Perkembangan baru dalam jaminan kualitas perkerasan beton dapat memberikan informasi penting tentang kualitas, daya tahan, dan kepatuhan terhadap kode desain hibrida.
Konstruksi perkerasan beton dapat mengalami keadaan darurat, dan kontraktor perlu memverifikasi kualitas dan ketahanan beton cor di tempat. Peristiwa ini termasuk paparan hujan selama proses penuangan, pasca-pengaplikasian senyawa pengeras, penyusutan plastik dan keretakan beberapa jam setelah penuangan, serta masalah tekstur dan pengerasan beton. Bahkan jika persyaratan kekuatan dan uji material lainnya terpenuhi, teknisi mungkin memerlukan pelepasan dan penggantian bagian perkerasan karena mereka khawatir apakah material di tempat memenuhi spesifikasi desain campuran.
Dalam hal ini, petrografi dan metode pengujian pelengkap (tetapi profesional) lainnya dapat memberikan informasi penting tentang kualitas dan daya tahan campuran beton dan apakah campuran tersebut memenuhi spesifikasi kerja.
Gambar 1. Contoh mikrograf mikroskop fluoresensi pasta beton pada 0,40 w/c (sudut kiri atas) dan 0,60 w/c (sudut kanan atas). Gambar kiri bawah menunjukkan alat untuk mengukur resistivitas silinder beton. Gambar kanan bawah menunjukkan hubungan antara resistivitas volume dan w/c. Chunyu Qiao dan DRP, Perusahaan Twining
Hukum Abram: “Kekuatan tekan campuran beton berbanding terbalik dengan rasio air-semennya.”
Profesor Duff Abrams pertama kali menggambarkan hubungan antara rasio air-semen (w/c) dan kuat tekan pada tahun 1918 [1], dan merumuskan apa yang sekarang disebut hukum Abram: “Kekuatan tekan beton Rasio air/semen.” Selain mengendalikan kekuatan tekan, rasio air semen (w/cm) sekarang disukai karena mengakui penggantian semen Portland dengan bahan semen tambahan seperti abu terbang dan terak. Ini juga merupakan parameter utama daya tahan beton. Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa campuran beton dengan w/cm lebih rendah dari ~0,45 tahan lama di lingkungan yang agresif, seperti area yang terkena siklus beku-cair dengan garam antibeku atau area yang memiliki konsentrasi sulfat tinggi di dalam tanah.
Pori kapiler merupakan bagian tak terpisahkan dari bubur semen. Pori kapiler terdiri dari ruang antara produk hidrasi semen dan partikel semen tak terhidrasi yang pernah terisi air. [2] Pori kapiler jauh lebih halus daripada pori kapiler yang terperangkap dan tidak boleh disamakan dengan pori kapiler. Ketika pori kapiler terhubung, cairan dari lingkungan luar dapat bermigrasi melalui pasta. Fenomena ini disebut penetrasi dan harus diminimalkan untuk memastikan ketahanan. Struktur mikro campuran beton tahan lama adalah pori-pori yang tersegmentasi daripada terhubung. Hal ini terjadi ketika w/cm kurang dari ~0,45.
Meskipun sangat sulit untuk mengukur w/cm beton yang telah mengeras secara akurat, metode yang andal dapat memberikan alat jaminan kualitas yang penting untuk menyelidiki beton cor di tempat yang telah mengeras. Mikroskopi fluoresensi memberikan solusinya. Beginilah cara kerjanya.
Mikroskopi fluoresensi adalah teknik yang menggunakan resin epoksi dan pewarna fluoresensi untuk menerangi detail material. Teknik ini paling umum digunakan dalam ilmu kedokteran, dan juga memiliki aplikasi penting dalam ilmu material. Aplikasi sistematis metode ini dalam beton dimulai hampir 40 tahun yang lalu di Denmark [3]; metode ini distandarisasi di negara-negara Nordik pada tahun 1991 untuk memperkirakan w/c beton yang mengeras, dan diperbarui pada tahun 1999 [4].
Bahasa Indonesia: Untuk mengukur w/cm dari material berbasis semen (yaitu beton, mortar, dan grouting), epoksi fluoresens digunakan untuk membuat bagian tipis atau blok beton dengan ketebalan sekitar 25 mikron atau 1/1000 inci (Gambar 2). Prosesnya melibatkan Inti beton atau silinder dipotong menjadi blok beton datar (disebut blanko) dengan luas sekitar 25 x 50 mm (1 x 2 inci). Blanko direkatkan ke slide kaca, ditempatkan di ruang vakum, dan resin epoksi dimasukkan di bawah vakum. Saat w/cm meningkat, konektivitas dan jumlah pori-pori akan meningkat, sehingga lebih banyak epoksi akan menembus ke dalam pasta. Kami memeriksa serpihan di bawah mikroskop, menggunakan seperangkat filter khusus untuk membangkitkan pewarna fluoresens dalam resin epoksi dan menyaring sinyal berlebih. Dalam gambar-gambar ini, area hitam mewakili partikel agregat dan partikel semen yang tidak terhidrasi. Porositas keduanya pada dasarnya adalah 0%. Lingkaran hijau terang adalah porositas (bukan porositas), dan porositas pada dasarnya adalah 100%. Salah satu fitur ini "Substansi" hijau berbintik adalah pasta (Gambar 2). Saat w/cm dan porositas kapiler beton meningkat, warna hijau unik dari pasta menjadi semakin cerah (lihat Gambar 3).
Gambar 2. Mikrograf fluoresensi serpihan yang menunjukkan partikel agregat, rongga (v) dan pasta. Lebar bidang horizontal ~ 1,5 mm. Chunyu Qiao dan DRP, Perusahaan Twining
Gambar 3. Mikrograf fluoresensi serpihan menunjukkan bahwa seiring bertambahnya w/cm, pasta hijau secara bertahap menjadi lebih cerah. Campuran ini diangin-anginkan dan mengandung abu terbang. Chunyu Qiao dan DRP, Perusahaan Twining
Analisis citra melibatkan pengambilan data kuantitatif dari citra. Analisis ini digunakan dalam berbagai bidang ilmiah, mulai dari mikroskop penginderaan jarak jauh. Setiap piksel dalam citra digital pada dasarnya menjadi titik data. Metode ini memungkinkan kita untuk melampirkan angka ke berbagai tingkat kecerahan hijau yang terlihat dalam citra ini. Selama sekitar 20 tahun terakhir, dengan revolusi dalam daya komputasi desktop dan akuisisi citra digital, analisis citra kini telah menjadi alat praktis yang dapat digunakan oleh banyak ahli mikroskopi (termasuk ahli petrologi beton). Kami sering menggunakan analisis citra untuk mengukur porositas kapiler bubur. Seiring berjalannya waktu, kami menemukan bahwa ada korelasi statistik sistematis yang kuat antara w/cm dan porositas kapiler, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut (Gambar 4 dan Gambar 5)).
Gambar 4. Contoh data yang diperoleh dari mikrograf fluoresensi irisan tipis. Grafik ini memetakan jumlah piksel pada tingkat abu-abu tertentu dalam satu fotomikrograf. Tiga puncak tersebut sesuai dengan agregat (kurva oranye), pasta (area abu-abu), dan rongga (puncak tak terisi di paling kanan). Kurva pasta memungkinkan seseorang untuk menghitung ukuran pori rata-rata dan deviasi standarnya. Chunyu Qiao dan DRP, Twining Company Gambar 5. Grafik ini merangkum serangkaian pengukuran kapiler rata-rata w/cm dan interval kepercayaan 95% dalam campuran yang terdiri dari semen murni, semen abu terbang, dan perekat pozolan alami. Chunyu Qiao dan DRP, Twining Company
Pada analisis akhir, tiga pengujian independen diperlukan untuk membuktikan bahwa beton di lokasi sesuai dengan spesifikasi desain campuran. Sebisa mungkin, dapatkan sampel inti dari penempatan yang memenuhi semua kriteria penerimaan, serta sampel dari penempatan terkait. Inti dari tata letak yang diterima dapat digunakan sebagai sampel kontrol, dan Anda dapat menggunakannya sebagai tolok ukur untuk mengevaluasi kepatuhan tata letak yang relevan.
Berdasarkan pengalaman kami, saat teknisi yang memiliki catatan melihat data yang diperoleh dari pengujian ini, mereka biasanya menerima penempatan jika karakteristik teknik utama lainnya (seperti kekuatan tekan) terpenuhi. Dengan memberikan pengukuran kuantitatif w/cm dan faktor pembentukan, kami dapat melampaui pengujian yang ditetapkan untuk banyak pekerjaan untuk membuktikan bahwa campuran yang dimaksud memiliki sifat yang akan menghasilkan ketahanan yang baik.
David Rothstein, Ph.D., PG, FACI adalah kepala litografer DRP, A Twining Company. Ia memiliki lebih dari 25 tahun pengalaman sebagai ahli petrologi profesional dan secara pribadi telah memeriksa lebih dari 10.000 sampel dari lebih dari 2.000 proyek di seluruh dunia. Dr. Chunyu Qiao, kepala ilmuwan DRP, a Twining Company, adalah seorang ahli geologi dan ilmuwan material dengan lebih dari sepuluh tahun pengalaman dalam bahan semen dan produk batuan alam dan olahan. Keahliannya meliputi penggunaan analisis gambar dan mikroskopi fluoresensi untuk mempelajari ketahanan beton, dengan penekanan khusus pada kerusakan yang disebabkan oleh garam pencair es, reaksi alkali-silikon, dan serangan kimia di pabrik pengolahan air limbah.
Waktu posting: 07-Sep-2021