Zhvillimet e reja në sigurimin e cilësisë së trotuareve të betonit mund të ofrojnë informacione të rëndësishme në lidhje me cilësinë, qëndrueshmërinë dhe pajtueshmërinë me kodet e projektimit hibrid.
Ndërtimi i betonit në sipërfaqe mund të përballet me emergjenca, dhe kontraktori duhet të verifikojë cilësinë dhe qëndrueshmërinë e betonit të derdhur në vend. Këto ngjarje përfshijnë ekspozimin ndaj shiut gjatë procesit të derdhjes, pas aplikimit të përbërësve të ngurtësimit, tkurrjen plastike dhe orët e çarjes brenda pak orësh pas derdhjes, si dhe problemet e teksturimit dhe ngurtësimit të betonit. Edhe nëse përmbushen kërkesat e forcës dhe testet e tjera të materialit, inxhinierët mund të kërkojnë heqjen dhe zëvendësimin e pjesëve të sipërfaqes sepse janë të shqetësuar nëse materialet në vend i plotësojnë specifikimet e projektimit të përzierjes.
Në këtë rast, petrografia dhe metodat e tjera plotësuese (por profesionale) të testimit mund të ofrojnë informacion të rëndësishëm në lidhje me cilësinë dhe qëndrueshmërinë e përzierjeve të betonit dhe nëse ato i plotësojnë specifikimet e punës.
Figura 1. Shembuj të mikroskopëve fluoreshentë të pastës së betonit në 0.40 w/c (këndi i sipërm majtas) dhe 0.60 w/c (këndi i sipërm djathtas). Figura poshtë majtas tregon pajisjen për matjen e rezistencës së një cilindri betoni. Figura poshtë djathtas tregon marrëdhënien midis rezistencës së vëllimit dhe w/c. Chunyu Qiao dhe DRP, një kompani Twining.
Ligji i Abramit: "Rezistenca ndaj shtypjes së një përzierjeje betoni është në përpjesëtim të zhdrejtë me raportin e saj ujë-çimento."
Profesori Duff Abrams përshkroi për herë të parë marrëdhënien midis raportit ujë-çimento (w/c) dhe rezistencës ndaj shtypjes në vitin 1918 [1], dhe formuloi atë që tani quhet ligji i Abramit: "Rezistenca ndaj shtypjes së betonit Raporti ujë/çimento". Përveç kontrollit të rezistencës ndaj shtypjes, raporti ujë-çimento (w/cm) tani favorizohet sepse njeh zëvendësimin e çimentos Portland me materiale shtesë çimentuese si hiri fluturues dhe skorja. Është gjithashtu një parametër kyç i qëndrueshmërisë së betonit. Shumë studime kanë treguar se përzierjet e betonit me w/cm më të ulët se ~0.45 janë të qëndrueshme në mjedise agresive, të tilla si zonat e ekspozuara ndaj cikleve të ngrirjes-shkrirjes me kripëra shkrirëse ose zonat ku ka një përqendrim të lartë të sulfatit në tokë.
Poret kapilare janë një pjesë e natyrshme e llaçit të çimentos. Ato përbëhen nga hapësira midis produkteve të hidratimit të çimentos dhe grimcave të pahidratuara të çimentos që dikur ishin të mbushura me ujë. [2] Poret kapilare janë shumë më të imëta se poret e ngulitura ose të bllokuara dhe nuk duhen ngatërruar me to. Kur poret kapilare janë të lidhura, lëngu nga mjedisi i jashtëm mund të migrojë përmes pastës. Ky fenomen quhet depërtim dhe duhet të minimizohet për të siguruar qëndrueshmëri. Mikrostruktura e përzierjes së qëndrueshme të betonit është se poret janë të segmentuara në vend që të lidhen. Kjo ndodh kur w/cm është më pak se ~0.45.
Edhe pse është shumë e vështirë të matet me saktësi pesha/cm2 e betonit të ngurtësuar, një metodë e besueshme mund të ofrojë një mjet të rëndësishëm për sigurimin e cilësisë për hetimin e betonit të ngurtësuar të derdhur në vend. Mikroskopia fluoreshente ofron një zgjidhje. Ja se si funksionon.
Mikroskopia fluoreshente është një teknikë që përdor rrëshirë epoksi dhe ngjyra fluoreshente për të ndriçuar detajet e materialeve. Përdoret më së shpeshti në shkencat mjekësore dhe gjithashtu ka zbatime të rëndësishme në shkencën e materialeve. Zbatimi sistematik i kësaj metode në beton filloi gati 40 vjet më parë në Danimarkë [3]; ajo u standardizua në vendet nordike në vitin 1991 për vlerësimin e w/c të betonit të ngurtësuar dhe u përditësua në vitin 1999 [4].
Për të matur peshën w/cm të materialeve me bazë çimentoje (domethënë beton, llaç dhe llaç), epoksi fluoreshent përdoret për të bërë një seksion të hollë ose bllok betoni me një trashësi prej afërsisht 25 mikronësh ose 1/1000 inç (Figura 2). Procesi përfshin Bërthama ose cilindri i betonit pritet në blloqe betoni të sheshta (të quajtura boshllëqe) me një sipërfaqe prej afërsisht 25 x 50 mm (1 x 2 inç). Boshllëku ngjitet në një rrëshqitëse qelqi, vendoset në një dhomë vakumi dhe futet rrëshirë epoksi nën vakum. Ndërsa rritet peshë/cm, lidhshmëria dhe numri i poreve do të rriten, kështu që më shumë epoksi do të depërtojë në pastë. Ne i shqyrtojmë thekon nën mikroskop, duke përdorur një sërë filtrash të veçantë për të ngacmuar ngjyrat fluoreshente në rrëshirën epoksi dhe për të filtruar sinjalet e tepërta. Në këto imazhe, zonat e zeza përfaqësojnë grimca agregate dhe grimca çimentoje të pahidratuara. Poroziteti i të dyjave është në thelb 0%. Rrethi i gjelbër i ndritshëm është poroziteti (jo poroziteti) dhe poroziteti është në thelb 100%. Një nga këto karakteristika "Substanca" me ngjyrë të gjelbër me pika është një pastë (Figura 2). Ndërsa rritet raporti w/cm dhe poroziteti kapilar i betonit, ngjyra unike e gjelbër e pastës bëhet gjithnjë e më e ndritshme (shih Figurën 3).
Figura 2. Mikrografi fluoreshente e luspave që tregon grimcat e agreguara, boshllëqet (v) dhe pastën. Gjerësia e fushës horizontale është ~ 1.5 mm. Chunyu Qiao dhe DRP, një kompani binjake.
Figura 3. Mikrografitë fluoreshente të thekonve tregojnë se me rritjen e w/cm, pasta e gjelbër gradualisht bëhet më e ndritshme. Këto përzierje janë të ajrosura dhe përmbajnë hi fluturues. Chunyu Qiao dhe DRP, një kompani Twining.
Analiza e imazhit përfshin nxjerrjen e të dhënave sasiore nga imazhet. Përdoret në shumë fusha të ndryshme shkencore, nga mikroskopi me teledetektor. Çdo piksel në një imazh dixhital në thelb bëhet një pikë e të dhënave. Kjo metodë na lejon të bashkëngjitim numra në nivelet e ndryshme të shkëlqimit të gjelbër që shihen në këto imazhe. Gjatë 20 viteve të fundit, me revolucionin në fuqinë e kompjuterëve desktop dhe marrjen e imazheve dixhitale, analiza e imazhit është bërë tani një mjet praktik që shumë mikroskopistë (përfshirë petrologët e betonit) mund ta përdorin. Ne shpesh përdorim analizën e imazhit për të matur porozitetin kapilar të slurit. Me kalimin e kohës, zbuluam se ekziston një korrelacion i fortë sistematik statistikor midis w/cm dhe porozitetit kapilar, siç tregohet në figurën e mëposhtme (Figura 4 dhe Figura 5).
Figura 4. Shembull i të dhënave të marra nga mikrografët fluoreshentë të seksioneve të holla. Ky grafik paraqet numrin e pikselëve në një nivel të caktuar gri në një fotomikrografi të vetme. Tre majat korrespondojnë me agregatët (kurba portokalli), pastën (zona gri) dhe boshllëkun (maja e pambushur në të djathtën ekstreme). Kurba e pastës lejon llogaritjen e madhësisë mesatare të poreve dhe devijimit standard të saj. Chunyu Qiao dhe DRP, Twining Company Figura 5. Ky grafik përmbledh një seri matjesh mesatare kapilare w/cm dhe intervale besimi 95% në përzierjen e përbërë nga çimento e pastër, çimento me hi fluturues dhe lidhës natyral puzolan. Chunyu Qiao dhe DRP, një kompani Twining
Në analizën përfundimtare, kërkohen tre teste të pavarura për të vërtetuar se betoni në vend përputhet me specifikimet e projektimit të përzierjes. Sa më shumë që të jetë e mundur, merrni mostra të bërthamës nga vendosjet që plotësojnë të gjitha kriteret e pranimit, si dhe mostra nga vendosjet përkatëse. Bërthama nga plani i pranuar mund të përdoret si një mostër kontrolli, dhe ju mund ta përdorni atë si një pikë referimi për vlerësimin e përputhshmërisë së planit përkatës.
Sipas përvojës sonë, kur inxhinierët me të dhëna shohin të dhënat e marra nga këto teste, ata zakonisht pranojnë vendosjen nëse plotësohen karakteristika të tjera kryesore inxhinierike (siç është rezistenca ndaj shtypjes). Duke ofruar matje sasiore të w/cm dhe faktorit të formimit, ne mund të shkojmë përtej testeve të specifikuara për shumë punë për të vërtetuar se përzierja në fjalë ka veti që do të përkthehen në qëndrueshmëri të mirë.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI është litografi kryesor i DRP, një kompani Twining. Ai ka më shumë se 25 vjet përvojë profesionale si petrolog dhe ka inspektuar personalisht më shumë se 10,000 mostra nga më shumë se 2,000 projekte në të gjithë botën. Dr. Chunyu Qiao, shkencëtari kryesor i DRP, një kompani Twining, është gjeolog dhe shkencëtar materialesh me më shumë se dhjetë vjet përvojë në çimentimin e materialeve dhe produkteve shkëmbore natyrore dhe të përpunuara. Ekspertiza e tij përfshin përdorimin e analizës së imazheve dhe mikroskopisë fluoreshente për të studiuar qëndrueshmërinë e betonit, me theks të veçantë në dëmet e shkaktuara nga kripërat e shkrirjes së akullit, reaksionet alkali-silic dhe sulmi kimik në impiantet e trajtimit të ujërave të ndotura.
Koha e postimit: 07 shtator 2021