混凝土结构挠度仪

当拉曼光谱技术遇上混凝土的水合过程，会发生什么？麻省理工学院的这一研究成果，给你惊喜！拉曼光谱需要将高强度激光照射到材料上，并测量其被构成材料的分子散射时的强度和波长，来创建出一幅特殊的图像。由于不同的分子和分子键，都具有各自独特的散射“指纹”，因而这项技术也可用于制作有关创建材料内部分子结构和动态化学反应的图像。有关报告指出，混凝土中使用的水泥，占据了全球二氧化碳排放总量的8%左右，已经与大多数国家产生的排放量不相上下，降低碳排放是当今时代及未来的发展趋势。今年两会上，“碳达峰”、“碳中和”被首次写入政府工作报告。“碳达峰”是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低。“碳中和”是指通过各种节能减排的形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。随着对水泥化学性质的深入了解，科学家们就能够改进生产流程或配方成分，从而让混凝土产生更少的排放，或者添加其它能够主动吸收二氧化碳的成分。为达成这一目标，麻省理工学院使用了显微拉曼光谱技术，来仔细观察混凝土在水合期间发生的特定化学反应的动态过程。研究期间，MIT科学家们使用这套装置观察了一个放置在水下的普通混凝土样品，并努力模拟了真实世界的环境条件。该团队总结道：通常情况下，混凝土的水合过程，是从硅酸盐水合产物的无序相开始的，之后它会渗透到整个材料并产生结晶。此前，科学家们只能研究具有平均体积特征、或某个时间节点的混凝土水合快照。但在拉曼光谱仪新技术的加持下，他们几乎可以连续地观察所有变化，并提升了他们的时间和空间尺度上的图像分辨率。如上图所示，水合作用期间，白色的硅酸三钙（alite）形成了蓝色的水合硅酸钙（CSH）与红色的硅酸盐（portlandite）。剩余绿色部分为二钙硅酸盐（belite），而黄色部分则是方解石（calcite）。

青岛盛瀚色谱混凝土，简称为“砼（TóNG）”，混凝土材料在建筑工程中发挥着重要作用。混凝土外加剂是混凝土的重要组成部分，已经成了现代混凝土必不可缺的主要材料之一，对提升混凝土性能和质量起到了很大的作用，为混凝土工程的质量做出了巨大贡献，可以说是大功臣一个。而建筑工程中经常出现的一种现象就与混凝土添加剂有关——钢筋锈蚀。原因在于：为了有效提升混凝土的强度，人们会在混凝土中加入大量的钢筋，而混凝土中的氯离子（主要来源于外加剂）会与钢筋发生化学反应，造成钢筋锈蚀并释放气体，最终促使混凝土发生膨胀而出现裂纹，影响混凝土的外观与强度。混凝土外加剂，想说爱你还真是不容易。 因此，对混凝土外加剂中的氯离子的检测具有十分重要的意义。GB/T 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》中提出两种检测氯离子含量的方法：电位滴定法、离子色谱法。因离子色谱法操作较简单，本文主要介绍后者。离子色谱法是液相色谱分析方法的一种，样品溶液经阴离子色谱柱分离，溶液中的阴离子F－、CL－、SO４２－、NO３－被分离，同时被电导池检测，从而测定溶液中氯离子峰面积或峰高。离子色谱法优势：? 仲裁法，数据结果更权威? 操作简单：过滤、进样即可? 一针进样，可以同时分离多种离子：氯离子、硫酸根等GB 8076-2008 《混凝土外加剂》中指出，氯离子含量检测不超过生产厂控制值（生产厂应在相应的技术资料中明示产品匀质性指标的控制值）。标准中没有明确界定氯离子含量，具体指标由生产厂商自定。由青岛盛瀚自主研发生产的CIC-D100型离子色谱仪，抑制型电导法测定混凝土外加剂中的氯离子，方法简单，数据准确。实验结果显示：混凝土外加剂共进样217针，阴离子抑制器仍保持运行正常。确定该方法测试对抑制器等耗材无损伤。建议现阶段所使用的部分混凝土减水剂、防水剂、防冻泵送剂等都或多或少含有氯离子，所以为了消除或降低含氯外加剂对混凝土造成的不良影响，建议在使用含氯外加剂后及时向混凝土中掺入适量的阻锈剂。依据化学原理可知，氯离子在氧气、水分充足的环境下与铁的化学反应更加激烈，所以应当避免在露天混凝土中掺入含有氯离子的外加剂，如此方能最为有效地保障混凝土的质量。

大桥垮塌致43人死亡还记震惊中外的意大利热那亚莫兰迪公路桥垮塌事故吗？事故造成43人死亡，多人受伤，600多名居民被迫撤离，据悉造成公路桥突然坍塌的原因，主要是对桥梁的维护保养不善，养护的缺陷直接缩短了桥梁的使用寿命。当时央视新闻报道在基础设施的建设中以高速公路为代表，混凝土结构安全非常重要在经济高速增长的情况下混凝土结构的建设得到了进一步的推动然而，随着时间的推移这些结构会老化和腐烂当混凝土和其他建筑材料脱落成碎片并散落时它们就会开始妨碍安全因此，各大部门需要对混凝土结构进行定时检测传统混凝土检测弊端明显之前传统的维护对策，是对高速公路桥梁和其他混凝土结构的整个表面进行锤击试验。在此类工作中，检查员使用锤子在现场检查是否存在问题，特别是钢筋锈蚀导致混凝土构件脱落的迹象。但这种测试方法有缺点，包括由于高空作业设置、搭建和移动脚手架所需的时间以及检查员数量的不足而产生的安全问题。随着社会基础设施系统老化成为一个紧迫的问题，日本一家高速公路工程公司依托FLIR A6701sc红外热像仪，开发了一种名为“IrBAS”的技术。目前，包括Matsuda先生、Hashimoto先生和hayashi先生在内的团队，正在使用IrBAS作为维护混凝土结构，发现老化并提供对策。红外热成像技术的优势红外热成像技术用于远程检测混凝土结构中的缺陷，无需直接访问建筑物。使用该方法，可以将缺陷导致的内部结构差异显示为混凝土表面的温差，并对温差拍摄记录。“IrBAS能够通过热成像技术一次拍摄和诊断大面积区域，这大大减少了检查的时间和精力，”Hashimoto先生说。在检测时，将所有的检查点逐一锤击在混凝土表面（覆盖数千到数万平方米）非常耗时。而IrBAS在锤击前可以大致分辨结构的健康部位和异常部位，只对诊断为异常的部位进行锤击试验。这一程序大大减少了检查点的数量。另外，拍照后的数据可以保留，以备后期的老化检查。检测重点红外图像分析图像观察注意警告有了IrBAS，即使目标很远，检查员也可以站在地面上用长焦镜头进行拍摄。这种机制减少了高空作业的数量，大大提高了检查员的安全性。“IrBAS将异常部位分为三个阶段——警告、注意和观察，这三个阶段用三种不同的颜色来区分，”Hashimoto先生说。“通过一种独特的算法，对图像数据进行温差、形状、区域和其他因素的分析，以确定问题所在。”选择：FLIR红外热像仪为了寻求检测方法，研究小组研究了非制冷和制冷热成像仪之间的差异、用于测量的波长差异以及不同类型硬件（如探测器和镜头）之间的参数差异对诊断结果的影响，这些检查结果是对热成像本身的研究。从对非制冷型的实证研究开始，继而研究小组研究了制冷型量子阱探测器QWIP，选择了对中波长敏感的锑化铟型。同一波段下，制冷型比非制冷型更敏感。在长波波段，同一制冷类型的某些装置比其他非制冷装置受到来自天空或相对表面的反射的影响更大，这些反射会对采集的图像数据造成干扰，从而影响诊断结果。天空反射的比较可见光图像红外图像Insb(1.5-5.1μm)温差（A-B）0.2°C红外图像QWIP(8-9μm)温差（A-B）1.0°C热成像μ孔隙度计(8-14μm)温差(A-B) 2.0℃“我们最终从FLIR系统中选择了锑化铟型热成像仪，”Hashimoto先生说。FLIR A6700中波红外锑化铟热像仪FLIR A6700中波红外热像仪能在3.0–5.0µm波段（另有1.0–5.0µm宽波段可选）工作，能生成细节丰富的327,680像素热图像，同时它也是敏感型红外热像仪，可探测物体间最细微的温差，因此这款热像仪非常适合执行各种各样的无损测试。为了检测混凝土结构内部的缺陷，需要在混凝土表面上拍摄温差。混凝土结构表面由于构件厚度的差异和颜色的不均匀，加之雨水渗入产生游离石灰，施工过程中因异物附着和不平整等原因，极易产生温度差异。这些因素引起的温差与内部缺陷引起的温差不易区分。但经过多年的研究，该团队发现，IrBAS诊断结果中被判定为健康的所有部件在随后的锤击测试中被确认为没有异常。因此，所需的检查点数量已经大大减少。此外，IrBAS可以区分不同类型的损坏，如漂浮、剥落、漏水和外来物质污染。示例（漂浮）可见光图像红外图像分析图像示例（外来物质污染）可见光图像红外图像分析图像Hashimoto先生说：“通过深入学习，我们试图提高系统的准确性，不仅能够通过声音来判断异常部分，而且能够通过进一步将检查结果扩展为教学数据来掌握每个异常的细节。此外，我们还将引入分析服务器，构建自动判断系统，并利用人工智能(AI)。”