Бетон төсеніштерінің сапасын қамтамасыз етудегі жаңа әзірлемелер сапа, беріктік және гибридті дизайн кодтарына сәйкестік туралы маңызды ақпаратты бере алады.
Бетон төсемінің құрылысы төтенше жағдайларды көре алады, ал мердігер құйылған бетонның сапасы мен беріктігін тексеруі керек.Бұл оқиғаларға құю процесі кезінде жаңбырдың әсер етуі, қатайтатын қосылыстарды қолданғаннан кейін, құйылғаннан кейін бірнеше сағат ішінде пластиктің шөгуі мен крекингтері, бетонның текстурасы мен қатаюы мәселелері кіреді.Тіпті беріктік талаптары мен басқа материал сынақтары орындалса да, инженерлер тротуар бөліктерін алып тастауды және ауыстыруды талап етуі мүмкін, себебі олар жердегі материалдар қоспаның дизайн сипаттамаларына сәйкес келетініне алаңдайды.
Бұл жағдайда петрография және басқа қосымша (бірақ кәсіби) сынақ әдістері бетон қоспаларының сапасы мен ұзақ мерзімділігі және олардың жұмыс сипаттамаларына сәйкестігі туралы маңызды ақпаратты бере алады.
Сурет 1. 0,40 в/c (жоғарғы сол жақ бұрыш) және 0,60 в/c (жоғарғы оң жақ бұрыш) бетон пастасының флуоресцентті микроскоптың микросуреттерінің мысалдары.Төменгі сол жақ суретте бетон цилиндрінің кедергісін өлшеуге арналған құрылғы көрсетілген.Төменгі оң жақ суретте көлем кедергісі мен в/с арасындағы қатынас көрсетілген.Чунью Цяо және DRP, Twining компаниясы
Абрам заңы: «Бетон қоспасының қысымға беріктігі оның су-цемент қатынасына кері пропорционал».
Профессор Дафф Абрамс алғаш рет 1918 жылы су-цемент қатынасы (w/c) мен сығымдауға беріктігі арасындағы байланысты сипаттады [1] және қазіргі уақытта Абрам заңы деп аталатын заңды тұжырымдады: «Бетонның қысымға беріктігі Су/цемент қатынасы».Қысу беріктігін бақылаудан басқа, су цементінің қатынасы (w/cm) қазір қолайлы, себебі ол портландцементтің күл мен қож сияқты қосымша цементтейтін материалдармен алмастырылуын мойындайды.Бұл сонымен қатар бетонның беріктігінің негізгі параметрі.Көптеген зерттеулер 0,45-тен төмен в/см бетон қоспалары агрессивті орталарда, мысалы, мұздан тазарту тұздары бар мұздату-еріту циклдарына ұшыраған жерлерде немесе топырақта сульфаттың жоғары концентрациясы бар жерлерде төзімді екенін көрсетті.
Капиллярлық кеуектер цемент суспензиясының ажырамас бөлігі болып табылады.Олар цемент гидратация өнімдері мен бір кездері сумен толтырылған гидратацияланбаған цемент бөлшектері арасындағы кеңістіктен тұрады.[2] Капиллярлық кеуектер тартылған немесе ұсталған кеуектерге қарағанда әлдеқайда жұқа және олармен шатастырмау керек.Капиллярлық саңылаулар қосылған кезде сыртқы ортадағы сұйықтық паста арқылы өтуі мүмкін.Бұл құбылыс ену деп аталады және төзімділікті қамтамасыз ету үшін оны азайту керек.Төзімді бетон қоспасының микроқұрылымы кеуектер біріктірілгеннен гөрі сегменттелген.Бұл в/см ~0,45 төмен болғанда орын алады.
Шынықтырылған бетонның в/см-ін дәл өлшеу өте қиын болғанымен, сенімді әдіс қатайтылған бетонды зерттеу үшін маңызды сапаны қамтамасыз ету құралын қамтамасыз ете алады.Флуоресцентті микроскопия ерітінді береді.Бұл осылай жұмыс істейді.
Флуоресцентті микроскопия - материалдардың бөлшектерін жарықтандыру үшін эпоксидті шайыр мен флуоресцентті бояғыштарды пайдаланатын әдіс.Ол медицина ғылымында жиі қолданылады, сонымен қатар материалтануда маңызды қолданбаларға ие.Бұл әдісті бетонда жүйелі түрде қолдану Данияда шамамен 40 жыл бұрын басталды [3];ол 1991 жылы Скандинавия елдерінде шыңдалған бетонның с/с-сын бағалау үшін стандартталған және 1999 жылы жаңартылған [4].
Цемент негізіндегі материалдардың (яғни, бетон, ерітінді және ерітінді) см/см-ін өлшеу үшін флуоресцентті эпоксидті қалыңдығы шамамен 25 мкм немесе 1/1000 дюйм болатын жұқа қима немесе бетон блок жасау үшін қолданылады (2-сурет).Процесс бетон өзегі немесе цилиндрді шамамен 25 x 50 мм (1 x 2 дюйм) ауданы бар тегіс бетон блоктарына (бланкілер деп аталады) кесуді қамтиды.Дайындаманы шыны слайдқа жапсырады, вакуумдық камераға салады және вакуумда эпоксидті шайырды енгізеді.В/см ұлғайған сайын қосылыс пен кеуектер саны артады, сондықтан пастаға эпоксидті қоспалар көбірек енеді.Эпоксидті шайырдағы флуоресцентті бояғыштарды қоздыру және артық сигналдарды сүзу үшін арнайы сүзгілер жиынтығын пайдалана отырып, қабыршақтарды микроскоп астында зерттейміз.Бұл суреттерде қара аймақтар агрегат бөлшектерін және гидратацияланбаған цемент бөлшектерін білдіреді.Екеуінің кеуектілігі негізінен 0% құрайды.Ашық жасыл шеңбер - кеуектілік (кеуектілік емес) және кеуектілік негізінен 100%.Осы мүмкіндіктердің бірі Дақты жасыл «зат» паста болып табылады (2-сурет).Бетонның в/см және капиллярлық кеуектілігі ұлғайған сайын пастаның ерекше жасыл түсі ашық және ашық болады (3-суретті қараңыз).
Сурет 2. Агрегацияланған бөлшектерді, бос жерлерді (v) және пастаны көрсететін үлпектердің флуоресцентті микрографиясы.Көлденең өріс ені ~ 1,5 мм.Чунью Цяо және DRP, Twining компаниясы
Сурет 3. Қабыршақтардың флуоресценциялық микросуреттері в/см ұлғайған сайын жасыл паста бірте-бірте жарқырай түсетінін көрсетеді.Бұл қоспалар аэрацияланған және құрамында күл бар.Чунью Цяо және DRP, Twining компаниясы
Кескінді талдау кескіндерден сандық деректерді алуды қамтиды.Ол қашықтықтан зондтау микроскопынан бастап көптеген әртүрлі ғылыми салаларда қолданылады.Сандық кескіндегі әрбір пиксель негізінен деректер нүктесіне айналады.Бұл әдіс осы суреттерде көрінетін әртүрлі жасыл жарықтық деңгейлеріне сандарды қосуға мүмкіндік береді.Соңғы 20 жыл ішінде жұмыс үстеліндегі есептеу қуаты мен цифрлық кескінді алудағы төңкеріспен кескінді талдау қазір көптеген микроскоптар (соның ішінде нақты петрологтар) пайдалана алатын практикалық құралға айналды.Шламның капиллярлық кеуектілігін өлшеу үшін сурет талдауын жиі қолданамыз.Уақыт өте келе біз келесі суретте көрсетілгендей w/cm және капиллярлық кеуектілік арасында күшті жүйелі статистикалық корреляция бар екенін анықтадық (4-сурет және 5-сурет) ).
Сурет 4. Жұқа кесінділердің флуоресценциялық микросуреттерінен алынған деректердің мысалы.Бұл график бір фотомикрографта берілген сұр деңгейдегі пикселдер санын көрсетеді.Үш шың агрегаттарға (қызғылт сары қисық), пастаға (сұр аймақ) және бос (ең оң жақтағы толтырылмаған шың) сәйкес келеді.Пастаның қисығы тесігінің орташа өлшемін және оның стандартты ауытқуын есептеуге мүмкіндік береді.Chunyu Qiao және DRP, Twining Company 5-сурет. Бұл график таза цементтен, күлді цементтен және табиғи пуццолан байланыстырғыштан тұратын қоспадағы в/см орташа капиллярлық өлшемдердің және 95% сенімділік интервалдарының сериясын жинақтайды.Чунью Цяо және DRP, Twining компаниясы
Қорытынды талдауда, жердегі бетонның қоспаның дизайнының сипаттамасына сәйкес келетінін дәлелдеу үшін үш тәуелсіз сынақ қажет.Мүмкіндігінше, барлық қабылдау критерийлеріне сәйкес келетін орналастырулардан негізгі үлгілерді, сондай-ақ қатысты орналастырулардан үлгілерді алыңыз.Қабылданған схеманың өзегі бақылау үлгісі ретінде пайдаланылуы мүмкін және оны сәйкес орналасудың сәйкестігін бағалау үшін эталон ретінде пайдалануға болады.
Біздің тәжірибемізде, жазбалары бар инженерлер осы сынақтардан алынған деректерді көргенде, олар әдетте басқа негізгі инженерлік сипаттамалар (мысалы, қысу күші) орындалса, орналастыруды қабылдайды.В/см және түзілу факторының сандық өлшемдерін қамтамасыз ету арқылы біз көптеген жұмыстарға арналған сынақтардан асып түсіп, қарастырылып отырған қоспаның жақсы төзімділікке әкелетін қасиеттері бар екенін дәлелдей аламыз.
Дэвид Ротштейн, Ph.D., PG, FACI – DRP, A Twining компаниясының бас литографы.Оның 25 жылдан астам кәсіби петролог тәжірибесі бар және бүкіл әлем бойынша 2000-нан астам жобалардың 10 000-нан астам үлгілерін жеке өзі тексерді.Доктор Чуню Цяо, DRP, Twining компаниясының бас ғалымы, цементтеу материалдары мен табиғи және өңделген тау жыныстары өнімдерінде он жылдан астам тәжірибесі бар геолог және материалтанушы.Оның тәжірибесі бетонның беріктігін зерттеу үшін кескінді талдау мен флуоресцентті микроскопияны қолдануды қамтиды, бұл ретте мұзды кетіру тұздарының, сілті-кремний реакцияларының және ағынды суларды тазарту қондырғыларындағы химиялық әсердің әсерінен болатын зақымға ерекше назар аударылады.
Жіберу уақыты: 07 қыркүйек 2021 ж