Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá độ rỗng và cường độ của vữa xi măng bằng nhiệt ảnh hồng ngoại
Tóm tắt
Các phương pháp không xâm lấn để đánh giá tình trạng và kiểm soát chất lượng trong quá trình xây dựng là rất cần thiết. Nghiên cứu được báo cáo ở đây đã điều tra khả năng sử dụng kỹ thuật nhiệt ảnh hồng ngoại (IRT) để ước lượng độ rỗng tổng thể và cường độ nén của vữa xi măng. Để đánh giá đặc tính làm mát của các mẫu và giới hạn phát hiện độ rỗng của IRT, các hỗn hợp vữa với tỉ lệ thể tích cốt liệu không đổi và các tỉ lệ nước/xi măng khác nhau là 0,25, 0,35, 0,45, 0,55 và 0,65 đã được gia nhiệt và trải qua bốn khoảng thời gian làm mát khác nhau. Sau đó, mối quan hệ giữa đặc tính làm mát của mẫu, độ rỗng đo được và cường độ nén đã được đánh giá. Hiệu quả dự đoán cường độ nén của mô hình IRT được đề xuất cũng đã được so sánh với các mô hình dự đoán cường độ dựa trên vận tốc siêu âm (UPV) thường được sử dụng. Kết quả cho thấy rằng sự khác biệt trong nhiệt độ dư của các mẫu trong quá trình làm mát trở nên rõ ràng hơn khi giảm tỉ lệ w/c. Mặc dù đạt được sự khớp với hàm làm mát Newton nói chung cho tất cả các khoảng thời gian làm mát đã xem xét, thời gian 60 phút là tốt nhất, tạo ra mối quan hệ hàm mũ mạnh mẽ giữa hằng số thời gian nhiệt và độ rỗng tổng thể (giá trị R2 là 0,99). Hơn nữa, với giá trị R2 từ 0,97 đến 0,98 và sai số chuẩn (SE) từ 4,0 đến 4,5 MPa, độ chính xác dự đoán cường độ nén của các mô hình IRT vượt trội hơn so với các mô hình UPV, mà ghi nhận được các giá trị R2 từ 0,89 đến 0,94 và SE từ 6,2 đến 9,0 MPa đối với cùng một bộ hỗn hợp. Những kết quả này gợi ý rằng ngoài việc phục vụ như một công cụ kiểm soát chất lượng trong xây dựng mới, việc xác định sự tách lớp và khu vực phù hợp để lấy lõi trong quá trình đánh giá tình trạng của các cấu trúc bê tông là những tiềm năng bẩm sinh khác của kỹ thuật IRT được đề xuất trong nghiên cứu này.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Kylili A, Fokaides PA, Christou P, Kalogirou SA (2014) Infrared thermography (IRT) applications for building diagnostics: a review. Appl Energy 134:531–549
Clark MR, McCann DM, Forde MC (2003) Application of infrared thermography to the non-destructive testing of concrete and masonry bridges. NDT E Int 36:265–275
Chew M (1998) Assessing building façades using infra-red thermography. Struct Surv 16(2):81–86
Barreira E, Almeida RMSF, Delgado JMPQ (2016) Infrared thermography for assessing moisture related phenomena in building components. Constr Build Mater 110:251–269
Farrag S, Yehia S, Qaddoumi N (2016) Investigation of mix-variation effect on defect-detection ability using infrared thermography as a nondestructive evaluation technique. J Bridge Eng 21(3):04015055
Aggelis DG, Kordatos EZ, Soulioti DV, Matikas TE (2010) Combined use of thermography and ultrasound for the characterization of subsurface cracks in concrete. Constr Build Mater 24:1888–1897
Kobayashi K, Banthia N (2011) Corrosion detection in reinforced concrete using induction heating and infrared thermography. J Civil Struct Health Monit 1:25–35
de Freitas SS, de Freitas VP, Barreira E (2014) Detection of façade plaster detachments using infrared thermography—a nondestructive technique. Constr Build Mater 70:80–87
Edis E, Flores-Colen I, de Brito J (2014) Passive thermographic detection of moisture problems in façades with adhered ceramic cladding. Constr Build Mater 51:187–197
Hiasa S, Birgul R, Catbas FN (2016) Infrared thermography for civil structural assessment: demonstrations with laboratory and field studies. J Civil Struct Health Monit 6(3):619–636
Matovu MJ, Farhidzadeh A, Salamone SJ (2016) Damage assessment of steel-plate concrete composite walls by using infrared thermography: a preliminary study. Civil Struct Health Monit 6(2):303–313
Tharmaratnam K, Tan B (1990) Attenuation of ultrasonic pulse in cement mortar. Cem Concr Res 20(3):335–345
Popovics S (2005) Effects of uneven moisture distribution on the strength of and wave velocity in concrete. Ultrasonics 43:429–434
EN 13791 (2007) Assessment of in situ compressive strength in structures and precast concrete. CEN, The European Committee for Standardization, Brussels, p 28
American Society of Testing and Materials (ASTM) C305 (2014) Standard practice for mechanical mixing of hydraulic cement pastes and mortars of plastic consistency. ASTM International, West Conshohocken
ASTM C642 (2016) Standard test method for density, absorption, and voids in hardened concrete. ASTM International, West Conshohocken
ASTM C597 (2016) Standard test method for pulse velocity through concrete. ASTM International, West Conshohocken
Dewdney JW (1959) Newton’s law of cooling as a laboratory introduction to exponential decay functions. Am J Phys 27:668–669
Wang Y, Vafai K (2000) Transient characterization of flat plate heat pipes during startup and shutdown operations. Int J Heat Mass Transf 43:2641–2655
Ravindrajah SR, Loo YH, Tam CT (1988) Strength evaluation of recycled-aggregate concrete by in situ tests. Mater Struct 21:289–295
Komlos K, Popovics S, Nürnbergerova T, Babal B, Popovics JS (1996) Ultrasonic pulse velocity test of concrete properties as specified in various standards. Cem Concr Compos 18:357–364
Odler I (1991) Strength of cement (final report). Mater Struct 24:143–157
Avdelidis NP, Moropoulou A (2004) Applications of infrared thermography for the investigation of historic structures. J Cult Herit 5(1):119–127
Beaudoin JJ, Feldman RF, Tumidajski PJ (1994) Pore structure of hardened cement paste and its influences on properties. Adv Cem Bas Mater 1(5):224–236