コンクリート舗装の品質保証の新しい開発は、品質、耐久性、ハイブリッド設計コードのコンプライアンスに関する重要な情報を提供できます。
コンクリート舗装の建設は緊急事態を見ることができ、請負業者は鋳造地コンクリートの品質と耐久性を検証する必要があります。これらのイベントには、注入プロセス中の雨への曝露、硬化化合物の硬化後のアプリケーション、注入後数時間以内のプラスチックの収縮および割れ時間、およびコンクリートのテクスチャリングと硬化の問題が含まれます。強度の要件やその他の材料テストが満たされていても、エンジニアは、インシトゥ材料がミックスデザインの仕様を満たしているかどうかを心配しているため、舗装部品の除去と交換を必要とする場合があります。
この場合、岩石学およびその他の補完的な（ただし専門的な）テスト方法は、コンクリート混合物の品質と耐久性、および作業仕様を満たしているかどうかに関する重要な情報を提供できます。
図1。0.40w/c（左上隅）および0.60 w/c（右上隅）のコンクリートペーストの蛍光顕微鏡顕微鏡写真の例。左下の図は、コンクリートシリンダーの抵抗率を測定するためのデバイスを示しています。右下の図は、体積抵抗率とw/cの関係を示しています。チューニュQiaoとDRP、Twining Company
エイブラムの法則：「コンクリート混合物の圧縮強度は、水セメント比に反比例します。」
ダフ・エイブラムス教授は、1918年の水セメント比（w/c）と圧縮強度の関係を最初に説明し[1]、現在アブラムの法則と呼ばれるものを策定しました。「コンクリート水/セメント比の圧縮強度」。圧縮強度の制御に加えて、ポートランドセメントのフライアッシュやスラグなどの補足セメント材料を置き換えることを認識するため、水セメント比（w/cm）が好まれています。また、具体的な耐久性の重要なパラメーターでもあります。多くの研究では、〜0.45未満のw/cmのコンクリート混合物は、塩塩の凍結融解サイクルにさらされた領域や、土壌中に高濃度の硫酸塩がある領域など、積極的な環境で耐久性があることが示されています。
毛細血管は、セメントスラリーの固有の部分です。それらは、かつて水で満たされていたセメント水和生成物と凍水セメント粒子との間の空間で構成されています。 [2]毛細血管の毛穴は、同伴または閉じ込められた毛穴よりもはるかに細かく、それらと混同しないでください。毛細血管の毛穴が接続されると、外部環境からの液体がペーストを介して移動する可能性があります。この現象は浸透と呼ばれ、耐久性を確保するために最小限に抑える必要があります。耐久性のあるコンクリート混合物の微細構造は、細孔が接続されるのではなくセグメント化されていることです。これは、w/cmが約0.45未満の場合に発生します。
硬化コンクリートのw/cmを正確に測定することは困難であることで有名ですが、信頼できる方法は、硬化した場所のコンクリートを調査するための重要な品質保証ツールを提供できます。蛍光顕微鏡検査は解決策を提供します。これが機能する方法です。
蛍光顕微鏡は、エポキシ樹脂と蛍光色素を使用して材料の詳細を照らす手法です。医学科学で最も一般的に使用されており、材料科学にも重要なアプリケーションがあります。コンクリートでのこの方法の体系的な適用は、ほぼ40年前にデンマークで始まりました[3]。硬化コンクリートのw/cを推定するために1991年に北欧諸国で標準化され、1999年に更新されました[4]。
セメントベースの材料（コンクリート、モルタル、グラウトなどのw/cmを測定するために、蛍光エポキシを使用して、厚さ約25ミクロンまたは1/1000インチの薄いセクションまたはコンクリートブロックを作成します（図2）。このプロセスでは、コンクリートコアまたはシリンダーが平らなコンクリートブロック（ブランクと呼ばれる）にカットされ、面積は約25 x 50 mm（1 x 2インチ）です。空白はガラススライドに接着され、真空チャンバーに配置され、エポキシ樹脂が真空下で導入されます。 w/cmが増加すると、毛穴の接続性と数が増加するため、エポキシが増加します。特別なフィルターのセットを使用して、エポキシ樹脂の蛍光色素を興奮させ、余分な信号を除外します。これらの画像では、黒い領域は凝集した粒子と非水密なセメント粒子を表しています。 2つの気孔率は基本的に0％です。明るい緑色の円は多孔度（多孔性ではありません）であり、多孔度は基本的に100％です。これらの機能の1つは、斑点のある緑の「物質」がペーストです（図2）。コンクリートのw/cmと毛細血管の多孔性が増加すると、ペーストのユニークな緑色がより明るく明るくなります（図3を参照）。
図2。凝集した粒子、ボイド（v）、貼り付けを示すフレークの蛍光顕微鏡写真。水平フィールド幅は約1.5 mmです。チューニュQiaoとDRP、Twining Company
図3。フレークの蛍光顕微鏡写真は、w/cmが増加すると、緑のペーストが徐々に明るくなることを示しています。これらの混合物は通気され、フライアッシュが含まれています。チューニュQiaoとDRP、Twining Company
画像分析には、画像から定量的データを抽出することが含まれます。リモートセンシング顕微鏡から、さまざまな科学分野で使用されています。デジタル画像の各ピクセルは、基本的にデータポイントになります。この方法により、これらの画像に見られるさまざまな緑色の輝度レベルに数字を添付できます。過去20年ほどにわたって、デスクトップコンピューティングパワーとデジタルイメージの獲得に革命を起こしたことで、画像分析は現在、多くの顕微鏡学者（具体的な岩石学者を含む）が使用できる実用的なツールになりました。画像分析を使用して、スラリーの毛細血管の多孔性を測定します。時間が経つにつれて、次の図（図4および図5）に示すように、w/cmと毛細血管の多孔性の間には強い系統的統計的相関があることがわかりました。
図4。薄切片の蛍光顕微鏡写真から得られたデータの例。このグラフは、単一の顕微鏡写真で特定のグレーレベルでピクセル数をプロットします。 3つのピークは、凝集体（オレンジカーブ）、ペースト（灰色の領域）、およびボイド（右端の未使用ピーク）に対応します。ペーストの曲線により、平均細孔サイズと標準偏差を計算できます。 Twining Company図5のChunyu QiaoとDRP。このグラフは、純粋なセメント、フライアッシュセメント、天然ポゾランバインダーで構成される混合物の一連のw/cm平均毛細血管測定と95％の信頼区間を要約しています。チューニュQiaoとDRP、Twining Company
最終分析では、オンサイトのコンクリートがミックスデザインの仕様に準拠していることを証明するために、3つの独立したテストが必要です。可能な限り、すべての受け入れ基準を満たす配置からコアサンプルを取得し、関連する配置からサンプルを取得します。受け入れられているレイアウトのコアは、コントロールサンプルとして使用でき、関連するレイアウトのコンプライアンスを評価するためのベンチマークとして使用できます。
私たちの経験では、記録を持つエンジニアがこれらのテストから得られたデータを見ると、通常、他の主要なエンジニアリング特性（圧縮強度など）が満たされている場合、配置を受け入れます。 w/cmと形成因子の定量的測定を提供することにより、多くのジョブに指定されたテストを超えて、問題の混合物が良好な耐久性に変換される特性を持っていることを証明することができます。
David Rothstein、Ph.D.、PG、FACIは、Twining CompanyのDRPのチーフリトグラファーです。彼は25年以上の専門的な岩石学者の経験を持ち、世界中の2,000を超えるプロジェクトから10,000を超えるサンプルを個人的に検査しました。 Twining CompanyであるDRPの主任科学者であるChunyu Qiao博士は、地質学者および材料科学者であり、材料と自然および加工された岩石製品のセメントで10年以上の経験があります。彼の専門知識には、画像分析と蛍光顕微鏡検査の使用が含まれており、コンクリートの耐久性を研究し、排水処理プラントでの除酸、アルカリシリコン反応、化学攻撃によって引き起こされる損傷に特に重点を置いています。
投稿時間：Sep-07-2021