Gall datblygiadau newydd mewn sicrhau ansawdd palmentydd concrit ddarparu gwybodaeth bwysig am ansawdd, gwydnwch, a chydymffurfiaeth â chodau dylunio hybrid.
Gall argyfyngau ddigwydd wrth adeiladu palmant concrit, ac mae angen i'r contractwr wirio ansawdd a gwydnwch concrit sydd wedi'i gastio yn ei le. Mae'r digwyddiadau hyn yn cynnwys dod i gysylltiad â glaw yn ystod y broses dywallt, ôl-gymhwyso cyfansoddion halltu, crebachu plastig a chracio oriau o fewn ychydig oriau ar ôl tywallt, a phroblemau gwead a halltu concrit. Hyd yn oed os bodlonir y gofynion cryfder a phrofion deunydd eraill, efallai y bydd peirianwyr yn gofyn am dynnu ac ailosod rhannau palmant oherwydd eu bod yn poeni ynghylch a yw'r deunyddiau yn y fan a'r lle yn bodloni manylebau dylunio'r cymysgedd.
Yn yr achos hwn, gall petrograffeg a dulliau profi cyflenwol eraill (ond proffesiynol) ddarparu gwybodaeth bwysig am ansawdd a gwydnwch cymysgeddau concrit ac a ydynt yn bodloni manylebau gwaith.
Ffigur 1. Enghreifftiau o ficrograffau microsgop fflwroleuol o bast concrit ar 0.40 w/c (cornel chwith uchaf) a 0.60 w/c (cornel dde uchaf). Mae'r ffigur chwith isaf yn dangos y ddyfais ar gyfer mesur gwrthedd silindr concrit. Mae'r ffigur dde isaf yn dangos y berthynas rhwng gwrthedd cyfaint a w/c. Chunyu Qiao a DRP, Cwmni Twining
Cyfraith Abram: “Mae cryfder cywasgol cymysgedd concrit yn gymesur yn wrthdro â’i gymhareb dŵr-sment.”
Disgrifiodd yr Athro Duff Abrams y berthynas rhwng cymhareb dŵr-sment (w/c) a chryfder cywasgol am y tro cyntaf ym 1918 [1], a lluniodd yr hyn a elwir bellach yn gyfraith Abram: “Cryfder cywasgol concrit Cymhareb dŵr/sment.” Yn ogystal â rheoli’r cryfder cywasgol, mae’r gymhareb sment dŵr (w/cm) bellach yn cael ei ffafrio oherwydd ei bod yn cydnabod disodli sment Portland â deunyddiau smentio atodol fel lludw hedfan a slag. Mae hefyd yn baramedr allweddol o wydnwch concrit. Mae llawer o astudiaethau wedi dangos bod cymysgeddau concrit gyda w/cm yn is na ~0.45 yn wydn mewn amgylcheddau ymosodol, fel ardaloedd sy’n agored i gylchoedd rhewi-dadmer gyda halwynau dadrewi neu ardaloedd lle mae crynodiad uchel o sylffad yn y pridd.
Mae mandyllau capilari yn rhan gynhenid o slyri sment. Maent yn cynnwys y gofod rhwng cynhyrchion hydradiad sment a gronynnau sment heb eu hydradu a oedd ar un adeg yn llawn dŵr. [2] Mae mandyllau capilari yn llawer mânach na mandyllau wedi'u llusgo neu eu dal a ni ddylid eu cymysgu â nhw. Pan fydd y mandyllau capilari wedi'u cysylltu, gall hylif o'r amgylchedd allanol fudo trwy'r past. Gelwir y ffenomen hon yn dreiddiad a rhaid ei lleihau i'r lleiafswm i sicrhau gwydnwch. Microstrwythur y cymysgedd concrit gwydn yw bod y mandyllau wedi'u segmentu yn hytrach na'u cysylltu. Mae hyn yn digwydd pan fydd w/cm yn llai na ~0.45.
Er ei bod hi’n anodd iawn mesur w/cm concrit caled yn gywir, gall dull dibynadwy ddarparu offeryn sicrhau ansawdd pwysig ar gyfer ymchwilio i goncrit caled wedi’i gastio yn ei le. Mae microsgopeg fflwroleuedd yn darparu ateb. Dyma sut mae’n gweithio.
Mae microsgopeg fflwroleuedd yn dechneg sy'n defnyddio resin epocsi a llifynnau fflwroleuol i oleuo manylion deunyddiau. Fe'i defnyddir amlaf mewn gwyddorau meddygol, ac mae ganddo hefyd gymwysiadau pwysig mewn gwyddor deunyddiau. Dechreuodd y defnydd systematig o'r dull hwn mewn concrit bron i 40 mlynedd yn ôl yn Nenmarc [3]; fe'i safonwyd yn y gwledydd Nordig ym 1991 ar gyfer amcangyfrif w/c concrit caled, a chafodd ei ddiweddaru ym 1999 [4].
I fesur w/cm deunyddiau sy'n seiliedig ar sment (h.y. concrit, morter, a growt), defnyddir epocsi fflwroleuol i wneud darn tenau neu floc concrit gyda thrwch o tua 25 micron neu 1/1000 modfedd (Ffigur 2). Mae'r broses yn cynnwys Mae craidd neu silindr concrit yn cael ei dorri'n flociau concrit gwastad (a elwir yn bylchau) gydag arwynebedd o tua 25 x 50 mm (1 x 2 fodfedd). Mae'r bwlch yn cael ei ludo i sleid wydr, ei roi mewn siambr gwactod, a chyflwynir resin epocsi o dan wactod. Wrth i w/cm gynyddu, bydd y cysylltedd a nifer y mandyllau yn cynyddu, felly bydd mwy o epocsi yn treiddio i'r past. Rydym yn archwilio'r naddion o dan ficrosgop, gan ddefnyddio set o hidlwyr arbennig i gyffroi'r llifynnau fflwroleuol yn y resin epocsi a hidlo signalau gormodol. Yn y delweddau hyn, mae'r ardaloedd du yn cynrychioli gronynnau agregau a gronynnau sment heb eu hydradu. Mandylledd y ddau yw 0% yn y bôn. Y cylch gwyrdd llachar yw'r mandylledd (nid y mandylledd), ac mae'r mandylledd yn y bôn yn 100%. Un o'r nodweddion hyn Y "sylwedd" gwyrdd brith yw past (Ffigur 2). Wrth i w/cm a mandylledd capilarïaidd concrit gynyddu, mae lliw gwyrdd unigryw'r past yn dod yn fwy a mwy disglair (gweler Ffigur 3).
Ffigur 2. Micrograff fflwroleuedd o naddion yn dangos gronynnau agregedig, gwagleoedd (v) a phast. Lled y maes llorweddol yw ~ 1.5 mm. Chunyu Qiao a DRP, Cwmni Twining
Ffigur 3. Mae micrograffau fflwroleuedd o'r naddion yn dangos, wrth i'r w/cm gynyddu, fod y past gwyrdd yn dod yn fwy disglair yn raddol. Mae'r cymysgeddau hyn wedi'u hawyru ac yn cynnwys lludw hedfan. Chunyu Qiao a DRP, Cwmni Twining
Mae dadansoddi delweddau yn cynnwys echdynnu data meintiol o ddelweddau. Fe'i defnyddir mewn llawer o feysydd gwyddonol gwahanol, o ficrosgop synhwyro o bell. Mae pob picsel mewn delwedd ddigidol yn dod yn bwynt data i bob pwrpas. Mae'r dull hwn yn caniatáu inni atodi rhifau i'r gwahanol lefelau disgleirdeb gwyrdd a welir yn y delweddau hyn. Dros yr 20 mlynedd diwethaf neu fwy, gyda'r chwyldro mewn pŵer cyfrifiadura bwrdd gwaith a chaffael delweddau digidol, mae dadansoddi delweddau bellach wedi dod yn offeryn ymarferol y gall llawer o ficrosgopyddion (gan gynnwys petrolegwyr concrit) ei ddefnyddio. Rydym yn aml yn defnyddio dadansoddi delweddau i fesur mandylledd capilar y slyri. Dros amser, gwelsom fod cydberthynas ystadegol systematig gref rhwng w/cm a'r mandylledd capilar, fel y dangosir yn y ffigur canlynol (Ffigur 4 a Ffigur 5)).
Ffigur 4. Enghraifft o ddata a gafwyd o ficrograffau fflwroleuol o adrannau tenau. Mae'r graff hwn yn plotio nifer y picseli ar lefel llwyd benodol mewn un ffotomicrograff. Mae'r tri chopa yn cyfateb i agregau (cromlin oren), past (ardal lwyd), a gwagle (copa heb ei lenwi ar y dde eithaf). Mae cromlin y past yn caniatáu i un gyfrifo maint cyfartalog y mandwll a'i wyriad safonol. Chunyu Qiao a DRP, Cwmni Twining Ffigur 5. Mae'r graff hwn yn crynhoi cyfres o fesuriadau capilar cyfartalog w/cm a chyfyngau hyder 95% yn y cymysgedd sy'n cynnwys sment pur, sment lludw hedfan, a rhwymwr posolan naturiol. Chunyu Qiao a DRP, Cwmni Twining
Yn y dadansoddiad terfynol, mae angen tri phrawf annibynnol i brofi bod y concrit ar y safle yn cydymffurfio â manyleb dylunio'r cymysgedd. Cyn belled ag y bo modd, ceisiwch samplau craidd o leoliadau sy'n bodloni'r holl feini prawf derbyn, yn ogystal â samplau o leoliadau cysylltiedig. Gellir defnyddio'r craidd o'r cynllun a dderbynnir fel sampl rheoli, a gallwch ei ddefnyddio fel meincnod ar gyfer gwerthuso cydymffurfiaeth y cynllun perthnasol.
Yn ein profiad ni, pan fydd peirianwyr sydd â chofnodion yn gweld y data a gafwyd o'r profion hyn, maent fel arfer yn derbyn lleoliad os bodlonir nodweddion peirianneg allweddol eraill (megis cryfder cywasgol). Drwy ddarparu mesuriadau meintiol o w/cm a ffactor ffurfio, gallwn fynd y tu hwnt i'r profion a bennir ar gyfer llawer o swyddi i brofi bod gan y cymysgedd dan sylw briodweddau a fydd yn cyfieithu i wydnwch da.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI yw prif lithograffydd DRP, cwmni Twining. Mae ganddo fwy na 25 mlynedd o brofiad petrolegydd proffesiynol ac archwiliodd fwy na 10,000 o samplau o fwy na 2,000 o brosiectau ledled y byd yn bersonol. Mae Dr. Chunyu Qiao, prif wyddonydd DRP, cwmni Twining, yn ddaearegwr a gwyddonydd deunyddiau gyda mwy na deng mlynedd o brofiad mewn smentio deunyddiau a chynhyrchion creigiau naturiol a phrosesedig. Mae ei arbenigedd yn cynnwys defnyddio dadansoddi delweddau a microsgopeg fflwroleuol i astudio gwydnwch concrit, gyda phwyslais arbennig ar y difrod a achosir gan halwynau dadrewi, adweithiau alcali-silicon, ac ymosodiad cemegol mewn gweithfeydd trin dŵr gwastraff.
Amser postio: Medi-07-2021