novaĵoj

Dankon pro vizito disvastigu la enhavon de fibro de cabron fibro.Vi uzas retumilon kun limigita CSS-subteno.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Krome, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Polimer-plifortigita betono (FRP) estas konsiderita noviga kaj ekonomia metodo de struktura riparo.En ĉi tiu studo, du tipaj materialoj [karbonfibro plifortikigita polimero (CFRP) kaj vitrofibro plifortikigita polimero (GFRP)] estis elektitaj por studi la plifortikigan efikon de betono en severaj medioj.La rezisto de betono enhavanta FRP al sulfatatako kaj rilataj frostiĝ-degelcikloj estis diskutita.Elektrona mikroskopio por studi la surfacon kaj internan degeneron de betono dum konjugaciita erozio.La grado kaj mekanismo de natria sulfata korodo estis analizitaj per pH-valoro, SEM-elektrona mikroskopio kaj EMF-energia spektro.Aksaj kunpremaj fortotestoj estis uzitaj por taksi la plifortikigon de FRP-limigitaj konkretaj kolonoj, kaj stres-streĉiĝrilatoj estis derivitaj por diversaj metodoj de FRP-reteno en eroziva kunligita medio.Eraranalizo estis farita por kalibri eksperimentajn testrezultojn uzante kvar ekzistantajn prognozajn modelojn.Ĉiuj observaĵoj indikas ke la degenerprocezo de FRP-restriktita betono estas kompleksa kaj dinamika sub konjugaciaj stresoj.Natria sulfato komence pliigas la forton de betono en sia kruda formo.Tamen, postaj frostiĝ-degelcikloj povas pliseverigi betonfendeton, kaj natria sulfato plue reduktas la forton de betono antaŭenigante fendetiĝon.Preciza nombra modelo estas proponita por simuli la stres-trostreĉiĝrilaton, kiu estas kritika por dizajnado kaj taksado de la vivociklo de FRP-limigita betono.
Kiel noviga betona plifortikiga metodo, kiu estis esplorita ekde la 1970-aj jaroj, FRP havas la avantaĝojn de malpeza pezo, alta forto, koroda rezisto, lacecrezisto kaj oportuna konstruo1,2,3.Ĉar kostoj malpliiĝas, ĝi iĝas pli ofta en inĝenieraj aplikoj kiel vitrofibro (GFRP), karbonfibro (CFRP), bazaltfibro (BFRP), kaj aramidfibro (AFRP), kiuj estas la plej ofte uzata FRP por struktura plifortikigo4, 5. La proponita FRP retenmetodo povas plibonigi konkretan agadon kaj eviti antaŭtempan kolapson.Tamen, diversaj eksteraj medioj en mekanika inĝenierado ofte influas la fortikecon de FRP-limigita betono, igante ĝian forton esti endanĝerigita.
Pluraj esploristoj studis streĉajn kaj streĉajn ŝanĝojn en betono kun malsamaj sekcaj formoj kaj grandecoj.Yang et al.6 trovis, ke finfina streso kaj streĉo korelaciis pozitive kun kresko en fibreca histo dikeco.Wu et al.7 akiris streĉo-streĉajn kurbojn por FRP-limigita betono uzante diversajn fibrospecojn por antaŭdiri finfinajn streĉojn kaj ŝarĝojn.Lin et al.8 trovis, ke FRP-streĉ-streĉiĝmodeloj por rondaj, kvadrataj, rektangulaj kaj elipsaj stangoj ankaŭ multe malsamas, kaj evoluigis novan dezajno-orientitan stres-streĉiĝmodelon uzante la rilatumon de larĝo kaj angula radiuso kiel parametrojn.Lam et al.9 observis, ke la ne-unuforma interkovro kaj kurbeco de la FRP rezultigis malpli da fraktura streĉo kaj streso en la FRP ol en slabaj streĉaj provoj.Krome, sciencistoj studis partajn limojn kaj novajn limigajn metodojn laŭ malsamaj realmondaj dezajnbezonoj.Wang et al.[10] elfaris aksajn kunpremadtestojn sur plene, parte kaj senrestrikta betono en tri limigitaj reĝimoj."Stresstreĉa" modelo estis evoluigita kaj la koeficientoj de la limiga efiko por parte fermita betono estas donitaj.Wu et al.11 evoluigis metodon por antaŭdiri la stres-trostreĉiĝdependecon de FRP-limigita betono kiu enkalkulas grandecefikojn.Moran et al.12 taksis la aksajn monotonajn kunpremajn trajtojn de limigita betono kun FRP-helikformaj strioj kaj derivis ĝiajn streĉ-streĉiĝkurbojn.Tamen, ĉi-supra studo ĉefe ekzamenas la diferencon inter parte enfermita betono kaj plene enfermita betono.La rolo de FRP-oj parte limigantaj konkretajn sekciojn ne estis studita detale.
Krome, la studo taksis la agadon de FRP-restriktita betono laŭ kunprema forto, trostreĉŝanĝo, komenca modulo de elasteco, kaj streĉiĝ-hardiĝanta modulo sub diversaj kondiĉoj.Tijani et al.13,14 trovis ke la ripareblo de FRP-limigita betono malpliiĝas kun kreskanta difekto en FRP-ripareksperimentoj sur komence difektita betono.Ma et al.[15] studis la efikon de komenca difekto sur FRP-limigitaj konkretaj kolonoj kaj pripensis ke la efiko de difektogrado sur tirstreĉo estis nekonsiderinda, sed havis signifan efikon al lateralaj kaj longitudaj deformadoj.Tamen, Cao et al.16 observis streĉo-streĉajn kurbojn kaj streĉo-streĉajn kovertajn kurbojn de FRP-limigita betono trafita de komenca damaĝo.Aldone al studoj pri komenca konkreta fiasko, kelkaj studoj ankaŭ estis faritaj sur la fortikeco de FRP-limigita betono sub severaj medikondiĉoj.Tiuj sciencistoj studis la degeneron de FRP-restriktita betono sub severaj kondiĉoj kaj uzis damaĝajn taksoteknikojn por krei degenermodelojn por antaŭdiri funkcidaŭron.Xie et al.17 metis FRP-limigitan betonon en hidrotermikan medion kaj trovis ke hidrotermikaj kondiĉoj signife influis la mekanikajn trajtojn de FRP, rezultigante laŭpaŝan malkreskon en ĝia kunprema forto.En acidbaza medio, la interfaco inter CFRP kaj betono plimalboniĝas.Ĉar la merga tempo pliiĝas, la indico de liberigo de la energio de detruo de la CFRP-tavolo signife malpliiĝas, kio finfine kondukas al la detruo de interfacaj specimenoj18,19,20.Krome, iuj sciencistoj ankaŭ studis la efikojn de frostado kaj degelo sur FRP-limigita betono.Liu et al.21 rimarkis, ke CFRP-rebaro havas bonan fortikecon sub frostiĝ-degelocikloj bazitaj sur relativa dinamika modulo, kunprema forto kaj streĉa-streĉiĝproporcio.Krome, modelo estas proponita kiu estas asociita kun la difekto de la mekanikaj propraĵoj de betono.Tamen, Peng et al.22 kalkulis la vivdaŭron de CFRP kaj konkretaj gluoj uzante temperaturon kaj frostiĝ-degelciklajn datumojn.Guang et al.23 faris rapidajn frost-degeltestojn de betono kaj proponis metodon por taksi frostreziston bazitan sur la dikeco de la difektita tavolo sub frost-degelmalkovro.Yazdani et al.24 studis la efikon de FRP-tavoloj sur la penetro de kloridjonoj en betonon.La rezultoj montras ke la FRP-tavolo estas kemie imuna kaj izolas la internan betonon de la eksteraj kloridjonoj.Liu et al.25 simulis senŝeligitajn testkondiĉojn por sulfat-korodita FRP-betono, kreis glitmodelon, kaj antaŭdiris degeneron de la FRP-betona interfaco.Wang et al.26 establis stres-streĉiĝmodelon por FRP-limigita sulfat-eroziita betono tra unuaksaj kunpremadtestoj.Zhou et al.[27] studis difekton en nelimigita betono kaŭzita de kombinitaj frosto-degelocikloj de salo kaj por la unua fojo uzis loĝistikan funkcion por priskribi la fiaskomekanismon.Ĉi tiuj studoj faris signifan progreson en taksado de la fortikeco de FRP-limigita betono.Tamen, plej multaj esploristoj koncentriĝis pri modeligado de eroziaj amaskomunikiloj sub unu malfavora kondiĉo.Betono ofte estas difektita pro rilata erozio kaŭzita de diversaj mediaj kondiĉoj.Tiuj kombinitaj medikondiĉoj grave degradas la agadon de FRP-restriktita betono.
Sulfigado kaj frostiĝ-degelcikloj estas du tipaj gravaj parametroj influantaj la fortikecon de betono.FRP-loka teknologio povas plibonigi la ecojn de betono.Ĝi estas vaste uzata en inĝenieristiko kaj esplorado, sed nuntempe havas siajn limigojn.Pluraj studoj temigis la reziston de FRP-restriktita betono al sulfata korodo en malvarmaj regionoj.La procezo de erozio de plene enfermita, duonfermita kaj malferma betono per natria sulfato kaj frostigo-degelo meritas pli detalan studon, precipe la novan duonfermitan metodon priskribitan en ĉi tiu artikolo.La plifortikiga efiko al konkretaj kolonoj ankaŭ estis studita interŝanĝante la ordon de FRP-reteno kaj erozio.Mikrokosmaj kaj makroskopaj ŝanĝoj en la specimeno kaŭzitaj de liga erozio estis karakterizitaj per elektrona mikroskopo, pH-testo, SEM-elektrona mikroskopo, EMF-energia spektra analizo kaj unuaksa mekanika testo.Krome, ĉi tiu studo diskutas la leĝojn regantajn la stres-streĉiĝrilaton kiu okazas en unuaksa mekanika testado.La eksperimente kontrolitaj limstreso- kaj streĉaj valoroj estis validigitaj per erara analizo uzante kvar ekzistantajn limstreĉiĝajn modelojn.La proponita modelo povas plene antaŭdiri la finfinan streĉiĝon kaj forton de la materialo, kiu estas utila por estonta FRP-plifortiga praktiko.Finfine, ĝi funkcias kiel la koncipa bazo por la koncepto de FRP-konkreta salo-frostorezista koncepto.
Ĉi tiu studo taksas la difekton de FRP-limigita betono uzante sulfatan solvkorodon en kombinaĵo kun frostig-degelocikloj.Mikroskopaj kaj makroskopaj ŝanĝoj kaŭzitaj de konkreta erozio estis pruvitaj uzante skanan elektronan mikroskopion, pH-testadon, EDS-energiospektroskopion, kaj unuaksan mekanikan testadon.Krome, la mekanikaj trajtoj kaj streĉaj streĉaj ŝanĝoj de FRP-limigita betono submetita al ligita erozio estis esploritaj uzante aksajn kunpremadeksperimentojn.
FRP Confined Concrete konsistas el kruda betono, FRP-ekstera envolvaĵo kaj epoksia gluaĵo.Du eksteraj izolaj materialoj estis elektitaj: CFRP kaj GRP, la propraĵoj de la materialoj estas montritaj en Tabelo 1. Epoksiaj rezinoj A kaj B estis uzataj kiel gluoj (miksaĵproporcio 2:1 laŭ volumeno).Rizo.1 ilustras la detalojn de la konstruado de betonmiksaĵmaterialoj.En Figuro 1a, Swan PO 42.5 Portlanda cemento estis uzita.Krudaj agregaĵoj estas disbatitaj bazaltŝtonoj kun diametro de 5-10 kaj 10-19 mm, respektive, kiel montrite en fig.1b kaj c.Kiel fajna plenigaĵo en Fig. 1g uzis naturan riversablon kun fajna modulo de 2.3.Preparu solvon de natria sulfato el la grajnetoj de anhidra natria sulfato kaj certa kvanto da akvo.
La konsisto de la betona miksaĵo: a - cemento, b - entute 5-10 mm, c - entute 10-19 mm, d - rivera sablo.
La dezajnforto de betono estas 30 MPa, kio rezultigas freŝan cementan betonan setlejon de 40 ĝis 100 mm.La proporcio de betona miksaĵo estas montrita en Tabelo 2, kaj la proporcio de kruda entuto 5-10 mm kaj 10-20 mm estas 3:7.La efiko de interagado kun la medio estis modeligita unue preparante 10% NaSO4-solvaĵon kaj tiam verŝante la solvon en frost-degelan ciklokameron.
Konkretaj miksaĵoj estis preparitaj en malvola miksilo de 0,5 m3 kaj la tuta aro da betono estis uzata por meti la postulatajn specimenojn.Antaŭ ĉio, la konkretaj ingrediencoj estas preparitaj laŭ Tabelo 2, kaj la cemento, sablo kaj kruda agregaĵo estas antaŭmiksitaj dum tri minutoj.Tiam egale distribuu la akvon kaj movu dum 5 minutoj.Poste, konkretaj specimenoj estis ĵetitaj en cilindrajn muldilojn kaj kompaktigitaj sur vibra tablo (ŝimo-diametro 10 cm, alteco 20 cm).
Post resaniĝo dum 28 tagoj, la specimenoj estis enpakitaj per FRP-materialo.Ĉi tiu studo diskutas tri metodojn por ŝtalbetonaj kolonoj, inkluzive de plene enfermitaj, duonlimigitaj kaj nelimigitaj.Du tipoj, CFRP kaj GFRP, estas uzataj por limigitaj materialoj.FRP Plene enfermita FRP-betonŝelo, 20 cm alta kaj 39 cm longa.La pinto kaj malsupro de la FRP-ligita betono ne estis sigelitaj kun epoksio.La duonhermetika testa procezo kiel lastatempe proponita hermetika teknologio estas priskribita jene.
(2) Uzante regilon, desegnu linion sur la konkreta cilindra surfaco por determini la pozicion de la FRP-strioj, la distanco inter la strioj estas 2,5 cm.Poste envolvu la bendon ĉirkaŭ la konkretaj areoj kie FRP ne bezonas.
(3) La betona surfaco estas glata polurita per sablo, viŝita per alkohola lano kaj kovrita per epoksio.Tiam mane algluu la vitrofibrostriojn sur la betonan surfacon kaj elpremu la interspacojn por ke la vitrofibro plene aliĝas al la konkreta surfaco kaj evitu aervezikojn.Fine, gluu la FRP-striojn sur la betonan surfacon de supre ĝis malsupre, laŭ la markoj faritaj per regulo.
(4) Post duonhoro, kontrolu ĉu la betono disiĝis de la FRP.Se la FRP glitas aŭ elstaras, ĝi devus esti riparita tuj.Formitaj specimenoj devas esti resanigitaj dum 7 tagoj por certigi resanigitan forton.
(5) Post resaniĝo, uzu utilan tranĉilon por forigi la glubendon de la betona surfaco, kaj finfine ricevi duonhermetikan FRP-betonan kolumnon.
La rezultoj sub diversaj limoj estas montritaj en fig.2. Figuro 2a montras plene enfermitan CFRP-betonon, Figuro 2b montras duon-ĝeneraligitan CFRP-betonon, Figuro 2c montras plene enfermitan GFRP-betonon, kaj Figuro 2d montras duon-limigitan CFRP-betonon.
Enfermitaj stiloj: (a) plene enfermita CFRP;(b) duonfermita karbonfibro;(c) tute enfermita en vitrofibro;(d) duonfermita vitrofibro.
Ekzistas kvar ĉefaj parametroj kiuj estas dizajnitaj por esplori la efikon de FRP-limoj kaj eroziosekvencoj sur la eroziokontrolefikeco de cilindroj.Tablo 3 montras la nombron da konkretaj kolumnaj specimenoj.La specimenoj por ĉiu kategorio konsistis el tri identaj statusspecimenoj por konservi la datumojn konsekvencaj.La meznombro de tri specimenoj estis analizita por ĉiuj eksperimentaj rezultoj en ĉi tiu artikolo.
(1) Hermetika materialo estas klasifikita kiel karbonfibro aŭ vitrofibro.Komparo estis farita de la efiko de du specoj de fibroj sur la plifortikigo de betono.
(2) Konkretaj kolumnaj retenmetodoj estas dividitaj en tri tipojn: plene limigitaj, duonlimigitaj kaj senlimaj.La eroziorezisto de duonfermitaj betonaj kolonoj estis komparita kun du aliaj varioj.
(3) La eroziokondiĉoj estas frostiĝ-degelcikloj plus sulfata solvaĵo, kaj la nombro da frostigo-degelocikloj estas 0, 50 kaj 100 fojojn, respektive.La efiko de kunligita erozio sur FRP-limigitaj konkretaj kolonoj estis studita.
(4) La testpecoj estas dividitaj en tri grupojn.La unua grupo estas FRP-envolviĝo kaj tiam korodo, la dua grupo estas korodo unue kaj tiam envolvita, kaj la tria grupo estas korodo unue kaj tiam envolvita kaj poste korodo.
La eksperimenta proceduro uzas universalan testmaŝinon, streĉan testmaŝinon, frost-degelan ciklan unuon (CDR-Z-tipo), elektronan mikroskopon, pH-mezurilon, stresmezurilon, delokigan aparaton, SEM-elektronan mikroskopon kaj EDS-energia spektra analizilo en ĉi tiu studo.La specimeno estas betona kolono 10 cm alta kaj 20 cm en diametro.La betono estis resanigita ene de 28 tagoj post verŝado kaj kompaktado, kiel montrite en Figuro 3a.Ĉiuj specimenoj estis malmulditaj post ĵetado kaj konservitaj dum 28 tagoj je 18-22 °C kaj 95% relativa humideco, kaj tiam iuj specimenoj estis enpakitaj per vitrofibro.
Testmetodoj: (a) ekipaĵo por konservi konstantan temperaturon kaj humidon;(b) frostig-degela cikla maŝino;(c) universala testmaŝino;(d) pH-testilo;(e) mikroskopa observado.
La frostig-degelo eksperimento uzas la fulmfrostigan metodon kiel montrite en Figuro 3b.Laŭ GB/T 50082-2009 "Daŭrecaj Normoj por Konvencia Betono", konkretaj specimenoj estis tute mergitaj en 10% natria sulfata solvaĵo je 15-20 °C dum 4 tagoj antaŭ frostiĝado kaj degelo.Post tio, la sulfata atako komenciĝas kaj finiĝas samtempe kun la frosto-degelo.La ciklotempo de frosto-degelo estas 2 ĝis 4 horoj, kaj la defrostiga tempo ne devus esti malpli ol 1/4 de la ciklotempo.La specimena kerntemperaturo devas esti konservita ene de la intervalo de (-18±2) ĝis (5±2) °С.La transiro de frostigita al defrostigo devas daŭri ne pli ol dek minutojn.Tri cilindraj identaj specimenoj de ĉiu kategorio estis uzataj por studi la pezan perdon kaj pH-ŝanĝon de la solvo dum 25 frostiĝ-degelocikloj, kiel montrite en Fig. 3d.Post ĉiu 25 frostig-degelocikloj, la specimenoj estis forigitaj kaj la surfacoj purigitaj antaŭ determini sian freŝan pezon (Wd).Ĉiuj eksperimentoj estis faritaj triope de la specimenoj, kaj la averaĝaj valoroj estis uzataj por diskuti la testrezultojn.La formuloj por la perdo de maso kaj forto de la provaĵo estas determinitaj jene:
En la formulo, ΔWd estas la pezoperdo (%) de la provaĵo post ĉiuj 25 frostiĝ-degelocikloj, W0 estas la averaĝa pezo de la konkreta provaĵo antaŭ la frostig-degelociklo (kg), Wd estas la meza konkreta pezo.pezo de specimeno post 25 frostiĝ-degelocikloj (kg).
La forta degenerkoeficiento de la provaĵo estas karakterizita per Kd, kaj la kalkulformulo estas kiel sekvas:
En la formulo, ΔKd estas la indico de fortoperdo (%) de la provaĵo post ĉiuj 50 frostiĝ-degelocikloj, f0 estas la meza forto de la konkreta provaĵo antaŭ la frostig-degela ciklo (MPa), fd estas la meza forto de la konkreta provaĵo por 50 frostiĝ-degelcikloj (MPa).
Sur fig.3c montras kunpreman testmaŝinon por konkretaj specimenoj.Konforme al la "Normo por Testo-Metodoj por la Fizikaj kaj Mekanikaj Propraĵoj de Betono" (GBT50081-2019), estas difinita metodo por provi betonajn kolonojn pri kunprema forto.La ŝarĝa indico en la kunpremadtesto estas 0.5 MPa/s, kaj kontinua kaj sinsekva ŝarĝo estas uzita dum la testo.La ŝarĝo-movorilato por ĉiu specimeno estis registrita dum mekanika testado.Streĉiĝmezuriloj estis alkroĉitaj al la eksteraj surfacoj de la betono kaj FRP-tavoloj de la specimenoj por mezuri aksajn kaj horizontalajn streĉojn.La trostreĉĉelo estas uzita en mekanika testado por registri la ŝanĝon en specimentrostreĉiĝo dum kunpremadtesto.
Ĉiujn 25 frost-degelciklojn, specimeno de la frost-degelsolvo estis forigita kaj metita en ujon.Sur fig.3d montras pH-teston de specimena solvaĵo en ujo.Mikroskopa ekzameno de la surfaco kaj sekco de la specimeno sub frostiĝ-degelkondiĉoj estas montrita en Fig. 3d.La stato de la surfaco de diversaj specimenoj post 50 kaj 100 frostiĝ-degelocikloj en sulfata solvaĵo estis observita sub mikroskopo.La mikroskopo uzas 400x pligrandigon.Observante la surfacon de la specimeno, la erozio de la FRP-tavolo kaj la ekstera tavolo de betono estas ĉefe observataj.Observado de la sekco de la specimeno baze elektas la eroziokondiĉojn je distanco de 5, 10 kaj 15 mm de la ekstera tavolo.La formado de sulfataj produktoj kaj frostiĝ-degelaj cikloj postulas pliajn provojn.Tial, la modifita surfaco de la elektitaj provaĵoj estis ekzamenita uzante skanan elektronan mikroskopon (SEM) ekipitan per energia dispersiva spektrometro (EDS).
Vide inspektu la specimenan surfacon per elektrona mikroskopo kaj elektu 400X pligrandigon.La grado da surfaca damaĝo en duonfermita kaj senjunta GRP-betono sub frostiĝ-degelocikloj kaj eksponiĝo al sulfatoj estas sufiĉe alta, dum en plene enfermita betono ĝi estas nekonsiderinda.La unua kategorio rilatas al la okazo de erozio de liberflua betono per natria sulfato kaj de 0 ĝis 100 frostiĝ-degelocikloj, kiel montrite en Fig. 4a.Konkretaj specimenoj sen frosto-ekspozicio havas glatan surfacon sen videblaj trajtoj.Post 50 erozioj, la pulpbloko sur la surfaco parte senŝeliĝis, elmontrante la blankan ŝelon de la pulpo.Post 100 erozioj, la ŝeloj de la solvoj tute defalis dum vida inspektado de la betona surfaco.Mikroskopa observado montris ke la surfaco de la 0 frost-degelo eroziita betono estis glata kaj la surfacagregaĵo kaj mortero estis en la sama aviadilo.Neegala, malglata surfaco estis observita sur konkreta surfaco eroziita per 50 frosto-degelocikloj.Ĉi tio povas esti klarigita per la fakto ke iuj el la pistujo estas detruita kaj malgranda kvanto de blankaj grajnecaj kristaloj aliĝas al la surfaco, kiu estas plejparte kunmetita de agregaĵo, pistujo kaj blankaj kristaloj.Post 100 cikloj de frosto-degelo, granda areo de blankaj kristaloj aperis sur la surfaco de la betono, dum la malhela kruda agregaĵo estis elmontrita al la ekstera medio.Nuntempe, la konkreta surfaco estas plejparte senŝirma agregaĵo kaj blankaj kristaloj.
Morfologio de erozia frost-degelbetona kolono: (a) nelimigita betona kolono;(b) duonfermita karbonfibra ŝtalbetono;(c) GRP duonfermita betono;(d) plene enfermita CFRP-betono;(e) GRP-betono duonfermita betono.
La dua kategorio estas la korodo de duonhermetikaj CFRP kaj GRP-betonaj kolonoj sub frostiĝ-degelocikloj kaj eksponiĝo al sulfatoj, kiel montrite en Fig. 4b, ĉ.Vida inspektado (1x pligrandigo) montris, ke blanka pulvoro iom post iom formiĝis sur la surfaco de la fibreca tavolo, kiu rapide defalis kun pliiĝo de la nombro da frostig-degelocikloj.La senrestrikta surfacerozio de semi-hermetika FRP-betono iĝis pli okulfrapa kiam la nombro da frostiĝ-degelcikloj pliiĝis.La videbla fenomeno de "ŝvelado" (la malferma surfaco de la solvo de la konkreta kolono estas sur la rando de kolapso).Tamen, la senŝeliga fenomeno estas parte malhelpita de la apuda karbonfibra tegaĵo).Sub la mikroskopo, sintezaj karbonfibroj aperas kiel blankaj fadenoj sur nigra fono ĉe 400x pligrandigo.Pro la ronda formo de la fibroj kaj eksponiĝo al neegala lumo, ili aperas blankaj, sed la karbonfibrfaskoj mem estas nigraj.Vitrofibro estas komence blanka faden-simila, sed sur kontakto kun la gluo ĝi iĝas travidebla kaj la stato de la betono ene de la vitrofibro estas klare videbla.La vitrofibro estas brilblanka kaj la ligilo estas flaveca.Ambaŭ estas tre malpezaj, do la koloro de la gluo kaŝos la vitrofibroŝnurojn, donante al la ĝenerala aspekto flavecan nuancon.La karbonaj kaj vitrofibroj estas protektitaj kontraŭ damaĝo per ekstera epoksia rezino.Ĉar la nombro da frostig-degelo atakoj pliiĝis, pli da malplenoj kaj kelkaj blankaj kristaloj iĝis videblaj sur la surfaco.Dum la sulfata frostigciklo pliiĝas, la liganto iom post iom maldikas, la flaveca koloro malaperas kaj la fibroj iĝas videblaj.
La tria kategorio estas la korodo de plene enfermita CFRP kaj GRP-betono sub frostiĝ-degelocikloj kaj eksponiĝo al sulfatoj, kiel montrite en Fig. 4d, ekz.Denove, la observitaj rezultoj estas similaj al tiuj por la dua speco de limigita sekcio de la konkreta kolono.
Komparu la fenomenojn observitajn post aplikado de la tri retenmetodoj priskribitaj supre.La fibrecaj histoj en plene izolita FRP-betono restas stabilaj kiam la nombro da frostiĝ-degelaj cikloj pliiĝas.Aliflanke, la glua ringa tavolo estas pli maldika sur la surfaco.Epoksiaj rezinoj plejparte reagas kun aktivaj hidrogenaj jonoj en malferma ringa sulfata acido kaj apenaŭ reagas kun sulfatoj28.Tiel, oni povas konsideri, ke erozio ĉefe ŝanĝas la ecojn de la glua tavolo kiel rezulto de frostiĝ-degelocikloj, tiel ŝanĝante la plifortigan efikon de FRP.La konkreta surfaco de FRP duonhermetika betono havas la saman eroziofenomenon kiel senrestrikta konkreta surfaco.Ĝia FRP-tavolo respondas al la FRP-tavolo de plene enfermita betono, kaj la damaĝo ne estas evidenta.Tamen, en semi-fermita GRP-betono, ampleksaj eroziaj fendetoj okazas kie la fibrostrioj intersekcas kun la senŝirma betono.Erozio de senŝirmaj konkretaj surfacoj iĝas pli severa kiam la nombro da frostiĝ-degelaj cikloj pliiĝas.
La internoj de plene enfermita, duonfermita, kaj senrestrikta FRP-betono montris signifajn diferencojn kiam submetite al frostiĝ-degelocikloj kaj eksponiĝo al sulfataj solvaĵoj.La provaĵo estis tranĉita transverse kaj la sekco estis observita uzante elektronmikroskopon ĉe 400x pligrandigo.Sur fig.5 montras mikroskopajn bildojn je distanco de 5 mm, 10 mm kaj 15 mm de la limo inter betono kaj mortero, respektive.Estis observite ke kiam natria sulfatsolvaĵo estas kombinita kun frostigo-degelo, konkreta damaĝo estas laŭstadie rompita de la surfaco ĝis la interno.Ĉar la internaj eroziokondiĉoj de CFRP kaj GFRP-limigita betono estas la samaj, tiu sekcio ne komparas la du retenmaterialojn.
Mikroskopa observado de la interno de la konkreta sekcio de la kolono: (a) tute limigita per vitrofibro;(b) duonfermita kun vitrofibro;(c) senlima.
Interna erozio de FRP plene enfermita betono estas montrita en fig.5a.Fendoj videblas je 5 mm, la surfaco estas relative glata, ne ekzistas kristaliĝo.La surfaco estas glata, sen kristaloj, 10 ĝis 15 mm dika.Interna erozio de FRP duonhermetika betono estas montrita en fig.5 B. Fendoj kaj blankaj kristaloj estas videblaj je 5mm kaj 10mm, kaj la surfaco estas glata je 15mm.Figuro 5c montras sekciojn de konkretaj FRP-kolumnoj kie fendoj estis trovitaj je 5, 10 kaj 15 mm.Kelkaj blankaj kristaloj en la fendetoj iĝis laŭstadie pli maloftaj kiam la fendetoj moviĝis de la ekstero de la betono al la interno.Senfinaj betonaj kolonoj montris la plej multe de la erozio, sekvita de duon-limigitaj FRP-betonaj kolonoj.Natria sulfato havis nur malmulte da efiko al la interno de plene enfermitaj FRP-betonprovaĵoj pli ol 100 frostiĝ-degelaj cikloj.Tio indikas ke la ĉefkaŭzo de erozio de plene limigita FRP-betono estas rilata frost-degela erozio dum tempodaŭro.Observado de la sekco montris ke la sekcio tuj antaŭ frostigo kaj degelo estis glata kaj libera de agregaĵoj.Ĉar la betono frostas kaj degeliĝas, fendetoj estas videblaj, la sama estas vera por agregaĵo, kaj la blankaj grajnecaj kristaloj estas dense kovritaj per fendetoj.Studoj27 montris, ke kiam betono estas metita en natria sulfata solvaĵo, natria sulfato penetros en la betonon, kelkaj el kiuj precipitos kiel natria sulfato kristaloj, kaj kelkaj reagos kun cemento.Natriaj sulfataj kristaloj kaj reakciaj produktoj aspektas kiel blankaj grajnetoj.
FRP tute limigas konkretajn fendetojn en konjugaciita erozio, sed la sekcio estas glata sen kristaliĝo.Aliflanke, FRP duonfermitaj kaj senrestriktitaj konkretaj sekcioj evoluigis internajn fendetojn kaj kristaliĝon sub konjugaciita erozio.Laŭ la priskribo de la bildo kaj antaŭaj studoj29, la komuna erozioprocezo de senlima kaj duonrestriktita FRP-betono estas dividita en du stadiojn.La unua etapo de betonfendado estas rilata al vastiĝo kaj kuntiriĝo dum frosto-degelo.Kiam sulfato penetras la betonon kaj iĝas videbla, la responda sulfato plenigas fendojn kreitajn de ŝrumpado de frostiĝ-degelo kaj hidratigreagoj.Tial sulfato havas specialan protektan efikon sur betono en frua etapo kaj povas plibonigi la mekanikajn ecojn de betono certagrade.La dua etapo de sulfatatako daŭras, penetrante fendojn aŭ malplenojn kaj reagante kun la cemento por formi alunon.Kiel rezulto, la fendo kreskas en grandeco kaj kaŭzas damaĝon.Dum ĉi tiu tempo, la disvastiĝo kaj kuntiriĝo reagoj asociitaj kun frostigo kaj degelo plimalbonigos internan damaĝon al la betono, rezultigante redukton en portanta kapacito.
Sur fig.6 montras la pH-ŝanĝojn de konkretaj impregnaj solvoj por tri limigitaj metodoj monitoritaj post 0, 25, 50, 75, kaj 100 frostiĝ-degelcikloj.Senrestriktaj kaj duonfermitaj FRP-betonaj morteroj montris la plej rapidan pH-pliiĝon de 0 ĝis 25 frostiĝ-degelcikloj.Iliaj pH-valoroj pliiĝis de 7,5 ĝis 11,5 kaj 11,4 respektive.Ĉar la nombro da frostiĝ-degelcikloj pliiĝis, la pH-pliiĝo iom post iom malrapidiĝis post 25-100 frostiĝ-degelcikloj.Iliaj pH-valoroj pliiĝis de 11,5 kaj 11,4 al 12,4 kaj 11,84 respektive.Ĉar la plene kunligita FRP-betono kovras la FRP-tavolon, estas malfacile por natria sulfata solvo penetri.Samtempe, estas malfacile por la cementa komponado penetri en eksterajn solvojn.Tiel, la pH iom post iom pliiĝis de 7,5 ĝis 8,0 inter 0 kaj 100 frostiĝ-degelcikloj.La kialo de la ŝanĝo en pH estas analizita jene.La silikato en betono kombinas kun hidrogenaj jonoj en akvo por formi silician acidon, kaj la restanta OH- levas la pH de la saturita solvaĵo.La ŝanĝo en pH estis pli prononcita inter 0-25 frostiĝ-degelcikloj kaj malpli prononcita inter 25-100 frostig-degelcikloj30.Tamen oni trovis ĉi tie ke la pH daŭre pliiĝis post 25-100 frostiĝ-degelocikloj.Ĉi tio povas esti klarigita per la fakto, ke natria sulfato reagas kemie kun la interno de la betono, ŝanĝante la pH de la solvo.Analizo de la kemia kunmetaĵo montras ke betono reagas kun natria sulfato en la sekva maniero.
Formuloj (3) kaj (4) montras, ke natria sulfato kaj kalcia hidroksido en cemento formas gipsoŝtonon (kalcia sulfato), kaj kalcia sulfato plue reagas kun kalcia metaaluminato en cemento por formi alunajn kristalojn.Reago (4) estas akompanata de la formado de baza OH-, kiu kondukas al pliigo de pH.Ankaŭ, ĉar ĉi tiu reago estas reigebla, la pH altiĝas je certa tempo kaj malrapide ŝanĝiĝas.
Sur fig.7a montras la malplipeziĝon de plene enfermita, duonfermita kaj interligita GRP-betono dum frostiĝ-degelocikloj en sulfata solvaĵo.La plej evidenta ŝanĝo en amasperdo estas senrestrikta betono.Senrestrikta betono perdis proksimume 3.2% de sia maso post 50 frostig-degelaj atakoj kaj proksimume 3.85% post 100 frostiĝ-degeligaj atakoj.La rezultoj montras ke la efiko de konjugaciita erozio sur la kvalito de liberflua betono malpliiĝas kiam la nombro da frostig-degelocikloj pliiĝas.Tamen, observante la surfacon de la specimeno, oni trovis, ke la perdo de mortero post 100 frostiĝ-degelcikloj estis pli granda ol post 50 frostiĝ-degelcikloj.Kombinite kun la studoj en la antaŭa sekcio, oni povas hipotezi, ke la penetro de sulfatoj en betonon kondukas al malrapidiĝo de masoperdo.Dume, interne generitaj aluno kaj gipso ankaŭ rezultigas pli malrapidan malplipeziĝon, kiel antaŭdirite de kemiaj ekvacioj (3) kaj (4).
Pezŝanĝo: (a) rilato inter pezŝanĝo kaj nombro da frostiĝ-degelocikloj;(b) rilato inter masŝanĝo kaj pH-valoro.
La ŝanĝo en peza perdo de FRP duonhermetika betono unue malpliiĝas kaj poste pliiĝas.Post 50 frostiĝ-degelocikloj, la amasperdo de duonhermetika vitrofibrobetono estas proksimume 1.3%.Pezoperdo post 100 cikloj estis 0.8%.Tial oni povas konkludi, ke natria sulfato penetras en liberfluan betonon.Krome, observado de la surfaco de la testpeco ankaŭ montris, ke la fibraj strioj povus rezisti pistujon senŝeligi en malferma areo, tiel reduktante pezan perdon.
La ŝanĝo en amasperdo de plene enfermita FRP-betono estas diferenca de la unuaj du.Meso ne perdas, sed aldonas.Post 50 frost-degela erozioj, la maso pliiĝis je proksimume 0,08%.Post 100 fojojn, ĝia maso pliiĝis je ĉirkaŭ 0,428%.Ĉar la betono estas tute verŝita, la mortero sur la surfaco de la betono ne eliĝos kaj verŝajne ne rezultigos perdon de kvalito.Aliflanke, la penetro de akvo kaj sulfatoj de la altenhava surfaco en la internon de la malaltenhava betono ankaŭ plibonigas la kvaliton de la betono.
Pluraj studoj antaŭe estis faritaj sur la rilato inter pH kaj amasperdo en FRP-restriktita betono sub eroziaj kondiĉoj.La plej granda parto de la esplorado plejparte diskutas la rilaton inter masa perdo, elasta modulo kaj fortoperdo.Sur fig.7b montras la rilaton inter konkreta pH kaj masa perdo sub tri limoj.Prognoza modelo estas proponita antaŭdiri konkretan masperdon uzante tri retenmetodojn ĉe malsamaj pH-valoroj.Kiel povas esti vidita en Figuro 7b, la koeficiento de Pearson estas alta, indikante ke ekzistas efektive korelacio inter pH kaj masperdo.La r-kvadrataj valoroj por nelimigita, duonrestriktita kaj plene limigita betono estis 0.86, 0.75, kaj 0.96, respektive.Tio indikas ke la pH-ŝanĝo kaj malplipeziĝo de tute izolita betono estas relative liniaj sub kaj sulfato kaj frost-degelkondiĉoj.En senrestrikta betono kaj duonhermetika FRP-betono, la pH iom post iom pliiĝas kiam la cemento reagas kun la akva solvaĵo.Kiel rezulto, la betona surfaco estas iom post iom detruita, kio kondukas al senpezeco.Aliflanke, la pH de plene enfermita betono malmulte ŝanĝiĝas ĉar la FRP-tavolo bremsas la kemian reagon de la cemento kun la akvosolvaĵo.Tiel, por plene enfermita betono, ne estas videbla surfaca erozio, sed ĝi akiros pezon pro saturiĝo pro la sorbado de sulfataj solvaĵoj.
Sur fig.8 montras la rezultojn de SEM-skanado de provaĵoj gravuritaj kun natria sulfato frostig-degelo.Elektrona mikroskopio ekzamenis provaĵojn kolektitajn de blokoj prenitaj de la ekstera tavolo de konkretaj kolonoj.Figuro 8a estas skana elektrona mikroskopa bildo de nefermita betono antaŭ erozio.Oni rimarkas, ke ekzistas multaj truoj sur la surfaco de la specimeno, kiuj influas la forton de la konkreta kolono mem antaŭ frosto-degelo.Sur fig.8b montras elektronmikroskopbildon de plene izolita FRP-betonprovaĵo post 100 frostiĝ-degelocikloj.Fendetoj en la specimeno pro frostigo kaj degelo povas esti detektitaj.Tamen, la surfaco estas relative glata kaj ne estas kristaloj sur ĝi.Tial neplenigitaj fendoj estas pli videblaj.Sur fig.8c montras specimenon de duonhermetika GRP-betono post 100 frostaj eroziocikloj.Estas klare, ke la fendoj larĝiĝis kaj grajnoj formiĝis inter la fendoj.Kelkaj el tiuj partikloj alkroĉas sin al fendoj.SEM-skanado de provaĵo de nelimigita konkreta kolono estas montrita en Figuro 8d, fenomeno kongrua kun duon-restrikto.Por plue klarigi la kunmetaĵon de la partikloj, la partikloj en la fendetoj estis plu pligrandigitaj kaj analizitaj uzante EDS-spektroskopion.Partikloj esence venas en tri malsamaj formoj.Laŭ la energispektra analizo, la unua tipo, kiel montrite en Figuro 9a, estas regula blokkristalo, ĉefe kunmetita de O, S, Ca kaj aliaj elementoj.Kunigante la antaŭajn formulojn (3) kaj (4), oni povas determini, ke la ĉefa komponanto de la materialo estas gipso (kalcia sulfato).La dua estas montrita en Figuro 9b;laŭ la energia spektro-analizo, ĝi estas acikula nedirekta objekto, kaj ĝiaj ĉefaj komponantoj estas O, Al, S kaj Ca.Kombinaĵreceptoj montras, ke la materialo konsistas ĉefe el aluno.La tria bloko montrita en Fig. 9c, estas neregula bloko, determinita per energispektra analizo, ĉefe konsistanta el komponantoj O, Na kaj S. Evidentiĝis, ke ĉi tiuj estas ĉefe natriaj sulfataj kristaloj.Skananta elektronmikroskopio montris ke la plej multaj el la malplenoj estis plenigitaj kun natrisulfataj kristaloj, kiel montrite en Figuro 9c, kune kun malgrandaj kvantoj de gipsoŝtono kaj aluno.
Elektronmikroskopaj bildoj de specimenoj antaŭ kaj post korodo: (a) malferma betono antaŭ korodo;(b) post korodo, la vitrofibro estas tute sigelita;(c) post korodo de GRP duonfermita betono;(d) post korodo de malferma betono.
La analizo permesas al ni eltiri la sekvajn konkludojn.La elektronmikroskopaj bildoj de la tri specimenoj estis ĉiuj 1k× kaj fendoj kaj erozioproduktoj estis trovitaj kaj observitaj en la bildoj.Senlima betono havas la plej larĝajn fendojn kaj enhavas multajn grajnojn.FRP-duonprema betono estas pli malalta ol neprema betono laŭ fenda larĝo kaj partiklonombro.Plene enfermita FRP-betono havas la plej malgrandan fendetlarĝon kaj neniujn partiklojn post frostiĝ-degelozio.Ĉio ĉi indikas ke plene enfermita FRP-betono estas la malplej sentema al erozio de frosto kaj degelo.Kemiaj procezoj ene de duonfermitaj kaj malfermitaj FRP-betonaj kolonoj kondukas al la formado de aluno kaj gipso, kaj sulfata penetro influas porecon.Dum frostiĝ-degelcikloj estas la ĉefa kaŭzo de betona krakado, sulfatoj kaj iliaj produktoj unue plenigas kelkajn el la fendoj kaj poroj.Tamen, ĉar la kvanto kaj tempo de erozio pliiĝas, la fendoj daŭre disetendiĝas kaj la volumeno de aluno formita pliiĝas, rezultigante eltrudfendetojn.Finfine, frosto-degelo kaj sulfato-ekspozicio reduktos la forton de la kolono.