ბეტონის ტროტუარის მიქსის დიზაინის ხარისხის უზრუნველყოფის პროგრესი პეტროგრაფიისა და ფლუორესცენტური მიკროსკოპის გამოყენებით

ბეტონის ტროტუარების ხარისხის უზრუნველყოფის ახალმა განვითარებამ შეიძლება მოგაწოდოთ მნიშვნელოვანი ინფორმაცია ჰიბრიდული დიზაინის კოდების ხარისხის, გამძლეობისა და შესაბამისობის შესახებ.
ბეტონის ტროტუარის მშენებლობას შეუძლია საგანგებო სიტუაციების ნახვა, ხოლო კონტრაქტორს უნდა გადაამოწმოს ბეტონის ბეტონის ხარისხი და გამძლეობა. ეს მოვლენები მოიცავს წვიმის ზემოქმედებას დაღვრის პროცესის დროს, ნაერთების სამკურნალო შემდგომი გამოყენების შემდეგ, პლასტიკური შემცირებითა და ბზარი საათების განმავლობაში რამდენიმე საათის განმავლობაში და ბეტონის ტექსტურისა და სამკურნალო საკითხები. მაშინაც კი, თუ სიძლიერის მოთხოვნები და სხვა მატერიალური ტესტები დააკმაყოფილებს, ინჟინრებს შეიძლება მოითხოვონ ტროტუარის ნაწილების მოცილება და ჩანაცვლება, რადგან ისინი შეშფოთებულნი არიან იმის გამო, აკმაყოფილებენ თუ არა შიდა მასალები მიქსების დიზაინის სპეციფიკაციებს.
ამ შემთხვევაში, პეტროგრაფია და სხვა დამატებითი (მაგრამ პროფესიონალური) ტესტის მეთოდები შეიძლება მოგაწოდონ მნიშვნელოვანი ინფორმაცია კონკრეტული ნარევების ხარისხისა და გამძლეობის შესახებ და აკმაყოფილებენ თუ არა ისინი სამუშაო სპეციფიკაციებს.
სურათი 1. ბეტონის პასტის ფლუორესცენტური მიკროსკოპის მიკროგრაფების მაგალითები 0.40 ვტ/C (ზედა მარცხენა კუთხეში) და 0.60 ვტ/C (ზედა მარჯვენა კუთხეში). ქვედა მარცხენა ფიგურა გვიჩვენებს ბეტონის ცილინდრის რეზისტენტობის გაზომვის მოწყობილობას. ქვედა მარჯვენა ფიგურა გვიჩვენებს ურთიერთკავშირს მოცულობის რეზისტენტობასა და w/c. Chunyu Qiao და DRP, Twining Company
აბრამის კანონი: ”კონკრეტული ნაზავის კომპრესიული სიძლიერე საპირისპიროდ პროპორციულია მისი წყლის ცემენტის თანაფარდობასთან.”
პროფესორმა დაფი აბრამსმა პირველად აღწერა ურთიერთობა წყლის ცემენტის თანაფარდობას (W/C) და კომპრესიულ სიძლიერეს შორის 1918 წელს [1] და ჩამოაყალიბა ის, რასაც ახლა აბრამის კანონი ეწოდება: ”ბეტონის წყლის/ცემენტის თანაფარდობის კომპრესიული სიძლიერე.” კომპრესიული სიძლიერის კონტროლის გარდა, წყლის ცემენტის თანაფარდობა (ვ/სმ) ახლა ხელს უწყობს, რადგან იგი ცნობს პორტლენდის ცემენტის ჩანაცვლებას დამატებით ცემენტურ მასალებთან, როგორიცაა ფრენის ნაცარი და წიდა. ის ასევე არის კონკრეტული გამძლეობის ძირითადი პარამეტრი. ბევრმა გამოკვლევამ აჩვენა, რომ ბეტონის ნარევები, რომელთაც w/სმ უფრო დაბალი აქვთ, ვიდრე 0.45 ~ 0.45, გამძლეა აგრესიულ გარემოში, მაგალითად, ადგილები, რომლებიც ექვემდებარება გაყინვის ციკლებს, მარილების ან ტერიტორიებით, სადაც ნიადაგში სულფატის მაღალი კონცენტრაციაა.
კაპილარული ფორები ცემენტის სლემის თანდაყოლილი ნაწილია. ისინი შედგება ცემენტის ჰიდრატაციის პროდუქტებსა და ცემენტის არაჰიდრატირებულ ნაწილაკებს შორის, რომლებიც ოდესღაც წყლით იყო სავსე. [2] კაპილარული ფორები გაცილებით უკეთესია, ვიდრე ჩასმული ან ხაფანგის ფორები და არ უნდა იყოს დაბნეული მათთან. როდესაც კაპილარული ფორები უკავშირდება, გარე გარემოდან სითხეს შეუძლია პასტის საშუალებით გადაადგილება. ამ ფენომენს ეწოდება შეღწევა და უნდა შემცირდეს გამძლეობის უზრუნველსაყოფად. გამძლე ბეტონის ნარევის მიკროსტრუქტურა არის ის, რომ ფორები სეგმენტირებულია, ვიდრე დაკავშირებულია. ეს ხდება მაშინ, როდესაც w/cm ნაკლებია ~ 0.45.
მიუხედავად იმისა, რომ ძალზედ რთულია გამაგრებული ბეტონის W/CM- ის ზუსტად გაზომვა, საიმედო მეთოდს შეუძლია უზრუნველყოს ხარისხის უზრუნველყოფის მნიშვნელოვანი ინსტრუმენტი გამაგრებული ჩამოსხმის ბეტონის შესამოწმებლად. ფლუორესცენტური მიკროსკოპია უზრუნველყოფს გამოსავალს. ასე მუშაობს.
ფლუორესცენტური მიკროსკოპია არის ტექნიკა, რომელიც იყენებს ეპოქსიდური ფისოვანი და ფლუორესცენტული საღებავებს მასალების დეტალების გასანათებლად. იგი ყველაზე ხშირად გამოიყენება სამედიცინო მეცნიერებებში და მას ასევე აქვს მნიშვნელოვანი პროგრამები მასალების მეცნიერებაში. ამ მეთოდის სისტემატური გამოყენება ბეტონში დაიწყო თითქმის 40 წლის წინ დანიაში [3]; იგი სტანდარტიზებული იყო ნორდიულ ქვეყნებში 1991 წელს, გამაგრებული ბეტონის W/C შეფასების მიზნით, და განახლდა 1999 წელს [4].
ცემენტის დაფუძნებული მასალების w/cm (მაგ. ბეტონის, ნაღმტყორცნებიდან და ხუჭუჭა) გასაზომად, ფლუორესცენტული ეპოქსია გამოიყენება თხელი მონაკვეთის ან ბეტონის ბლოკის დასამზადებლად, რომლის სისქე დაახლოებით 25 მიკრონი ან 1/1000 დიუმია (სურათი 2). პროცესი მოიცავს ბეტონის ბირთვს ან ცილინდრს მოჭრილი ბრტყელი ბეტონის ბლოკებში (ე.წ. ცარიელი წებოვანია მინის სლაიდზე, მოთავსებულია ვაკუუმის პალატაში, ხოლო ეპოქსიდური ფისოვანი შემოღებულია ვაკუუმის ქვეშ. როგორც W/CM იზრდება, იზრდება კავშირი და პორების რაოდენობა, ასე რომ, უფრო მეტი ეპოქსია შეაღწევს პასტა. ჩვენ განვიხილავთ ფანტელები მიკროსკოპის ქვეშ, ვიყენებთ სპეციალური ფილტრების ერთობლიობას, რათა აღგზნოს ფლუორესცენტური საღებავები ეპოქსიდური ფისით და ზედმეტი სიგნალების გასაფილტრად. ამ სურათებში, შავი ადგილები წარმოადგენს საერთო ნაწილაკებს და ცემენტის არაჰიდრატირებულ ნაწილაკებს. ორივეს ფორიანობა ძირითადად 0%-ია. ნათელი მწვანე წრე არის ფორიანობა (არა ფორიანობა), ხოლო ფორიანობა ძირითადად 100%-ს შეადგენს. ერთ - ერთი ასეთი თვისებაა მწვანე მწვანე „ნივთიერება“ არის პასტა (სურათი 2). როგორც ბეტონის ზრდის W/CM და კაპილარული ფორიანობა, პასტის უნიკალური მწვანე ფერი ხდება უფრო ნათელი და ნათელი (იხ. სურათი 3).
სურათი 2. ფანტელების ფლუორესცენტული მიკროგრაფია, რომელიც გვიჩვენებს აგრეგულ ნაწილაკებს, voids (v) და პასტა. ჰორიზონტალური ველის სიგანე არის ~ 1.5 მმ. Chunyu Qiao და DRP, Twining Company
სურათი 3. ფანტელების ფლუორესცენტური მიკროგრაფია აჩვენებს, რომ W/CM იზრდება, მწვანე პასტა თანდათანობით ხდება უფრო ნათელი. ეს ნარევები გაზიარებულია და შეიცავს ფრენის ნაცარს. Chunyu Qiao და DRP, Twining Company
სურათის ანალიზი მოიცავს სურათების რაოდენობრივი მონაცემების მოპოვებას. იგი გამოიყენება მრავალ სხვადასხვა სამეცნიერო სფეროში, დისტანციური სენსორული მიკროსკოპიდან. ციფრული გამოსახულების თითოეული პიქსელი არსებითად ხდება მონაცემთა წერტილი. ეს მეთოდი საშუალებას გვაძლევს დავამატოთ რიცხვები ამ გამოსახულებებში ნაჩვენები მწვანე სიკაშკაშის სხვადასხვა დონეზე. ბოლო 20 წლის განმავლობაში, დესკტოპის კომპიუტერული ენერგიისა და ციფრული გამოსახულების შეძენის რევოლუციით, სურათების ანალიზი ახლა გახდა პრაქტიკული ინსტრუმენტი, რომელსაც მრავალი მიკროსკოპისტი (მათ შორის ბეტონის პეტროლოგების ჩათვლით) შეუძლია. ჩვენ ხშირად ვიყენებთ გამოსახულების ანალიზს, რათა გავზომოთ ჭრილობის კაპილარული ფორიანობა. დროთა განმავლობაში, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ არსებობს ძლიერი სისტემატური სტატისტიკური კორელაცია W/CM და კაპილარული ფორიანობას შორის, როგორც ეს მოცემულია შემდეგ ფიგურაში (სურათი 4 და სურათი 5)).
სურათი 4. თხელი სექციების ფლუორესცენტური მიკროგრაფიიდან მიღებული მონაცემების მაგალითი. ეს გრაფიკი ასახავს პიქსელების რაოდენობას მოცემულ ნაცრისფერ დონეზე ერთ ფოტომოკროგრაფიაში. სამი მწვერვალი შეესაბამება აგრეგატებს (ფორთოხლის მრუდი), პასტა (ნაცრისფერი არეალი) და ბათილად (უკიდურეს მარჯვნივ). პასტის მრუდი საშუალებას აძლევს ერთს გამოთვალოს საშუალო ფორების ზომა და მისი სტანდარტული გადახრა. Chunyu Qiao და DRP, Twining Company Figure 5. ეს გრაფიკი აჯამებს W/CM საშუალო კაპილარული გაზომვების სერიას და 95% ნდობის ინტერვალებს ნაზავში, რომელიც შედგება სუფთა ცემენტისგან, ფრენის ნაცარი ცემენტისგან და ბუნებრივი პოზოლური შემკვრელისგან. Chunyu Qiao და DRP, Twining Company
საბოლოო ანალიზში საჭიროა სამი დამოუკიდებელი ტესტი იმის დასამტკიცებლად, რომ ადგილზე ბეტონი შეესაბამება მიქსის დიზაინის სპეციფიკაციას. შეძლებისდაგვარად, მოიპოვეთ ძირითადი ნიმუშები იმ ადგილებიდან, რომლებიც აკმაყოფილებენ მიღების ყველა კრიტერიუმს, აგრეთვე ნიმუშებს დაკავშირებული განლაგებისგან. მიღებული განლაგებიდან ბირთვი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საკონტროლო ნიმუში, და თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგი, როგორც საორიენტაციო პუნქტი შესაბამისი განლაგების შესაბამისობის შესაფასებლად.
ჩვენი გამოცდილებით, როდესაც ჩანაწერების ინჟინრები ხედავენ ამ ტესტებიდან მიღებულ მონაცემებს, ისინი ჩვეულებრივ იღებენ განთავსებას, თუ სხვა საკვანძო ინჟინერიის მახასიათებლები (მაგალითად, კომპრესიული სიძლიერე). W/CM და ფორმირების ფაქტორების რაოდენობრივი გაზომვების მიწოდებით, ჩვენ შეგვიძლია გავითვალისწინოთ მრავალი სამუშაოსთვის მითითებული ტესტები იმის დასამტკიცებლად, რომ მოცემულ ნარევს აქვს თვისებები, რომლებიც თარგმნიან კარგ გამძლეობაში.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI არის DRP– ის მთავარი ლითოგრაფი, Twining Company. მას აქვს 25 წელზე მეტი პროფესიონალი პეტროოლოგის გამოცდილება და პირადად დაათვალიერა 10,000 -ზე მეტი ნიმუში მთელს მსოფლიოში 2,000 -ზე მეტი პროექტიდან. დოქტორი Chunyu Qiao, DRP– ის მთავარი მეცნიერი, Twining Company, არის გეოლოგი და მასალების მეცნიერი, რომელსაც ათ წელზე მეტი ხნის გამოცდილება აქვს ცემენტირების მასალებისა და ბუნებრივი და დამუშავებული კლდოვანი პროდუქტების ცემენტებში. მისი ექსპერტიზა მოიცავს გამოსახულების ანალიზისა და ფლუორესცენტული მიკროსკოპის გამოყენებას ბეტონის გამძლეობის შესასწავლად, განსაკუთრებული აქცენტი გაკეთებულია მარილების, ტუტე-სილიკონის რეაქციების და ქიმიური შეტევის შედეგად გამოწვეული ზიანის მიყენების შედეგად.