«Информация собралась, использование этой техники может использоваться, чтобы лучше понять поведение бетона, когда это терпит неудачу, а также обеспечение ключевых данных для ‘учредительных’ моделей, которые используются для проектирования и определения безопасности крупномасштабных структур гражданского строительства», говорит Рэнума Шэхрин, аспирант гражданского строительства в государственном и ведущем авторе NC статьи о работе.«Результаты исследования приведут к существенному влиянию в исследовании неудачи материалов, содержащих цемент», говорит Шэхрин. «Производство, транспортировка и использование конкретных счетов между 5 и 9 процентов полных выделений углекислого газа во всем мире. Знание от этого исследования может быть применено к развитию более сильных, более стабильных материалов для гражданской инфраструктуры, уменьшив потребление природных ресурсов и производство CO2».Цемент используется, чтобы сделать бетон, один из наиболее широко используемых строительных материалов в мире.
Сжимающая прочность цемента – первичный фактор в определении, сколько бетон груза может иметь – критическое соображение для проектов гражданского строительства. Инженеры давно знали о том цементе, получает его силу из компонента, названного гидратом силиката кальция (C-S-H) – основной продукт, сформированный, когда цементный порошок смешан с водой. Исследователи, однако, не были в состоянии измерить сжимающую силу C-S-H в цементном образце – объемы выборки, необходимые для изоляции и тестирования C-S-H компонентов, слишком маленькие, чтобы изготовить обычными типовыми методами подготовки.Чтобы обратиться к этой проблеме, исследователи обратились к технике, используемой в материаловедении, названном сжатием микростолба.
Обычно используемый на прозрачных материалах, сжатие микростолба использует очень небольшие выборки, чтобы определить сжимающую силу материала.Поскольку цемент – разнородный материал, составленный из многократных компонентов, Шэхрин использовал просматривающий электронный метод микроскопии/Рентгена, чтобы найти области в цементных образцах, у которых было самое высокое отношение C-S-H относительно других учредительных материалов.Как только C-S-H места были определены, они мололись в цилиндры 2 микрометра шириной и 4 микрометра в высоте. Эти образцы могли тогда быть подвергнуты сжатию микростолба.
«Есть много способов сделать цемент, и это может быть сделано с различными элементами в различных отношениях», говорит Шэхрин. «Мы показали, что метод микростолба может использоваться, чтобы дать нам точные меры C-S-H сжимающей силы в них другой тип смесей. Эта информация может использоваться, чтобы помочь нам понять, как различные процессы и элементы добавили во время производства цемента, может затронуть прочность цемента.
Это – в основном инструмент, который может использоваться, чтобы развиваться лучше, более прочный цемент».