Betonin ohuthietutkimuksen ja vetolujuuskoeistuksen tulosten vertailukelpoisuus betonin kuntotutkimuksissa

Tiivistelmä. Betonin kuntotutkimuksia suoritettaessa ohuthietutkimus ja vetolujuuskoeistus ovat yleisesti käytössä olevia tutkimusmenetelmiä. Ohuthietutkimuksella saadaan yksityiskohtaista tietoa muun muassa kovettuneen betonin koostumuksesta, tiiviydestä, kivi- ja sideaineen laadusta, huokosrakenteesta sekä rapautumatilanteesta. Vetolujuuskokeella tutkitaan betonin vetolujuutta, mutta se antaa samalla viitteitä betonin kunnosta ja rapautuneisuudesta, jotka ovat kuntotutkimuksen kannalta merkityksellisiä asioita. Yhdessä käytettynä ja hyvin toteutettuina menetelmät tukevat ja täydentävät toisiaan sekä palvelevat tehokkaasti betonin kuntotutkimuksen tarpeita. Tutkimuksessa vertailtiin kymmeniä betonin ohuthietutkimuksen ja vetolujuuskoeistusten tuloksia. Käytössä olevaan aineistoon kuului näytteitä julkisivuista, silloista ja kuivatelakasta. Tutkimuskohteet sijaitsevat ympäri Suomea. Vertailu tehtiin kuntotutkimuksissa poratuilla näytteillä. Ohuthietutkimuksen ja vetolujuuskoeistuksen tulosten vertailukelpoisuutta selvitettiin toisiaan vastaavista näytteistä saatuja tuloksia vertaamalla. Ohuthietutkimuksella selvitettiin betonin kunto, vauriot ja rapautuneisuus. Näiden voimakkuutta ja esiintymistä verrattiin vetolujuuskoeistuksen tulokseen ja murtumakohtaan. Vetolujuuskoeistuksen numeerisen tuloksen lisäksi huomioitiin kokeessa tehdyt havainnot ja mahdolliset poikkeamat. Tulosten mukaan ohuthietutkimuksessa saadut tiedot ja vetolujuuskoeistuksen tulokset tukevat pääosin toisiaan, etenkin kun betoni on hyväkuntoista ja rapautumatonta, tai kun betonissa esiintyy voimakkaampaa rapautumista. Ohuthietutkimuksen perusteella hyväkuntoisen rapautumattoman betonin vetolujuustulos on pääosassa tapauksista hyvä. Hajontaa menetelmien tulosten välillä esiintyy, kun ohuthietutkimuksessa betonissa on havaittu jonkin asteista rapaumaa. Tämän perusteella vetolujuutta on vaikea arvioida ja tulokset eivät ole usein yhtenäisiä. Vetolujuus ei aina alene rapautuneisuuden arvon kasvaessa. Hajontaa ohuthietutkimuksen ja vetolujuuskoeistuksen tuloksiin aiheuttaa myös tiettyjen vauriomekanismien esiintyminen. Alkalikiviainesreaktion takia vetolujuus voi olla heikko, vaikka ohuthieen perusteella betonin on arvioitu olevan hyväkuntoista. Tämä johtuu ainakin osin siitä, ettei alkalikiviainesreaktio epäsäännöllisen esiintymisensä vuoksi aina näy ohuthieen kattavalla alalla, mutta se esiintyy kuitenkin vetolujuuskappaleessa. Tulosten vertailukelpoisuuden parantamiseksi ohuthieraportissa rapautuneisuutta arvioiva numeerinen arvo ja vetolujuuskokeen tulos tulisi liittää samaan taulukkoon. Lisäksi siihen tulisi sanallinen arvio betonin kunnosta. Nykyisin käytössä oleva viisiportainen rapautuneisuusasteikko tulisi muuttaa suppeammaksi kolme- tai neljäportaiseksi, jolloin se olisi selkeämpi ja vertailukelpoisempi vetolujuustulosten kanssa. Ohuthietutkimuksen kehittämiseksi tulisi kiinnittää huomiota siihen, mistä kohtaa näytekappaletta ohuthie valmistetaan. Tarkoituksenmukaisen informaation saamiseksi ohuthiettä ei tule aina valmistaa heti pinnasta alkaen. Huomioon tulee ottaa betoninäytteessä silmämääräisellä tarkastelulla havaittavat vauriot ja tutkimuksen tarkoitus. Mikäli halutaan selvittää nimenomaan vauriomekanismia ja rapautuneisuutta, voidaan ohuthie tehdä silminnähden rapautuneesta osasta. Kuntotutkimuksen kannalta merkittävä tieto kuitenkin usein on syvyys, jossa vauriot loppuvat ja hyväkuntoinen betoni alkaa

Optical Waveplates Based on Birefringence of Anisotropic Two-Dimensional Layered Materials

Birefringence is an inherent optical property of anisotropic materials introduced by the anisotropic confinement in their crystal structures. It enables manipulation of light propagation properties (e.g., phase velocity, reflection, and refrac- tion) for various photonic and optoelectronic applications, including waveplates and liquid crystal displays. Two-dimensional (2D) layered materials with high anisotropy are currently gaining an increasing interest for polarization-integrated nano- device applications, which advances the research on birefringent materials. In this article, we investigate the optical birefrin- gence of three anisotropic 2D layered materials (black phosphorus (BP), rhenium disulfide (ReS2), and rhenium diselenide (ReSe2)). We demonstrate that the birefringence in BP (~0.245) is ~ 6 times larger than that of ReS2 (~0.037) and ReSe2 (~0.047) at 520 nm and is comparable to the current state of the art bulk materials (e.g., CaCO3). We use these 2D materials to fabricate atomically-thin optical waveplates and investigate their performance. In particular, for BP, we observe a polarization-plane rotation of ~0.05° per atomic layer at 520 nm. Our results show that the relatively large birefringence of anisotropic 2D layered materials can enable accurate manipulation of light polarization with atomically controlled device thickness for various applications where integrated, nanoscale polarization-controllers are required

Ultra-strong nonlinear optical processes and trigonal warping in MoS2 layers

Nonlinear optical processes, such as harmonic generation, are of great interest for various applications, e.g., microscopy, therapy, and frequency conversion. However, high-order harmonic conversion is typically much less efficient than low-order, due to the weak intrinsic response of the higher-order nonlinear processes. Here we report ultra-strong optical nonlinearities in monolayer MoS2 (1L-MoS2): the third harmonic is 30 times stronger than the second, and the fourth is comparable to the second. The third harmonic generation efficiency for 1L-MoS2 is approximately three times higher than that for graphene, which was reported to have a large χ (3). We explain this by calculating the nonlinear response functions of 1L-MoS2 with a continuum-model Hamiltonian and quantum mechanical diagrammatic perturbation theory, highlighting the role of trigonal warping. A similar effect is expected in all other transition-metal dichalcogenides. Our results pave the way for efficient harmonic generation based on layered materials for applications such as microscopy and imaging.We acknowledge funding from the Academy of Finland (Nos: 276376, 284548, 295777, 298297, and 304666), TEKES (NP-Nano, OPEC), Royal Academy of Engineering (RAEng) Research Fellowships, Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, the Graphene Flagship, ERC grants Hetero2D, Nokia Foundation, EPSRC Grants EP/K01711X/1, EP/K017144/1, EP/L016087/1, AFOSR COMAS MURI (FA9550-10-1-0558), ONR NECom MURI, CIAN NSF ERC under Grant EEC-0812072, and TRIF Photonics funding from the state of Arizona and the Micronova, Nanofabrication Centre of Aalto University

Genetic risk factors in Finnish patients with Parkinson's disease

Introduction Variation contributing to the risk of Parkinson's disease (PD) has been identified in several genes and at several loci including GBA, SMPD1, LRRK2, POLG1, CHCHD10 and MAPT, but the frequencies of risk variants seem to vary according to ethnic background. Our aim was to analyze how variation in these genes contributes to PD in the Finnish population. Methods The subjects consisted of 527 Finnish patients with early-onset PD, 325 patients with late-onset PD and 403 population controls. We screened for known genetic risk variants in GBA, SMPD1, LRRK2, POLG1, CHCHD10 and MAPT. In addition, DNA from 225 patients with early-onset Parkinson's disease was subjected to whole exome sequencing (WES). Results We detected a significant difference in the length variation of the CAG repeat in POLG1 between patients with early-onset PD compared to controls. The p.N370S and p.L444P variants in GBA contributed to a relative risk of 3.8 in early-onset PD and 2.5 in late-onset PD. WES revealed five variants in LRRK2 and SMPD1 that were found in the patients but not in the Finnish ExAC sequences. These are possible risk variants that require further confirmation. The p.G2019S variant in LRRK2, common in North African Arabs and Ashkenazi Jews, was not detected in any of the 849 PD patients. Conclusions The POLG1 CAG repeat length variation and the GBA p.L444P variant are associated with PD in the Finnish population.Peer reviewe

A Genome-Wide Association Study of Diabetic Kidney Disease in Subjects With Type 2 Diabetes

dentification of sequence variants robustly associated with predisposition to diabetic kidney disease (DKD) has the potential to provide insights into the pathophysiological mechanisms responsible. We conducted a genome-wide association study (GWAS) of DKD in type 2 diabetes (T2D) using eight complementary dichotomous and quantitative DKD phenotypes: the principal dichotomous analysis involved 5,717 T2D subjects, 3,345 with DKD. Promising association signals were evaluated in up to 26,827 subjects with T2D (12,710 with DKD). A combined T1D+T2D GWAS was performed using complementary data available for subjects with T1D, which, with replication samples, involved up to 40,340 subjects with diabetes (18,582 with DKD). Analysis of specific DKD phenotypes identified a novel signal near GABRR1 (rs9942471, P = 4.5 x 10(-8)) associated with microalbuminuria in European T2D case subjects. However, no replication of this signal was observed in Asian subjects with T2D or in the equivalent T1D analysis. There was only limited support, in this substantially enlarged analysis, for association at previously reported DKD signals, except for those at UMOD and PRKAG2, both associated with estimated glomerular filtration rate. We conclude that, despite challenges in addressing phenotypic heterogeneity, access to increased sample sizes will continue to provide more robust inference regarding risk variant discovery for DKD.Peer reviewe

Obesity and the Risk of Cryptogenic Ischemic Stroke in Young Adults

ObjectivesWe examined the association between obesity and early-onset cryptogenic ischemic stroke (CIS) and whether fat distribution or sex altered this association.Materials and MethodsThis prospective, multi-center, case-control study included 345 patients, aged 18-49 years, with first-ever, acute CIS. The control group included 345 age- and sex-matched stroke-free individuals. We measured height, weight, waist circumference, and hip circumference. Obesity metrics analyzed included body mass index (BMI), waist-to-hip ratio (WHR), waist-to-stature ratio (WSR), and a body shape index (ABSI). Models were adjusted for age, level of education, vascular risk factors, and migraine with aura.ResultsAfter adjusting for demographics, vascular risk factors, and migraine with aura, the highest tertile of WHR was associated with CIS (OR for highest versus lowest WHR tertile 2.81, 95%CI 1.43-5.51; P=0.003). In sex-specific analyses, WHR tertiles were not associated with CIS. However, using WHO WHR cutoff values (>0.85 for women, >0.90 for men), abdominally obese women were at increased risk of CIS (OR 2.09, 95%CI 1.02-4.27; P=0.045). After adjusting for confounders, WC, BMI, WSR, or ABSI were not associated with CIS.ConclusionsAbdominal obesity measured with WHR was an independent risk factor for CIS in young adults after rigorous adjustment for concomitant risk factors.</p