콘크리트 포장의 품질 보증의 새로운 개발은 품질, 내구성 및 하이브리드 설계 코드 준수에 대한 중요한 정보를 제공 할 수 있습니다.
콘크리트 포장 도로의 건설은 비상 사태를 볼 수 있으며 계약자는 캐스트 내 콘크리트의 품질과 내구성을 확인해야합니다. 이러한 사건에는 쏟아지는 과정에서 비에 대한 노출, 경화 화합물의 응용 후, 쏟아지는 후 몇 시간 내에 플라스틱 수축 및 균열 시간, 콘크리트 텍스처링 및 경화 문제가 포함됩니다. 강도 요구 사항 및 기타 재료 테스트가 충족 되더라도 엔지니어는 현장 재료가 믹스 설계 사양을 충족하는지 여부에 대해 걱정하기 때문에 포장 부품의 제거 및 교체가 필요할 수 있습니다.
이 경우 Petrography 및 기타 보완 적 (그러나 전문적인) 테스트 방법은 콘크리트 혼합물의 품질과 내구성과 작업 사양을 충족하는지에 대한 중요한 정보를 제공 할 수 있습니다.
그림 1. 0.40 W/C (왼쪽 상단) 및 0.60 W/C (오른쪽 상단)에서 콘크리트 페이스트의 형광 현미경 현미경 사진의 예. 왼쪽 아래 그림은 콘크리트 실린더의 저항성을 측정하기위한 장치를 보여줍니다. 오른쪽 아래 그림은 부피 저항성과 w/c의 관계를 보여줍니다. 트위닝 회사 인 Chunyu Qiao와 DRP
Abram의 법칙 :“콘크리트 혼합물의 압축 강도는 수상 비율에 반비례합니다.”
Duff Abrams 교수는 먼저 1918 년의 수수량 비율 (W/C)과 압축 강도 사이의 관계를 설명하고 현재 Abram의 법칙이라고 불리는 것을 공식화했습니다.“콘크리트 물/시멘트 비율의 압축 강도”. 압축 강도를 제어하는 것 외에도, 워터 시멘트 비율 (w/cm)은 포틀랜드 시멘트의 플라이 애쉬 및 슬래그와 같은 보충 시멘트 재료로 대체되기 때문에 선호됩니다. 또한 콘크리트 내구성의 주요 매개 변수입니다. 많은 연구에 따르면 ~ 0.45보다 낮은 w/cm의 콘크리트 혼합물은 적극적인 환경에서 내구성이 뛰어나고, 예를 들어, 신을 소금으로 동결 시동 사이클에 노출되거나 토양에 황산염이 고농도가 높은 영역과 같이 내구성이 뛰어납니다.
모세관 기공은 시멘트 슬러리의 고유 한 부분입니다. 이들은 시멘트 수화 제품과 한 번 물로 채워진 구제되지 않은 시멘트 입자 사이의 공간으로 구성됩니다. [2] 모세관 기공은 기공이나 갇힌 모공보다 훨씬 더 미세하며 그들과 혼동해서는 안됩니다. 모세관 기공이 연결되면 외부 환경의 유체가 페이스트를 통해 이동할 수 있습니다. 이 현상을 관통이라고하며 내구성을 보장하기 위해 최소화되어야합니다. 내구성 콘크리트 혼합물의 미세 구조는 기공이 연결되기보다는 분할된다는 것입니다. 이는 W/CM이 ~ 0.45보다 작을 때 발생합니다.
강화 된 콘크리트의 w/cm를 정확하게 측정하는 것은 어렵지만, 신뢰할 수있는 방법은 강화 된 장소 콘크리트를 조사하기위한 중요한 품질 보증 도구를 제공 할 수 있습니다. 형광 현미경은 용액을 제공합니다. 이것이 작동하는 방식입니다.
형광 현미경은 에폭시 수지와 형광 염료를 사용하여 물질의 세부 사항을 조명하는 기술입니다. 의료 과학에서 가장 일반적으로 사용되며 재료 과학에 중요한 응용 프로그램도 있습니다. 콘크리트 에서이 방법을 체계적으로 적용하는 것은 거의 40 년 전에 덴마크에서 시작되었다 [3]; 1991 년 북유럽 국가에서 강화 된 콘크리트의 W/C를 추정하기 위해 표준화되었으며 1999 년에 업데이트되었습니다 [4].
시멘트 기반 재료의 w/cm (즉, 콘크리트, 모르타르 및 그라우팅)을 측정하기 위해 형광 에폭시는 약 25 미크론 또는 1/1000 인치의 두께로 얇은 부분 또는 콘크리트 블록을 만드는 데 사용됩니다 (그림 2). 이 공정에는 콘크리트 코어 또는 실린더가 약 25 x 50mm (1 x 2 인치)의 면적이있는 평평한 콘크리트 블록 (공백)으로 절단됩니다. 블랭크는 유리 슬라이드에 접착되어 진공 챔버에 넣고 에폭시 수지는 진공 상태에서 도입된다. CM이 증가함에 따라 연결성과 구멍의 수가 증가하므로 에폭시가 페이스트에 침투합니다. 우리는 특수 필터 세트를 사용하여 에폭시 수지에서 형광 염료를 자극하고 과도한 신호를 필터링하는 현미경으로 플레이크를 검사합니다. 이 이미지에서, 흑색 영역은 골재 입자와 무수한 시멘트 입자를 나타냅니다. 둘의 다공성은 기본적으로 0%입니다. 밝은 녹색 원은 다공성 (다공성이 아님)이고 다공성은 기본적으로 100%입니다. 이러한 특징 중 하나는 얼룩덜룩 한 녹색 "물질"이 페이스트입니다 (그림 2). 콘크리트의 w/cm 및 모세관 다공성이 증가함에 따라 페이스트의 독특한 녹색이 밝아지고 밝아집니다 (그림 3 참조).
그림 2. 응집 된 입자, 공극 (v) 및 페이스트를 나타내는 플레이크의 형광 현미경 사진. 수평 필드 너비는 ~ 1.5 mm입니다. 트위닝 회사 인 Chunyu Qiao와 DRP
그림 3. 플레이크의 형광 현미경 사진은 w/cm가 증가함에 따라 녹색 페이스트가 점차 더 밝아집니다. 이 혼합물은 폭기되어 플라이 애쉬를 포함합니다. 트위닝 회사 인 Chunyu Qiao와 DRP
이미지 분석에는 이미지에서 정량적 데이터를 추출하는 것이 포함됩니다. 원격 감지 현미경에서 다양한 과학 분야에서 사용됩니다. 디지털 이미지의 각 픽셀은 본질적으로 데이터 포인트가됩니다. 이 방법을 사용하면이 이미지에서 볼 수있는 다른 녹색 밝기 레벨에 숫자를 첨부 할 수 있습니다. 지난 20 년 동안 데스크탑 컴퓨팅 성능 및 디지털 이미지 획득의 혁명으로 인해 이미지 분석은 이제 많은 현미경 학자 (콘크리트 석유 학자 포함)가 사용할 수있는 실용적인 도구가되었습니다. 우리는 종종 이미지 분석을 사용하여 슬러리의 모세관 다공성을 측정합니다. 시간이 지남에 따라, 우리는 다음 그림 (그림 4 및 그림 5)에서 볼 수 있듯이 W/CM과 모세관 다공성 사이에 강한 체계적인 통계적 상관 관계가 있음을 발견했습니다 (그림 4 및 그림 5).
그림 4. 얇은 섹션의 형광 현미경 사진에서 얻은 데이터의 예. 이 그래프는 주어진 회색 레벨에서 픽셀의 수를 단일 현미경 사진으로 플로팅합니다. 3 개의 피크는 응집체 (주황색 곡선), 페이스트 (회색 영역) 및 void (극한 오른쪽에서 채워지지 않은 피크)에 해당합니다. 페이스트의 곡선을 사용하면 평균 기공 크기와 표준 편차를 계산할 수 있습니다. Chunyu Qiao 및 DRP, Twining Company 그림 5.이 그래프는 순수한 시멘트, 플라이 애쉬 시멘트 및 천연 포졸란 바인더로 구성된 혼합물에서 일련의 w/cm 평균 모세관 측정 및 95% 신뢰 구간을 요약합니다. 트위닝 회사 인 Chunyu Qiao와 DRP
최종 분석에서, 현장 콘크리트가 믹스 설계 사양을 준수한다는 것을 증명하기 위해 3 개의 독립적 인 테스트가 필요합니다. 가능한 한 모든 승인 기준을 충족하는 배치에서 핵심 샘플과 관련 배치의 샘플을 얻으십시오. 허용 레이아웃의 코어는 제어 샘플로 사용할 수 있으며 관련 레이아웃의 준수를 평가하기위한 벤치 마크로 사용할 수 있습니다.
우리의 경험에서, 레코드가있는 엔지니어가 이러한 테스트에서 얻은 데이터를 볼 때, 일반적으로 다른 주요 엔지니어링 특성 (예 : 압축 강도)이 충족되면 배치를 허용합니다. w/cm 및 형성 계수의 정량적 측정을 제공함으로써, 우리는 많은 작업에 대해 지정된 테스트를 넘어서 문제의 혼합물이 우수한 내구성으로 해석 할 특성이 있음을 증명할 수 있습니다.
David Rothstein, Ph.D., PG, Faci는 Twining Company 인 DRP의 주요 석판 학자입니다. 그는 25 년 이상의 전문 석유 학자 경험을 보유하고 있으며 전 세계 2,000 개 이상의 프로젝트에서 10,000 개 이상의 샘플을 개인적으로 검사했습니다. Twining Company 인 DRP의 수석 과학자 인 Chunyu Qiao 박사는 지질 학자 및 재료 과학자이며, 재료와 자연 및 가공 암석 제품에 대한 10 년 이상의 경험을 가진 과학자입니다. 그의 전문 지식에는 콘크리트의 내구성을 연구하기 위해 이미지 분석 및 형광 현미경의 사용이 포함되며, 구체 소금, 알칼리-실리콘 반응 및 폐수 처리장의 화학 공격으로 인한 손상에 특히 중점을 둡니다.
후 시간 : 9 월 -07-2021