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如何以数字方式测量混凝土表面轮廓(CSP)

参考的产品。

涂料和衬里与混凝土表面的正确粘合需要适当的清洁,并经常需要对混凝土进行粗糙化以增加表面积。粗糙度,也被称为表面轮廓,可以通过喷砂清洗、酸蚀或各种冲击/刮削的电动工具传授给混凝土。由此产生的表面轮廓深度可以影响涂层/衬里的附着力 和性能。涂料/衬里制造商和/或设施业主经常指定在产品安装前对混凝土表面进行清洁和粗糙化处理。

传统上,准备好的混凝土表面轮廓(粗糙度)是使用混凝土表面轮廓 (CSP) 芯片进行目测评估的,如国际混凝土修补协会 (ICRI )制定的第310.2R 号准则《选择和指定用于密封剂、涂料、聚合物覆盖层和混凝土修补的混凝土表面准备》中所述的芯片。该指南总结了用于准备混凝土表面以涂刷涂料和进行修补的各种方法的能力和局限性。切片法可以说是最广为人知、最常用的评估混凝土粗糙度的方法;不过,这种方法是定性的,需要检查人员自行判断。

最近,PosiTector SPG TS等数字选件使检测人员能够根据ASTM D8271 标准,使用数字量化方法测量混凝土表面粗糙度。虽然这种方法有很大的优势,但由于难以在 CSP 芯片法(报告最接近混凝土表面光洁度的芯片编号)和数字深度千分尺法(报告以密尔为单位的轮廓)之间进行相互参照,这种方法的采用受到了限制。

然而,在Beamish和Corbett(2022)1最近的一篇论文中,进行了一项研究,以创建一个交叉参考表,从而使这两种方法可以互换使用。关于创建该表的程序细节,见本文的附录A。

将ICRI CSP芯片(1-10)与ASTM D8271数字深度微米(单位:密尔)相关联的查询表图片

使用CSP比较器芯片来评估混凝土表面轮廓

ICRI芯片是一套10个,有不同程度的表面粗糙度,表明了不同的混凝土表面处理方法,如酸蚀、研磨、喷丸、喷砂和刮削。这些芯片被设计成视觉和触觉的比较器,用于识别表面粗糙程度。用户将准备好的混凝土与CSP芯片进行比较,并报告与表面最相近的芯片编号。许多工作会指定所需的表面处理类型。

ICRI的CSP芯片大约是16平方英寸(3.5英寸×4.5英寸),被设计用来复制10个表面轮廓,如表1所示。

列出ICRI CSP芯片(1-10)及其大致代表的混凝土表面处理方法的图表图片
一张ICRI CSP芯片(1-10)并排放置的照片
PosiTector SPG TS 混凝土表面轮廓测量仪的产品照片

混凝土表面轮廓的另一种数字测量解决方案

ASTM D8271,Standard 直接测量预制混凝土表面轮廓的测试方法,描述了使用电子深度千分尺直接从预制混凝土中获取测量值的替代程序,如 PosiTector SPG TS.这些仪器有一个平坦的底座和一个弹簧头,可以落入表面轮廓的山谷中。

PosiTector SPG TS测量仪的平底放在最高的山峰上,每次测量是当地最高的山峰和尖端投射到的特定山谷之间的距离。这种类型的仪器是直接在表面上测量高达6毫米的轮廓高度的理想选择,不需要复制油灰或视觉比较器的模糊性。它们是测量混凝土表面轮廓的理想工具,这些混凝土已经通过喷砂、刮削、研磨、酸蚀和其他准备方法进行了处理。

混凝土表面轮廓的直接测量与视觉评估的相关性

与定性的视觉比较器不同,ASTM D8271是定量的,但还没有广泛的规定。一项研究使用了10个ICRI CSP芯片(CSP 1-7)中的7个刚性环氧树脂铸造的复制品和ASTM D8271方法,利用PosiTector SPG TS数字深度测微计。

下面显示的查找表使指定人员能够轻松地将定性评估(例如,ICRI CSP 1-7)转换为混凝土表面轮廓的定量范围。范围只显示了CSP 1-7,因为在这项研究中只研究了这些,而且数值是四舍五入的。公差是根据standard 偏差数据建立的。

将ICRI CSP芯片(1-7)与ASTM D8271数字深度微米(单位:密尔)相关联的查询表图片
PosiTector SPG TS在混凝土板上测量混凝土表面轮廓的照片

使用PosiTector SPG TS 混凝土表面粗糙度测量仪进行定量测量的好处

与主观的视觉评估不同,数字式PosiTector SPG TS 混凝土表面粗糙度测量仪在粗糙度测量领域提供真正的定量分析。易于使用的PosiTector SPG ,提供了每分钟超过50个读数的快速测量速度和板载存储器,用于记录、审查和与其他用户共享,以便进一步分析。

具有强大的统计模式,可显示平均数、standard 偏差和最小/最大剖面深度;美国制造的PosiTector SPG ,是快速、准确地分析大型表面的理想选择。当测量值超过用户指定的限度时,HiLo报警器会发出声音和明显的警告。PosiTector SPG 具有耐用的氧化铝磨损面和碳化钨探针尖,其使用寿命长,精度持续。

确定是否符合混凝土表面轮廓规范

为了确定是否符合混凝土表面轮廓规格,AMPPStandard Practice SP21513,确定是否符合混凝土表面轮廓要求的程序,概述了在哪里进行测量以及测量的次数,并就如何识别不符合要求的区域提供了指导。该standard ,描述了适合于实验室和现场使用的程序,以确定是否符合混凝土基材的指定表面轮廓,使用方法1:ASTM D8271中描述的深度千分尺和方法2:ICRI指导原则310.2R中描述的混凝土表面轮廓(CSP)芯片(CSP 1-10)。

附录A:实验设计总结

研究设计最初是由专门选择的方法组成的,以使指定者能够从定性的表面轮廓评估技术转换到定量范围。

使用数字深度千分尺(ASTM D8271)从ICRI混凝土表面轮廓(CSP)1-7进行表面轮廓测量

ICRI的CSP芯片是由一种灰色的、柔韧的橡胶材料制成的,对于大多数应用来说是可以接受的,但是对于这项研究来说是有问题的。数字深度千分尺的探针打算用来测量这些CSP芯片的表面轮廓,它包含一个不锈钢、弹簧加载的60°锥型点,会穿透柔韧的橡胶并产生虚假的高值。因此,制作了CSP 1-7的硅胶模具,并在每个模具中浇注了黑色的环氧树脂,在硬化的环氧树脂中有效地创造了CSP 1-7的精确复制品,这将不会受到测微计探头和压力的影响。

一旦环氧树脂完全固化,6名技术人员(独立地)使用PosiTector SPG TS数字深度千分尺(测量仪;图6)在CSP 1-7复制品上获得三个子批次,每个批次15个读数,并存储在测量仪的存储器中,用于后续分析。

在每一种情况下,环氧树脂油灰复制品(间接测量方法)产生的表面轮廓高度都比直接测量方法(即直接从CSP芯片上测量)大,而且standard ,数据的偏差也更大。

结果

表2载有结果;图2说明了数据。

使用数字深度千分尺(ASTM D8271)测量ICRI CSP 1-7的环氧树脂铸件的读数

ICRI CSP芯片(1-7)复制品与平均读数(以密耳为单位)和平均数的偏差(standard )相关的图表图片,以密耳为单位
ICRI CSP芯片(1-7)复制品与平均读数(以密耳为单位)和平均数的偏差(以密耳为单位)standard 的相关图表的图像。

结论

涂料和衬里与混凝土表面的正确粘合需要适当的清洁,并经常需要对混凝土进行粗糙化以增加表面积。粗糙度,也被称为表面轮廓,可以通过喷砂清洗、酸蚀或各种冲击/刮削的电动工具传授给混凝土。由此产生的表面轮廓深度可以影响涂层/衬里的附着力和性能。涂料/衬里制造商和/或设施业主经常指定在产品安装前对混凝土表面进行清洁和粗糙化处理。

ICRI 生产的CSP芯片可以说是评估混凝土粗糙度的最广泛认可和最经常指定的方法;然而,这是定性的,需要一些判断。ASTM D8271中描述的程序是定量的,但在写这篇文章时还没有广泛的规定。

这项研究表明,从已知表面(即ICRI CSP面板)直接测量和从这些已知表面的环氧树脂油灰铸件上获得间接测量之间存在差异。因此,在合同文件中引用定量方法时,指定者必须说明将使用哪种方法(ASTM D8271)。

该查询表使指定人员能够轻松地将定性方法转换为混凝土表面轮廓的定量范围。范围只显示了CSP 1-7,因为在本研究中只对这些进行了研究。数值是四舍五入的。另外,由于从混凝土上直接测量是可行的,使用环氧树脂油灰生成混凝土表面的复制品(随后用千分尺测量)的价值不大,除非需要对混凝土粗糙度进行永久记录。

引文

1Beamish M. & Corbett, W, 在预制混凝土上将定性的表面轮廓评估方法与定量的方法相联系。AMPP会议2022,德克萨斯州圣安东尼奥。

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