Yangiliklar

Scatter glassfiber cabron tola tarkibiga tashrif buyurganingiz uchun rahmat.Siz cheklangan CSS-ni qo'llab-quvvatlaydigan brauzer versiyasidan foydalanmoqdasiz.Eng yaxshi tajriba uchun yangilangan brauzerdan foydalanishni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da Moslik rejimini o'chirib qo'ying).Bundan tashqari, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun biz saytni uslublar va JavaScriptlarsiz ko'rsatamiz.
Polimer-temir-beton (FRP) strukturani ta'mirlashning innovatsion va iqtisodiy usuli hisoblanadi.Ushbu tadqiqotda qattiq muhitda betonning mustahkamlovchi ta'sirini o'rganish uchun ikkita tipik material [uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimer (CFRP) va shisha tolali mustahkamlangan polimer (GFRP)] tanlangan.Tarkibida FRP bo'lgan betonning sulfat ta'siriga chidamliligi va unga bog'liq muzlash-eritish davrlari muhokama qilindi.Konjugatsiyalangan eroziya paytida betonning sirtini va ichki degradatsiyasini o'rganish uchun elektron mikroskop.Natriy sulfat korroziyasining darajasi va mexanizmi pH qiymati, SEM elektron mikroskopi va EMF energiya spektri bilan tahlil qilindi.Eksenel bosim kuchi sinovlari FRP bilan cheklangan beton ustunlarni mustahkamlashni baholash uchun ishlatilgan va eroziv bog'langan muhitda FRPni ushlab turishning turli usullari uchun kuchlanish-deformatsiya munosabatlari olingan.To'rtta mavjud bashoratli model yordamida eksperimental test natijalarini kalibrlash uchun xatolar tahlili o'tkazildi.Barcha kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, FRP bilan cheklangan betonning degradatsiya jarayoni konjugat stresslar ostida murakkab va dinamikdir.Natriy sulfat dastlab xom shaklida betonning mustahkamligini oshiradi.Biroq, keyingi muzlash-eritish davrlari betonning yorilishini kuchaytirishi mumkin va natriy sulfat yorilishni rag'batlantirish orqali betonning mustahkamligini yanada pasaytiradi.FRP-cheklangan betonning hayot aylanishini loyihalash va baholash uchun juda muhim bo'lgan kuchlanish-deformatsiya munosabatlarini simulyatsiya qilish uchun aniq raqamli model taklif etiladi.
1970-yillardan beri tadqiq qilingan innovatsion betonni mustahkamlash usuli sifatida FRP engil og'irlik, yuqori quvvat, korroziyaga chidamlilik, charchoqqa chidamlilik va qulay qurilish1,2,3 afzalliklariga ega.Xarajatlar pasayganligi sababli, u strukturani mustahkamlash uchun eng ko'p ishlatiladigan FRP bo'lgan shisha tolali (GFRP), uglerod tolasi (CFRP), bazalt tolasi (BFRP) va aramid tolasi (AFRP) kabi muhandislik dasturlarida keng tarqalgan. Taklif etilayotgan FRPni ushlab turish usuli betonning ish faoliyatini yaxshilashi va erta qulashdan qochishi mumkin.Biroq, mashinasozlikda turli xil tashqi muhitlar ko'pincha FRP-cheklangan betonning chidamliligiga ta'sir qiladi, bu uning mustahkamligini buzishga olib keladi.
Bir qancha tadqiqotchilar betondagi kuchlanish va deformatsiyaning o'zgarishini turli kesma shakli va o'lchamlari bilan o'rgandilar.Yang va boshqalar.6 yakuniy stress va kuchlanish tolali to'qimalar qalinligining o'sishi bilan ijobiy bog'liqligini aniqladi.Wu va boshq.7 yakuniy deformatsiyalar va yuklarni bashorat qilish uchun turli xil tolalar turlaridan foydalangan holda FRP-cheklangan beton uchun kuchlanish-deformatsiya egri chiziqlarini oldi.Lin va boshq.8 dumaloq, kvadrat, to'rtburchaklar va elliptik novdalar uchun FRP kuchlanish kuchlanish modellari ham katta farq qilishini aniqladilar va parametr sifatida kenglik va burchak radiusining nisbati yordamida yangi dizaynga yo'naltirilgan stress-deformatsiya modelini ishlab chiqdilar.Lam va boshq.9 FRP ning bir xil bo'lmagan qoplamasi va egriligi Plitalar cho'zilishi sinovlariga qaraganda FRPda kamroq sinish kuchlanishiga va stressga olib kelishini kuzatdilar.Bundan tashqari, olimlar turli xil real dizayn ehtiyojlariga muvofiq qisman cheklovlar va yangi cheklash usullarini o'rganishdi.Vang va boshqalar.[10] uchta cheklangan rejimda to'liq, qisman va cheklanmagan betonda eksenel siqish sinovlarini o'tkazdi."Stress-deformatsiya" modeli ishlab chiqilgan va qisman yopiq beton uchun cheklovchi ta'sir koeffitsientlari berilgan.Wu va boshqalar.11 o'lcham ta'sirini hisobga olgan holda FRP-cheklangan betonning kuchlanish-deformatsiyaga bog'liqligini bashorat qilish usulini ishlab chiqdi.Moran va boshq.12 FRP spiral chiziqlar bilan cheklangan betonning eksenel monotonik siqish xususiyatlarini baholadilar va uning kuchlanish-deformatsiya egri chiziqlarini oldilar.Biroq, yuqoridagi tadqiqot, asosan, qisman yopiq beton va to'liq yopiq beton o'rtasidagi farqni o'rganadi.Beton uchastkalarni qisman cheklovchi FRPlarning roli batafsil o'rganilmagan.
Bundan tashqari, tadqiqot turli sharoitlarda bosim kuchi, deformatsiyaning o'zgarishi, elastiklikning boshlang'ich moduli va deformatsiyaning qattiqlashuv moduli bo'yicha FRP bilan cheklangan betonning ishlashini baholadi.Tijani va boshqalar.13,14 FRP-cheklangan betonning ta'mirlanishi, dastlabki shikastlangan betonda FRP ta'mirlash tajribalarida shikastlanish ortib borishi bilan kamayadi.Ma va boshqalar.[15] FRP bilan chegaralangan beton ustunlarga dastlabki shikastlanishning ta'sirini o'rganib chiqdi va shikastlanish darajasining kuchlanish kuchiga ta'siri ahamiyatsiz, ammo lateral va uzunlamasına deformatsiyalarga sezilarli ta'sir ko'rsatdi.Biroq, Cao va boshqalar.16 ta kuzatilgan kuchlanish-deformatsiya egri chiziqlari va dastlabki shikastlanishdan ta'sirlangan FRP-cheklangan betonning kuchlanish-deformatsiya konvertlari.Betonning dastlabki buzilishi bo'yicha tadqiqotlar bilan bir qatorda, qattiq atrof-muhit sharoitida FRP bilan cheklangan betonning chidamliligi bo'yicha ham ba'zi tadqiqotlar o'tkazildi.Ushbu olimlar og'ir sharoitlarda FRP bilan cheklangan betonning degradatsiyasini o'rganishdi va xizmat muddatini bashorat qilish uchun buzilish modellarini yaratish uchun zararni baholash usullaridan foydalanishdi.Xie va boshqalar.17 FRP-cheklangan betonni gidrotermal muhitga joylashtirdi va gidrotermal sharoit FRP ning mexanik xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatishini aniqladi, natijada uning bosim kuchi asta-sekin kamayadi.Kislota asosli muhitda CFRP va beton o'rtasidagi interfeys yomonlashadi.Suvga cho'mish vaqti oshgani sayin, CFRP qatlamini yo'q qilish energiyasini chiqarish tezligi sezilarli darajada pasayadi, bu oxir-oqibat interfaziya namunalarini yo'q qilishga olib keladi18,19,20.Bundan tashqari, ba'zi olimlar muzlatish va eritishning FRP bilan cheklangan betonga ta'sirini ham o'rganishdi.Liu va boshq.21 ta'kidlashicha, CFRP armatura nisbiy dinamik modul, bosim kuchi va kuchlanish-deformatsiya nisbati asosida muzlatish-eritish davrlarida yaxshi chidamlilikka ega.Bundan tashqari, betonning mexanik xususiyatlarining yomonlashishi bilan bog'liq bo'lgan model taklif etiladi.Biroq, Peng va boshq.22 harorat va muzlash-eritish davri ma'lumotlaridan foydalangan holda CFRP va beton yopishtiruvchi moddalarning ishlash muddatini hisoblab chiqdi.Guang va boshqalar.23 betonning tez muzlash-eritish sinovlarini o'tkazdi va muzlash-eritish ta'sirida shikastlangan qatlam qalinligi asosida sovuqqa chidamliligini baholash usulini taklif qildi.Yazdani va boshqalar.24 FRP qatlamlarining xlorid ionlarining betonga kirib borishiga ta'sirini o'rganib chiqdi.Natijalar shuni ko'rsatadiki, FRP qatlami kimyoviy jihatdan chidamli va ichki betonni tashqi xlorid ionlaridan izolyatsiya qiladi.Liu va boshq.25 sulfat-korroziyaga uchragan FRP beton uchun peel sinov shartlarini simulyatsiya qildi, slip modelini yaratdi va FRP-beton interfeysining degradatsiyasini bashorat qildi.Vang va boshqalar.26 bir o'qli siqish sinovlari orqali FRP-cheklangan sulfat-eroziyalangan beton uchun kuchlanish-deformatsiya modelini yaratdi.Chjou va boshqalar.[27] tuzning muzlash-eritishning kombinatsiyalangan davrlari natijasida yuzaga keladigan chegaralanmagan betonning shikastlanishini o'rganib chiqdi va birinchi marta buzilish mexanizmini tavsiflash uchun logistik funktsiyadan foydalangan.Ushbu tadqiqotlar FRP bilan cheklangan betonning chidamliligini baholashda sezilarli yutuqlarga erishdi.Biroq, ko'pchilik tadqiqotchilar eroziv muhitni bir noqulay sharoitda modellashtirishga e'tibor qaratdilar.Beton ko'pincha turli xil ekologik sharoitlardan kelib chiqadigan eroziya tufayli buziladi.Ushbu kombinatsiyalangan atrof-muhit sharoitlari FRP bilan cheklangan betonning ish faoliyatini jiddiy ravishda pasaytiradi.
Sulfatsiya va muzlash-eritish davrlari betonning chidamliligiga ta'sir qiluvchi ikkita tipik muhim parametrdir.FRP lokalizatsiya texnologiyasi betonning xususiyatlarini yaxshilashi mumkin.U muhandislik va tadqiqotda keng qo'llaniladi, ammo hozirda uning cheklovlari mavjud.Bir nechta tadqiqotlar FRP bilan cheklangan betonning sovuq hududlarda sulfat korroziyasiga chidamliligiga qaratilgan.To'liq yopiq, yarim yopiq va ochiq betonning natriy sulfat va muzlatish-eritish bilan eroziyasi jarayoni batafsilroq o'rganishga loyiqdir, ayniqsa ushbu maqolada tasvirlangan yangi yarim yopiq usul.Beton ustunlarga mustahkamlash ta'siri, shuningdek, FRPni ushlab turish va eroziya tartibini almashtirish orqali o'rganildi.Bog'lanish eroziyasidan kelib chiqqan namunadagi mikrokosmik va makroskopik o'zgarishlar elektron mikroskop, pH testi, SEM elektron mikroskopi, EMF energiya spektrini tahlil qilish va bir o'qli mexanik sinov bilan tavsiflangan.Bundan tashqari, ushbu tadqiqot bir o'qli mexanik sinovda yuzaga keladigan stress-deformatsiya munosabatlarini tartibga soluvchi qonunlarni muhokama qiladi.Eksperimental tasdiqlangan chegara kuchlanish va deformatsiya qiymatlari to'rtta mavjud chegara kuchlanish-deformatsiya modellari yordamida xato tahlili orqali tasdiqlandi.Taklif etilayotgan model kelajakdagi FRP mustahkamlash amaliyoti uchun foydali bo'lgan materialning yakuniy kuchlanishini va kuchini to'liq bashorat qilishi mumkin.Nihoyat, u FRP beton tuzining sovuqqa chidamliligi kontseptsiyasi uchun kontseptual asos bo'lib xizmat qiladi.
Ushbu tadqiqot muzlatish-eritish davrlari bilan birgalikda sulfat eritmasi korroziyasidan foydalangan holda FRP-cheklangan betonning yomonlashishini baholaydi.Beton eroziyasidan kelib chiqadigan mikroskopik va makroskopik o'zgarishlar skanerlash elektron mikroskopiyasi, pH testi, EDS energiya spektroskopiyasi va bir o'qli mexanik sinov yordamida ko'rsatildi.Bundan tashqari, eksenel siqish tajribalari yordamida bog'langan eroziyaga uchragan FRP-cheklangan betonning mexanik xususiyatlari va kuchlanish-deformatsiya o'zgarishlari o'rganildi.
FRP Cheklangan Beton xom-beton, FRP tashqi qoplama materiali va epoksi yopishtiruvchi moddalardan iborat.Ikkita tashqi izolyatsiya materiallari tanlangan: CFRP va GRP, materiallarning xususiyatlari 1-jadvalda ko'rsatilgan. Yopishtiruvchi sifatida epoksi qatronlar A va B ishlatilgan (aralashtirish nisbati hajmi bo'yicha 2: 1).Guruch.1 beton aralashmasi materiallarini qurish tafsilotlarini ko'rsatadi.1a-rasmda Swan PO 42,5 portlend tsement ishlatilgan.Dag'al agregatlar 5-10 va 10-19 mm diametrli ezilgan bazalt tosh, shaklda ko'rsatilganidek.1b va c.1g-rasmda nozik to'ldiruvchi sifatida noziklik moduli 2,3 bo'lgan tabiiy daryo qumidan foydalanilgan.Suvsiz natriy sulfat granulalaridan va ma'lum miqdorda suvdan natriy sulfat eritmasini tayyorlang.
Beton aralashmaning tarkibi: a - tsement, b - agregat 5-10 mm, c - agregat 10-19 mm, d - daryo qumi.
Betonning dizayn quvvati 30 MPa ni tashkil qiladi, buning natijasida 40 dan 100 mm gacha bo'lgan yangi tsement betonining cho'kishi paydo bo'ladi.Beton aralashmasi nisbati 2-jadvalda ko'rsatilgan va qo'pol agregatning 5-10 mm va 10-20 mm nisbati 3: 7 ni tashkil qiladi.Atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirning ta'siri dastlab 10% NaSO4 eritmasini tayyorlash va keyin eritmani muzlatish-eritish sikli kamerasiga quyish yo'li bilan modellashtirilgan.
Beton aralashmalari 0,5 m3 majburiy aralashtirgichda tayyorlangan va betonning butun partiyasi kerakli namunalarni yotqizish uchun ishlatilgan.Avvalo, beton tarkibiy qismlar 2-jadvalga muvofiq tayyorlanadi va tsement, qum va qo'pol agregat uch daqiqa davomida oldindan aralashtiriladi.Keyin suvni teng ravishda taqsimlang va 5 daqiqa davomida aralashtiring.Keyinchalik, beton namunalari silindrsimon qoliplarga quyiladi va tebranish stolida siqiladi (qolib diametri 10 sm, balandligi 20 sm).
28 kun davomida qattiqlashgandan so'ng, namunalar FRP moddasi bilan o'ralgan.Ushbu tadqiqotda temir-beton ustunlar uchun uchta usul, jumladan, to'liq yopiq, yarim cheklangan va cheklanmagan.Cheklangan materiallar uchun ikkita turdagi, CFRP va GFRP ishlatiladi.FRP To'liq yopiq FRP beton qobig'i, balandligi 20 sm va uzunligi 39 sm.FRP bilan bog'langan betonning yuqori va pastki qismi epoksi bilan yopilmagan.Yaqinda taklif qilingan havo o'tkazmaydigan texnologiya sifatida yarim germetik sinov jarayoni quyidagicha tavsiflanadi.
(2) o'lchagichdan foydalanib, FRP chiziqlar o'rnini aniqlash uchun beton silindrsimon yuzaga chiziq chizing, chiziqlar orasidagi masofa 2,5 sm.Keyin lentani FRP kerak bo'lmagan beton joylarga o'rang.
(3) Beton yuzasi silliq qog'oz bilan silliqlanadi, spirtli jun bilan artiladi va epoksi bilan qoplanadi.Keyin shisha tolali chiziqlarni qo'lda beton yuzasiga yopishtiring va bo'shliqlarni bosing, shunda shisha tolali shisha beton yuzasiga to'liq yopishadi va havo pufakchalari paydo bo'lmaydi.Nihoyat, FRP chiziqlarini o'lchagich bilan qilingan belgilarga muvofiq, yuqoridan pastgacha beton yuzasiga yopishtiring.
(4) Yarim soatdan so'ng, betonning FRP dan ajratilganligini tekshiring.Agar FRP sirpanib yoki chiqib ketsa, uni darhol tuzatish kerak.Qattiq mustahkamlikni ta'minlash uchun qoliplangan namunalar 7 kun davomida quritilishi kerak.
(5) Qattiqlashgandan so'ng, beton yuzadan lentani olib tashlash uchun yordamchi pichoqni ishlating va nihoyat yarim germetik FRP beton ustunini oling.
Turli xil cheklovlar ostida natijalar rasmda ko'rsatilgan.2. 2a-rasmda to'liq yopiq CFRP beton, 2b-rasmda yarim umumlashtirilgan CFRP beton, 2c-rasmda to'liq yopiq GFRP beton va 2d-rasmda yarim cheklangan CFRP beton ko'rsatilgan.
Yopiq uslublar: (a) to'liq yopiq CFRP;(b) yarim yopiq uglerod tolasi;(c) to'liq shisha tola bilan o'ralgan;(d) yarim yopiq shisha tolali.
FRP cheklovlari va eroziya ketma-ketliklarining silindrlarning eroziyaga qarshi ishlashiga ta'sirini o'rganish uchun mo'ljallangan to'rtta asosiy parametr mavjud.3-jadvalda beton ustunlar namunalari soni ko'rsatilgan.Har bir toifadagi namunalar ma'lumotlarni izchil saqlash uchun uchta bir xil holat namunalaridan iborat edi.Ushbu maqoladagi barcha eksperimental natijalar uchun uchta namunaning o'rtacha qiymati tahlil qilindi.
(1) Havo o'tkazmaydigan material uglerod tolasi yoki shisha tolali deb tasniflanadi.Ikki turdagi tolalarning betonni mustahkamlashga ta'sirini taqqoslash amalga oshirildi.
(2) Beton ustunni saqlash usullari uch turga bo'linadi: to'liq cheklangan, yarim cheklangan va cheksiz.Yarim yopiq beton ustunlarning eroziyaga chidamliligi boshqa ikkita nav bilan solishtirildi.
(3) Eroziya sharoitlari muzlash-eritish davrlari va sulfat eritmasi va muzlash-eritish davrlari soni mos ravishda 0, 50 va 100 marta.FRP bilan chegaralangan beton ustunlarga qo'shilgan eroziyaning ta'siri o'rganildi.
(4) Sinov qismlari uch guruhga bo'lingan.Birinchi guruh - FRP o'rash va keyin korroziya, ikkinchi guruh - birinchi navbatda korroziya va keyin o'rash, uchinchi guruh - birinchi navbatda korroziya, keyin esa o'rash va keyin korroziya.
Eksperimental protsedura universal sinov mashinasi, valentlik sinovi mashinasi, muzlatish-eritish davri birligi (CDR-Z turi), elektron mikroskop, pH o'lchagich, deformatsiya o'lchagich, joy o'zgartirish moslamasi, SEM elektron mikroskopi va Ushbu tadqiqotda EDS energiya spektri analizatori.Namuna 10 sm balandlikda va 20 sm diametrli beton ustundir.3a-rasmda ko'rsatilganidek, beton quyilgan va siqilganidan keyin 28 kun ichida tuzatilgan.Barcha namunalar quyishdan so'ng qolipdan ajratildi va 28 kun davomida 18-22 ° C va 95% nisbiy namlikda saqlangan, so'ngra ba'zi namunalar shisha tola bilan o'ralgan.
Sinov usullari: (a) doimiy harorat va namlikni saqlash uchun uskunalar;(b) muzlatish-eritish sikli mashinasi;(c) universal sinov mashinasi;(d) pH tekshirgich;(e) mikroskopik kuzatish.
Muzlatish-eritish tajribasi 3b-rasmda ko'rsatilganidek, tez muzlatish usulidan foydalanadi.GB / T 50082-2009 "An'anaviy beton uchun chidamlilik standartlari" ga muvofiq, beton namunalari muzlatish va eritishdan oldin 4 kun davomida 15-20 ° C haroratda 10% natriy sulfat eritmasiga to'liq botiriladi.Shundan so'ng, sulfat hujumi muzlash-eritish davri bilan bir vaqtda boshlanadi va tugaydi.Muzlatish-eritish davrining vaqti 2 dan 4 soatgacha, muzdan tushirish vaqti esa aylanish vaqtining 1/4 qismidan kam bo'lmasligi kerak.Namuna ichidagi harorat (-18±2) dan (5±2) °S gacha bo'lgan oraliqda saqlanishi kerak.Muzlatilgandan muzdan tushirishga o'tish o'n daqiqadan oshmasligi kerak.Har bir toifadagi uchta silindrsimon bir xil namunalar 3d-rasmda ko'rsatilganidek, 25 ta muzlatish-eritish davri davomida eritmaning vazn yo'qotishi va pH o'zgarishini o'rganish uchun ishlatilgan.Har 25 muzlatish-eritish tsiklidan so'ng namunalar olib tashlandi va yangi vaznini (Wd) aniqlashdan oldin yuzalar tozalandi.Barcha tajribalar namunalarning uch nusxasida o'tkazildi va sinov natijalarini muhokama qilish uchun o'rtacha qiymatlardan foydalanildi.Namuna massasi va kuchini yo'qotish formulalari quyidagicha aniqlanadi:
Formulada DWd - har 25 muzlatish-eritish tsiklidan keyin namunaning vazn yo'qotishi (%), W0 - beton namunasining muzlash-eritish siklidan oldingi o'rtacha og'irligi (kg), Wd - o'rtacha beton og'irligi.25 muzlatish-eritish tsiklidan keyin namunaning og'irligi (kg).
Namuna kuchini pasaytirish koeffitsienti Kd bilan tavsiflanadi va hisoblash formulasi quyidagicha:
Formulada DKd - har 50 muzlatish-eritish tsiklidan keyin namunaning mustahkamligini yo'qotish darajasi (%), f0 - beton namunasining muzlash-erish siklidan oldingi o'rtacha mustahkamligi (MPa), fd - o'rtacha mustahkamlik. 50 muzlatish-eritish davri (MPa) uchun beton namunasi.
Shaklda.3c beton namunalari uchun siqish sinov mashinasini ko'rsatadi."Betonning fizikaviy va mexanik xususiyatlarini sinash usullari standarti" (GBT50081-2019) ga muvofiq, beton ustunlarni bosim kuchiga sinash usuli belgilangan.Siqish testida yuklanish tezligi 0,5 MPa/s ni tashkil qiladi va butun sinov davomida uzluksiz va ketma-ket yuklash qo'llaniladi.Har bir namuna uchun yuk va joy almashish munosabatlari mexanik sinov paytida qayd etilgan.Eksenel va gorizontal deformatsiyalarni o'lchash uchun namunalarning beton va FRP qatlamlarining tashqi yuzalariga deformatsiya o'lchagichlar biriktirilgan.Deformatsiya xujayrasi mexanik sinovda siqish sinovi paytida namuna deformatsiyasining o'zgarishini qayd etish uchun ishlatiladi.
Har 25 muzlatish-eritish siklida muzlatish-eritish eritmasining namunasi olib tashlandi va idishga joylashtirildi.Shaklda.3d konteynerdagi namuna eritmasining pH testini ko'rsatadi.Muzlatish-eritish sharoitida namunaning sirtini va ko'ndalang kesimini mikroskopik tekshirish 3d-rasmda ko'rsatilgan.Sulfat eritmasida 50 va 100 muzlatish-eritish davrlaridan keyin turli namunalar sirtining holati mikroskop ostida kuzatildi.Mikroskop 400x kattalashtirishdan foydalanadi.Namuna sirtini kuzatishda, asosan, FRP qatlami va betonning tashqi qatlamining eroziyasi kuzatiladi.Namuna kesimini kuzatish asosan tashqi qatlamdan 5, 10 va 15 mm masofada eroziya sharoitlarini tanlaydi.Sulfat mahsulotlarining shakllanishi va muzlash-eritish davrlari qo'shimcha sinovlarni talab qiladi.Shuning uchun tanlangan namunalarning o'zgartirilgan yuzasi energiya dispersiv spektrometri (EDS) bilan jihozlangan skanerlash elektron mikroskopi (SEM) yordamida tekshirildi.
Namuna yuzasini elektron mikroskop bilan vizual tekshiring va 400X kattalashtirishni tanlang.Muzlatish-eritish davrlari va sulfatlar ta'sirida yarim yopiq va bo'g'insiz GRP betonda sirt shikastlanish darajasi ancha yuqori, to'liq yopiq betonda esa ahamiyatsiz.Birinchi toifa 4a-rasmda ko'rsatilganidek, erkin oqimli betonning natriy sulfat va 0 dan 100 gacha muzlatish-eritish davrlari bilan eroziyasi sodir bo'lishini anglatadi.Sovuqqa ta'sir qilmaydigan beton namunalari ko'rinadigan xususiyatlarsiz silliq yuzaga ega.50 ta eroziyadan so'ng, sirtdagi pulpa bloki qisman tozalanib, pulpaning oq qobig'ini ochdi.100 ta eroziyadan so'ng, beton yuzani vizual tekshirish paytida eritmalarning qobiqlari butunlay tushib ketdi.Mikroskopik kuzatish shuni ko'rsatdiki, 0 muzlash-erigan eroziyaga uchragan betonning yuzasi silliq bo'lib, sirt agregati va ohak bir tekislikda joylashgan.50 muzlatish-eritish davri bilan eroziyalangan beton yuzada notekis, qo'pol sirt kuzatildi.Buni eritmaning bir qismi vayron bo'lishi va asosan agregat, ohak va oq kristalllardan tashkil topgan sirtga oz miqdordagi oq donador kristallarning yopishishi bilan izohlash mumkin.100 ta muzlatish-eritish tsiklidan so'ng, beton yuzasida oq kristallarning katta maydoni paydo bo'ldi, quyuq qo'pol agregat esa tashqi muhitga ta'sir qildi.Hozirgi vaqtda beton yuzasi asosan agregat va oq kristalllardan iborat.
Eroziv muzlash-eruvchi beton ustunning morfologiyasi: (a) cheklanmagan beton ustun;(b) yarim yopiq uglerod tolali temir-beton;(c) GRP yarim yopiq beton;(d) to'liq yopiq CFRP beton;(e) GRP beton yarim yopiq beton.
Ikkinchi toifa - shakl 4b, c da ko'rsatilganidek, muzlash-eritish davrlari va sulfatlarning ta'siri ostida yarim germetik CFRP va GRP beton ustunlarining korroziyasi.Vizual tekshirish (1x kattalashtirish) tolali qatlam yuzasida asta-sekin oq kukun hosil bo'lganligini ko'rsatdi, bu muzlatish-eritish davrlari sonining ko'payishi bilan tezda tushib ketdi.Yarim germetik FRP betonning cheklanmagan sirt eroziyasi muzlash-eritish davrlari sonining ko'payishi bilan yanada aniqroq bo'ldi.Ko'rinadigan "shishiruvchi" hodisa (beton ustunning eritmasining ochiq yuzasi qulash arafasida).Biroq, peeling fenomeni qo'shni uglerod tolasi qoplamasi bilan qisman to'sqinlik qiladi).Mikroskop ostida sintetik uglerod tolalari 400x kattalashtirishda qora fonda oq iplar ko'rinishida ko'rinadi.Elyaflarning yumaloq shakli va notekis yorug'lik ta'siri tufayli ular oq ko'rinadi, ammo uglerod tolasi to'plamlarining o'zi qora.Fiberglas dastlab oq ipga o'xshaydi, lekin yopishtiruvchi bilan aloqa qilganda u shaffof bo'ladi va shisha tolali shisha ichidagi betonning holati aniq ko'rinadi.Fiberglas yorqin oq rangga ega, bog'lovchi esa sarg'ish rangga ega.Ikkalasi ham juda ochiq rangga ega, shuning uchun elim rangi shisha tolali iplarni yashiradi va umumiy ko'rinishga sarg'ish rang beradi.Uglerod va shisha tolalar tashqi epoksi qatroni bilan shikastlanishdan himoyalangan.Muzlatish-eritish xurujlari soni ortgan sari, sirtda ko'proq bo'shliqlar va bir nechta oq kristallar ko'rinadigan bo'ldi.Sulfatning muzlash davri oshishi bilan bog'lovchi asta-sekin yupqalashadi, sarg'ish rang yo'qoladi va tolalar ko'rinadi.
Uchinchi toifa - 4d-rasmda ko'rsatilganidek, muzlatish-eritish davrlari va sulfatlar ta'siri ostida to'liq yopiq CFRP va GRP betonning korroziyasi, e.Shunga qaramay, kuzatilgan natijalar beton ustunning ikkinchi turdagi cheklangan qismiga o'xshashdir.
Yuqorida tavsiflangan uchta ushlab turish usulini qo'llaganingizdan so'ng kuzatilgan hodisalarni solishtiring.To'liq izolyatsiyalangan FRP betonidagi tolali to'qimalar barqaror bo'lib qoladi, chunki muzlatish-eritish davrlari soni ortib boradi.Boshqa tomondan, yopishtiruvchi halqa qatlami sirtda nozikroq.Epoksi qatronlar asosan ochiq halqali sulfat kislotadagi faol vodorod ionlari bilan reaksiyaga kirishadi va sulfatlar bilan deyarli reaksiyaga kirishmaydi28.Shunday qilib, eroziya asosan muzlash-eritish davrlari natijasida yopishqoq qatlamning xususiyatlarini o'zgartiradi va shu bilan FRP ning mustahkamlovchi ta'sirini o'zgartiradi deb hisoblash mumkin.FRP yarim germetik betonning beton yuzasi cheklanmagan beton yuzasi bilan bir xil eroziya hodisasiga ega.Uning FRP qatlami to'liq yopiq betonning FRP qatlamiga to'g'ri keladi va zarar aniq emas.Biroq, yarim muhrlangan GRP betonda, tolali chiziqlar ochiq beton bilan kesishgan joylarda keng eroziyali yoriqlar paydo bo'ladi.Muzlatish-eritish davrlari soni ortib borishi bilan ochiq beton yuzalarning eroziyasi kuchayadi.
To'liq yopiq, yarim yopiq va cheklanmagan FRP betonning ichki qismlari muzlash-eritish davrlariga va sulfat eritmalariga ta'sir qilganda sezilarli farqlarni ko'rsatdi.Namuna ko'ndalang kesilgan va kesma 400x kattalashtirishda elektron mikroskop yordamida kuzatilgan.Shaklda.5 beton va ohak orasidagi chegaradan mos ravishda 5 mm, 10 mm va 15 mm masofada joylashgan mikroskopik tasvirlarni ko'rsatadi.Natriy sulfat eritmasi muzlatish-eritish bilan birlashtirilganda betonning shikastlanishi sirtdan ichki qismga asta-sekin parchalanishi kuzatildi.CFRP va GFRP-cheklangan betonning ichki eroziya shartlari bir xil bo'lganligi sababli, ushbu bo'lim ikkita saqlash materiallarini taqqoslamaydi.
Ustunning beton qismining ichki qismini mikroskopik kuzatish: (a) shisha tola bilan to'liq chegaralangan;(b) shisha tolali yarim o'ralgan;(c) cheksiz.
FRP to'liq yopiq betonning ichki eroziyasi rasmda ko'rsatilgan.5a.5 mm da yoriqlar ko'rinadi, sirt nisbatan silliq, kristallanish yo'q.Sirt silliq, kristallarsiz, qalinligi 10 dan 15 mm gacha.FRP yarim germetik betonning ichki eroziyasi rasmda ko'rsatilgan.5 B. 5mm va 10mm da yoriqlar va oq kristallar koʻrinadi, sirt esa 15mm da silliq boʻladi.5c-rasmda 5, 10 va 15 mm da yoriqlar topilgan beton FRP ustunlarining qismlari ko'rsatilgan.Yoriqlardagi bir nechta oq kristallar asta-sekin kamayib bordi, chunki yoriqlar betonning tashqarisidan ichkariga o'tdi.Cheksiz beton ustunlar eng ko'p eroziyani ko'rsatdi, keyin esa yarim cheklangan FRP beton ustunlari.Natriy sulfat to'liq yopiq FRP beton namunalarining 100 dan ortiq muzlatish-eritish davrlarining ichki qismiga juda oz ta'sir ko'rsatdi.Bu shuni ko'rsatadiki, to'liq cheklangan FRP betonining eroziyasining asosiy sababi ma'lum vaqt oralig'ida muzlash-erish eroziyasi bilan bog'liq.Kesmani kuzatish shuni ko'rsatdiki, muzlash va eritishdan oldingi qism silliq va agregatlardan xoli bo'lgan.Betonning muzlashi va erishi natijasida yoriqlar ko'rinadi, agregat uchun ham xuddi shunday, oq donador kristallar esa yoriqlar bilan zich qoplangan.Tadqiqotlar27 ko'rsatdiki, beton natriy sulfat eritmasiga qo'yilganda, natriy sulfat betonga kirib boradi, ularning bir qismi natriy sulfat kristallari shaklida cho'kadi, ba'zilari esa tsement bilan reaksiyaga kirishadi.Natriy sulfat kristallari va reaksiya mahsulotlari oq granulalarga o'xshaydi.
FRP konjugatsiyalangan eroziyadagi beton yoriqlarini to'liq cheklaydi, ammo bo'lim kristallanishsiz silliqdir.Boshqa tomondan, FRP yarim yopiq va cheklanmagan beton uchastkalari konjuge eroziya ostida ichki yoriqlar va kristallanishni rivojlantirdi.Tasvirning tavsifi va oldingi tadqiqotlarga ko'ra29, cheklanmagan va yarim cheklangan FRP betonning qo'shma eroziya jarayoni ikki bosqichga bo'linadi.Betonning yorilishining birinchi bosqichi muzlatish-eritish paytida kengayish va qisqarish bilan bog'liq.Sulfat betonga kirib, ko'rinadigan bo'lsa, mos keladigan sulfat muzlash-eritish va hidratsiya reaktsiyalari natijasida qisqarish natijasida hosil bo'lgan yoriqlarni to'ldiradi.Shuning uchun sulfat dastlabki bosqichda betonga maxsus himoya ta'siriga ega va betonning mexanik xususiyatlarini ma'lum darajada yaxshilashi mumkin.Sulfat hujumining ikkinchi bosqichi davom etadi, yoriqlar yoki bo'shliqlarga kirib, alumni hosil qilish uchun tsement bilan reaksiyaga kirishadi.Natijada, yoriq hajmi kattalashib, zarar etkazadi.Bu vaqt ichida muzlash va eritish bilan bog'liq bo'lgan kengayish va qisqarish reaktsiyalari betonning ichki shikastlanishini kuchaytiradi, natijada yuk ko'tarish qobiliyati pasayadi.
Shaklda.6 0, 25, 50, 75 va 100 muzlatish-eritish davrlaridan keyin kuzatilgan uchta cheklangan usul uchun beton emdirish eritmalarining pH o'zgarishlarini ko'rsatadi.Cheklanmagan va yarim yopiq FRP beton ohaklari pH ning 0 dan 25 gacha bo'lgan muzlatish-eritish davrigacha eng tez ko'tarilishini ko'rsatdi.Ularning pH qiymatlari mos ravishda 7,5 dan 11,5 va 11,4 gacha ko'tarildi.Muzlatish-eritish davrlari soni ortishi bilan pH ko'tarilishi 25-100 muzlatish-eritish tsiklidan keyin asta-sekin sekinlashdi.Ularning pH qiymatlari mos ravishda 11,5 va 11,4 dan 12,4 va 11,84 gacha ko'tarildi.To'liq bog'langan FRP beton FRP qatlamini qoplaganligi sababli, natriy sulfat eritmasining kirib borishi qiyin.Shu bilan birga, tsement tarkibining tashqi eritmalarga kirib borishi qiyin.Shunday qilib, pH asta-sekin 0 dan 100 gacha muzlatish-eritish davrlari orasida 7,5 dan 8,0 gacha ko'tarildi.PH o'zgarishining sababi quyidagicha tahlil qilinadi.Betondagi silikat suvdagi vodorod ionlari bilan birlashib, kremniy kislotasini hosil qiladi, qolgan OH- to'yingan eritmaning pH darajasini oshiradi.PH ning o'zgarishi 0-25 muzlatish-eritish tsikllari orasida ko'proq va 25-100 muzlatish-eritish tsikllari orasida kamroq aniqlandi30.Biroq, bu erda pH 25-100 muzlatish-eritish tsiklidan keyin o'sishda davom etganligi aniqlandi.Buni natriy sulfatning betonning ichki qismi bilan kimyoviy reaksiyaga kirishishi, eritmaning pH qiymatini o'zgartirishi bilan izohlash mumkin.Kimyoviy tarkibi tahlili shuni ko'rsatadiki, beton natriy sulfat bilan quyidagi tarzda reaksiyaga kirishadi.
Formulalar (3) va (4) tsement tarkibidagi natriy sulfat va kaltsiy gidroksid gips (kaltsiy sulfat) hosil qilishini va kaltsiy sulfat tsementdagi kaltsiy metaalyuminat bilan keyinchalik alum kristallarini hosil qilish uchun reaksiyaga kirishishini ko'rsatadi.Reaktsiya (4) asosiy OH- hosil bo'lishi bilan birga keladi, bu esa pH ning oshishiga olib keladi.Bundan tashqari, bu reaktsiya qaytar bo'lganligi sababli, pH ma'lum bir vaqtda ko'tariladi va sekin o'zgaradi.
Shaklda.7a sulfat eritmasida muzlatish-eritish davrlarida to'liq yopiq, yarim yopiq va o'zaro bog'langan GRP betonning vazn yo'qotishini ko'rsatadi.Ommaviy yo'qotishning eng aniq o'zgarishi cheklanmagan betondir.Cheklanmagan beton 50 marta muzlatish-eritish hujumidan so'ng o'z massasining taxminan 3,2% ni va 100 ta muzlatish-eritish hujumidan keyin taxminan 3,85% ni yo'qotdi.Natijalar shuni ko'rsatadiki, konjugatsiyalangan eroziyaning erkin oqimli beton sifatiga ta'siri muzlash-erish davrlari sonining ko'payishi bilan kamayadi.Biroq, namunaning sirtini kuzatishda, 100 ta muzlatish-eritish tsiklidan keyin ohakning yo'qolishi 50 ta muzlatish-eritish tsiklidan keyin ko'proq ekanligi aniqlandi.Oldingi bo'limdagi tadqiqotlar bilan birgalikda, sulfatlarning betonga kirib borishi massa yo'qotilishining sekinlashishiga olib keladi, deb taxmin qilish mumkin.Shu bilan birga, ichki ishlab chiqarilgan alum va gips ham (3) va (4) kimyoviy tenglamalarda bashorat qilinganidek, sekinroq vazn yo'qotishiga olib keladi.
Og'irlikning o'zgarishi: (a) vazn o'zgarishi va muzlash-eritish davrlari soni o'rtasidagi bog'liqlik;(b) massa o'zgarishi va pH qiymati o'rtasidagi bog'liqlik.
FRP yarim germetik betonning vazn yo'qotishining o'zgarishi birinchi navbatda kamayadi va keyin ortadi.50 ta muzlatish-eritish tsiklidan so'ng, yarim germetik shisha tolali betonning massa yo'qolishi taxminan 1,3% ni tashkil qiladi.100 tsikldan keyin vazn yo'qotish 0,8% ni tashkil etdi.Shu sababli, natriy sulfatning erkin oqimli betonga kirib borishi haqida xulosa qilish mumkin.Bundan tashqari, sinov buyumining sirtini kuzatish shuni ko'rsatdiki, tolali chiziqlar ochiq maydonda ohak po'stlog'iga qarshilik ko'rsatishi va shu bilan kilogramm halokatini kamaytirishi mumkin.
To'liq yopiq FRP betonning massa yo'qotilishining o'zgarishi birinchi ikkitadan farq qiladi.Massa yo'qotmaydi, balki qo'shadi.50 ta sovuq-eritish eroziyasidan keyin massa taxminan 0,08% ga oshdi.100 martadan keyin uning massasi taxminan 0,428% ga oshdi.Beton to'liq quyilganligi sababli, beton yuzasida ohak chiqmaydi va sifatni yo'qotishi mumkin emas.Boshqa tomondan, past tarkibli betonning ichki qismiga yuqori tarkibli sirtdan suv va sulfatlarning kirib borishi ham betonning sifatini yaxshilaydi.
Eroziv sharoitda FRP bilan cheklangan betonda pH va massa yo'qolishi o'rtasidagi bog'liqlik bo'yicha bir qancha tadqiqotlar ilgari o'tkazilgan.Tadqiqotlarning aksariyati asosan massa yo'qolishi, elastik modul va quvvatni yo'qotish o'rtasidagi munosabatni muhokama qiladi.Shaklda.7b beton pH va uchta cheklovlar ostida massa yo'qolishi o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi.Turli pH qiymatlarida uchta ushlab turish usuli yordamida beton massasining yo'qolishini bashorat qilish uchun bashoratli model taklif etiladi.7b-rasmda ko'rinib turibdiki, Pirson koeffitsienti yuqori, bu haqiqatan ham pH va massa yo'qolishi o'rtasida bog'liqlik mavjudligini ko'rsatadi.Cheklanmagan, yarim cheklangan va to'liq cheklangan beton uchun r-kvadrat qiymatlari mos ravishda 0,86, 0,75 va 0,96 ni tashkil etdi.Bu shuni ko'rsatadiki, to'liq izolyatsiya qilingan betonning pH o'zgarishi va vazn yo'qotish ham sulfat, ham muzlash-erish sharoitida nisbatan chiziqli.Cheklanmagan beton va yarim germetik FRP betonda pH asta-sekin o'sib boradi, chunki tsement suvli eritma bilan reaksiyaga kirishadi.Natijada, beton sirt asta-sekin yo'q qilinadi, bu esa vaznsizlikka olib keladi.Boshqa tomondan, to'liq yopiq betonning pH darajasi juda oz o'zgaradi, chunki FRP qatlami tsementning suv eritmasi bilan kimyoviy reaktsiyasini sekinlashtiradi.Shunday qilib, to'liq yopiq beton uchun ko'rinadigan sirt eroziyasi yo'q, lekin sulfat eritmalarining emishi tufayli to'yinganlik tufayli og'irlik kasb etadi.
Shaklda.8-rasmda natriy sulfat muzlash-eritish bilan ishlangan namunalarni SEM skanerlash natijalari ko'rsatilgan.Elektron mikroskop yordamida beton ustunlarning tashqi qatlamidan olingan bloklardan olingan namunalar tekshirildi.Shakl 8a - eroziyadan oldingi yopiq betonning skanerlash elektron mikroskopidagi tasviri.Ta'kidlanishicha, namunaning yuzasida ko'plab teshiklar mavjud bo'lib, ular sovuqni eritishdan oldin beton ustunning o'zi mustahkamligiga ta'sir qiladi.Shaklda.8b 100 muzlatish-eritish tsiklidan keyin to'liq izolyatsiyalangan FRP beton namunasining elektron mikroskop tasvirini ko'rsatadi.Muzlash va eritish natijasida namunadagi yoriqlar aniqlanishi mumkin.Biroq, sirt nisbatan silliq va uning ustida kristallar yo'q.Shuning uchun, to'ldirilmagan yoriqlar ko'proq ko'rinadi.Shaklda.8c da 100 ta sovuq eroziyasi tsiklidan keyin yarim germetik GRP beton namunasi ko'rsatilgan.Yoriqlar kengayib, yoriqlar orasida donalar paydo bo'lganligi aniq.Bu zarralarning ba'zilari yoriqlarga yopishadi.Cheklanmagan beton ustun namunasining SEM skanerlashi 8d-rasmda ko'rsatilgan, bu hodisa yarim cheklash bilan mos keladi.Zarrachalar tarkibini yanada aniqroq aniqlash uchun yoriqlardagi zarralar yanada kattalashtirildi va EDS spektroskopiyasi yordamida tahlil qilindi.Zarrachalar asosan uch xil shaklda bo'ladi.Energiya spektri tahliliga ko'ra, 9a-rasmda ko'rsatilganidek, birinchi tur, asosan, O, S, Ca va boshqa elementlardan tashkil topgan muntazam blokli kristalldir.Oldingi formulalarni (3) va (4) birlashtirib, materialning asosiy komponenti gips (kaltsiy sulfat) ekanligini aniqlash mumkin.Ikkinchisi 9b-rasmda ko'rsatilgan;energiya spektri tahliliga ko'ra, u o'tkir yo'nalishsiz ob'ekt bo'lib, uning asosiy komponentlari O, Al, S va Ca hisoblanadi.Kombinatsiyalangan retseptlar shuni ko'rsatadiki, material asosan alumdan iborat.9c-rasmda ko'rsatilgan uchinchi blok energiya spektrini tahlil qilish yo'li bilan aniqlangan tartibsiz blok bo'lib, asosan O, Na va S komponentlaridan iborat. Bular asosan natriy sulfat kristallari ekanligi ma'lum bo'ldi.Elektron mikroskopning skanerlashi shuni ko'rsatdiki, bo'shliqlarning aksariyati 9c-rasmda ko'rsatilgandek, kichik miqdordagi gips va alum bilan birga natriy sulfat kristallari bilan to'ldirilgan.
Korroziyadan oldin va keyin namunalarning elektron mikroskopik tasvirlari: (a) korroziyadan oldin ochiq beton;(b) korroziyadan so'ng, shisha tolali shisha to'liq muhrlanadi;(c) GRP yarim yopiq betonning korroziyasidan keyin;(d) ochiq betonning korroziyasidan keyin.
Tahlil quyidagi xulosalar chiqarishga imkon beradi.Uchta namunaning elektron mikroskopidagi tasvirlari hammasi 1k × edi va tasvirlarda yoriqlar va eroziya mahsulotlari topildi va kuzatildi.Cheklanmagan beton eng keng yoriqlarga ega va ko'plab donalar mavjud.FRP yarim bosimli beton yorilish kengligi va zarrachalar soni bo'yicha bosimsiz betondan past.To'liq yopiq FRP beton eng kichik yoriq kengligiga ega va muzlash-eritish eroziyasidan keyin zarrachalar yo'q.Bularning barchasi to'liq yopiq FRP betonning muzlash va erishdan eroziyaga eng kam sezgir ekanligini ko'rsatadi.Yarim yopiq va ochiq FRP beton ustunlari ichidagi kimyoviy jarayonlar alum va gips hosil bo'lishiga olib keladi va sulfat penetratsiyasi g'ovaklikka ta'sir qiladi.Muzlatish-eritish davrlari betonning yorilishining asosiy sababi bo'lsa-da, sulfatlar va ularning mahsulotlari birinchi navbatda ba'zi yoriqlar va teshiklarni to'ldiradi.Biroq, eroziya miqdori va vaqti ortishi bilan yoriqlar kengayishda davom etadi va hosil bo'lgan alum hajmi ortadi, buning natijasida ekstruziya yoriqlari paydo bo'ladi.Oxir-oqibat, muzlash-eritish va sulfat ta'siri ustunning mustahkamligini pasaytiradi.