طور مهندسون في University of Illinois Urbana-Champaign طريقة اختبار جديدة يمكنها التنبؤ بمتانة الأسمنت في ثوانٍ إلى دقائق، بينما تتطلب الطرق التقليدية ساعات. تعتمد هذه الطريقة على تقنية الرؤية الحاسوبية، من خلال قياس سلوك قطرة ماء على سطح الأسمنت لتقييم الأداء، وتكلفة معدات الاختبار أقل من 200 دولار. من المتوقع أن تساعد هذه النتائج صناعة الأسمنت على تحقيق مراقبة جودة المواد الآلية السريعة.
الخرسانة هي المادة الأكثر استهلاكًا على الأرض بعد الماء، لكن مع مرور الوقت، تتدهور الخرسانة المستخدمة في بناء البنية التحتية بسبب التعرض لأملاح إزالة الجليد، ودورات التجميد والذوبان، وتسرب الماء، مما يؤدي إلى تآكل حديد التسليح، وفشل الهيكل، وحتى عواقب كارثية، مثل انهيار مبنى الشقق في فلوريدا عام 2021. أحد الاختبارات الرئيسية للتنبؤ بمتانة نظام الأسمنت هو قياس قدرة ملاط الأسمنت على امتصاص الماء، حيث ترتبط معدل الامتصاص ارتباطًا وثيقًا بمتانة الأسمنت. حاليًا، يتطلب اختبار ASTM C1585 القياسي تعريض عينة الخرسانة للماء في المختبر، ومراقبة تغيرات وزن العينة على مدى ساعات أو أيام من قبل فنيين.
في الدراسة الجديدة، يستخدم الجهاز الجديد تقنية الرؤية الحاسوبية للتنبؤ بمعدل الامتصاص الأولي، من خلال مراقبة سرعة امتصاص قطرة ماء واحدة في السطح خلال الثواني أو الدقائق الأولى. أجرى الباحثون الاختبار الجديد على أكثر من 60 عينة مختلفة، وكانت النتائج مترابطة جيدًا مع طريقة ASTM التقليدية. كما اكتشف فريق البحث أن زاوية الاتصال الأولية لقطرة الماء مع سطح الأسمنت مهمة، وقد تم تضمين هذه العوامل المعقدة في الاختبار الجديد. حاليًا، يعمل الفريق على توسيع نطاق الاختبار ليشمل ملاطًا أكثر تعقيدًا في الملمس والتركيب الكيميائي، وأنواع متعددة من الخرسانة.
