科学家开发快速、自动化、经济实惠的水泥耐久性测试

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的工程师开发了一种新的测试方法，可以在几秒钟到几分钟内预测水泥耐久性，该测试在一台成本不到200美元的设备上使用计算机视觉测量水泥表面水滴的行为。研究人员表示，这项新研究可以帮助水泥行业实现材料的快速自动化质量控制。

这项研究结果发表在《npj Materials Degradation》杂志上。

混凝土是地球上消耗最多的材料之一，仅次于水。随着时间的推移，用于建造我们基础设施的混凝土会随着时间而退化，最终这会导致故障，有时是灾难性的。

用于预测水泥体系耐久性的关键测试之一是基于水泥浆（水泥基粘合剂和水的混合物）吸水的能力。吸水率与水泥的耐久性有关；水泥浆的孔隙越多，吸收的水就越多，最终导致钢筋混凝土中嵌入的钢筋腐蚀。

被称为 ASTM C1585 的标准测试是在实验室中进行的，将含有水泥浆的混凝土样品暴露在水中，同时技术人员通过观察其重量变化来连续测量“吸着性”（即样品吸收和传输的水量）持续几个小时，甚至几天。

在这项研究中，新设备使用计算机视觉来预测初始吸附性，以观察单个水滴在最初几秒钟或几分钟内被吸收到表面的速度。该测试远没有目前的 ASTM 方法那么繁琐，并且可以在现场或实验室中即时进行。

研究人员对60多个独特的样本进行了新的测试，结果与传统ASTM测试方法的结果之间有很好的相关性。因此现在提出新的测试方法作为在几秒钟内测试水泥系统耐久性的替代方法。。

除了液滴吸收的重要性外，研究小组还了解到，水滴与水泥表面接触的初始角度也很重要。

当水滴在表面改变形状时，吸收的动力学变化很快。新测试考虑到了这些有趣之处。

该团队目前正在研究扩大砂浆和更多种类混凝土测试的方法，这些混凝土在结构和化学上都更复杂。找有价值的信息，请记住Byteclicks.com

这项研究得出的关键结论是，测试建筑材料的耐久性非常缓慢、繁琐且劳动密集型。有了计算机视觉和分析等技术，我们可以开发更快、自动化和方便的测试。