Cementitious ताकना समाधान की अभिव्यक्ति और इसकी रासायनिक संरचना और प्रतिरोधकता के विश्लेषण का उपयोग कर एक्स-रे प्रतिदीप्ति
Summary
इस प्रोटोकॉल की प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए cementitious प्रणालियों से ताजा ताकना समाधान व्यक्त करने और इसके ईओण संरचना की माप एक्स का उपयोग-रे प्रतिदीप्ति । ईओण संरचना को ताकना समाधान विद्युत प्रतिरोधकता, जो इस्तेमाल किया जा सकता है की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कंक्रीट विद्युत प्रतिरोधकता के साथ साथ, गठन कारक निर्धारित करते हैं ।
Abstract
इस विधि के लक्ष्य के लिए रासायनिक संरचना और cementitious ताकना समाधान के विद्युत प्रतिरोधकता एक ताजा पेस्ट नमूना से व्यक्त निर्धारित है । ताकना समाधान एक दबाव नाइट्रोजन गैस प्रणाली का उपयोग कर एक ताजा पेस्ट नमूना से व्यक्त किया जाता है । ताकना समाधान तो तुरंत एक सिरिंज को हस्तांतरित करने के लिए वाष्पीकरण और कार्बन को कम है । उसके बाद, इकट्ठे परीक्षण कंटेनरों एक्स-रे प्रतिदीप्ति (XRF) माप के लिए उपयोग किया जाता है । इन कंटेनरों दो गाढ़ा प्लास्टिक सिलेंडर और एक फिल्म जो दो खुले पक्षों में से एक जवानों से मिलकर बनता है । ताकना समाधान XRF माप करने से पहले तुरंत कंटेनर में जोड़ा जाता है । XRF को ताकना समाधान में मुख्य ईओण प्रजातियों का पता लगाने पर तुले है, विशेष रूप से, सोडियम (Na+), पोटेशियम (कश्मीर+), कैल्शियम (सीए2 +), और सल्फाइड (एस2-), सल्फेट की गणना करने के लिए (इतने42-) का उपयोग कर stoichiometry । hydroxides (OH–) एक चार्ज संतुलन से गणना की जा सकती है । समाधान के विद्युत प्रतिरोधकता की गणना करने के लिए, मुख्य ईओण प्रजातियों और स्नाइडर एट अल द्वारा एक मॉडल की सांद्रता का उपयोग किया जाता है । ताकना समाधान के विद्युत प्रतिरोधकता इस्तेमाल किया जा सकता है, कंक्रीट की विद्युत प्रतिरोधकता के साथ, कंक्रीट के गठन के कारक का निर्धारण करने के लिए । XRF वर्तमान तरीकों के लिए एक संभावित विकल्प के लिए ताकना समाधान की संरचना है, जो समय और लागत में कमी के संदर्भ में लाभ प्रदान कर सकते है निर्धारित है ।
Introduction
कंक्रीट के परिवहन गुण अपने गठन कारक है, जो microstructure1के एक बुनियादी उपाय है द्वारा निर्धारित कर रहे हैं । गठन कारक कनेक्टिविटी और एक कंक्रीट2के porosity के बीच उत्पाद के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया गया है । गठन कारक कंक्रीट के विद्युत प्रतिरोधकता के अनुपात से गणना की जा सकती है और के रूप में 1 समीकरण में प्रस्तुत ताकना समाधान के विद्युत प्रतिरोधकता।
1
यहाँ
= थोक या कंक्रीट (Ωm) की इलेक्ट्रिकल प्रतिरोधकता;
= विद्युत प्रतिरोधकता का ताकना समाधान (Ωm) ।
कंक्रीट के थोक विद्युत प्रतिरोधकता आसानी से एक प्रतिरोधकता मीटर का उपयोग कठोर कंक्रीट पर निर्धारित किया जा सकता है, AASHTO PP84 में उल्लिखित दृष्टिकोण निम्नलिखित-17 परिशिष्ट X2 और अन्य साहित्य4,5. इस अनुच्छेद के प्रयोजन के लिए ताजा पेस्ट और समाधान ईओण संरचना का विश्लेषण से एक्स-रे प्रतिदीप्ति (XRF) स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके ताकना समाधान व्यक्त करने के लिए निर्देश प्रदान करना है । व्यक्त ताकना समाधान व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सामग्री (सिलिंडरों और फिल्म) का उपयोग कर XRF में परीक्षण किया जाता है । ईओण XRF द्वारा पता लगाया रचना कई ठोस स्थायित्व अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और भी ताकना समाधान के विद्युत प्रतिरोधकता की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, अंततः गठन कारक6निर्धारित करते हैं ।
वर्तमान तरीके ताकना समाधान की रासायनिक संरचना का निर्धारण करने के लिए, जैसे inductively युग्मित प्लाज्मा (आईसीपी)7, परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी (आस)8, और आयन क्रोमैटोग्राफी (आईसी)9, महंगा हो सकता है, समय लेने वाली, और काफी श्रमसाध्य. इसके अतिरिक्त, कुछ मामलों में, विभिंन तरीकों का एक संयोजन के क्रम में ताकना समाधान10में मुख्य ईओण प्रजातियों के एक पूर्ण लक्षण वर्णन प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए । XRF इन तरीकों के लिए एक विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जहां ताकना समाधान की संरचना एक अपेक्षाकृत कम लागत और कम परीक्षण समय पारंपरिक तरीकों की तुलना में प्राप्त किया जा सकता है ।
XRF सीमेंट उद्योग में सामान्यतः उपयोग की जाने वाली तकनीक है क्योंकि यह मुख्य रूप से सीमेंट निर्माण की प्रक्रिया के दौरान गुणवत्ता नियंत्रण और गुणवत्ता आश्वासन के लिए निर्मित सामग्रियों की रासायनिक संरचना का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है11,12 . इसलिए, इस विधि का वर्णन कैसे है कि तकनीक के लिए सीमेंट निर्माताओं को सक्षम करने के लिए इस उपकरण का उपयोग करने के लिए अलग सीमेंट बैचों के ताकना समाधान संरचना के बारे में अधिक जानकारी प्रदान किया जा सकता है । कुल मिलाकर, ताकना समाधान के लिए XRF का उपयोग संभवतः कई अनुप्रयोगों के लिए इस तकनीक के उपयोग का विस्तार हो सकता है और अपेक्षाकृत जल्दी उद्योग में लागू किया जा सकता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
चूंकि यह एक संवेदनशील रासायनिक विश्लेषण विधि है, यह प्रयोगशाला प्रथाओं है कि संक्रमण को रोकने के लिए आवश्यक है । इस विधि के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि अंशांकन मानकों विशेष रूप से उच्च शुद्धता रसायनों के साथ प्रदर्शन कर रहे हैं (> ९९%) । जब सिरिंज में ताकना समाधान स्थानांतरित, सुनिश्चित करें कि कोई दिखाई सीमेंट अनाज समाधान में मौजूद है करने के लिए ताकना समाधान में किसी भी परिवर्तन से बचने कर रहे हैं । जब 5 ± 1 ° c के एक स्थिर तापमान पर एक सील सिरिंज में संग्रहीत, ताकना समाधान के लिए 7 दिनों के लिए एक अनछुए रासायनिक संरचना को बनाए रखने के लिए मनाया गया है ।
इस प्रोटोकॉल की मुख्य सीमाओं में से एक है कि रेखांकित अभिव्यक्ति की विधि केवल ताजा पेस्ट नमूनों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और बाद में उंर के नमूनों के लिए उपयुक्त नहीं है । बाद की आयु या कठोर नमूनों के लिए, एक उच्च दबाव निष्कर्षण20 मरने की जरूरत का उपयोग कर अभिव्यक्ति की एक विधि है । एक और सीमा है कि 2 जी समाधान की एक ंयूनतम राशि के बाद से XRF में परीक्षण की जरूरत है एक राशि से कम 2 जी एक स्थिर नमूना ऊंचाई है कि कंटेनर के पूरे नीचे चेहरे को कवर कर सकते है प्रदान नहीं करता है । इस अंतिम सीमा विशेष सेट-अप है कि इस अध्ययन में इस्तेमाल किया गया था पर लागू होता है । एक अलग सेट अप शायद ताकना के परीक्षण के लिए आवश्यक समाधान की ंयूनतम राशि में कमी की अनुमति होगी । एक और सीमा है कि मॉडल की संभावना है कि लावा युक्त सीमेंट्स जैसे bisulfide (एच एस–) प्रजातियों के रूप में मौजूद हो सकता है, के रूप में Vollpracht एट अल द्वारा चर्चा की प्रणालियों के लिए लागू नहीं है । 14.
चूंकि XRF सीमेंट उद्योग में एक सामांय रूप से इस्तेमाल किया तकनीक है, इस विधि संभावित सीमेंट निर्माताओं को पहले से ही उनके निपटान में एक उपकरण का उपयोग करने के लिए cementitious ताकना समाधान के बारे में अधिक जानकारी प्रदान करने के लिए सक्षम हो सकता है, ऐसे रासायनिक संरचना के रूप में और कई अनुप्रयोगों के लिए प्रतिरोधकता और एक कम कीमत पर और पारंपरिक तरीकों से समय परीक्षण । उदाहरण के लिए, जब नमूना तैयारी और आईसीपी के बीच परीक्षण समय की तुलना (ताकना समाधान संरचना के लिए एक सामांय रूप से प्रयुक्त परीक्षण विधि), परीक्षण समय XRF का उपयोग कर नमूने प्रति 8 मिनट से ५० मिनट से कम है । इस विधि XRF के लिए आवेदनों का विस्तार सकता है और संभवतः काफी तेजी से उद्योग में लागू किया जा सकता है ।
XRF को ताकना समाधान में मुख्य मौलिक सांद्रता निर्धारित किया जा सकता है । यह इस तरह के रूप में अनुप्रयोगों के लिए XRF का उपयोग पता चलता है (मैं) ताकना समाधान की संरचना का निर्धारण करने के लिए cementitious चरणों का विघटन कैनेटीक्स अध्ययन21 या (द्वितीय) रासायनिक admixtures22के प्रभाव का निर्धारण । जल्दी उंर ताकना समाधान और ठोस प्रतिरोधकता माप पानी के लिए कंक्रीट के सीमेंट अनुपात है, जो संभवतः गुणवत्ता नियंत्रण में इस्तेमाल किया जा सकता है के एक उपाय के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है ।
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक DTFH61-12-एच-00010 के माध्यम से Kiewit परिवहन संस्थान और फेडरल राजमार्ग प्रशासन (FHWA) से आंशिक वित्तीय सहायता स्वीकार करना चाहते हैं । प्रयोगशाला में प्रस्तुत काम के सभी के साथ यहां ओरेगन राज्य विश्वविद्यालय में Kiewit परिवहन संस्थान में प्रदर्शन किया गया था ।
Materials
| Energy Disperssive X-Ray Fluorescence Benchtop Spectrometer | Malvern PANalytical | Epsilon 3XLE or Epsilon 4 | |
| 35 mm Sample Cups for Liquids | Malvern PANalytical | 9425 888 00024 | Panalytical Consumables Catalogue 2016 for XRF Accessories and Consumables Catalog |
| 4 micron Polypropylene Film | Malvern PANalytical | 9425 888 00029 | Panalytical Consumables Catalogue 2016 for XRF Accessories and Consumables Catalog |
| Syringe, 5 mL | VWR | 53548-005 | HSW Norm-Ject Sterile Luer-Slip syringes, Air-Tite |
| Needle, 16Gx1'' | VWR | 89219-334 | Premium Veterinary Hypodermic Needles, Sterile, Air-Tite |
| Container | VWR | 15704-092 | VWR Specimen containers, Polypropylene with Polyethylene Caps |
| Pressurized Filter Holder | EMD Millipore | XX4004700 | 100 mL capacity, 47 mm filter diameter |
| MCE Membrane Filter | PALL | 63069 | 47 mm diameter, 0.45 μm pore size |
| Silicone Funnell | SpiceLuxe | SLP-122513-F1 | Top opening 2 1/2″, Bottom opening 3/4″, Height 2 3/4″ |
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