգրաֆիայի և ֆլուորեսցենտային մանրադիտակի միջոցով բետոնե ծածկույթի խառնուրդի նախագծման որակի ապահովման առաջընթաց

Բետոնե ծածկույթների որակի ապահովման նոր զարգացումները կարող են կարևոր տեղեկատվություն տրամադրել որակի, ամրության և հիբրիդային նախագծման կանոնակարգերին համապատասխանության վերաբերյալ։
Բետոնե ծածկույթի կառուցման ժամանակ կարող են առաջանալ արտակարգ իրավիճակներ, և կապալառուն պետք է ստուգի տեղում տեղադրված բետոնի որակը և դիմացկունությունը: Այդ իրադարձությունների թվում են անձրևի ազդեցությունը թափման գործընթացի ընթացքում, ամրացնող միացությունների կիրառումից հետո, պլաստիկ կծկումը և ճաքերի առաջացումը թափելուց հետո մի քանի ժամվա ընթացքում, ինչպես նաև բետոնի հյուսվածքի և ամրացման հետ կապված խնդիրները: Նույնիսկ եթե ամրության պահանջները և նյութի այլ փորձարկումները բավարարված են, ինժեներները կարող են պահանջել ծածկույթի մասերի հեռացում և փոխարինում, քանի որ նրանք մտահոգված են, թե արդյոք տեղում տեղադրված նյութերը համապատասխանում են խառնուրդի նախագծման պահանջներին:
Այս դեպքում, պետրոգրաֆիան և այլ լրացուցիչ (բայց մասնագիտական) փորձարկման մեթոդները կարող են կարևոր տեղեկություններ տրամադրել բետոնե խառնուրդների որակի և ամրության, ինչպես նաև աշխատանքային պահանջներին դրանց համապատասխանության վերաբերյալ։
Նկար 1. Բետոնի մածուկի ֆլուորեսցենտային մանրադիտակով մանրադիտակային լուսանկարների օրինակներ 0.40 վտ/կմ (վերին ձախ անկյուն) և 0.60 վտ/կմ (վերին աջ անկյուն) պայմաններում: Ստորին ձախ նկարը ցույց է տալիս բետոնե գլանի դիմադրությունը չափելու սարքը: Ստորին աջ նկարը ցույց է տալիս ծավալային դիմադրության և վտ/կմ-ի միջև կապը: Չունյու Քյաո և DRP, Twining ընկերություն:
Աբրամի օրենքը. «Բետոնե խառնուրդի սեղմման ամրությունը հակադարձ համեմատական ​​է դրա ջր-ցեմենտի հարաբերակցությանը»:
Պրոֆեսոր Դաֆ Աբրամսն առաջին անգամ նկարագրել է ջուր-ցեմենտ հարաբերակցության (w/c) և սեղմման ամրության միջև եղած կապը 1918 թվականին [1] և ձևակերպել է այն, ինչն այժմ կոչվում է Աբրամի օրենք. «Բետոնի սեղմման ամրությունը՝ ջուր/ցեմենտ հարաբերակցություն»։ Սեղմման ամրությունը կարգավորելուց բացի, ջր-ցեմենտ հարաբերակցությունը (w/cm) այժմ նախընտրելի է, քանի որ այն հաշվի է առնում պորտլանդցեմենտի փոխարինումը լրացուցիչ ցեմենտային նյութերով, ինչպիսիք են թռչող մոխիրը և խարամը։ Այն նաև բետոնի ամրության հիմնական պարամետր է։ Շատ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ w/cm-ից ցածր բետոնե խառնուրդները դիմացկուն են ագրեսիվ միջավայրերում, ինչպիսիք են սառեցման-հալեցման ցիկլերի ենթարկված տարածքները, որոնք ենթարկվում են սառեցման աղերով սառեցման-հալեցման ցիկլերի կամ տարածքներում, որտեղ հողում կա սուլֆատի բարձր կոնցենտրացիա։
Մազանոթային ծակոտիները ցեմենտային խառնուրդի անբաժանելի մասն են կազմում։ Դրանք կազմված են ցեմենտի հիդրատացիայի արգասիքների և չհիդրատացված ցեմենտի մասնիկների միջև ընկած տարածությունից, որոնք մի ժամանակ լցված էին ջրով։ [2] Մազանոթային ծակոտիները շատ ավելի նուրբ են, քան ներքաշված կամ թակարդված ծակոտիները, և չպետք է շփոթել դրանց հետ։ Երբ մազանոթային ծակոտիները միացված են, արտաքին միջավայրից հեղուկը կարող է ներթափանցել մածուկի միջով։ Այս երևույթը կոչվում է ներթափանցում և պետք է նվազագույնի հասցվի՝ ամրությունն ապահովելու համար։ Երկարակյաց բետոնե խառնուրդի միկրոկառուցվածքն այն է, որ ծակոտիները հատվածավորված են, այլ ոչ թե միացված։ Սա տեղի է ունենում, երբ w/cm-ը ~0.45-ից պակաս է։
Չնայած կարծրացած բետոնի քաշը/սմ²-ը ճշգրիտ չափելը հայտնիորեն դժվար է, հուսալի մեթոդը կարող է որակի ապահովման կարևոր գործիք լինել կարծրացված տեղում ձուլված բետոնի հետազոտման համար: Ֆլուորեսցենտային մանրադիտակը լուծում է տալիս: Ահա թե ինչպես է այն գործում:
Ֆլուորեսցենտային մանրադիտակը տեխնիկա է, որն օգտագործում է էպօքսիդային խեժ և ֆլուորեսցենտային ներկանյութեր՝ նյութերի մանրամասները լուսավորելու համար: Այն առավել հաճախ օգտագործվում է բժշկական գիտություններում, և այն նաև կարևոր կիրառություններ ունի նյութագիտության մեջ: Այս մեթոդի համակարգված կիրառումը բետոնի մեջ սկսվել է մոտ 40 տարի առաջ Դանիայում [3]. այն ստանդարտացվել է Սկանդինավյան երկրներում 1991 թվականին՝ կարծրացած բետոնի ջրի/ծավալի հարաբերակցությունը գնահատելու համար, և թարմացվել է 1999 թվականին [4]:
Ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի (այսինքն՝ բետոնի, շաղախի և մանրախճաքարի) w/cm հարաբերակցությունը չափելու համար օգտագործվում է ֆլուորեսցենտ էպօքսիդ՝ մոտավորապես 25 միկրոն կամ 1/1000 դյույմ հաստությամբ բարակ հատված կամ բետոնե բլոկ պատրաստելու համար (Նկար 2): Գործընթացը ներառում է. Բետոնե միջուկը կամ գլանը կտրվում է մոտավորապես 25 x 50 մմ (1 x 2 դյույմ) մակերեսով հարթ բետոնե բլոկների (կոչվում են դատարկ մասեր): Դատարկ մասը սոսնձվում է ապակե սահիկի վրա, տեղադրվում է վակուումային խցիկում, և վակուումի տակ ներմուծվում է էպօքսիդային խեժ: W/cm հարաբերակցության աճին զուգընթաց ավելանում է կապը և ծակոտիների քանակը, ուստի ավելի շատ էպօքսիդ կներթափանցի մածուկի մեջ: Մենք մանրադիտակի տակ ուսումնասիրում ենք փաթիլները՝ օգտագործելով հատուկ ֆիլտրերի հավաքածու՝ էպօքսիդային խեժի ֆլուորեսցենտ ներկանյութերը գրգռելու և ավելորդ ազդանշանները զտելու համար: Այս պատկերներում սև հատվածները ներկայացնում են ագրեգատի մասնիկներ և չհիդրատացված ցեմենտի մասնիկներ: Երկուսի ծակոտկենությունը հիմնականում 0% է: Վառ կանաչ շրջանակը ծակոտկենությունն է (ոչ թե ծակոտկենությունը), իսկ ծակոտկենությունը հիմնականում 100% է: Այս առանձնահատկություններից մեկը՝ խայտաբղետ կանաչ «նյութը», մածուկ է (Նկար 2): Բետոնի w/cm հարաբերակցության և մազանոթային ծակոտկենության աճին զուգընթաց, մածուկի յուրահատուկ կանաչ գույնը դառնում է ավելի ու ավելի պայծառ (տե՛ս Նկար 3):
Նկար 2. Փաթիլների ֆլուորեսցենտային միկրոֆոտո, որը ցույց է տալիս ագրեգացված մասնիկները, դատարկությունները (v) և մածուկը: Հորիզոնական դաշտի լայնությունը մոտ 1.5 մմ է: Չունյու Քյաո և DRP, Twining ընկերություն:
Նկար 3. Փաթիլների ֆլուորեսցենտային միկրոֆոտոները ցույց են տալիս, որ w/cm-ի աճին զուգընթաց կանաչ մածուկը աստիճանաբար ավելի պայծառ է դառնում: Այս խառնուրդները գազավորված են և պարունակում են թռչող մոխիր: Չունյու Քյաո և DRP, Twining ընկերություն
Պատկերի վերլուծությունը ներառում է պատկերներից քանակական տվյալների արդյունահանում: Այն օգտագործվում է բազմաթիվ տարբեր գիտական ​​ոլորտներում՝ հեռազգացման մանրադիտակից: Թվային պատկերի յուրաքանչյուր պիքսել, ըստ էության, դառնում է տվյալների կետ: Այս մեթոդը թույլ է տալիս մեզ թվեր կցել այդ պատկերներում տեսանելի կանաչի տարբեր պայծառության մակարդակներին: Վերջին 20 տարիների ընթացքում, համակարգչային հզորության և թվային պատկերի ձեռքբերման հեղափոխության հետ մեկտեղ, պատկերի վերլուծությունն այժմ դարձել է գործնական գործիք, որը կարող են օգտագործել շատ մանրադիտակագետներ (ներառյալ բետոնի պետրոլոգները): Մենք հաճախ օգտագործում ենք պատկերի վերլուծություն՝ խառնուրդի մազանոթային ծակոտկենությունը չափելու համար: Ժամանակի ընթացքում մենք պարզեցինք, որ w/cm-ի և մազանոթային ծակոտկենության միջև կա ուժեղ համակարգված վիճակագրական կապ, ինչպես ցույց է տրված հետևյալ նկարում (Նկար 4 և Նկար 5):
Նկար 4. Բարակ հատվածների ֆլուորեսցենտային միկրոգրաֆիաներից ստացված տվյալների օրինակ: Այս գրաֆիկը ցույց է տալիս պիքսելների քանակը տվյալ մոխրագույն մակարդակի վրա մեկ ֆոտոմիկրոգրաֆիայում: Երեք գագաթները համապատասխանում են ագրեգատներին (նարնջագույն կոր), մածուկին (մոխրագույն տարածք) և դատարկությանը (չլրացված գագաթնակետը աջ ծայրում): Մածուկի կորը թույլ է տալիս հաշվարկել միջին ծակոտիների չափը և դրա ստանդարտ շեղումը: Չունյու Քյաո և DRP, Twining ընկերություն Նկար 5. Այս գրաֆիկը ամփոփում է մաքուր ցեմենտից, թռչող մոխրի ցեմենտից և բնական պոզոլանային կապակցանյութից կազմված խառնուրդի w/cm միջին մազանոթային չափումների շարքը և 95% վստահության միջակայքերը: Չունյու Քյաո և DRP, Twining ընկերություն
Վերջնական վերլուծության մեջ անհրաժեշտ են երեք անկախ փորձարկումներ՝ ապացուցելու համար, որ տեղում արտադրվող բետոնը համապատասխանում է խառնուրդի նախագծման պահանջներին: Հնարավորության դեպքում ձեռք բերեք միջուկի նմուշներ բոլոր ընդունման չափանիշներին համապատասխանող տեղամասերից, ինչպես նաև նմուշներ համապատասխան տեղամասերից: Ընդունված դասավորությունից միջուկը կարող է օգտագործվել որպես վերահսկիչ նմուշ, և դուք կարող եք այն օգտագործել որպես չափանիշ՝ համապատասխան դասավորության համապատասխանությունը գնահատելու համար:
Մեր փորձից ելնելով, երբ գրառումներ ունեցող ինժեներները տեսնում են այս փորձարկումներից ստացված տվյալները, նրանք սովորաբար ընդունում են տեղադրումը, եթե բավարարվում են այլ հիմնական ինժեներական բնութագրեր (օրինակ՝ սեղմման ամրությունը): Քանակական չափումներ տրամադրելով՝ w/cm և ձևավորման գործակից, մենք կարող ենք անցնել բազմաթիվ աշխատանքների համար նախատեսված փորձարկումներից այն կողմ՝ ապացուցելու համար, որ տվյալ խառնուրդն ունի հատկություններ, որոնք կհանգեցնեն լավ դիմացկունության:
Դեյվիդ Ռոտշտեյնը, փիլիսոփայության դոկտոր, PG, FACI, DRP, A Twining Company-ի գլխավոր լիտոգրաֆն է: Նա ունի ավելի քան 25 տարվա մասնագիտական ​​​​պետրոլոգի փորձ և անձամբ ստուգել է ավելի քան 10,000 նմուշ աշխարհի ավելի քան 2000 նախագծերից: Դոկտոր Չունյու Ցյաոն, DRP, a Twining Company-ի գլխավոր գիտնականը, երկրաբան և նյութագետ է, որն ունի ավելի քան տասը տարվա փորձ ցեմենտացման նյութերի, բնական և մշակված ապարների արտադրության ոլորտում: Նրա փորձը ներառում է պատկերային վերլուծության և ֆլուորեսցենտային մանրադիտակի կիրառումը՝ բետոնի ամրությունն ուսումնասիրելու համար, հատուկ շեշտը դնելով հալեցման աղերի, ալկալի-սիլիկոնային ռեակցիաների և կեղտաջրերի մաքրման կայաններում քիմիական հարձակման պատճառած վնասի վրա: