Առաջընթաց բետոնե ծածկի խառնուրդի նախագծման որակի ապահովման գործում՝ օգտագործելով պետրոգրաֆիա և ֆլուորեսցենտային մանրադիտակ

Բետոնե ծածկերի որակի ապահովման նոր զարգացումները կարող են կարևոր տեղեկատվություն տրամադրել որակի, ամրության և հիբրիդային նախագծման կոդերի համապատասխանության մասին:
Բետոնե ծածկի կառուցումը կարող է տեսնել արտակարգ իրավիճակներ, և կապալառուն պետք է ստուգի տեղում ձուլված բետոնի որակն ու ամրությունը: Այս իրադարձությունները ներառում են անձրևի ազդեցությունը հորդառատ գործընթացի ժամանակ, ամրացնող միացությունների կիրառումից հետո, պլաստիկի կծկվելն ու ճեղքվելը թափվելուց հետո մի քանի ժամվա ընթացքում, ինչպես նաև բետոնի հյուսվածքի և ամրացման հետ կապված խնդիրներ: Նույնիսկ եթե ամրության պահանջները և նյութերի այլ փորձարկումները բավարարված են, ինժեներները կարող են պահանջել մայթի մասերի հեռացում և փոխարինում, քանի որ նրանք անհանգստացած են, թե արդյոք տեղում նյութերը համապատասխանում են խառնուրդի նախագծման բնութագրերին:
Այս դեպքում, պետրոգրաֆիան և այլ լրացուցիչ (բայց մասնագիտական) փորձարկման մեթոդները կարող են կարևոր տեղեկատվություն տալ բետոնե խառնուրդների որակի և երկարակեցության մասին, և արդյոք դրանք համապատասխանում են աշխատանքային պահանջներին:
Նկար 1. Բետոնի մածուկի ֆլուորեսցենտային մանրադիտակի միկրոգրաֆիաների օրինակներ 0,40 վտ/գ (վերին ձախ անկյուն) և 0,60 վտ/գ (վերին աջ անկյուն): Ստորին ձախ նկարը ցույց է տալիս սարքը, որը չափում է բետոնե գլան դիմադրողականությունը: Ներքևի աջ նկարը ցույց է տալիս ծավալային դիմադրողականության և w/c-ի միջև կապը: Chunyu Qiao և DRP, Twining ընկերություն
Աբրամի օրենքը. «Բետոնի խառնուրդի սեղմման ուժը հակադարձ համեմատական ​​է նրա ջուր-ցեմենտի հարաբերակցությանը»:
Պրոֆեսոր Դաֆ Աբրամսն առաջին անգամ նկարագրեց 1918 թվականին [1] ջուր-ցեմենտի հարաբերակցության (w/c) և սեղմման ուժի միջև կապը և ձևակերպեց այն, ինչ այժմ կոչվում է Աբրամի օրենքը. Ի հավելումն սեղմման ամրությունը վերահսկելուն, այժմ բարենպաստ է ջրի ցեմենտի հարաբերակցությունը (w/cm), քանի որ այն ճանաչում է պորտլանդական ցեմենտի փոխարինումը լրացուցիչ ցեմենտացնող նյութերով, ինչպիսիք են թռչող մոխիրը և խարամը: Այն նաև բետոնի ամրության հիմնական պարամետրն է: Բազմաթիվ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ ~0,45-ից ցածր w/cm-ով բետոնային խառնուրդները դիմացկուն են ագրեսիվ միջավայրերում, ինչպիսիք են սառցակալման և հալեցման ցիկլերի ազդեցության տակ գտնվող տարածքները սառցակալման աղերով կամ այն ​​տարածքներում, որտեղ կա սուլֆատի բարձր խտություն հողում:
Մազանոթային ծակոտիները ցեմենտի ցեխի բնորոշ մասն են: Դրանք բաղկացած են ցեմենտի խոնավացման արտադրանքի և չհիդրած ցեմենտի մասնիկների միջև, որոնք ժամանակին լցված էին ջրով: [2] Մազանոթային ծակոտիները շատ ավելի նուրբ են, քան ներծծված կամ թակարդված ծակոտիները և չպետք է շփոթել դրանց հետ: Երբ մազանոթային ծակոտիները միացված են, արտաքին միջավայրից հեղուկը կարող է գաղթել մածուկի միջով: Այս երեւույթը կոչվում է ներթափանցում եւ պետք է նվազագույնի հասցվի՝ ամրություն ապահովելու համար։ Երկարակյաց բետոնի խառնուրդի միկրոկառուցվածքն այն է, որ ծակոտիները հատվածավորված են, այլ ոչ թե միացված: Դա տեղի է ունենում, երբ w/cm-ը ~0,45-ից պակաս է:
Թեև հայտնիորեն դժվար է ճշգրիտ չափել կարծրացված բետոնի w/cm-ը, հուսալի մեթոդը կարող է ապահովել որակի ապահովման կարևոր գործիք՝ տեղում ձուլված կարծրացած բետոնի հետաքննության համար: Լուծում է տալիս ֆլուորեսցենտային մանրադիտակը: Ահա թե ինչպես է դա աշխատում.
Ֆլյուորեսցենտային մանրադիտակը տեխնիկա է, որն օգտագործում է էպոքսիդային խեժ և լյումինեսցենտային ներկեր՝ նյութերի մանրամասները լուսավորելու համար: Այն առավել հաճախ օգտագործվում է բժշկական գիտություններում, ինչպես նաև կարևոր կիրառություններ ունի նյութագիտության մեջ: Բետոնի մեջ այս մեթոդի համակարգված կիրառումը սկսվել է մոտ 40 տարի առաջ Դանիայում [3]; այն ստանդարտացվել է սկանդինավյան երկրներում 1991 թվականին՝ կարծրացված բետոնի ջրաքանակը գնահատելու համար և թարմացվել է 1999 թվականին [4]:
Ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի (այսինքն՝ բետոն, շաղախ և քսուք) w/cm չափելու համար լյումինեսցենտային էպոքսիդը օգտագործվում է մոտավորապես 25 մկմ կամ 1/1000 դյույմ հաստությամբ բարակ հատված կամ բետոնե բլոկ պատրաստելու համար (Նկար 2): Գործընթացը ներառում է Բետոնի միջուկը կամ մխոցը կտրվում է հարթ բետոնե բլոկների (կոչվում են բլանկներ) մոտավորապես 25 x 50 մմ (1 x 2 դյույմ) մակերեսով: Բլանկը սոսնձված է ապակե սլայդի վրա, տեղադրվում է վակուումային խցիկում, իսկ էպոքսիդային խեժը ներմուծվում է վակուումի տակ: Քանի որ w/cm-ը մեծանում է, կապի կապը և ծակոտիների քանակը կավելանան, ուստի ավելի շատ էպոքսիդներ կներթափանցեն մածուկի մեջ: Մենք ուսումնասիրում ենք փաթիլները մանրադիտակի տակ՝ օգտագործելով հատուկ զտիչներ՝ էպոքսիդային խեժի լյումինեսցենտային ներկերը գրգռելու և ավելորդ ազդանշանները զտելու համար: Այս նկարներում սև հատվածները ներկայացնում են ագրեգատային մասնիկներ և չհիդրված ցեմենտի մասնիկներ: Երկուսի ծակոտկենությունը հիմնականում 0% է: Վառ կանաչ շրջանակը ծակոտկենությունն է (ոչ ծակոտկենությունը), իսկ ծակոտկենությունը հիմնականում 100% է: Այս հատկանիշներից մեկը խայտաբղետ կանաչ «նյութը» մածուկ է (Նկար 2): Բետոնի w/cm-ի և մազանոթային ծակոտկենության ավելացմանը զուգընթաց, մածուկի յուրահատուկ կանաչ գույնը դառնում է ավելի ու ավելի վառ (տես նկար 3):
Նկար 2. Փաթիլների ֆլյուորեսցենտային միկրոգրաֆիա, որը ցույց է տալիս ագրեգացված մասնիկները, դատարկությունները (v) և մածուկը: Հորիզոնական դաշտի լայնությունը ~ 1,5 մմ է: Chunyu Qiao և DRP, Twining ընկերություն
Նկար 3. Փաթիլների ֆլյուորեսցենտային միկրոգրաֆիկները ցույց են տալիս, որ երբ w/cm-ը մեծանում է, կանաչ մածուկն աստիճանաբար դառնում է ավելի պայծառ: Այս խառնուրդները գազավորված են և պարունակում են թռչող մոխիր: Chunyu Qiao և DRP, Twining ընկերություն
Պատկերի վերլուծությունը ներառում է պատկերներից քանակական տվյալների արդյունահանում: Այն օգտագործվում է բազմաթիվ տարբեր գիտական ​​ոլորտներում, սկսած հեռակառավարման մանրադիտակից: Թվային պատկերի յուրաքանչյուր պիքսել, ըստ էության, դառնում է տվյալների կետ: Այս մեթոդը մեզ թույլ է տալիս թվեր կցել այս նկարներում երևացող կանաչ պայծառության տարբեր մակարդակներին: Մոտավորապես վերջին 20 տարիների ընթացքում, աշխատասեղանի հաշվողական հզորության և թվային պատկերների ձեռքբերման հեղափոխության հետ մեկտեղ, պատկերների վերլուծությունն այժմ դարձել է գործնական գործիք, որը կարող են օգտագործել շատ մանրադիտակներ (ներառյալ կոնկրետ նավթաբանները): Մենք հաճախ օգտագործում ենք պատկերների վերլուծություն՝ ցեխի մազանոթային ծակոտկենությունը չափելու համար: Ժամանակի ընթացքում մենք պարզեցինք, որ կա ուժեղ համակարգված վիճակագրական հարաբերակցություն w/cm-ի և մազանոթների ծակոտկենության միջև, ինչպես ցույց է տրված հետևյալ նկարում (Նկար 4 և Նկար 5):
Նկար 4. Բարակ հատվածների ֆլուորեսցենտային միկրոգրաֆներից ստացված տվյալների օրինակ: Այս գրաֆիկը գծագրում է պիքսելների քանակը տվյալ գորշ մակարդակի վրա մեկ ֆոտոմիկրոգրաֆում: Երեք գագաթները համապատասխանում են ագրեգատներին (նարնջագույն կոր), մածուկին (մոխրագույն տարածք) և դատարկությանը (չլցված գագաթն աջ կողմում): Մածուկի կորը թույլ է տալիս հաշվարկել ծակոտիների միջին չափը և դրա ստանդարտ շեղումը: Chunyu Qiao և DRP, Twining Company Նկար 5. Այս գծապատկերն ամփոփում է մի շարք w/cm միջին մազանոթային չափումներ և 95% վստահության միջակայքեր խառնուրդում, որը բաղկացած է մաքուր ցեմենտից, թռչող մոխրի ցեմենտից և բնական պոզոլան կապակցիչից: Chunyu Qiao և DRP, Twining ընկերություն
Վերջնական վերլուծության ժամանակ պահանջվում է երեք անկախ փորձարկում՝ ապացուցելու համար, որ տեղում բետոնը համապատասխանում է խառնուրդի նախագծման առանձնահատկություններին: Հնարավորինս ձեռք բերեք հիմնական նմուշներ տեղաբաշխումներից, որոնք համապատասխանում են ընդունման բոլոր չափանիշներին, ինչպես նաև նմուշներ հարակից տեղաբաշխումներից: Ընդունված դասավորության միջուկը կարող է օգտագործվել որպես հսկիչ նմուշ, և դուք կարող եք այն օգտագործել որպես չափանիշ՝ համապատասխան դասավորության համապատասխանությունը գնահատելու համար:
Մեր փորձից ելնելով, երբ գրառումներ ունեցող ինժեներները տեսնում են այս թեստերից ստացված տվյալները, նրանք սովորաբար ընդունում են տեղաբաշխումը, եթե առկա են այլ հիմնական ինժեներական բնութագրերը (օրինակ՝ սեղմման ուժը): Տրամադրելով w/cm-ի քանակական չափումներ և ձևավորման գործակից՝ մենք կարող ենք դուրս գալ բազմաթիվ աշխատանքների համար սահմանված թեստերից՝ ապացուցելու, որ խնդրո առարկա խառնուրդն ունի հատկություններ, որոնք կվերածվեն լավ ամրության:
Դեյվիդ Ռոթշտայնը, Ph.D., PG, FACI-ն DRP, A Twining Company-ի գլխավոր վիմագիրն է: Նա ունի ավելի քան 25 տարվա պրոֆեսիոնալ նավթաբանի փորձ և անձամբ է ստուգել ավելի քան 10000 նմուշ աշխարհի ավելի քան 2000 նախագծերից: Դոկտոր Չունյու Քյաոն՝ DRP, Twining Company-ի գլխավոր գիտնական, երկրաբան և նյութերագետ է, որն ունի ավելի քան տասը տարվա փորձ ցեմենտավորման նյութերի և բնական և վերամշակված ապարների մեջ: Նրա փորձը ներառում է պատկերի վերլուծության և ֆլուորեսցենտային մանրադիտակի օգտագործումը բետոնի ամրությունը ուսումնասիրելու համար՝ հատուկ շեշտադրելով սառցակալման աղերի, ալկալի-սիլիկոնի ռեակցիաների և կեղտաջրերի մաքրման կայաններում քիմիական հարձակումների պատճառած վնասի վրա: