Hormigoizko zoladuren kalitate-bermean izandako garapen berriek informazio garrantzitsua eman dezakete kalitateari, iraunkortasunari eta diseinu hibridoko kodeekin bat etortzeari buruz.
Hormigoizko zoladuraren eraikuntzan larrialdiak gerta daitezke, eta kontratistak bertan botatako hormigoiaren kalitatea eta iraunkortasuna egiaztatu behar ditu. Gertaera horien artean daude isurketa-prozesuan euripean egotea, sendatzeko konposatuak aplikatu ondoren, plastikozko uzkurdura eta pitzadurak isuri eta ordu gutxiren buruan, eta hormigoiaren testura eta sendatzeko arazoak. Erresistentzia-eskakizunak eta beste material-probak betetzen badira ere, ingeniariek zoladuraren piezak kendu eta ordezkatzea eska dezakete, in situ erabilitako materialek nahasketaren diseinu-zehaztapenak betetzen dituzten kezkatuta daudelako.
Kasu honetan, petrografiak eta beste proba-metodo osagarri batzuek (baina profesionalek) informazio garrantzitsua eman dezakete hormigoi-nahasteen kalitateari eta iraunkortasunari buruz, eta lan-espezifikazioak betetzen dituzten ala ez.
1. irudia. Hormigoi-pastaren fluoreszentzia-mikroskopio bidezko mikrografien adibideak 0,40 w/c-tan (goiko ezkerreko izkina) eta 0,60 w/c-tan (goiko eskuineko izkina). Beheko ezkerreko irudiak hormigoi-zilindro baten erresistentzia neurtzeko gailua erakusten du. Beheko eskuineko irudiak bolumen-erresistentziaren eta w/c-ren arteko erlazioa erakusten du. Chunyu Qiao eta DRP, Twining enpresa bat.
Abramen legea: "Hormigoi-nahaste baten konpresio-erresistentzia alderantziz proportzionala da ur-zementu erlazioarekiko".
Duff Abrams irakasleak lehen aldiz deskribatu zuen ur-zementu erlazioaren (w/c) eta konpresio-erresistentziaren arteko erlazioa 1918an [1], eta gaur egun Abramen legea deitzen dena formulatu zuen: "Hormigoiaren konpresio-erresistentzia Ur/zementu erlazioa". Konpresio-erresistentzia kontrolatzeaz gain, ur-zementu erlazioa (w/cm) lehenesten da orain, Portland zementua zementuzko material osagarriekin ordezkatzea onartzen duelako, hala nola errauts hegalariak eta zepak. Hormigoiaren iraunkortasunaren parametro gakoa ere bada. Ikerketa askok erakutsi dute ~0,45 baino w/cm txikiagoa duten hormigoi nahasteak iraunkorrak direla ingurune oldarkorretan, hala nola izozte-urtze zikloei izoztearen gatzekin edo lurzoruan sulfato kontzentrazio handia dagoen eremuetan.
Kapilar poroak zementu-lohiaren berezko zati bat dira. Zementuaren hidratazio-produktuen eta lehen urez beteta zeuden zementu-partikula hidratatuen arteko espazioa dira. [2] Kapilar poroak askoz finagoak dira harrapatutako edo eramaten diren poroak baino, eta ez dira haiekin nahastu behar. Kapilar poroak konektatuta daudenean, kanpoko inguruneko fluidoak orearen bidez migratu dezake. Fenomeno horri penetrazioa deitzen zaio, eta minimizatu egin behar da iraunkortasuna bermatzeko. Hormigoi-nahaste iraunkorraren mikroegitura da poroak segmentatuta daudela, konektatuta baino. Hau gertatzen da w/cm-ko erlazioa ~0,45 baino txikiagoa denean.
Hormigoi gogortuaren w/cm-ko erlazioa zehaztasunez neurtzea oso zaila den arren, metodo fidagarri batek kalitatea bermatzeko tresna garrantzitsua eman dezake in situ hormigoi gogortua ikertzeko. Fluoreszentzia mikroskopiak irtenbide bat eskaintzen du. Honela funtzionatzen du.
Fluoreszentzia mikroskopia materialen xehetasunak argitzeko epoxi erretxina eta koloratzaile fluoreszenteak erabiltzen dituen teknika bat da. Medikuntzan erabiltzen da gehienbat, eta aplikazio garrantzitsuak ditu materialen zientzian ere. Metodo honen aplikazio sistematikoa hormigoian duela ia 40 urte hasi zen Danimarkan [3]; 1991n estandarizatu zen herrialde nordikoetan hormigoi gogortuaren w/c kalkulatzeko, eta 1999an eguneratu zen [4].
Zementuzko materialen (hau da, hormigoia, morteroa eta juntura) w/cm-ko proportzioa neurtzeko, epoxi fluoreszentea erabiltzen da 25 mikra edo 1/1000 hazbeteko lodierako sekzio mehe edo hormigoi bloke bat egiteko (2. irudia). Prozesuak honako hau dakar: hormigoi nukleoa edo zilindroa hormigoi bloke lauetan mozten da (hutsuneak deiturikoak), gutxi gorabehera 25 x 50 mm-ko (1 x 2 hazbete) azalerarekin. Hutsuneak beirazko portaobjektu bati itsasten zaio, huts-ganbera batean jartzen da, eta epoxi erretxina sartzen da hutsean. w/cm-ko proportzioa handitzen den heinean, konektibitatea eta poro kopurua handituko dira, beraz, epoxi gehiago sartuko da pastara. Malutak mikroskopiopean aztertzen ditugu, iragazki berezi multzo bat erabiliz epoxi erretxinaren koloratzaile fluoreszenteak kitzikatzeko eta gehiegizko seinaleak iragazteko. Irudi hauetan, eremu beltzek agregatu partikulak eta hidratatu gabeko zementu partikulak adierazten dituzte. Bien porositatea funtsean % 0koa da. Zirkulu berde distiratsua porositatea da (ez porositatea), eta porositatea funtsean % 100ekoa. Ezaugarri horietako bat "Substantzia" berde orbanduna pasta bat da (2. irudia). Hormigoiaren w/cm-ko porositatea eta kapilaritate porositatea handitzen diren heinean, pastaren kolore berde berezia gero eta distiratsuagoa bihurtzen da (ikus 3. irudia).
2. irudia. Malutak fluoreszentzia-mikrografian, partikula agregatuak, hutsuneak (v) eta pasta erakusten dira. Eremu horizontalaren zabalera ~ 1,5 mm da. Chunyu Qiao eta DRP, Twining enpresa bat.
3. irudia. Malutak fluoreszentzia bidezko mikrografiek erakusten dute w/cm handitzen den heinean, pasta berdea pixkanaka distiratsuagoa bihurtzen dela. Nahaste hauek aireztatuta daude eta errauts hegalariak dituzte. Chunyu Qiao eta DRP, Twining enpresa bat
Irudien analisiak irudietatik datu kuantitatiboak ateratzea dakar. Zientzia arlo askotan erabiltzen da, urrutiko detekzio mikroskopiotik hasi eta. Irudi digital bateko pixel bakoitza funtsean datu-puntu bihurtzen da. Metodo honek irudi hauetan ikusten diren berde distira maila desberdinei zenbakiak eransteko aukera ematen digu. Azken 20 urteotan gutxi gorabehera, mahaigaineko ordenagailuen potentziaren eta irudi digitalen eskurapenaren iraultzarekin, irudien analisia mikroskopista askok (hormigoi petrologoak barne) erabil dezaketen tresna praktiko bihurtu da. Askotan irudien analisia erabiltzen dugu lohiaren kapilar porositatea neurtzeko. Denborarekin, ikusi dugu w/cm-ren eta kapilar porositatearen artean korrelazio estatistiko sistematiko sendoa dagoela, hurrengo irudian ikusten den bezala (4. eta 5. irudia).
4. irudia. Sekzio meheen fluoreszentzia mikrografietatik lortutako datuen adibidea. Grafiko honek fotomikrografia bakarrean gris maila jakin batean dauden pixel kopurua erakusten du. Hiru gailurrak agregatuei (kurba laranja), oreari (eremu grisa) eta hutsuneari (eskuineko muturreko gailurra) dagozkie. Pastaren kurbak batez besteko poroen tamaina eta bere desbideratze estandarra kalkulatzeko aukera ematen du. Chunyu Qiao eta DRP, Twining Company. 5. irudia. Grafiko honek zementu puruz, errauts hegalari zementuz eta puzzolan aglutinatzaile naturalaz osatutako nahasketan w/cm-ko batez besteko kapilar neurketen serie bat eta % 95eko konfiantza tarteak laburbiltzen ditu. Chunyu Qiao eta DRP, Twining Company bat.
Azken analisi batean, hiru proba independente behar dira obrako hormigoiak nahasketaren diseinuaren zehaztapenarekin bat datorrela frogatzeko. Ahal den neurrian, lortu onarpen irizpide guztiak betetzen dituzten kokapenetatik lagin nagusiak, baita kokapen erlazionatuetatik ere. Onartutako diseinuaren lagina kontrol lagin gisa erabil daiteke, eta erreferentzia gisa erabil dezakezu dagokion diseinuaren betetzea ebaluatzeko.
Gure esperientzian, erregistroak dituzten ingeniariek proba hauetatik lortutako datuak ikusten dituztenean, normalean kokapena onartzen dute beste ingeniaritza-ezaugarri gako batzuk (konpresio-erresistentzia, adibidez) betetzen badira. w/cm-ko eta eraketa-faktorearen neurketa kuantitatiboak emanez, lan askotarako zehaztutako proben haratago joan gaitezke, nahasketa horrek iraunkortasun ona ekarriko duten propietateak dituela frogatzeko.
David Rothstein, doktorea, PG, FACI, DRP, Twining Company-ko litografo nagusia da. 25 urte baino gehiagoko esperientzia du petrologo gisa eta mundu osoko 2.000 proiektu baino gehiagotako 10.000 lagin baino gehiago ikuskatu ditu pertsonalki. Chunyu Qiao doktorea, DRP, Twining Company-ko zientzialari nagusia, geologoa eta materialen zientzialaria da, hamar urte baino gehiagoko esperientzia duena zementuzko materialetan eta arroka produktu natural eta prozesatuetan. Bere espezializazio-arloan irudien analisia eta fluoreszentzia mikroskopia erabiltzen ditu hormigoiaren iraunkortasuna aztertzeko, bereziki izotz-gabetze gatzak, alkali-silizio erreakzioak eta hondakin-uren araztegietan eraso kimikoek eragindako kalteetan arreta jarriz.
Argitaratze data: 2021eko irailaren 7a