পেট্রোগ্রাফি এবং ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে কংক্রিট ফুটপাথ মিক্স ডিজাইনের গুণমান নিশ্চিতকরণে অগ্রগতি

কংক্রিট ফুটপাথের গুণমান নিশ্চিতকরণে নতুন উন্নয়নগুলি গুণমান, স্থায়িত্ব এবং হাইব্রিড ডিজাইন কোডগুলির সাথে সম্মতি সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য সরবরাহ করতে পারে।
কংক্রিট ফুটপাথ নির্মাণ জরুরী অবস্থা দেখতে পারে এবং ঠিকাদারকে কাস্ট-ইন-প্লেস কংক্রিটের গুণমান এবং স্থায়িত্ব যাচাই করতে হবে। এই ইভেন্টগুলির মধ্যে রয়েছে ঢালা প্রক্রিয়া চলাকালীন বৃষ্টির সংস্পর্শে আসা, নিরাময় যৌগগুলির প্রয়োগের পরে, প্লাস্টিকের সংকোচন এবং ঢালার কয়েক ঘন্টার মধ্যে ক্র্যাকিং ঘন্টা এবং কংক্রিটের টেক্সচারিং এবং নিরাময়ের সমস্যাগুলি। এমনকি যদি শক্তির প্রয়োজনীয়তা এবং অন্যান্য উপাদান পরীক্ষাগুলি পূরণ করা হয়, ইঞ্জিনিয়ারদের ফুটপাথের অংশগুলি অপসারণ এবং প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হতে পারে কারণ তারা উদ্বিগ্ন যে ইন-সিটু উপকরণগুলি মিক্স ডিজাইনের বৈশিষ্ট্যগুলি পূরণ করে কিনা।
এই ক্ষেত্রে, পেট্রোগ্রাফি এবং অন্যান্য পরিপূরক (কিন্তু পেশাদার) পরীক্ষার পদ্ধতিগুলি কংক্রিটের মিশ্রণের গুণমান এবং স্থায়িত্ব এবং তারা কাজের নির্দিষ্টতা পূরণ করে কিনা সে সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য সরবরাহ করতে পারে।
চিত্র 1. 0.40 w/c (উপরের বাম কোণে) এবং 0.60 w/c (উপরের ডান কোণে) কংক্রিট পেস্টের ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপ মাইক্রোগ্রাফের উদাহরণ। নীচের বাম চিত্রটি একটি কংক্রিট সিলিন্ডারের প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিমাপের জন্য ডিভাইসটি দেখায়। নীচের ডান চিত্রটি আয়তনের প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং w/c এর মধ্যে সম্পর্ক দেখায়। চুনিউ কিয়াও এবং ডিআরপি, একটি টুইনিং কোম্পানি
আব্রামের আইন: "একটি কংক্রিট মিশ্রণের সংকোচনের শক্তি তার জল-সিমেন্ট অনুপাতের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক।"
অধ্যাপক ডাফ আব্রামস প্রথম 1918 সালে জল-সিমেন্ট অনুপাত (w/c) এবং সংকোচন শক্তির মধ্যে সম্পর্ক বর্ণনা করেছিলেন [1], এবং এখন যা আব্রামের আইন বলা হয় তা প্রণয়ন করেছিলেন: "কংক্রিটের জল/সিমেন্ট অনুপাতের সংকোচন শক্তি।" কম্প্রেসিভ শক্তি নিয়ন্ত্রণের পাশাপাশি, জল সিমেন্ট অনুপাত (w/cm) এখন পছন্দনীয় কারণ এটি পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের প্রতিস্থাপনকে ফ্লাই অ্যাশ এবং স্ল্যাগের মতো সম্পূরক সিমেন্টিং উপকরণ দিয়ে স্বীকৃতি দেয়। এটি কংক্রিটের স্থায়িত্বের একটি মূল পরামিতিও। অনেক গবেষণায় দেখা গেছে যে ~0.45 এর চেয়ে কম w/cm সহ কংক্রিট মিশ্রণগুলি আক্রমনাত্মক পরিবেশে টেকসই হয়, যেমন ডিসিং সল্ট সহ ফ্রিজ-থো চক্রের সংস্পর্শে থাকা এলাকা বা মাটিতে সালফেটের উচ্চ ঘনত্ব রয়েছে এমন এলাকা।
কৈশিক ছিদ্র সিমেন্ট স্লারির একটি অন্তর্নিহিত অংশ। এগুলি সিমেন্ট হাইড্রেশন পণ্য এবং জলহীন সিমেন্ট কণাগুলির মধ্যে স্থান নিয়ে গঠিত যা একবার জলে ভরা ছিল। [২] কৈশিক ছিদ্রগুলি প্রবেশ করা বা আটকে থাকা ছিদ্রগুলির চেয়ে অনেক সূক্ষ্ম এবং তাদের সাথে বিভ্রান্ত হওয়া উচিত নয়। যখন কৈশিক ছিদ্রগুলি সংযুক্ত থাকে, তখন বাইরের পরিবেশ থেকে তরল পেস্টের মাধ্যমে স্থানান্তরিত হতে পারে। এই ঘটনাটিকে অনুপ্রবেশ বলা হয় এবং স্থায়িত্ব নিশ্চিত করার জন্য এটি অবশ্যই হ্রাস করা উচিত। টেকসই কংক্রিট মিশ্রণের মাইক্রোস্ট্রাকচার হল যে ছিদ্রগুলি সংযুক্ত না হয়ে বিভক্ত। এটি ঘটে যখন w/cm ~0.45 এর কম হয়।
যদিও শক্ত কংক্রিটের w/cm নির্ভুলভাবে পরিমাপ করা কুখ্যাতভাবে কঠিন, তবুও একটি নির্ভরযোগ্য পদ্ধতি কঠিন ঢালাই-ইন-প্লেস কংক্রিট তদন্তের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ গুণমান নিশ্চিত করার সরঞ্জাম সরবরাহ করতে পারে। ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপি একটি সমাধান প্রদান করে। এভাবেই কাজ করে।
ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপি হল এমন একটি কৌশল যা ইপোক্সি রজন এবং ফ্লুরোসেন্ট রঞ্জক পদার্থের বিশদ আলোকিত করতে ব্যবহার করে। এটি চিকিৎসা বিজ্ঞানে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় এবং এটির উপাদান বিজ্ঞানেও গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ রয়েছে। কংক্রিটে এই পদ্ধতির পদ্ধতিগত প্রয়োগ প্রায় 40 বছর আগে ডেনমার্কে শুরু হয়েছিল [3]; এটি নর্ডিক দেশগুলিতে 1991 সালে শক্ত কংক্রিটের w/c অনুমানের জন্য প্রমিত করা হয়েছিল এবং 1999 সালে আপডেট করা হয়েছিল [4]।
সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণ (যেমন কংক্রিট, মর্টার এবং গ্রাউটিং) এর w/cm পরিমাপ করতে, প্রায় 25 মাইক্রন বা 1/1000 ইঞ্চি (চিত্র 2) পুরুত্বের একটি পাতলা অংশ বা কংক্রিট ব্লক তৈরি করতে ফ্লুরোসেন্ট ইপোক্সি ব্যবহার করা হয়। প্রক্রিয়াটি জড়িত থাকে প্রায় 25 x 50 মিমি (1 x 2 ইঞ্চি) এলাকা সহ কংক্রিটের কোর বা সিলিন্ডারকে ফ্ল্যাট কংক্রিট ব্লকে (যাকে ফাঁকা বলা হয়) কাটা হয়। ফাঁকাটি একটি গ্লাস স্লাইডে আঠালো, একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা হয় এবং ভ্যাকুয়ামের নীচে ইপোক্সি রজন প্রবর্তিত হয়। w/cm বাড়ার সাথে সাথে সংযোগ এবং ছিদ্রের সংখ্যা বৃদ্ধি পাবে, তাই পেস্টে আরও ইপোক্সি প্রবেশ করবে। আমরা ইপোক্সি রজনে ফ্লুরোসেন্ট রঞ্জকগুলিকে উত্তেজিত করতে এবং অতিরিক্ত সংকেতগুলিকে ফিল্টার করার জন্য বিশেষ ফিল্টারের একটি সেট ব্যবহার করে একটি মাইক্রোস্কোপের নীচে ফ্লেক্সগুলি পরীক্ষা করি। এই চিত্রগুলিতে, কালো অঞ্চলগুলি সমষ্টিগত কণা এবং জলহীন সিমেন্ট কণাগুলিকে উপস্থাপন করে। দুটির ছিদ্রতা মূলত 0%। উজ্জ্বল সবুজ বৃত্ত হল পোরোসিটি (পোরোসিটি নয়), এবং পোরোসিটি মূলত 100%। এই বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি দাগযুক্ত সবুজ "পদার্থ" হল একটি পেস্ট (চিত্র 2)। কংক্রিটের w/cm এবং কৈশিক ছিদ্র বৃদ্ধির সাথে সাথে পেস্টের অনন্য সবুজ রঙ উজ্জ্বল এবং উজ্জ্বল হয়ে ওঠে (চিত্র 3 দেখুন)।
চিত্র 2. ফ্লেক্সের ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোগ্রাফ একত্রিত কণা, শূন্যতা (v) এবং পেস্ট দেখাচ্ছে। অনুভূমিক ক্ষেত্রের প্রস্থ হল ~ 1.5 মিমি। চুনিউ কিয়াও এবং ডিআরপি, একটি টুইনিং কোম্পানি
চিত্র 3. ফ্লেক্সের ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোগ্রাফ দেখায় যে w/cm বৃদ্ধির সাথে সাথে সবুজ পেস্টটি ধীরে ধীরে উজ্জ্বল হতে থাকে। এই মিশ্রণগুলি বায়ুযুক্ত এবং ফ্লাই অ্যাশ ধারণ করে। চুনিউ কিয়াও এবং ডিআরপি, একটি টুইনিং কোম্পানি
ইমেজ বিশ্লেষণ ইমেজ থেকে পরিমাণগত তথ্য নিষ্কাশন জড়িত. এটি রিমোট সেন্সিং মাইক্রোস্কোপ থেকে শুরু করে বিভিন্ন বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। একটি ডিজিটাল চিত্রের প্রতিটি পিক্সেল মূলত একটি ডেটা পয়েন্ট হয়ে যায়। এই পদ্ধতিটি আমাদের এই চিত্রগুলিতে দেখা বিভিন্ন সবুজ উজ্জ্বলতার স্তরের সাথে সংখ্যা সংযুক্ত করতে দেয়। গত 20 বছর বা তারও বেশি সময় ধরে, ডেস্কটপ কম্পিউটিং শক্তি এবং ডিজিটাল ইমেজ অধিগ্রহণের বিপ্লবের সাথে, চিত্র বিশ্লেষণ এখন একটি ব্যবহারিক হাতিয়ার হয়ে উঠেছে যা অনেক মাইক্রোস্কোপিস্ট (কংক্রিট পেট্রোলজিস্ট সহ) ব্যবহার করতে পারেন। স্লারির কৈশিক ছিদ্র পরিমাপ করতে আমরা প্রায়শই চিত্র বিশ্লেষণ ব্যবহার করি। সময়ের সাথে সাথে, আমরা দেখতে পেলাম যে w/cm এবং কৈশিক ছিদ্রের মধ্যে একটি শক্তিশালী পদ্ধতিগত পরিসংখ্যানগত সম্পর্ক রয়েছে, যেমনটি নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়েছে (চিত্র 4 এবং চিত্র 5))।
চিত্র 4. পাতলা বিভাগের ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোগ্রাফ থেকে প্রাপ্ত ডেটার উদাহরণ। এই গ্রাফটি একটি ফটোমাইক্রোগ্রাফে একটি প্রদত্ত ধূসর স্তরে পিক্সেলের সংখ্যা প্লট করে। তিনটি চূড়া সমষ্টি (কমলা বক্ররেখা), পেস্ট (ধূসর এলাকা) এবং অকার্যকর (অনেক ডানদিকে অপূর্ণ চূড়া) এর সাথে মিলে যায়। পেস্টের বক্ররেখা একজনকে গড় ছিদ্রের আকার এবং এর মানক বিচ্যুতি গণনা করতে দেয়। চুনিউ কিয়াও এবং ডিআরপি, টুইনিং কোম্পানি চিত্র 5. এই গ্রাফটি বিশুদ্ধ সিমেন্ট, ফ্লাই অ্যাশ সিমেন্ট এবং প্রাকৃতিক পোজোলান বাইন্ডারের মিশ্রণে w/cm গড় কৈশিক পরিমাপের একটি সিরিজ এবং 95% আত্মবিশ্বাসের ব্যবধানের সারসংক্ষেপ করে। চুনিউ কিয়াও এবং ডিআরপি, একটি টুইনিং কোম্পানি
চূড়ান্ত বিশ্লেষণে, সাইটের কংক্রিট মিক্স ডিজাইন স্পেসিফিকেশন মেনে চলে তা প্রমাণ করার জন্য তিনটি স্বাধীন পরীক্ষার প্রয়োজন। যতদূর সম্ভব, সমস্ত গ্রহণযোগ্যতা মানদণ্ড পূরণ করে এমন প্লেসমেন্ট থেকে মূল নমুনাগুলি, সেইসাথে সম্পর্কিত প্লেসমেন্ট থেকে নমুনাগুলি পান৷ গৃহীত লেআউট থেকে মূল একটি নিয়ন্ত্রণ নমুনা হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং আপনি প্রাসঙ্গিক বিন্যাসের সম্মতি মূল্যায়নের জন্য একটি মানদণ্ড হিসাবে ব্যবহার করতে পারেন৷
আমাদের অভিজ্ঞতায়, যখন রেকর্ড সহ ইঞ্জিনিয়াররা এই পরীক্ষাগুলি থেকে প্রাপ্ত ডেটা দেখেন, তখন তারা সাধারণত প্লেসমেন্ট গ্রহণ করে যদি অন্যান্য মূল প্রকৌশল বৈশিষ্ট্যগুলি (যেমন সংকোচন শক্তি) পূরণ করা হয়। ডব্লিউ/সেমি এবং গঠন ফ্যাক্টরের পরিমাণগত পরিমাপ প্রদান করে, আমরা অনেক কাজের জন্য নির্দিষ্ট পরীক্ষার বাইরে গিয়ে প্রমাণ করতে পারি যে প্রশ্নে থাকা মিশ্রণটিতে এমন বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা ভাল স্থায়িত্বে অনুবাদ করবে।
ডেভিড রথস্টেইন, পিএইচডি, পিজি, এফএসিআই ডিআরপি, এ টুইনিং কোম্পানির প্রধান লিথোগ্রাফার। তার 25 বছরেরও বেশি পেশাদার পেট্রোলজিস্টের অভিজ্ঞতা রয়েছে এবং বিশ্বজুড়ে 2,000টিরও বেশি প্রকল্প থেকে 10,000টিরও বেশি নমুনা ব্যক্তিগতভাবে পরিদর্শন করেছেন। ডাঃ চুনিউ কিয়াও, DRP, একটি টুইনিং কোম্পানির প্রধান বিজ্ঞানী, একজন ভূতাত্ত্বিক এবং পদার্থ বিজ্ঞানী যিনি সিমেন্টিং উপকরণ এবং প্রাকৃতিক এবং প্রক্রিয়াজাত শিলা পণ্যগুলিতে দশ বছরেরও বেশি অভিজ্ঞতার সাথে। তার দক্ষতার মধ্যে রয়েছে কংক্রিটের স্থায়িত্ব অধ্যয়নের জন্য চিত্র বিশ্লেষণ এবং ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপির ব্যবহার, বিশেষ জোর দেওয়া সল্ট, ক্ষার-সিলিকন বিক্রিয়া এবং বর্জ্য জল শোধনাগারে রাসায়নিক আক্রমণের ফলে সৃষ্ট ক্ষতির উপর।