पेट्रोग्राफी र फ्लोरोसेन्स माइक्रोस्कोप प्रयोग गरेर कंक्रीट फुटपाथ मिक्स डिजाइनको गुणस्तर आश्वासनमा प्रगति

कंक्रीट फुटपाथहरूको गुणस्तर आश्वासनमा नयाँ विकासहरूले गुणस्तर, स्थायित्व, र हाइब्रिड डिजाइन कोडहरूको अनुपालनको बारेमा महत्त्वपूर्ण जानकारी प्रदान गर्न सक्छ।
कंक्रीट फुटपाथको निर्माणले आपतकालीन अवस्थाहरू देख्न सक्छ, र ठेकेदारले कास्ट-इन-प्लेस कंक्रीटको गुणस्तर र स्थायित्व प्रमाणित गर्न आवश्यक छ।यी घटनाहरूमा खन्याउने प्रक्रियाको क्रममा वर्षाको जोखिम, क्युरिङ कम्पाउन्डहरूको पोस्ट-एप्लिकेशन, प्लास्टिक संकुचन र खन्याएको केही घण्टामा क्र्याकिंग घण्टा, र कंक्रीट बनावट र उपचारका समस्याहरू समावेश छन्।शक्ति आवश्यकताहरू र अन्य सामग्री परीक्षणहरू पूरा भए तापनि, इन्जिनियरहरूले फुटपाथ भागहरू हटाउने र प्रतिस्थापन गर्न आवश्यक हुन सक्छ किनभने तिनीहरू इन-सिटु सामग्रीहरूले मिक्स डिजाइन विशिष्टताहरू पूरा गर्छन् कि गर्दैनन् भनेर चिन्तित छन्।
यस अवस्थामा, पेट्रोग्राफी र अन्य पूरक (तर व्यावसायिक) परीक्षण विधिहरूले कंक्रीट मिश्रणको गुणस्तर र स्थायित्व र तिनीहरूले कामका विशिष्टताहरू पूरा गर्छन् कि गर्दैनन् भन्ने बारे महत्त्वपूर्ण जानकारी प्रदान गर्न सक्छ।
चित्र 1. 0.40 w/c (माथिल्लो बायाँ कुनामा) र 0.60 w/c (माथिल्लो दाहिने कुनामा) कंक्रीट पेस्टको फ्लोरोसेन्स माइक्रोस्कोप माइक्रोग्राफका उदाहरणहरू।तल्लो बायाँ चित्रले कंक्रीट सिलिन्डरको प्रतिरोधात्मकता नाप्ने यन्त्र देखाउँछ।तल्लो दायाँ फिगरले भोल्युम प्रतिरोधात्मकता र w/c बीचको सम्बन्ध देखाउँछ।Chunyu Qiao र DRP, एक ट्विनिङ कम्पनी
अब्रामको नियम: "कंक्रिट मिश्रणको कम्प्रेसिभ बल यसको पानी-सिमेन्ट अनुपातको विपरीत समानुपातिक हुन्छ।"
प्रोफेसर डफ अब्राम्सले पानी-सिमेन्ट अनुपात (w/c) र कम्प्रेसिभ बल बीचको सम्बन्धलाई 1918 [1] मा पहिलो पटक वर्णन गरे, र यसलाई अब्रामको नियम भनिन्छ: "कंक्रिट पानी/सिमेन्ट अनुपातको कम्प्रेसिभ बल।"कम्प्रेसिभ बललाई नियन्त्रण गर्नुको अतिरिक्त, पानी सिमेन्ट अनुपात (w/cm) अब मनपराइएको छ किनभने यसले फ्लाई एश र स्ल्याग जस्ता पूरक सिमेन्टिङ सामग्रीहरूसँग पोर्टल्यान्ड सिमेन्टको प्रतिस्थापनलाई मान्यता दिन्छ।यो कंक्रीट स्थायित्व को एक प्रमुख मापदण्ड पनि हो।धेरै अध्ययनहरूले देखाएको छ कि w/cm ~ 0.45 भन्दा कम कंक्रीट मिश्रणहरू आक्रामक वातावरणमा टिकाउ हुन्छन्, जस्तै deicing नुनको साथ फ्रिज-थाउ चक्रमा पर्दा वा माटोमा सल्फेटको उच्च सांद्रता भएको क्षेत्रहरू।
केशिका छिद्रहरू सिमेन्ट स्लरीको अन्तर्निहित भाग हुन्।तिनीहरू सिमेन्ट हाइड्रेशन उत्पादनहरू र पानीले भरिएका बिना हाइड्रेटेड सिमेन्ट कणहरू बीचको ठाउँ समावेश गर्दछ।[२] केशिका छिद्रहरू भित्री वा फँसिएका छिद्रहरू भन्दा धेरै राम्रो हुन्छन् र तिनीहरूसँग भ्रमित हुनु हुँदैन।जब केशिका छिद्रहरू जडान हुन्छन्, बाह्य वातावरणबाट तरल पदार्थ पेस्टको माध्यमबाट माइग्रेट हुन सक्छ।यो घटनालाई प्रवेश भनिन्छ र स्थायित्व सुनिश्चित गर्न न्यूनतम हुनुपर्छ।टिकाऊ कंक्रीट मिश्रणको माइक्रोस्ट्रक्चर यो हो कि छिद्रहरू जोडिएको भन्दा विभाजित हुन्छन्।यो तब हुन्छ जब w/cm ~ ०.४५ भन्दा कम हुन्छ।
यद्यपि कडा कंक्रीटको w/cm को सही मापन गर्न कुख्यात रूपमा गाह्रो छ, एक भरपर्दो विधिले कडा कास्ट-इन-प्लेस कंक्रीटको अनुसन्धानको लागि महत्त्वपूर्ण गुणस्तर आश्वासन उपकरण प्रदान गर्न सक्छ।फ्लोरोसेन्स माइक्रोस्कोपी एक समाधान प्रदान गर्दछ।यो कसरी काम गर्दछ।
फ्लोरोसेन्स माइक्रोस्कोपी एक प्रविधि हो जसले इपक्सी राल र फ्लोरोसेन्ट रंगहरू प्रयोग गर्दछ सामग्रीको विवरणहरू उज्यालो गर्न।यो सामान्यतया चिकित्सा विज्ञान मा प्रयोग गरिन्छ, र यो पनि सामग्री विज्ञान मा महत्वपूर्ण आवेदन छ।कंक्रीटमा यो विधिको व्यवस्थित प्रयोग करिब ४० वर्षअघि डेनमार्कमा सुरु भयो [३];यसलाई 1991 मा नर्डिक देशहरूमा कठोर कंक्रीटको w/c अनुमानको लागि मानकीकृत गरिएको थियो, र 1999 मा अद्यावधिक गरिएको थियो [4]।
सिमेन्टमा आधारित सामग्री (जस्तै कंक्रीट, मोर्टार, र ग्राउटिंग) को w/cm मापन गर्न, फ्लोरोसेन्ट इपोक्सी लगभग 25 माइक्रोन वा 1/1000 इन्च (चित्र 2) को मोटाई भएको पातलो खण्ड वा कंक्रीट ब्लक बनाउन प्रयोग गरिन्छ।यस प्रक्रियामा लगभग 25 x 50 मिमी (1 x 2 इन्च) को क्षेत्रफल भएको कंक्रीट कोर वा सिलिन्डर समतल कंक्रीट ब्लकहरूमा काटिन्छ (खाली भनिन्छ)।खालीलाई गिलासको स्लाइडमा टाँसिएको छ, भ्याकुम चेम्बरमा राखिएको छ, र भ्याकुम अन्तर्गत इपोक्सी राल प्रस्तुत गरिन्छ।w/cm बढ्दै जाँदा, कनेक्टिभिटी र छिद्रहरूको संख्या बढ्नेछ, त्यसैले थप epoxy पेस्टमा प्रवेश गर्नेछ।हामी माइक्रोस्कोप मुनि फ्लेक्सहरू जाँच गर्छौं, विशेष फिल्टरहरूको सेट प्रयोग गरेर इपोक्सी रालमा फ्लोरोसेन्ट रंगहरूलाई उत्तेजित गर्न र अतिरिक्त संकेतहरू फिल्टर गर्न।यी छविहरूमा, कालो क्षेत्रहरूले समग्र कणहरू र अपरिचित सिमेन्ट कणहरू प्रतिनिधित्व गर्दछ।दुईको सच्छिद्रता मूलतः ०% हो।उज्यालो हरियो सर्कल पोरोसिटी हो (छिद्रता होइन), र पोरोसिटी मूलतः 100% हो।यी विशेषताहरू मध्ये एक दाग हरियो "पदार्थ" एक पेस्ट हो (चित्र 2)।कंक्रीटको w/cm र केशिका पोरोसिटी बढ्दै जाँदा, पेस्टको अद्वितीय हरियो रंग उज्यालो र उज्यालो हुन्छ (चित्र 3 हेर्नुहोस्)।
चित्र २. फ्लेक्सको फ्लोरोसेन्स माइक्रोग्राफ एकत्रित कणहरू, शून्यता (v) र पेस्ट देखाउँदै।तेर्सो क्षेत्र चौडाइ ~ 1.5 मिमी छ।Chunyu Qiao र DRP, एक ट्विनिङ कम्पनी
चित्र 3. फ्लेक्सको फ्लोरोसेन्स माइक्रोग्राफले w/cm बढ्दै जाँदा हरियो पेस्ट बिस्तारै उज्यालो हुँदै गइरहेको देखाउँछ।यी मिश्रणहरू वातित हुन्छन् र यसमा फ्लाई खरानी हुन्छ।Chunyu Qiao र DRP, एक ट्विनिङ कम्पनी
छवि विश्लेषणले छविहरूबाट मात्रात्मक डेटा निकाल्ने समावेश गर्दछ।यसलाई रिमोट सेन्सिङ माइक्रोस्कोपदेखि लिएर विभिन्न वैज्ञानिक क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ।डिजिटल छविमा प्रत्येक पिक्सेल अनिवार्य रूपमा डाटा पोइन्ट हुन्छ।यो विधिले हामीलाई यी छविहरूमा देखिएका विभिन्न हरियो चमक स्तरहरूमा संख्याहरू संलग्न गर्न अनुमति दिन्छ।विगत २० वर्षमा, डेस्कटप कम्प्युटिङ पावर र डिजिटल छवि अधिग्रहणमा क्रान्तिको साथ, छवि विश्लेषण अब एक व्यावहारिक उपकरण भएको छ जुन धेरै माइक्रोस्कोपिस्टहरू (कंक्रिट पेट्रोलोजिस्टहरू सहित) प्रयोग गर्न सक्छन्।हामी प्रायः स्लरीको केशिका पोरोसिटी मापन गर्न छवि विश्लेषण प्रयोग गर्छौं।समय बित्दै जाँदा, हामीले तलको चित्र (चित्र ४ र चित्र ५) मा देखाइए अनुसार w/cm र केशिका पोरोसिटी बीचको बलियो व्यवस्थित सांख्यिकीय सम्बन्ध रहेको फेला पार्यौं।
चित्र ४. पातलो खण्डहरूको फ्लोरोसेन्स माइक्रोग्राफबाट प्राप्त डाटाको उदाहरण।यो ग्राफले एकल फोटोमाइक्रोग्राफमा दिइएको ग्रे स्तरमा पिक्सेलको सङ्ख्या प्लट गर्छ।तीनवटा चुचुराहरू समुच्चय (सुन्तला वक्र), पेस्ट (खैरो क्षेत्र), र शून्य (टाढा दाँयामा भरिएको चुचुरा) सँग मेल खान्छ।पेस्टको वक्रले औसत छिद्र आकार र यसको मानक विचलन गणना गर्न अनुमति दिन्छ।Chunyu Qiao र DRP, ट्विनिङ कम्पनी चित्र 5. यो ग्राफले शुद्ध सिमेन्ट, फ्लाई ऐश सिमेन्ट, र प्राकृतिक पोजोलन बाइन्डरबाट बनेको मिश्रणमा w/cm औसत केशिका मापन र 95% आत्मविश्वास अन्तरालहरूको श्रृंखलालाई संक्षेप गर्दछ।Chunyu Qiao र DRP, एक ट्विनिङ कम्पनी
अन्तिम विश्लेषणमा, साइटमा रहेको कंक्रीटले मिक्स डिजाइन स्पेसिफिकेशनसँग मेल खान्छ भनेर प्रमाणित गर्न तीनवटा स्वतन्त्र परीक्षणहरू आवश्यक पर्दछ।जहाँसम्म सम्भव छ, सबै स्वीकृति मापदण्डहरू पूरा गर्ने नियुक्तिहरूबाट कोर नमूनाहरू प्राप्त गर्नुहोस्, साथै सम्बन्धित नियुक्तिहरूबाट नमूनाहरू।स्वीकृत लेआउटको कोरलाई नियन्त्रण नमूनाको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, र तपाइँ यसलाई सान्दर्भिक लेआउटको अनुपालन मूल्याङ्कन गर्न बेन्चमार्कको रूपमा प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ।
हाम्रो अनुभवमा, जब अभिलेख भएका इन्जिनियरहरूले यी परीक्षणहरूबाट प्राप्त डाटा देख्छन्, अन्य प्रमुख इन्जिनियरिङ विशेषताहरू (जस्तै कम्प्रेसिभ बल) पूरा भएमा तिनीहरू सामान्यतया प्लेसमेन्ट स्वीकार गर्छन्।w/cm र गठन कारक को मात्रात्मक मापन प्रदान गरेर, हामी प्रश्नमा रहेको मिश्रणमा गुणहरू छन् जुन राम्रो स्थायित्वमा अनुवाद हुनेछ भनेर प्रमाणित गर्न धेरै कार्यहरूका लागि तोकिएका परीक्षणहरूभन्दा बाहिर जान सक्छौं।
डेभिड रोथस्टेन, पीएचडी, पीजी, एफएसीआई डीआरपी, ए ट्विनिङ कम्पनीका प्रमुख लिथोग्राफर हुन्।उहाँसँग 25 वर्ष भन्दा बढी पेशेवर पेट्रोलोजिस्ट अनुभव छ र व्यक्तिगत रूपमा संसारभरि 2,000 भन्दा बढी परियोजनाहरूबाट 10,000 भन्दा बढी नमूनाहरू निरीक्षण गरेको छ।ट्विनिङ कम्पनी, DRP का प्रमुख वैज्ञानिक डा. चुन्यु क्याओ सिमेन्ट सामग्री र प्राकृतिक र प्रशोधित चट्टान उत्पादनहरूमा दश वर्षभन्दा बढी अनुभव भएका भूवैज्ञानिक र सामग्री वैज्ञानिक हुन्।उहाँको विशेषज्ञतामा कंक्रीटको स्थायित्व अध्ययन गर्न छवि विश्लेषण र फ्लोरोसेन्स माइक्रोस्कोपीको प्रयोग समावेश छ, डिसिङ लवण, क्षार-सिलिकन प्रतिक्रियाहरू, र फोहोर पानी प्रशोधन प्लान्टहरूमा रासायनिक आक्रमणबाट हुने क्षतिमा विशेष जोड दिएर।