Способы исследования бетона

В настоящее время существует множество вариантов испытаний напрямую в конструкциях и изделиях. Нынешняя строительная промышленность немыслима в отсутствии использования бетонов и продуктов в их базе. В строительстве в целом стремительно увеличиваются доля и значимость высокопрочных бетонов, которые содействуют формированию строительных конфигураций и функционально новейших типов построек. В связи с усилением требований к срокам и материалам строительства и повышением объемов строительного изготовления становятся наиболее важными проблемы увеличения качеств и oсoбеннocтeй такого нaибoлee примeняемoгo cтрoитeльнoгo мaтepиaлa кaк бeтoн. 

Пристальное внимание к настолько небольшим элементам требует использования аналитических методов соответствующей локальности, которые позволяют правильно формировать форму, состав и структуру элементов в составе бетона. Под локальностью метода имеется в виду минимально возможный размер изучаемой зоны. Оборудование понемногу становится всё безупречнее: увеличивается пространственное разрешение при изучении исследуемых объектов. При этом определенные величины зависят не только от элемента и метода его определения, но и условий измерений, типа и состояния прибора.

Невозможно представить современную индустрию в области строительства без использования бетона, а также состоящих из него изделий. На сегодняшний день почти ни одно строительство: отдельный небольшой офис или многоэтажный высотный дом, не обходится без этого непростого композитного материала. Среди современных строительных материалов бетон занимает одну из главных позиций. Это связано с его редкостными свойствами, одним из которых являются многочисленные производственные сочетания. Научные работы и исследования, которые посвящены совершенствованию свойств бетона, проводятся многими серьезными заводами и являются первостепенной задачей в производстве высококачественной продукции.

В связи с усилением требований к срокам и материалам строительства и повышением объемов строительного производства становятся все более значимыми вопросы повышения свойств и особенностей такого наиболее используемого строительного материала как бетон. Мировое производство, которого по разным оценкам составляет около девятнадцати миллиардов кубических метров в год. Применение высокопрочного бетона для монолитного строительства позволяет решать проблему повышения качества возводимых конструкций, сокращая расход сырьевых материалов и технологический срок строительства.

На сегодняшний день существует множество путей исследований непосредственно самих изделий и конструкций:

·     рентгенофазовый анализ;

·     дифференциальный термический анализ;

·     спектральный анализ;

·     исследование морфологических особенностей микроструктуры с помощью РЭМ (растрового электронного микроскопа).

Определение состава и структуры вещества являются основными целями, как науки, так и современного производства. Они уже давно выполнялись химическими методами, которые требуют немалых предварительных расходов, в связи с чем необходимость удешевления и повышения скорости анализа является острой проблемой и приводит к свободному использованию физических методов. Среди них особое значение имеет рентгенофазовый анализ.

Под рентгенофазовым анализом понимается комплекс различных способов изучения, в которых используется рентгеновское излучение – поперечные электромагнитные колебания. 

Сопоставляя с другими методами анализа, рентгенофазовый анализ считается наиболее универсальным и совершенным способом изучения материалов. Этот метод позволяет производить не только качественный и количественный фазовый анализы сложных по составу материалов, но и определять строение кристаллической решетки индивидуальных соединений.  Как метод фазового анализа он особенно полезен при исследовании твердых растворов, явлений полиморфизма, процессов распада и синтеза новых соединений. 

Рисунок 1. Рентгенограммы цементного камня

Каждой фазе будет соответствовать своя собственная дифракционная картина, в случае если исследуемый объект состоит из нескольких фаз: (Рис.2).

Рисунок 2. Дифракционная картина нескольких фаз

Под названием спектральный анализ мы понимаем физический метод анализа химического состава вещества, который основан на исследовании спектров испускания и поглощения атомов или молекул. Эти спектры обусловливаются отличительными чертами электронных оболочек атомов и молекул, колебаниями атомных ядер в молекулах и вращением молекул, а также воздействием структуры и массы$ d атомных ядер на положение энергетических уровней. В соответствии с этим спектральный анализ использует обширный интервал d длин волн — от рентгеновых до микрорадиоволн. Спектральный анализ используется с целью установления различных органических соединений, а также минеральных элементов с концентрацией 10^-2–10^-6 моля. Спектральные методы предоставляют крупные возможности с целью# исследования соответствующих аналитических сигналов в различных областях электромагнитного спектра – рентгеновское* излучение, ультрафиолетовое  (УФ) излучение, видимый свет; инфракрасное (ИК), а также микро- и радиоволновое излучение.

Спектральный анализ подразумевает следующие действия:

·     возможность проделать качественное открытие отдельных элементов пробы;

·     получить количественное определение их концентраций;

·     определить элементарный и молекулярный состав вещества.

Вещества, близкие по своим химическим свойствам, трудно поддаются анализу химическими методами, но у них есть и преимущество: они определяются спектрально [4].