- Tytuł:
-
Evaluation of microtexture changes of coarse aggregate during simulated polishing
Ocena zmian mikrotekstury kruszywa grubego podczas symulowanego polerowania - Autorzy:
-
Gardziejczyk, W.
Wasilewska, M. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/962311.pdf
- Data publikacji:
- 2016
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
kruszywo grube
mikrotekstura
analiza obrazu
histogram wzmocnień
wskaźnik polerowalności PSV
polerowanie sumulowane
coarse aggregate
microtexture
image analysis
intensities histogram
polished stone value
simulated polishing - Opis:
-
This paper presents application of optical microscope for evaluation of microtexture changes of coarse aggregate during simulated polishing in laboratory. Observations of the apparent changes on surfaces of seven different aggregates are presented. Simulation polishing of aggregate was performed in accordance with PN-EN 1097-8:2009. lmages of the aggregate surface were taken with the optical microscope in the reflection mode in particular stages of polishing. Digital images were analyzed. Standard deviation was determined on the basis of the histogram of intensities from digital images of the surfaces of aggregate grains which was assurned as
the measure of changes in microtexture during simulated polishing (namely the σh parameter). Statistical analysis has shown that the changes of the σh parameter between the particular stages of polishing confirm certain trends related to the petrographic characteristic of the rocks. Aggregates which included minerals of similar hardness (granodiorite, dolomile, basalt) were more prone to polishing than gabbro and postglacial. Regeneration of the microtexture, the recovery to its original asperity, occurred in the case of quartz sandstone and steelmaking slag.
W rzeczywistych warunkach ruchu, pod wpływem opon samochodowych, drobnych zanieczyszczeń oraz wody, zachodzi zjawisko polerowania wystających ziaren kruszywa, przyczyniając się do śliskości nawierzchni drogowych. W czasie polerowania ich powierzchnia ulega zmianom w zależności od składu petrograficznego, twardości minerałów, tekstury, struktury, porowatości i stopnia zwietrzenia skały. Miarą odporności na polerowanie kruszywa grubego stosowanego do warstwy ścieralnej nawierzchni drogowych jest wskaźnik polerowalności PSV (Polished Stone Value). Na jego podstawie trudno jest jednak oceniać zachowanie się kruszywa w procesie polerowania, gdyż wymaga to poznania zjawisk zachodzących na powierzchni poszczególnych ziaren. W literaturze są prezentowane różne teorie dotyczące oceny zmian zachodzących na powierzchni ziaren pod działaniem kół pojazdów samochodowych. Opisują one ścieranie się mikroskopijnych protuzji na powierzchni ziarna w powiązaniu z deformacją przestrzenną sieci krystalicznej minerałów. Wraz z rozwojem technologii optoelektronicznej i komputerowej rozwinęły się metody analizy powierzchni bazujące na komputerowym przetwarzaniu obrazów cyfrowych. Celem artykułu jest ocena zmian mikrotekstury powierzchni ziaren kruszywa grubego w procesie polerowania w oparciu o obrazy wykonane pod mikroskopem optycznym. Do badań wytypowano kruszywo dolomitowe, granodiorytowe, gabrowe, polodowcowe, z piaskowca kwarcytowego, z żużla stalowniczego i bazaltowe. Wykonano po cztery próbki analityczne, które polerowano zgodnie z normą PN-EN 1097-8:2009. Proces polerowania trwał 6 godzin z podziałem na I fazę ze ścierniwem korundowym frakcji 300/600 μm i wodą oraz II fazę z proszkiem korundowym frakcji mniejszej od 53 μm i wodą. Zarówno przed polerowaniem i po każdej fazie polerowania na każdej próbce w losowo wybranych miejscach wykonywano po 30 obrazów powierzchni ziaren kruszyw pod mikroskopem optycznym w powiększeniu x 3.2. Za miarę mikrotekstury przyjęto wartość odchylenia standardowego σh, odczytaną z histogramu wzmocnień dla obrazu cyfrowego badanej powierzchni. Analiza wyników w oparciu o nieparametryczny test Friedmana wykazała, że istnieją statystycznie istotne różnice pomiędzy średnimi wartościami parametru σh z histogramów wzmocnień, ustalonymi na tych samych kruszywach w poszczególnych etapach polerowania. Oznacza to, że w procesie polerowania następują istotne zmiany w mikroteksturze na powierzchni kruszywa grubego. Są one uzależnione od charakterystyki petrograficznej skały z której kruszywo zostało wyprodukowane. Ważną rolę odgrywa przy tym twardość minerałów. Wykazano, że kruszywa wyprodukowane ze skał, które są zbudowane z minerałów o zbliżonej twardości (dolomit, granodioryt) lub skał o strukturze skrytokrystalicznej (bazalt) bardzo łatwo poddają się czynnikom polerującym. Na ich powierzchni dochodzi do istotnej deformacji sieci krystalograficznej już w I fazie oznaczenia (przy użyciu grubego ścierniwa i wody). Natomiast powierzchnia kruszywa zbudowanego ze skały o zróżnicowanej twardości minerałów (gabro) pod wpływem grubego ścierniwa i wody ulega jedynie ścieraniu. Dopiero materiały polerujące takie, jak: mączka korundowa i woda, dozowane w II fazie, przyczyniają się do deformacji sieci krystalograficznej niektórych obszarów minerałów. Na podstawie analizy obrazów udowodniono, że piaskowiec kwarcytowy i żużel stalowniczy mają zdolności do regeneracji mikrotekstury podczas symulacji procesu polerowania. Takie kruszywa są szczególnie pożądane do zastosowania do warstwy ścieralnej w obszarach takich, jak: skrzyżowania, łącznice drogowe, pasy włączeń i wyłączeń. Wyniki badań potwierdziły, że z punktu widzenia odporności na polerowanie bardzo dobrym materiałem są kruszywa z piaskowca kwarcytowego, żużla stalowniczego oraz gabra, a gorszym materiałem - kruszywa z dolomitu i granodiorytu. - Źródło:
-
Archives of Civil Engineering; 2016, 62, 2; 19-34
1230-2945 - Pojawia się w:
- Archives of Civil Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł