Perkembangan baharu dalam jaminan kualiti turapan konkrit boleh memberikan maklumat penting tentang kualiti, ketahanan dan pematuhan kod reka bentuk hibrid.
Pembinaan turapan konkrit boleh melihat kecemasan, dan kontraktor perlu mengesahkan kualiti dan ketahanan konkrit tuang di tempat. Peristiwa-peristiwa ini termasuk pendedahan kepada hujan semasa proses penuangan, selepas penggunaan sebatian pengawetan, pengecutan plastik dan jam retak dalam beberapa jam selepas menuang, dan isu penteksuran dan pengawetan konkrit. Walaupun keperluan kekuatan dan ujian bahan lain dipenuhi, jurutera mungkin memerlukan pengalihan dan penggantian bahagian turapan kerana mereka bimbang sama ada bahan in-situ memenuhi spesifikasi reka bentuk campuran.
Dalam kes ini, petrografi dan kaedah ujian pelengkap (tetapi profesional) lain boleh memberikan maklumat penting tentang kualiti dan ketahanan campuran konkrit dan sama ada ia memenuhi spesifikasi kerja.
Rajah 1. Contoh mikrograf mikroskop pendarfluor tampal konkrit pada 0.40 w/c (sudut kiri atas) dan 0.60 w/c (sudut kanan atas). Rajah kiri bawah menunjukkan peranti untuk mengukur kerintangan silinder konkrit. Rajah kanan bawah menunjukkan hubungan antara kerintangan isipadu dan w/c. Chunyu Qiao dan DRP, sebuah Syarikat Twining
Hukum Abram: "Kekuatan mampatan campuran konkrit adalah berkadar songsang dengan nisbah air-simennya."
Profesor Duff Abrams mula-mula menerangkan hubungan antara nisbah air-simen (w/c) dan kekuatan mampatan pada tahun 1918 [1], dan merumuskan apa yang kini dipanggil undang-undang Abram: "Kekuatan mampatan nisbah Air/simen konkrit." Selain mengawal kekuatan mampatan, nisbah simen air (w/cm) kini diutamakan kerana mengiktiraf penggantian simen Portland dengan bahan penyimen tambahan seperti abu terbang dan sanga. Ia juga merupakan parameter utama ketahanan konkrit. Banyak kajian telah menunjukkan bahawa campuran konkrit dengan w/cm lebih rendah daripada ~0.45 adalah tahan lama dalam persekitaran yang agresif, seperti kawasan yang terdedah kepada kitaran pencairan beku dengan garam penyahcairan atau kawasan yang terdapat kepekatan sulfat yang tinggi di dalam tanah.
Liang kapilari adalah sebahagian daripada buburan simen. Ia terdiri daripada ruang antara produk penghidratan simen dan zarah simen tidak terhidrat yang pernah diisi dengan air. [2] Liang kapilari jauh lebih halus daripada liang terperangkap atau terperangkap dan tidak boleh dikelirukan dengannya. Apabila liang kapilari disambungkan, cecair dari persekitaran luaran boleh berhijrah melalui pes. Fenomena ini dipanggil penembusan dan mesti diminimumkan untuk memastikan ketahanan. Struktur mikro campuran konkrit tahan lama adalah bahawa liang-liang bersegmen dan bukannya bersambung. Ini berlaku apabila w/cm kurang daripada ~0.45.
Walaupun amat sukar untuk mengukur w/cm konkrit yang dikeraskan dengan tepat, kaedah yang boleh dipercayai boleh menyediakan alat jaminan kualiti yang penting untuk menyiasat konkrit tuang di tempat yang dikeraskan. Mikroskopi pendarfluor menyediakan penyelesaian. Ini adalah cara ia berfungsi.
Mikroskopi pendarfluor ialah teknik yang menggunakan resin epoksi dan pewarna pendarfluor untuk menerangi butiran bahan. Ia paling biasa digunakan dalam sains perubatan, dan ia juga mempunyai aplikasi penting dalam sains bahan. Aplikasi sistematik kaedah ini dalam konkrit bermula hampir 40 tahun yang lalu di Denmark [3]; ia telah diseragamkan di negara-negara Nordic pada tahun 1991 untuk menganggarkan w/c konkrit keras, dan telah dikemas kini pada tahun 1999 [4].
Untuk mengukur w/cm bahan berasaskan simen (iaitu konkrit, mortar dan grouting), epoksi pendarfluor digunakan untuk membuat bahagian nipis atau blok konkrit dengan ketebalan lebih kurang 25 mikron atau 1/1000 inci (Rajah 2). Proses tersebut melibatkan Teras konkrit atau silinder dipotong menjadi blok konkrit rata (dipanggil blanks) dengan keluasan lebih kurang 25 x 50 mm (1 x 2 inci). Kosong dilekatkan pada slaid kaca, diletakkan di dalam ruang vakum, dan resin epoksi diperkenalkan di bawah vakum. Apabila w/cm bertambah, ketersambungan dan bilangan liang akan meningkat, jadi lebih banyak epoksi akan menembusi ke dalam pes. Kami memeriksa kepingan di bawah mikroskop, menggunakan satu set penapis khas untuk merangsang pewarna pendarfluor dalam resin epoksi dan menapis isyarat berlebihan. Dalam imej ini, kawasan hitam mewakili zarah agregat dan zarah simen tidak terhidrat. Keliangan kedua-duanya pada dasarnya adalah 0%. Bulatan hijau terang ialah keliangan (bukan keliangan), dan keliangan pada dasarnya adalah 100%. Salah satu ciri ini "bahan" hijau berbintik-bintik adalah pes (Rajah 2). Apabila w/cm dan keliangan kapilari konkrit meningkat, warna hijau unik pes menjadi lebih cerah dan lebih cerah (lihat Rajah 3).
Rajah 2. Mikrograf pendarfluor bagi kepingan yang menunjukkan zarah terkumpul, lompang (v) dan tampal. Lebar medan mendatar ialah ~ 1.5 mm. Chunyu Qiao dan DRP, sebuah Syarikat Twining
Rajah 3. Mikrograf pendarfluor serpihan menunjukkan bahawa apabila w/cm meningkat, pes hijau secara beransur-ansur menjadi lebih cerah. Campuran ini diudara dan mengandungi abu terbang. Chunyu Qiao dan DRP, Syarikat Twining
Analisis imej melibatkan mengekstrak data kuantitatif daripada imej. Ia digunakan dalam banyak bidang saintifik yang berbeza, daripada mikroskop penderiaan jauh. Setiap piksel dalam imej digital pada asasnya menjadi titik data. Kaedah ini membolehkan kami melampirkan nombor pada tahap kecerahan hijau berbeza yang dilihat dalam imej ini. Sepanjang 20 tahun yang lalu atau lebih, dengan revolusi dalam kuasa pengkomputeran desktop dan pemerolehan imej digital, analisis imej kini telah menjadi alat praktikal yang boleh digunakan oleh banyak ahli mikroskop (termasuk petrologi konkrit). Kami sering menggunakan analisis imej untuk mengukur keliangan kapilari buburan. Dari masa ke masa, kami mendapati bahawa terdapat korelasi statistik sistematik yang kuat antara w/cm dan keliangan kapilari, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut (Rajah 4 dan Rajah 5) ).
Rajah 4. Contoh data yang diperoleh daripada mikrograf pendarfluor bahagian nipis. Graf ini memplot bilangan piksel pada aras kelabu tertentu dalam satu fotomikrograf. Tiga puncak sepadan dengan agregat (lengkung oren), tampal (kawasan kelabu) dan lompang (puncak tidak terisi di hujung kanan). Lengkung tampal membolehkan seseorang mengira saiz liang purata dan sisihan piawainya. Chunyu Qiao dan DRP, Syarikat Twining Rajah 5. Graf ini meringkaskan satu siri ukuran kapilari purata w/cm dan selang keyakinan 95% dalam campuran yang terdiri daripada simen tulen, simen abu terbang, dan pengikat pozzolan semulajadi. Chunyu Qiao dan DRP, sebuah Syarikat Twining
Dalam analisis akhir, tiga ujian bebas diperlukan untuk membuktikan bahawa konkrit di tapak mematuhi spesifikasi reka bentuk campuran. Seboleh-bolehnya, dapatkan sampel teras daripada peletakan yang memenuhi semua kriteria penerimaan, serta sampel daripada peletakan yang berkaitan. Teras daripada reka letak yang diterima boleh digunakan sebagai sampel kawalan dan anda boleh menggunakannya sebagai penanda aras untuk menilai pematuhan reka letak yang berkaitan.
Dalam pengalaman kami, apabila jurutera dengan rekod melihat data yang diperoleh daripada ujian ini, mereka biasanya menerima penempatan jika ciri kejuruteraan utama lain (seperti kekuatan mampatan) dipenuhi. Dengan menyediakan ukuran kuantitatif w/cm dan faktor pembentukan, kita boleh melangkaui ujian yang ditentukan untuk banyak pekerjaan untuk membuktikan bahawa campuran berkenaan mempunyai sifat yang akan diterjemahkan kepada ketahanan yang baik.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI ialah ketua litografi DRP, A Twining Company. Beliau mempunyai lebih daripada 25 tahun pengalaman ahli petrologi profesional dan secara peribadi memeriksa lebih daripada 10,000 sampel daripada lebih daripada 2,000 projek di seluruh dunia. Dr. Chunyu Qiao, ketua saintis DRP, Syarikat Twining, ialah ahli geologi dan saintis bahan dengan lebih sepuluh tahun pengalaman dalam bahan penyimenan dan produk batu semula jadi dan diproses. Kepakaran beliau termasuk penggunaan analisis imej dan mikroskop pendarfluor untuk mengkaji ketahanan konkrit, dengan penekanan khusus terhadap kerosakan yang disebabkan oleh garam penyahcairan, tindak balas alkali-silikon, dan serangan kimia dalam loji rawatan air sisa.
Masa siaran: Sep-07-2021