طیف نگاری بتن چیست؟
بیایید یک مرور کلی بر مفهوم طیف نگاری داشته باشیم. طیف سنجی مجموعه‌ای از روشهای تحلیلی را پوشش می‌دهد. این تکنیک شامل تقسیم نور (به طور دقیق تر، تابش الکترومغناطیسی) به طول موج‌های تشکیل دهندۀ آن است که در غیر این صورت به عنوان طیف شناخته می‌شود. این تکنیک مشابه منشوری است که نور را به رنگین‌کمان تقسیم می‌کند، اما طیف تولیدشده به طور کلی بیشتر از یک رنگین‌کمان ساده از رنگ‌هاست. این مطالعه برهمکنش بین ماده و تابش الکترومغناطیسی است.
در گذشته طیف‌سنجی با استفاده از منشور و صفحات عکاسی انجام می‌شد؛ در حالی که روشهای طیف‌سنجی امروزی از توری‌های پراش برای پراکندگی نور استفاده می‌کنند. سپس روی دستگاه‌های شارژ شده (CCD) که مشابه دستگاه‌های به کار رفته در دوربین‌های دیجیتال هستند، پخش می‌شود. در این روش طیف‌های دوبعدی را می‌توان از قالب دیجیتال استخراج کرد، تا یک طیف تک‌بعدی تولید کند که اطلاعات مرتبطی دربارۀ مولکول یا اتم مورد تجزیه و تحلیل ارائه می‌دهد.
چندین تکنیک طیف نگاری مدرن وجود دارد که در بسیاری از مطالعات علمی در چندین صنعت و رشته علمی به کار می‌رود. اینها شامل طیف نگاری اتمی، طیف نگاری اشعه ایکس و فلورسانس اشعه ایکس، طیف نگاری رامان، طیف نگاری تشدید هسته‌ای (NMR)، طیف سنجی از دست دادن انرژی الکترون، طیف نگاری تونل روبشی، اسپکتروفتومتری و بسیاری دیگر است.
روش طیف نگاری بتن برای تعیین GGBS چگونه است؟
در بخش پیشین با مفهوم کلی طیف نگاری آشنا شدیم. اما در این قسمت قصد داریم روشهای انجام طیف نگاری بتن در تعیین GGBS را بررسی کنیم. اولین کاری که در این تکنیک انجام می‌شود، تبدیل بتن سخت شده به قطعات باریک است. تا بتوان با استفاده از میکروسکوپ، مقدار آب موجود در بتن نسبت به سایر مواد را به دست آورد. برای به دست آوردن نسبت‌های حجمی سنگدانه و مواد چسباننده و تعیین حفره می‌بایست قطعه مورد نظر را روی یک صفحه قرار داد و با روشهای استاندارد بع شمارش این موارد پرداخت.
نکته لازم به ذکر این است که از میکروسکوپی که مجهز به تکنولوژی میکرو آنالیز اشعه ایکس است، استفاده شود. تمام این اطلاعات به دست آمده به وسیلۀ مشاهدات و طیف نگاری با میکرو پروب الکترونیکی واکاوی می‌شود.
و نسبت Al2O3 / (Al2O3 + CaO) به معنای طیف میان سیمان و GGBS است. و بعد از آن به ترتیب نسبت آب به چسباننده و نسبت حجمی خمیر و خلا سنگدانه نیز تعیین می‌شود. این عملیات باعث دقت در انجام آزمایش‌های نمونه‌ها از نظر وزن و چگالی می‌شود.
نتیجه این روش، اندازه گیری میزان سیمان بتن سخت شده است. برای اندازه گیری مقدار سیمان مخلوط، تحلیل و آنالیز دقیق مخلوط نیاز است. همانطور که اشاره کردیم روشهای دقیق‌تر دیگری نیز برای برآورد این موارد در آزمایشگاه بتن وجود دارد.
روشهای طیف نگاری بتن برای آنالیز مواد مبتنی بر سیمان
تجزیه و تحلیل ترکیب سیمان برای ساخت مواد بتنی و اهدافی نظیر کنترل کیفیت بسیار اهمیت دارد. در چند دهه گذشته، روشهای طیف نگاری بتن با فراوانی بیشتری برای این اهداف استفاده شده است.
یکی از چالش‌های مهمی که صنعت سیمان با آن مواجه است، آنالیز کمی فازهای کلینکر است (ماده گره‌ای تولید شده با حرارت دادن خاک رس و سنگ آهک است که سپس برای تولید سیمان آسیاب می‌شود). در چند سال گذشته، طیف‌سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) به عنوان یک تکنیک، به‌ویژه برای تجزیه و تحلیل فاز کلینکر مناسب است.
از دیگر روش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
تجزیه و تحلیل آهک و سنگ آهک آزاد در کلینکر
XRD اطلاعاتی دربارۀ ساختار اتمی ارائه می‌دهد که برای کنترل فرآیند کوره و کیفیت محصول نهایی مفید است. این تکنیک به طور گسترده برای جایگزینی واکاوی شیمیایی و روشهای دیگر در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود.
XRD همچنین یک جایگزین جذاب برای میکروسکوپ به عنوان یک روش غیر مستقیم محاسبه است. از طریق تجزیه و تحلیل فاز کلینکر با XRD، اطلاعات مربوطه دربارۀ اندازه و توزیع ذرات (که بر کیفیت محصول نهایی تأثیر می‌گذارد) می‌تواند به دست آید.
طیف‌سنجی امپدانس AC
این روش طیف نگاری بتن که مزایایی به دلیل پایش بلادرنگ دارد، تمرکز تحقیقات اخیر بوده و در تعیین خواص هیدراتاسیون، خوردگی ناشی از کلرید و تغییرات ریزساختاری در سیمان مفید است.
طیف‌سنجی Raman و FT-IR
این روش نیز در مطالعات اخیر بر روی کلینکر، بتن پولیش، بتن پس از قالب‌گیری و بتن پوشش‌داده شده، که همگی معمولاً در صنعت ساختمان استفاده می‌شوند، مورد بررسی قرار گرفته‌اند.
طیف‌سنجی رامان برای مشخص کردن فازهای معدنی/هیدراته بتن پس از درمان مشخص می‌شود. در حالی که FT-IR برای شناسایی گروه‌های آلی اصلی در سطح بتن مفید است. این مطالعه استفاده از این دو تکنیک طیف‌سنجی را به روشی مکمل برای ارائه طیف وسیعی از اطلاعات دربارۀ این بتن‌ها و سطوح آن‌ها پیشنهاد کرده است. برخی دیگر از آزمایش‌هایی که طبق استاندارد ASTM انجام می‌شود را در بخش بعدی بررسی می‌کنیم.
آزمایش‌های آزمایشگاهی استاندارد بتن
از جمله مهم‌ترین آزمایش‌های علاوه بر طیف نگاری بتن آزمایش ASTM است، و کاربرد بسزایی در تعیین بتن دارد. به وسیله این آزمایش‌ها خاصیت مواد تعیین می‌شود. این آزمایش‌ها با پیشرفت علم و تکنولوژی در کارگاه‌ها و آژمایشگاه ها انجام می‌شود. برخی از این آزمایشات بتنی به شرح زیر است:
آزمایش شیمیایی بتن
این آزمون که حتماً باید در آزمایشگاه انجام شود. برای تعیین مقدار افزودنی‌های شیمیایی و فیزیکی و به‌طور کلی ترکیبات مورد نیاز انجام می‌شود. علاوه بر این برای تعیین میزان آب انداختن بتن و مقدار جذب مواد و … تعیین می‌شود.
آزمایش آب موجود در بتن
این روش برای این است که میزان آب در بتن از نظر تمیزی و عاری بودن از ناخالصی تعیین شود. چون این امر تاثیر مهمی در کیفیت بتن دارد، و با این روش میزان مقاومت آن تعیین می‌شود. زیاد و بیش از حد بودن غلظت ذرات موجود در آب منجر به آزمایش مقاومت و دوام و تغییر حجم و چسبندگی بتن به فولاد را در پی دارد.
آزمون سنگدانه بتن
آزمون ASTM در تعیین خواص سنگدانه‌های بتن نیز تاثیرگذار است. از جمله برخی آزمایشات این روش به موارد زیر خلاصه می‌شود:
- C29؛ آزمایش تعیین جرم مخصوص انبوهی و فضای خالی سنگدانه ها
- C33؛ آزمایشات سنگدانه های بتن
- C40؛ آزمایش ناخالصی های آلی در ماسه
- C70؛ آزمایش اثر ناخالصی های آلی ماسه بر مقاومت ملات
- C87؛ روش تعیین رطوبت سطحی سنگدانه های ریز
- C88؛ آزمایش سلامت سنگدانه ها
- C117؛ آزمایش مصالح ریزتر از الک شماره ۲۰۰
- C123؛ آزمایش ذرات سبک سنگدانه
- C127؛ تعیین جرم مخصوص، چگالی و جذب آب سنگدانه درشت
- C128؛ تعیین جرم مخصوص، چگالی و جذب آب سنگدانه ریز
در آخر
تکنیک‌های طیف نگاری بتن مطالعه عمیقی از مواد مبتنی بر بتن در سطح مولکولی ارائه می‌دهند، که برای صنعت ساختمان‌سازی در مقایسه با روشهای تحلیلی معاصر بسیارسودمند است. روشهای طیف‌سنجی مختلف را می‌توان در کنار یکدیگر برای مطالعه کامل به کار برد. همچنین در کنار سایر تکنیک‌های علمی برای تولید طیف وسیعی از نتایجی که کیفیت بتن را ارتقاء می‌بخشد، استفاده می‌شود.
ما به عنوان عضو انجمن بتن آماده و قطعات پیش‌ساخته در استان فارس، با تجربۀ چندین ساله در امر فروش کفپوش‌ها و جداول بتنی و بتن آماده در شیراز، کلیه محصولات‌مان را تحت بالاترین استانداردها و تست‌ها در آزمایشگاه‌های مجهز تولید می‌کنیم. برای کسب اطلاعات بیشتر از محصولات ما دیدن کنید، و با کارشناسان «شهرآرا» در ارتباط باشید.
