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Test rapide, automatisé et abordable pour la durabilité du ciment

Des ingénieurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign ont mis au stage un nouveau take a look at able de prédire la durabilité du ciment en quelques secondes à quelques minutes, plutôt qu’en heures avec les méthodes actuelles. Le take a look at mesure le comportement des gouttelettes d’eau sur les surfaces de ciment en utilisant la eyesight par ordinateur sur un appareil qui coûte moins de 200 $. Les chercheurs ont déclaré que la nouvelle étude pourrait aider l’industrie du ciment à évoluer vers un contrôle qualité rapide et automatisé de ses matériaux.

Les résultats de l’étude, dirigée par le professeur d’ingénierie civile et environnementale de l’Illinois, Nishant Garg, sont publiés dans la revue npj Components Degradation.

“Le béton est l’un des matériaux les as well as consommés sur notre planète, juste après l’eau”, a déclaré Garg. “Au fil du temps, le béton utilisé pour construire notre infrastructure se dégrade avec le temps en raison de l’exposition aux sels de déglaçage, des cycles de gel et de dégel et de la pénétration d’eau, ce qui peut entraîner la corrosion des barres d’armature utilisées pour renforcer les structures. En fin de compte, cela conduit à un échec, parfois catastrophique, comme on l’a vu dans l’effondrement d’un condominium en 2021 à Surfside, en Floride, où 98 vies ont été perdues.”

L’un des exams clés utilisés pour prédire la durabilité des systèmes cimentaires est basé sur la capacité de la pâte de ciment – un mélange de liant à foundation de ciment et d’eau – à absorber l’eau, a déclaré Garg. L’absorption d’eau est liée à la durabilité du ciment furthermore la pâte de ciment est poreuse, furthermore elle absorbera d’eau, ce qui entraînera finalement la corrosion des barres d’armature encastrées dans le béton armé.

Un examination typical, connu sous le nom d’ASTM C1585, est effectué en laboratoire en exposant un échantillon de béton contenant de la pâte de ciment à l’eau pendant qu’un technicien mesure en continu la “sorptivité” – ou la quantité d’eau que l’échantillon absorbe et transmet – en observant sa changement de poids pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours.

Dans l’étude, le nouvel appareil prédit la sorptivité initiale en utilisant la eyesight par ordinateur pour voir à quelle vitesse une seule gouttelette d’eau est absorbée par la floor dans les premières secondes ou minutes. Garg a déclaré que le exam est beaucoup moins fastidieux que la méthode ASTM actuelle et peut être effectué à la volée sur le terrain ou en laboratoire.

“Nous avons effectué le nouveau check sur moreover de 60 échantillons uniques, et il existe une assez bonne corrélation entre nos résultats et les résultats de la méthode de test ASTM conventionnelle”, a déclaré Garg. “Nous proposons donc maintenant notre nouvelle méthode de take a look at comme choice pour tester la durabilité des systèmes cimentaires en quelques secondes.”

Outre l’importance de l’absorption des gouttelettes, l’équipe de recherche a également appris que l’angle original auquel les gouttelettes d’eau entrent en contact avec la surface du ciment est également vital.

“La dynamique de l’absorption adjust rapidement tandis que les gouttelettes d’eau changent de forme à la surface”, a déclaré Garg. “Des complexités comme celles-ci sont toutes prises en compte dans notre nouveau check.”

L’équipe travaille actuellement sur les moyens d’étendre le check pour les mortiers et in addition de variétés de béton, qui sont textuellement et chimiquement plus complexes.

“La principale summary de l’étude est que tester la durabilité des matériaux de building est très lent, fastidieux et demande beaucoup de key-d’œuvre”, a déclaré Garg. “Grâce à la disponibilité de technologies telles que la vision et l’analyse par ordinateur, nous pouvons développer des checks as well as rapides, automatisés et pratiques.”

Le département de génie civil et environnemental de l’Illinois a soutenu cette recherche.