పెట్రోగ్రఫీ మరియు ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోస్కోప్ ఉపయోగించి కాంక్రీట్ పేవ్‌మెంట్ మిక్స్ డిజైన్ యొక్క నాణ్యత హామీలో పురోగతి.

కాంక్రీట్ పేవ్‌మెంట్‌ల నాణ్యత హామీలో కొత్త పరిణామాలు నాణ్యత, మన్నిక మరియు హైబ్రిడ్ డిజైన్ కోడ్‌లకు అనుగుణంగా ఉండటం గురించి ముఖ్యమైన సమాచారాన్ని అందించగలవు.
కాంక్రీట్ పేవ్‌మెంట్ నిర్మాణంలో అత్యవసర పరిస్థితులు తలెత్తవచ్చు మరియు కాంట్రాక్టర్ కాస్ట్-ఇన్-ప్లేస్ కాంక్రీటు నాణ్యత మరియు మన్నికను ధృవీకరించాలి. ఈ సంఘటనలలో పోయడం ప్రక్రియలో వర్షానికి గురికావడం, క్యూరింగ్ సమ్మేళనాలను వేసిన తర్వాత, పోసిన కొన్ని గంటల్లోనే ప్లాస్టిక్ కుంచించుకుపోవడం మరియు పగుళ్లు ఏర్పడటం మరియు కాంక్రీట్ టెక్స్చరింగ్ మరియు క్యూరింగ్ సమస్యలు ఉన్నాయి. బలం అవసరాలు మరియు ఇతర మెటీరియల్ పరీక్షలు నెరవేరినప్పటికీ, ఇంజనీర్లు పేవ్‌మెంట్ భాగాలను తొలగించి భర్తీ చేయవలసి రావచ్చు ఎందుకంటే ఇన్-సిటు మెటీరియల్స్ మిక్స్ డిజైన్ స్పెసిఫికేషన్‌లకు అనుగుణంగా ఉన్నాయా లేదా అనే దాని గురించి వారు ఆందోళన చెందుతారు.
ఈ సందర్భంలో, పెట్రోగ్రఫీ మరియు ఇతర పరిపూరక (కానీ ప్రొఫెషనల్) పరీక్షా పద్ధతులు కాంక్రీట్ మిశ్రమాల నాణ్యత మరియు మన్నిక మరియు అవి పని నిర్దేశాలకు అనుగుణంగా ఉన్నాయా లేదా అనే దాని గురించి ముఖ్యమైన సమాచారాన్ని అందించగలవు.
చిత్రం 1. 0.40 w/c (ఎగువ ఎడమ మూల) మరియు 0.60 w/c (ఎగువ కుడి మూల) వద్ద కాంక్రీట్ పేస్ట్ యొక్క ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోస్కోప్ మైక్రోగ్రాఫ్‌ల ఉదాహరణలు. దిగువ ఎడమ బొమ్మ కాంక్రీట్ సిలిండర్ యొక్క రెసిటివిటీని కొలిచే పరికరాన్ని చూపిస్తుంది. దిగువ కుడి బొమ్మ వాల్యూమ్ రెసిటివిటీ మరియు w/c మధ్య సంబంధాన్ని చూపిస్తుంది. చున్యు క్వియావో మరియు DRP, ఒక ట్వినింగ్ కంపెనీ.
అబ్రామ్ నియమం: "కాంక్రీట్ మిశ్రమం యొక్క సంపీడన బలం దాని నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది."
ప్రొఫెసర్ డఫ్ అబ్రమ్స్ మొదట 1918లో నీటి-సిమెంట్ నిష్పత్తి (w/c) మరియు సంపీడన బలం మధ్య సంబంధాన్ని వివరించారు [1] మరియు ఇప్పుడు అబ్రామ్ చట్టం అని పిలువబడే దానిని రూపొందించారు: “కాంక్రీట్ యొక్క సంపీడన బలం నీరు/సిమెంట్ నిష్పత్తి.” సంపీడన బలాన్ని నియంత్రించడంతో పాటు, నీటి సిమెంట్ నిష్పత్తి (w/cm) ఇప్పుడు అనుకూలంగా ఉంది ఎందుకంటే ఇది పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్‌ను ఫ్లై యాష్ మరియు స్లాగ్ వంటి అనుబంధ సిమెంటింగ్ పదార్థాలతో భర్తీ చేయడాన్ని గుర్తిస్తుంది. ఇది కాంక్రీట్ మన్నికకు కీలకమైన పరామితి కూడా. ~0.45 కంటే తక్కువ w/cm ఉన్న కాంక్రీట్ మిశ్రమాలు దూకుడు వాతావరణాలలో మన్నికగా ఉంటాయని అనేక అధ్యయనాలు చూపించాయి, ఉదాహరణకు డీసింగ్ లవణాలతో ఫ్రీజ్-థా సైకిల్స్‌కు గురయ్యే ప్రాంతాలు లేదా నేలలో సల్ఫేట్ అధిక సాంద్రత ఉన్న ప్రాంతాలు.
కేశనాళిక రంధ్రాలు సిమెంట్ స్లర్రీలో అంతర్లీనంగా ఉంటాయి. అవి సిమెంట్ హైడ్రేషన్ ఉత్పత్తులు మరియు ఒకప్పుడు నీటితో నిండిన అన్‌హైడ్రేటెడ్ సిమెంట్ కణాల మధ్య ఖాళీని కలిగి ఉంటాయి. [2] కేశనాళిక రంధ్రాలు ప్రవేశించిన లేదా చిక్కుకున్న రంధ్రాల కంటే చాలా సూక్ష్మంగా ఉంటాయి మరియు వాటితో గందరగోళం చెందకూడదు. కేశనాళిక రంధ్రాలు అనుసంధానించబడినప్పుడు, బాహ్య వాతావరణం నుండి ద్రవం పేస్ట్ ద్వారా వలసపోతుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని చొచ్చుకుపోవడం అంటారు మరియు మన్నికను నిర్ధారించడానికి తగ్గించాలి. మన్నికైన కాంక్రీట్ మిశ్రమం యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం ఏమిటంటే, రంధ్రాలు కనెక్ట్ కాకుండా విభజించబడతాయి. ఇది cm2 ~0.45 కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు జరుగుతుంది.
గట్టిపడిన కాంక్రీటు యొక్క w/cm ని ఖచ్చితంగా కొలవడం చాలా కష్టం అయినప్పటికీ, గట్టిపడిన కాస్ట్-ఇన్-ప్లేస్ కాంక్రీటును పరిశోధించడానికి ఒక నమ్మకమైన పద్ధతి ఒక ముఖ్యమైన నాణ్యత హామీ సాధనాన్ని అందిస్తుంది. ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోస్కోపీ ఒక పరిష్కారాన్ని అందిస్తుంది. ఇది ఇలా పనిచేస్తుంది.
ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోస్కోపీ అనేది ఎపాక్సీ రెసిన్ మరియు ఫ్లోరోసెంట్ రంగులను ఉపయోగించి పదార్థాల వివరాలను ప్రకాశవంతం చేసే ఒక సాంకేతికత. ఇది వైద్య శాస్త్రాలలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఇది పదార్థ శాస్త్రంలో కూడా ముఖ్యమైన అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది. కాంక్రీటులో ఈ పద్ధతి యొక్క క్రమబద్ధమైన అనువర్తనం దాదాపు 40 సంవత్సరాల క్రితం డెన్మార్క్‌లో ప్రారంభమైంది [3]; గట్టిపడిన కాంక్రీటు యొక్క సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి 1991లో నార్డిక్ దేశాలలో దీనిని ప్రామాణీకరించారు మరియు 1999లో నవీకరించబడింది [4].
సిమెంట్ ఆధారిత పదార్థాల (అంటే కాంక్రీటు, మోర్టార్ మరియు గ్రౌటింగ్) w/cmని కొలవడానికి, ఫ్లోరోసెంట్ ఎపాక్సీని సుమారు 25 మైక్రాన్లు లేదా 1/1000 అంగుళాల మందం కలిగిన సన్నని విభాగం లేదా కాంక్రీట్ బ్లాక్‌ను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు (చిత్రం 2). ఈ ప్రక్రియలో కాంక్రీట్ కోర్ లేదా సిలిండర్‌ను సుమారు 25 x 50 mm (1 x 2 అంగుళాలు) విస్తీర్ణంలో ఫ్లాట్ కాంక్రీట్ బ్లాక్‌లుగా (ఖాళీలు అని పిలుస్తారు) కత్తిరించబడుతుంది. ఖాళీని ఒక గాజు స్లయిడ్‌కు అతికించి, వాక్యూమ్ చాంబర్‌లో ఉంచుతారు మరియు వాక్యూమ్ కింద ఎపాక్సీ రెసిన్ ప్రవేశపెట్టబడుతుంది. w/cm పెరిగేకొద్దీ, కనెక్టివిటీ మరియు రంధ్రాల సంఖ్య పెరుగుతుంది, కాబట్టి ఎక్కువ ఎపాక్సీ పేస్ట్‌లోకి చొచ్చుకుపోతుంది. ఎపాక్సీ రెసిన్‌లోని ఫ్లోరోసెంట్ రంగులను ఉత్తేజపరిచేందుకు మరియు అదనపు సంకేతాలను ఫిల్టర్ చేయడానికి ప్రత్యేక ఫిల్టర్‌ల సమితిని ఉపయోగించి మేము సూక్ష్మదర్శిని కింద రేకులను పరిశీలిస్తాము. ఈ చిత్రాలలో, నల్లని ప్రాంతాలు సముదాయ కణాలు మరియు హైడ్రేటెడ్ కాని సిమెంట్ కణాలను సూచిస్తాయి. రెండింటి యొక్క సచ్ఛిద్రత ప్రాథమికంగా 0%. ప్రకాశవంతమైన ఆకుపచ్చ వృత్తం సచ్ఛిద్రత (సచ్ఛిద్రత కాదు), మరియు సచ్ఛిద్రత ప్రాథమికంగా 100%. ఈ లక్షణాలలో ఒకటి మచ్చల ఆకుపచ్చ "పదార్థం" ఒక పేస్ట్ (చిత్రం 2). కాంక్రీటు యొక్క w/cm మరియు కేశనాళిక సచ్ఛిద్రత పెరిగేకొద్దీ, పేస్ట్ యొక్క ప్రత్యేకమైన ఆకుపచ్చ రంగు ప్రకాశవంతంగా మరియు ప్రకాశవంతంగా మారుతుంది (చిత్రం 3 చూడండి).
చిత్రం 2. సమిష్టి కణాలు, శూన్యాలు (v) మరియు పేస్ట్‌ను చూపించే రేకుల ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోగ్రాఫ్. క్షితిజ సమాంతర క్షేత్ర వెడల్పు ~ 1.5 మిమీ. చున్యు క్వియావో మరియు DRP, ఒక ట్వినింగ్ కంపెనీ.
చిత్రం 3. రేకుల ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోగ్రాఫ్‌లు w/cm పెరిగేకొద్దీ, ఆకుపచ్చ పేస్ట్ క్రమంగా ప్రకాశవంతంగా మారుతుందని చూపిస్తుంది. ఈ మిశ్రమాలు గాలితో నిండి ఉంటాయి మరియు ఫ్లై యాష్‌ను కలిగి ఉంటాయి. చున్యు క్వియావో మరియు DRP, ఒక ట్వినింగ్ కంపెనీ.
చిత్ర విశ్లేషణలో చిత్రాల నుండి పరిమాణాత్మక డేటాను సంగ్రహించడం జరుగుతుంది. ఇది రిమోట్ సెన్సింగ్ మైక్రోస్కోప్ నుండి అనేక విభిన్న శాస్త్రీయ రంగాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. డిజిటల్ ఇమేజ్‌లోని ప్రతి పిక్సెల్ తప్పనిసరిగా డేటా పాయింట్‌గా మారుతుంది. ఈ పద్ధతి ఈ చిత్రాలలో కనిపించే వివిధ ఆకుపచ్చ ప్రకాశం స్థాయిలకు సంఖ్యలను అటాచ్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. గత 20 సంవత్సరాలుగా, డెస్క్‌టాప్ కంప్యూటింగ్ శక్తి మరియు డిజిటల్ ఇమేజ్ సముపార్జనలో విప్లవంతో, చిత్ర విశ్లేషణ ఇప్పుడు చాలా మంది మైక్రోస్కోపిస్టులు (కాంక్రీట్ పెట్రోలాజిస్టులతో సహా) ఉపయోగించగల ఆచరణాత్మక సాధనంగా మారింది. స్లర్రీ యొక్క కేశనాళిక సచ్ఛిద్రతను కొలవడానికి మేము తరచుగా చిత్ర విశ్లేషణను ఉపయోగిస్తాము. కాలక్రమేణా, కింది చిత్రంలో చూపిన విధంగా w/cm మరియు కేశనాళిక సచ్ఛిద్రత మధ్య బలమైన క్రమబద్ధమైన గణాంక సహసంబంధం ఉందని మేము కనుగొన్నాము (చిత్రం 4 మరియు చిత్రం 5).
చిత్రం 4. సన్నని విభాగాల ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోగ్రాఫ్‌ల నుండి పొందిన డేటా యొక్క ఉదాహరణ. ఈ గ్రాఫ్ ఒకే ఫోటోమైక్రోగ్రాఫ్‌లో ఇచ్చిన బూడిద స్థాయిలో పిక్సెల్‌ల సంఖ్యను ప్లాట్ చేస్తుంది. మూడు శిఖరాలు అగ్రిగేట్‌లు (నారింజ వక్రత), పేస్ట్ (బూడిద ప్రాంతం) మరియు శూన్యత (కుడి వైపున పూరించని శిఖరం) కు అనుగుణంగా ఉంటాయి. పేస్ట్ యొక్క వక్రత సగటు రంధ్ర పరిమాణం మరియు దాని ప్రామాణిక విచలనాన్ని లెక్కించడానికి అనుమతిస్తుంది. చున్యు క్వియావో మరియు DRP, ట్వినింగ్ కంపెనీ చిత్రం 5. ఈ గ్రాఫ్ స్వచ్ఛమైన సిమెంట్, ఫ్లై యాష్ సిమెంట్ మరియు సహజ పోజోలాన్ బైండర్‌తో కూడిన మిశ్రమంలో w/cm సగటు కేశనాళిక కొలతలు మరియు 95% విశ్వాస విరామాలను సంగ్రహిస్తుంది. చున్యు క్వియావో మరియు DRP, ట్వినింగ్ కంపెనీ
తుది విశ్లేషణలో, ఆన్-సైట్ కాంక్రీటు మిక్స్ డిజైన్ స్పెసిఫికేషన్‌కు అనుగుణంగా ఉందని నిరూపించడానికి మూడు స్వతంత్ర పరీక్షలు అవసరం. సాధ్యమైనంతవరకు, అన్ని అంగీకార ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉండే ప్లేస్‌మెంట్‌ల నుండి కోర్ నమూనాలను, అలాగే సంబంధిత ప్లేస్‌మెంట్‌ల నుండి నమూనాలను పొందండి. ఆమోదించబడిన లేఅవుట్ నుండి కోర్‌ను నియంత్రణ నమూనాగా ఉపయోగించవచ్చు మరియు సంబంధిత లేఅవుట్ యొక్క సమ్మతిని అంచనా వేయడానికి మీరు దానిని బెంచ్‌మార్క్‌గా ఉపయోగించవచ్చు.
మా అనుభవంలో, రికార్డులు ఉన్న ఇంజనీర్లు ఈ పరీక్షల నుండి పొందిన డేటాను చూసినప్పుడు, ఇతర కీలక ఇంజనీరింగ్ లక్షణాలు (కంప్రెసివ్ బలం వంటివి) నెరవేరితే వారు సాధారణంగా ప్లేస్‌మెంట్‌ను అంగీకరిస్తారు. w/cm మరియు నిర్మాణ కారకం యొక్క పరిమాణాత్మక కొలతలను అందించడం ద్వారా, ప్రశ్నలోని మిశ్రమం మంచి మన్నికగా అనువదించే లక్షణాలను కలిగి ఉందని నిరూపించడానికి మేము అనేక పనుల కోసం పేర్కొన్న పరీక్షలను దాటి వెళ్ళవచ్చు.
డేవిడ్ రోత్‌స్టెయిన్, Ph.D., PG, FACI, DRP, A Twining కంపెనీకి చీఫ్ లిథోగ్రాఫర్. ఆయనకు 25 సంవత్సరాలకు పైగా ప్రొఫెషనల్ పెట్రోలాజిస్ట్ అనుభవం ఉంది మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా 2,000 కంటే ఎక్కువ ప్రాజెక్టుల నుండి 10,000 కంటే ఎక్కువ నమూనాలను వ్యక్తిగతంగా పరిశీలించారు. DRP, Twining కంపెనీకి చెందిన ప్రధాన శాస్త్రవేత్త డాక్టర్ చున్యు క్వియావో, సిమెంటింగ్ పదార్థాలు మరియు సహజ మరియు ప్రాసెస్ చేయబడిన రాతి ఉత్పత్తులలో పది సంవత్సరాలకు పైగా అనుభవం ఉన్న భూవిజ్ఞాన శాస్త్రవేత్త మరియు పదార్థాల శాస్త్రవేత్త. కాంక్రీటు యొక్క మన్నికను అధ్యయనం చేయడానికి ఇమేజ్ విశ్లేషణ మరియు ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోస్కోపీని ఉపయోగించడం అతని నైపుణ్యంలో ఉంది, ప్రత్యేక ప్రాధాన్యతను డీసింగ్ లవణాలు, క్షార-సిలికాన్ ప్రతిచర్యలు మరియు వ్యర్థ జల శుద్ధి కర్మాగారాలలో రసాయన దాడి వల్ల కలిగే నష్టంపై ఉంచుతుంది.