Inženjeri na Univerzitetu u Ilinoisu Urbana-Champaign razvili su novi test koji može predvideti trajnost cementa u sekundama do minutama – umesto u satima koji su potrebni koristeći trenutne metode. Test meri ponašanje kapljica vode na cementnim površinama pomoću kompjuterskog vida na uređaju koji košta manje od 200 dolara. Istraživači su rekli da bi nova studija mogla pomoći industriji cementa da krene ka brzoj i automatizovanoj kontroli kvaliteta svojih materijala.
Rezultati studije, koju je vodio profesor građevinarstva i zaštite životne sredine iz Ilinoisa Nišant Garg, objavljeni su u časopisu npj Materials Degradation. Rad je naslovljen „Brzo predviđanje početne sorptivnosti cementa preko površinske vlaženosti“.
„Beton je jedan od materijala koji se najviše troši na našoj planeti, odmah iza vode“, rekao je Garg. „Vremenom se beton koji se koristi za izgradnju naše infrastrukture vremenom degradira zbog izlaganja solima za odmrzavanje; ciklusa zamrzavanja i odmrzavanja; i ulaska vode — sve to može dovesti do korozije armature koja se koristi za jačanje konstrukcija. Na kraju, ovo dovodi do neuspeha, ponekad katastrofalnog, kao što se vidi u kolapsu kondominijuma 2021. u Surfsajdu na Floridi, gde je izgubljeno 98 života.“
Jedan od ključnih testova koji se koriste za predviđanje trajnosti cementnih sistema zasniva se na sposobnosti cementne paste – mešavine veziva na bazi cementa i vode – da apsorbuje vodu, rekao je Garg. Apsorpcija vode je povezana sa izdržljivošću cementa; što je cementna pasta poroznija, to će više vode apsorbovati, što na kraju dovodi do korozije ugrađene armature u armiranom betonu.
Standardni test, poznat kao ASTM C1585, izvodi se u laboratoriji izlaganjem uzorka betona koji sadrži cementnu pastu vodi dok tehničar kontinuirano meri „sorptivnost“ – ili koliko vode uzorak apsorbuje i prenosi – posmatrajući njegovu promenu težine nekoliko sati, ako ne i dana.
U studiji, novi uređaj predviđa početnu sorptivnost koristeći kompjuterski vid kako bi video koliko brzo se jedna kapljica vode apsorbuje u površinu u prvih nekoliko sekundi ili minuta. Garg je rekao da je test daleko manje zamoran od trenutne ASTM metode i da se može obaviti u hodu na terenu ili u laboratoriji.
„Izvršili smo novi test na više od 60 jedinstvenih uzoraka i postoji prilično dobra korelacija između naših rezultata i rezultata konvencionalne ASTM metode ispitivanja“, rekao je Garg. „Zato sada predlažemo našu novu metodu testiranja kao alternativu za testiranje izdržljivosti cementnih sistema za nekoliko sekundi.“
Pored važnosti apsorpcije kapljica, istraživački tim je takođe saznao da je važan i početni ugao pod kojim kapljice vode dolaze u kontakt sa površinom cementa.
„Dinamika apsorpcije se brzo menja dok kapljice vode menjaju oblik na površini“, rekao je Garg. „Sve takve zamršenosti su uključene u naš novi test.“
Tim trenutno radi na načinima da poveća test za maltere i više vrsta betona, koji su teksturno i hemijski složeniji.
„Ključni zaključak studije je da je testiranje izdržljivosti građevinskih materijala veoma sporo, zamorno i radno intenzivno“, rekao je Garg. „Sa dostupnošću tehnologija kao što su kompjuterski vid i analiza, možemo razviti testove koji su brži, automatizovani i praktičniji.“
