nuus

Dankie vir jou besoek strooi glasvesel cabron vesel inhoud.Jy gebruik 'n blaaierweergawe met beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer).Daarbenewens, om deurlopende ondersteuning te verseker, wys ons die webwerf sonder style en JavaScript.
Polimeerversterkte beton (FRP) word beskou as 'n innoverende en ekonomiese metode van strukturele herstel.In hierdie studie is twee tipiese materiale [koolstofveselversterkte polimeer (CFRP) en glasveselversterkte polimeer (GFRP)] gekies om die versterkende effek van beton in moeilike omgewings te bestudeer.Die weerstand van beton wat FRP bevat teen sulfaataanval en verwante vries-ontdooi-siklusse is bespreek.Elektronmikroskopie om die oppervlak en interne agteruitgang van beton tydens gekonjugeerde erosie te bestudeer.Die graad en meganisme van natriumsulfaatkorrosie is ontleed deur pH-waarde, SEM elektronmikroskopie en EMF-energiespektrum.Aksiale druksterktetoetse is gebruik om die versterking van FRP-beperkte betonkolomme te evalueer, en spanning-vervorming-verwantskappe is afgelei vir verskeie metodes van FRP-retensie in 'n erosie-gekoppelde omgewing.Foutanalise is uitgevoer om eksperimentele toetsresultate te kalibreer deur gebruik te maak van vier bestaande voorspellende modelle.Alle waarnemings dui aan dat die degradasieproses van FRP-beperkte beton kompleks en dinamies is onder gekonjugeerde spannings.Natriumsulfaat verhoog aanvanklik die sterkte van beton in sy rou vorm.Daaropvolgende vries-ontdooi-siklusse kan betonkrake egter vererger, en natriumsulfaat verminder die sterkte van beton verder deur krake te bevorder.'n Akkurate numeriese model word voorgestel om die spanning-vervorming verhouding te simuleer, wat van kritieke belang is vir die ontwerp en evaluering van die lewensiklus van FRP-beperkte beton.
As 'n innoverende betonversterkingsmetode wat sedert die 1970's nagevors is, het FRP die voordele van ligte gewig, hoë sterkte, korrosiebestandheid, moegheidsweerstand en gerieflike konstruksie1,2,3.Namate die koste daal, word dit meer algemeen in ingenieurstoepassings soos veselglas (GFRP), koolstofvesel (CFRP), basaltvesel (BFRP) en aramidevesel (AFRP), wat die mees gebruikte FRP vir strukturele versterking is4, 5 Die voorgestelde FRP-retensiemetode kan betonwerkverrigting verbeter en voortydige ineenstorting vermy.Verskeie eksterne omgewings in meganiese ingenieurswese beïnvloed egter dikwels die duursaamheid van FRP-beperkte beton, wat veroorsaak dat die sterkte daarvan benadeel word.
Verskeie navorsers het spannings- en vervormingsveranderinge in beton met verskillende deursneevorms en -groottes bestudeer.Yang et al.6 gevind dat uiteindelike stres en spanning positief korreleer met groei in veselagtige weefseldikte.Wu et al.7 het spanningsvervormingskurwes vir FRP-beperkte beton verkry deur verskeie veseltipes te gebruik om uiteindelike vervormings en vragte te voorspel.Lin et al.8 het gevind dat FRP spanning-vervorming modelle vir ronde, vierkantige, reghoekige en elliptiese stawe ook baie verskil, en het 'n nuwe ontwerp-georiënteerde spanning-rek model ontwikkel wat die verhouding van breedte en hoek radius as parameters gebruik.Lam et al.9 het waargeneem dat die nie-eenvormige oorvleueling en kromming van die FRP tot minder breukvervorming en spanning in die FRP gelei het as in plaattrektoetse.Daarbenewens het wetenskaplikes gedeeltelike beperkings en nuwe beperkingsmetodes bestudeer volgens verskillende werklike ontwerpbehoeftes.Wang et al.[10] het aksiale druktoetse op volledig, gedeeltelik en onbeperkte beton in drie beperkte modusse uitgevoer.'n "Stress-strain" model is ontwikkel en die koëffisiënte van die beperkende effek vir gedeeltelik geslote beton word gegee.Wu et al.11 'n metode ontwikkel om die spanning-vervorming-afhanklikheid van FRP-beperkte beton te voorspel wat grootte-effekte in ag neem.Moran et al.12 het die aksiale monotoniese kompressie-eienskappe van ingeperkte beton met FRP-heliese stroke geëvalueer en die spanning-rek-krommes daarvan afgelei.Bogenoemde studie ondersoek egter hoofsaaklik die verskil tussen gedeeltelik omheinde beton en volledig omheinde beton.Die rol van FRP's wat betongedeeltes gedeeltelik beperk, is nie in detail bestudeer nie.
Daarbenewens het die studie die werkverrigting van FRP-beperkte beton geëvalueer in terme van druksterkte, vervormingsverandering, aanvanklike elastisiteitsmodulus en rekverhardingsmodulus onder verskeie toestande.Tijani et al.13,14 het bevind dat die herstelbaarheid van FRP-beperkte beton afneem met toenemende skade in FRP-hersteleksperimente op aanvanklik beskadigde beton.Ma et al.[15] het die effek van aanvanklike skade op FRP-beperkte betonkolomme bestudeer en beskou dat die effek van skadegraad op treksterkte weglaatbaar was, maar 'n beduidende effek op laterale en longitudinale vervormings gehad het.Cao et al.16 waargenome spanning-rek-krommes en spanning-rek-omhulselkurwes van FRP-beperkte beton wat deur aanvanklike skade geraak is.Benewens studies oor aanvanklike betonversaking, is sommige studies ook gedoen oor die duursaamheid van FRP-beperkte beton onder moeilike omgewingstoestande.Hierdie wetenskaplikes het die agteruitgang van FRP-beperkte beton onder strawwe toestande bestudeer en skadebepalingstegnieke gebruik om degradasiemodelle te skep om lewensduur te voorspel.Xie et al.17 het FRP-beperkte beton in 'n hidrotermiese omgewing geplaas en gevind dat hidrotermiese toestande die meganiese eienskappe van FRP aansienlik beïnvloed het, wat gelei het tot 'n geleidelike afname in sy druksterkte.In 'n suur-basis-omgewing versleg die koppelvlak tussen CFRP en beton.Soos die onderdompelingstyd toeneem, verminder die tempo van vrystelling van die vernietigingsenergie van die CFRP-laag aansienlik, wat uiteindelik lei tot die vernietiging van grensvlakmonsters18,19,20.Daarbenewens het sommige wetenskaplikes ook die uitwerking van bevriesing en ontdooiing op FRP-beperkte beton bestudeer.Liu et al.21 het opgemerk dat CFRP-wapening goeie duursaamheid het onder vries-ontdooi-siklusse gebaseer op relatiewe dinamiese modulus, druksterkte en spanning-vervormingsverhouding.Daarbenewens word 'n model voorgestel wat geassosieer word met die agteruitgang van die meganiese eienskappe van beton.Peng et al.22 het egter die leeftyd van CFRP en betonkleefmiddels bereken deur gebruik te maak van temperatuur en vries-ontdooi siklus data.Guang et al.23 het vinnige vries-dooi-toetse van beton uitgevoer en 'n metode voorgestel om rypweerstand te bepaal gebaseer op die dikte van die beskadigde laag onder vries-dooi blootstelling.Yazdani et al.24 het die effek van FRP-lae op die penetrasie van chloriedione in beton bestudeer.Die resultate toon dat die FRP-laag chemies bestand is en die binneste beton van die buitenste chloriedione isoleer.Liu et al.25 het skiltoetstoestande vir sulfaat-geroeste FRP-beton gesimuleer, 'n glipmodel geskep en degradasie van die FRP-beton-koppelvlak voorspel.Wang et al.26 'n spanning-vervormingsmodel vir FRP-beperkte sulfaat-geërodeer beton deur eenassige druktoetse daargestel.Zhou et al.[27] het skade aan onbeperkte beton bestudeer wat veroorsaak word deur gekombineerde vries-ontdooi-siklusse van sout en vir die eerste keer 'n logistieke funksie gebruik om die mislukkingsmeganisme te beskryf.Hierdie studies het aansienlike vordering gemaak in die evaluering van die duursaamheid van FRP-beperkte beton.Die meeste navorsers het egter gefokus op die modellering van erosiewe media onder een ongunstige toestand.Beton word dikwels beskadig as gevolg van gepaardgaande erosie wat deur verskeie omgewingstoestande veroorsaak word.Hierdie gekombineerde omgewingstoestande verswak die werkverrigting van FRP-beperkte beton ernstig.
Sulfasie- en vries-ontdooi-siklusse is twee tipiese belangrike parameters wat die duursaamheid van beton beïnvloed.FRP-lokaliseringstegnologie kan die eienskappe van beton verbeter.Dit word wyd gebruik in ingenieurswese en navorsing, maar het tans sy beperkings.Verskeie studies het gefokus op die weerstand van FRP-beperkte beton teen sulfaatkorrosie in koue streke.Die proses van erosie van volledig ingeslote, semi-geslote en oop beton deur natriumsulfaat en vries-ontdooi verdien meer gedetailleerde studie, veral die nuwe semi-geslote metode wat in hierdie artikel beskryf word.Die versterkingseffek op betonkolomme is ook bestudeer deur die volgorde van FRP-retensie en erosie uit te ruil.Mikrokosmiese en makroskopiese veranderinge in die monster wat deur bindingerosie veroorsaak is, is gekenmerk deur elektronmikroskoop, pH-toets, SEM-elektronmikroskoop, EMF-energiespektrumanalise en eenassige meganiese toets.Boonop bespreek hierdie studie die wette wat die spanning-vervormingsverhouding beheer wat in eenassige meganiese toetsing voorkom.Die eksperimenteel geverifieerde limietspanning- en vervormingswaardes is bekragtig deur foutanalise deur gebruik te maak van vier bestaande limietspanning-vervormingsmodelle.Die voorgestelde model kan die uiteindelike vervorming en sterkte van die materiaal ten volle voorspel, wat nuttig is vir toekomstige FRP-versterkingspraktyke.Ten slotte dien dit as die konseptuele basis vir die FRP beton sout ryp weerstand konsep.
Hierdie studie evalueer die agteruitgang van FRP-beperkte beton deur gebruik te maak van sulfaatoplossing-korrosie in kombinasie met vries-ontdooi-siklusse.Mikroskopiese en makroskopiese veranderinge wat deur betonerosie veroorsaak word, is gedemonstreer met behulp van skandeerelektronmikroskopie, pH-toetsing, EDS-energiespektroskopie en eenassige meganiese toetsing.Daarbenewens is die meganiese eienskappe en spanning-vervorming veranderinge van FRP-beperkte beton onderworpe aan gebonde erosie ondersoek met behulp van aksiale kompressie eksperimente.
FRP Confined Concrete bestaan ​​uit rou beton, FRP buitenste omhul materiaal en epoksie gom.Twee eksterne isolasie materiale is gekies: CFRP en GRP, die eienskappe van die materiale word in Tabel 1 getoon. Epoksieharse A en B is as kleefmiddels gebruik (mengverhouding 2:1 volgens volume).Rys.1 illustreer die besonderhede van die konstruksie van betonmengselmateriaal.In Figuur 1a is Swan PO 42.5 Portland sement gebruik.Growwe aggregate is gebreekte basaltsteen met 'n deursnee van onderskeidelik 5-10 en 10-19 mm, soos in fig.1b en c.As 'n fyn vuller in Fig. 1g gebruik natuurlike riviersand met 'n fynheidsmodulus van 2.3.Berei 'n oplossing van natriumsulfaat uit die korrels van watervrye natriumsulfaat en 'n sekere hoeveelheid water.
Die samestelling van die betonmengsel: a – sement, b – aggregaat 5–10 mm, c – aggregaat 10–19 mm, d – riviersand.
Die ontwerpsterkte van beton is 30 MPa, wat 'n vars sementbetonafsetting van 40 tot 100 mm tot gevolg het.Die betonmengselverhouding word in Tabel 2 getoon, en die verhouding van growwe aggregaat 5-10 mm en 10-20 mm is 3:7.Die effek van interaksie met die omgewing is gemodelleer deur eers 'n 10% NaSO4 oplossing voor te berei en dan die oplossing in 'n vries-ontdooi siklus kamer te gooi.
Betonmengsels is in 'n 0,5 m3 gedwonge menger voorberei en die hele bondel beton is gebruik om die vereiste monsters te lê.Eerstens word die betonbestanddele volgens Tabel 2 voorberei, en die sement, sand en growwe aggregaat word vir drie minute vooraf gemeng.Verdeel dan die water eweredig en roer vir 5 minute.Vervolgens is betonmonsters in silindriese vorms gegiet en op 'n vibrerende tafel gekompakteer (vormdeursnee 10 cm, hoogte 20 cm).
Na genesing vir 28 dae, is die monsters met FRP-materiaal toegedraai.Hierdie studie bespreek drie metodes vir gewapende betonkolomme, insluitend volledig ingeslote, semi-beperk en onbeperk.Twee tipes, CFRP en GFRP, word gebruik vir beperkte materiaal.FRP Volledig toegemaakte FRP betondop, 20 cm hoog en 39 cm lank.Die bo- en onderkant van die FRP-gebonde beton is nie met epoksie verseël nie.Die semi-hermetiese toetsproses as 'n onlangs voorgestelde lugdigte tegnologie word soos volg beskryf.
(2) Gebruik 'n liniaal en trek 'n lyn op die beton silindriese oppervlak om die posisie van die FRP-stroke te bepaal, die afstand tussen die stroke is 2,5 cm.Draai dan die band om die betonareas waar FRP nie nodig is nie.
(3) Die betonoppervlak word glad gepoleer met skuurpapier, met alkoholwol afgevee en met epoksie bedek.Plak dan die veselglasstroke met die hand op die betonoppervlak vas en druk die gapings uit sodat die veselglas ten volle aan die betonoppervlak kleef en lugborrels vermy.Plak laastens die FRP-stroke van bo na onder op die betonoppervlak vas, volgens die merke wat met 'n liniaal gemaak is.
(4) Kontroleer na 'n halfuur of die beton van die FRP geskei het.As die FRP gly of uitsteek, moet dit dadelik reggemaak word.Gevormde monsters moet vir 7 dae uitgehard word om geharde sterkte te verseker.
(5) Na genesing, gebruik 'n nutsmes om die band van die betonoppervlak te verwyder, en kry uiteindelik 'n semi-hermetiese FRP-betonkolom.
Die resultate onder verskeie beperkings word in fig.2. Figuur 2a toon 'n volledig omheinde GFRP-beton, Figuur 2b toon 'n semi-veralgemeende CFRP-beton, Figuur 2c toon 'n volledig ingeslote GFRP-beton, en Figuur 2d toon 'n semi-gebonde CFRP-beton.
Ingeslote style: (a) volledig ingeslote CFRP;(b) semi-geslote koolstofvesel;(c) heeltemal in veselglas ingesluit;(d) semi-ingeslote veselglas.
Daar is vier hoofparameters wat ontwerp is om die effek van FRP-beperkings en erosievolgorde op die erosiebeheerprestasie van silinders te ondersoek.Tabel 3 toon die aantal betonkolommonsters.Die steekproewe vir elke kategorie het uit drie identiese statussteekproewe bestaan ​​om die data konsekwent te hou.Die gemiddelde van drie monsters is vir alle eksperimentele resultate in hierdie artikel ontleed.
(1) Lugdigte materiaal word as koolstofvesel of veselglas geklassifiseer.'n Vergelyking is gemaak van die effek van twee tipes vesels op die wapening van beton.
(2) Betonkolom-insluitingsmetodes word in drie tipes verdeel: volledig beperk, semi-beperk en onbeperk.Die erosiebestandheid van semi-geslote betonkolomme is vergelyk met twee ander variëteite.
(3) Die erosietoestande is vries-dooi-siklusse plus sulfaatoplossing, en die aantal vries-ontdooi-siklusse is onderskeidelik 0, 50 en 100 keer.Die effek van gekoppelde erosie op FRP-beperkte betonkolomme is bestudeer.
(4) Die toetsstukke word in drie groepe verdeel.Die eerste groep is FRP-omhulsel en dan korrosie, die tweede groep is eers korrosie en dan wikkel, en die derde groep is eers korrosie en dan wikkel en dan korrosie.
Die eksperimentele prosedure gebruik 'n universele toetsmasjien, 'n trektoetsmasjien, 'n vries-ontdooi-sikluseenheid (CDR-Z-tipe), 'n elektronmikroskoop, 'n pH-meter, 'n spanningsmeter, 'n verplasingstoestel, 'n SEM-elektronmikroskoop, en 'n EDS energie spektrum ontleder in hierdie studie.Die monster is 'n betonkolom 10 cm hoog en 20 cm in deursnee.Die beton is binne 28 dae na giet en verdigting uitgehard, soos in Figuur 3a getoon.Alle monsters is ontvorm na giet en gehou vir 28 dae by 18-22°C en 95% relatiewe humiditeit, en dan is sommige monsters met veselglas toegedraai.
Toetsmetodes: (a) toerusting om konstante temperatuur en humiditeit te handhaaf;(b) 'n vries-ontdooi-siklusmasjien;(c) universele toetsmasjien;(d) pH-toetser;(e) mikroskopiese waarneming.
Die vries-ontdooi-eksperiment gebruik die flitsvriesmetode soos in Figuur 3b getoon.Volgens GB/T 50082-2009 “Duursaamheidstandaarde vir konvensionele beton”, is betonmonsters heeltemal ondergedompel in 10% natriumsulfaatoplossing by 15-20°C vir 4 dae voor bevriesing en ontdooiing.Daarna begin en eindig die sulfaataanval gelyktydig met die vries-ontdooi-siklus.Die vries-ontdooi-siklustyd is 2 tot 4 uur, en die ontdooityd moet nie minder as 1/4 van die siklustyd wees nie.Die monsterkerntemperatuur moet binne die reeks van (-18±2) tot (5±2) °С gehandhaaf word.Die oorgang van bevrore na ontdooiing behoort nie meer as tien minute te neem nie.Drie silindriese identiese monsters van elke kategorie is gebruik om die gewigsverlies en pH-verandering van die oplossing oor 25 vries-ontdooi-siklusse te bestudeer, soos getoon in Fig. 3d.Na elke 25 vries-ontdooi siklusse is die monsters verwyder en die oppervlaktes skoongemaak voordat hul vars gewig (Wd) bepaal is.Alle eksperimente is in drievoud van die monsters uitgevoer, en die gemiddelde waardes is gebruik om die toetsresultate te bespreek.Die formules vir die verlies aan massa en sterkte van die monster word soos volg bepaal:
In die formule is ΔWd die gewigsverlies (%) van die monster na elke 25 vries-ontdooi-siklusse, W0 is die gemiddelde gewig van die betonmonster voor die vries-ontdooi-siklus (kg), Wd is die gemiddelde betongewig.gewig van monster na 25 vries-ontdooi-siklusse (kg).
Die sterkte-afbrekingskoëffisiënt van die monster word gekenmerk deur Kd, en die berekeningsformule is soos volg:
In die formule is ΔKd die tempo van sterkteverlies (%) van die monster na elke 50 vries-ontdooi-siklusse, f0 is die gemiddelde sterkte van die betonmonster voor die vries-ontdooi-siklus (MPa), fd is die gemiddelde sterkte van die betonmonster vir 50 vries-ontdooi-siklusse (MPa).
Op fig.3c toon 'n druktoetsmasjien vir betonmonsters.In ooreenstemming met die "Standard vir Toetsmetodes vir die Fisiese en Meganiese Eienskappe van Beton" (GBT50081-2019), word 'n metode vir die toets van betonkolomme vir druksterkte gedefinieer.Die laaitempo in die kompressietoets is 0.5 MPa/s, en deurlopende en opeenvolgende laai word regdeur die toets gebruik.Die las-verplasingsverhouding vir elke monster is tydens meganiese toetsing aangeteken.Vervormingsmeters is aan die buitenste oppervlaktes van die beton- en FRP-lae van die monsters geheg om aksiale en horisontale vervormings te meet.Die reksel word in meganiese toetsing gebruik om die verandering in monsterspanning tydens 'n kompressietoets aan te teken.
Elke 25 vries-ontdooi siklusse is 'n monster van die vries-ontdooi oplossing verwyder en in 'n houer geplaas.Op fig.3d toon 'n pH-toets van 'n monsteroplossing in 'n houer.Mikroskopiese ondersoek van die oppervlak en deursnit van die monster onder vries-dooi toestande word in Fig. 3d getoon.Die toestand van die oppervlak van verskeie monsters na 50 en 100 vries-ontdooi-siklusse in sulfaatoplossing is onder 'n mikroskoop waargeneem.Die mikroskoop gebruik 400x vergroting.Wanneer die oppervlak van die monster waargeneem word, word die erosie van die FRP-laag en die buitenste laag beton hoofsaaklik waargeneem.Waarneming van die dwarssnit van die monster kies basies die erosietoestande op 'n afstand van 5, 10 en 15 mm vanaf die buitenste laag.Die vorming van sulfaatprodukte en vries-ontdooi-siklusse vereis verdere toetsing.Daarom is die gemodifiseerde oppervlak van die geselekteerde monsters ondersoek met behulp van 'n skandeerelektronmikroskoop (SEM) toegerus met 'n energieverspreidende spektrometer (EDS).
Inspekteer die monsteroppervlak visueel met 'n elektronmikroskoop en kies 400X vergroting.Die graad van oppervlakskade in semi-geslote en voeglose GRP-beton onder vries-ontdooi-siklusse en blootstelling aan sulfate is redelik hoog, terwyl dit in ten volle toegemaakte beton weglaatbaar is.Die eerste kategorie verwys na die voorkoms van erosie van vryvloeiende beton deur natriumsulfaat en van 0 tot 100 vries-ontdooi-siklusse, soos getoon in Fig. 4a.Betonmonsters sonder rypblootstelling het 'n gladde oppervlak sonder sigbare kenmerke.Na 50 erosies het die pulpblok op die oppervlak gedeeltelik afgedop, wat die wit dop van die pulp blootgelê het.Na 100 erosies het die doppe van die oplossings heeltemal afgeval tydens 'n visuele inspeksie van die betonoppervlak.Mikroskopiese waarneming het getoon dat die oppervlak van die 0 vries-ontdooi geërodeerde beton glad was en die oppervlakaggregaat en mortel was in dieselfde vlak.'n Ongelyke, growwe oppervlak is waargeneem op 'n betonoppervlak wat deur 50 vries-ontdooi-siklusse geërodeer is.Dit kan verklaar word deur die feit dat van die mortel vernietig word en 'n klein hoeveelheid wit korrelvormige kristalle kleef aan die oppervlak, wat hoofsaaklik uit aggregaat, mortel en wit kristalle bestaan.Na 100 vries-ontdooi-siklusse het 'n groot area van wit kristalle op die oppervlak van die beton verskyn, terwyl die donker growwe aggregaat aan die eksterne omgewing blootgestel is.Tans is die betonoppervlak meestal blootgestelde aggregaat en wit kristalle.
Morfologie van 'n erosiewe vries-ontdooi betonkolom: (a) onbeperkte betonkolom;(b) semi-ingeslote koolstofveselversterkte beton;(c) GRP semi-ingeslote beton;(d) volledig omheinde CFRP-beton;(e) GRP beton semi-omheinde beton.
Die tweede kategorie is die korrosie van semi-hermetiese CFRP en GRP betonkolomme onder vries-ontdooi siklusse en blootstelling aan sulfate, soos getoon in Fig. 4b, c.Visuele inspeksie (1x vergroting) het getoon dat 'n wit poeier geleidelik op die oppervlak van die veselagtige laag gevorm het, wat vinnig afgeval het met 'n toename in die aantal vries-ontdooi-siklusse.Die onbeperkte oppervlakerosie van semi-hermetiese FRP-beton het meer uitgesproke geword namate die aantal vries-ontdooi-siklusse toegeneem het.Die sigbare verskynsel van "opblaas" (die oop oppervlak van die oplossing van die betonkolom is op die rand van ineenstorting).Die afskilferskynsel word egter gedeeltelik belemmer deur die aangrensende koolstofveselbedekking).Onder die mikroskoop verskyn sintetiese koolstofvesels as wit drade op 'n swart agtergrond teen 400x vergroting.As gevolg van die ronde vorm van die vesels en blootstelling aan ongelyke lig, lyk hulle wit, maar die koolstofveselbundels self is swart.Veselglas is aanvanklik wit draadagtig, maar by kontak met die gom word dit deursigtig en die toestand van die beton binne die veselglas is duidelik sigbaar.Die veselglas is helderwit en die bindmiddel is gelerig.Albei is baie lig van kleur, so die kleur van die gom sal die veselglasstringe verberg, wat die algehele voorkoms 'n gelerige tint gee.Die koolstof- en glasvesels word teen skade deur 'n eksterne epoksiehars beskerm.Namate die aantal vries-ontdooi-aanvalle toegeneem het, het meer leemtes en 'n paar wit kristalle op die oppervlak sigbaar geword.Soos die sulfaatvriessiklus toeneem, word die bindmiddel geleidelik dunner, die gelerige kleur verdwyn en die vesels word sigbaar.
Die derde kategorie is die korrosie van volledig ingeslote CFRP en GRP beton onder vries-ontdooi siklusse en blootstelling aan sulfate, soos getoon in Fig. 4d, e.Weereens, die waargenome resultate is soortgelyk aan dié vir die tweede tipe beperkte gedeelte van die betonkolom.
Vergelyk die verskynsels wat waargeneem is na die toepassing van die drie inperkingsmetodes hierbo beskryf.Die veselagtige weefsels in volledig geïsoleerde FRP-beton bly stabiel soos die aantal vries-ontdooi-siklusse toeneem.Aan die ander kant is die kleefringlaag dunner op die oppervlak.Epoksieharse reageer meestal met aktiewe waterstofione in oopring swaelsuur en reageer skaars met sulfate28.Daar kan dus in ag geneem word dat erosie hoofsaaklik die eienskappe van die kleeflaag verander as gevolg van vries-ontdooi siklusse, en sodoende die versterkende effek van FRP verander.Die betonoppervlak van FRP semi-hermetiese beton het dieselfde erosie-verskynsel as onbeperkte betonoppervlak.Die FRP-laag stem ooreen met die FRP-laag van ten volle geslote beton, en die skade is nie duidelik nie.In semi-verseëlde GRP-beton vind ekstensiewe erosie-krake egter plaas waar die veselstroke met die blootgestelde beton sny.Erosie van blootgestelde betonoppervlaktes word erger namate die aantal vries-ontdooi-siklusse toeneem.
Die binnekant van ten volle geslote, semi-omheinde en onbeperkte FRP-beton het beduidende verskille getoon wanneer dit aan vries-ontdooi-siklusse en blootstelling aan sulfaatoplossings onderwerp is.Die monster is dwars gesny en die deursnit is waargeneem met behulp van 'n elektronmikroskoop by 400x vergroting.Op fig.5 toon mikroskopiese beelde op 'n afstand van onderskeidelik 5 mm, 10 mm en 15 mm vanaf die grens tussen beton en mortel.Daar is waargeneem dat wanneer natriumsulfaatoplossing gekombineer word met vries-ontdooi, betonskade progressief van die oppervlak na die binnekant afgebreek word.Omdat die interne erosietoestande van CFRP en GFRP-beperkte beton dieselfde is, vergelyk hierdie afdeling nie die twee inperkingsmateriale nie.
Mikroskopiese waarneming van die binnekant van die betongedeelte van die kolom: (a) heeltemal beperk deur veselglas;(b) semi-ingeslote met veselglas;(c) onbeperk.
Interne erosie van FRP volledig ingeslote beton word in fig.5a.Krake is sigbaar by 5 mm, die oppervlak is relatief glad, daar is geen kristallisasie nie.Die oppervlak is glad, sonder kristalle, 10 tot 15 mm dik.Interne erosie van FRP semi-hermetiese beton word in fig.5 B. Krake en wit kristalle is sigbaar by 5mm en 10mm, en die oppervlak is glad by 15mm.Figuur 5c toon snitte van beton FRP kolomme waar krake gevind is by 5, 10 en 15 mm.'n Paar wit kristalle in die krake het geleidelik skaarser geword namate die krake van die buitekant van die beton na die binnekant beweeg het.Eindelose betonkolomme het die meeste erosie getoon, gevolg deur semi-beperkte FRP-betonkolomme.Natriumsulfaat het min effek gehad op die binnekant van volledig toegemaakte FRP-betonmonsters oor 100 vries-ontdooi-siklusse.Dit dui aan dat die hoofoorsaak van erosie van ten volle ingeperkte FRP-beton geassosieerde vries-ontdooi-erosie oor 'n tydperk is.Waarneming van die dwarssnit het getoon dat die snit onmiddellik voor vries en ontdooiing glad en vry van aggregate was.Soos die beton vries en ontdooi, is krake sigbaar, dieselfde geld vir aggregaat, en die wit korrelvormige kristalle is dig bedek met krake.Studies27 het getoon dat wanneer beton in 'n natriumsulfaatoplossing geplaas word, natriumsulfaat in die beton sal penetreer, waarvan sommige as natriumsulfaatkristalle sal presipiteer, en sommige sal met sement reageer.Natriumsulfaatkristalle en reaksieprodukte lyk soos wit korrels.
FRP beperk betonkrake in gekonjugeerde erosie heeltemal, maar die gedeelte is glad sonder kristallisasie.Aan die ander kant het FRP semi-geslote en onbeperkte betongedeeltes interne krake en kristallisasie ontwikkel onder gekonjugeerde erosie.Volgens die beskrywing van die beeld en vorige studies29 word die gesamentlike erosieproses van onbeperkte en semi-beperkte FRP-beton in twee fases verdeel.Die eerste stadium van betonkrake word geassosieer met uitsetting en sametrekking tydens vries-ontdooiing.Wanneer sulfaat die beton binnedring en sigbaar word, vul die ooreenstemmende sulfaat krake wat geskep word deur krimping van vries-ontdooi en hidrasiereaksies.Sulfaat het dus 'n spesiale beskermende effek op beton in 'n vroeë stadium en kan die meganiese eienskappe van beton tot 'n sekere mate verbeter.Die tweede fase van sulfaataanval gaan voort, dring krake of leemtes binne en reageer met die sement om aluin te vorm.As gevolg hiervan groei die kraak in grootte en veroorsaak skade.Gedurende hierdie tyd sal die uitsetting- en sametrekkingsreaksies wat met vries en ontdooiing geassosieer word, interne skade aan die beton vererger, wat lei tot 'n vermindering in dravermoë.
Op fig.6 toon die pH-veranderinge van beton-impregneeroplossings vir drie beperkte metodes wat gemonitor is na 0, 25, 50, 75 en 100 vries-ontdooi-siklusse.Onbeperkte en semi-geslote FRP-betonmortels het die vinnigste pH-styging van 0 tot 25 vries-ontdooi-siklusse getoon.Hul pH-waardes het van onderskeidelik 7,5 tot 11,5 en 11,4 toegeneem.Soos die aantal vries-dooi-siklusse toegeneem het, het die pH-styging geleidelik vertraag na 25-100 vries-dooi-siklusse.Hul pH-waardes het van onderskeidelik 11,5 en 11,4 tot 12,4 en 11,84 toegeneem.Omdat die volledig gebonde FRP-beton die FRP-laag bedek, is dit moeilik vir natriumsulfaatoplossing om deur te dring.Terselfdertyd is dit moeilik vir die sementsamestelling om in eksterne oplossings binne te dring.Die pH het dus geleidelik toegeneem van 7.5 tot 8.0 tussen 0 en 100 vries-ontdooi-siklusse.Die rede vir die verandering in pH word soos volg ontleed.Die silikaat in beton kombineer met waterstofione in water om silisiumsuur te vorm, en die oorblywende OH- verhoog die pH van die versadigde oplossing.Die verandering in pH was meer uitgesproke tussen 0-25 vries-ontdooi-siklusse en minder uitgesproke tussen 25-100 vries-ontdooi-siklusse30.Daar is egter hier gevind dat die pH bly toeneem het na 25-100 vries-ontdooi siklusse.Dit kan verklaar word deur die feit dat natriumsulfaat chemies met die binnekant van die beton reageer, wat die pH van die oplossing verander.Ontleding van die chemiese samestelling toon dat beton op die volgende manier met natriumsulfaat reageer.
Formules (3) en (4) toon dat natriumsulfaat en kalsiumhidroksied in sement gips (kalsiumsulfaat) vorm, en kalsiumsulfaat reageer verder met kalsiummetaaluminaat in sement om aluinkristalle te vorm.Reaksie (4) gaan gepaard met die vorming van basiese OH-, wat lei tot 'n toename in pH.Ook, aangesien hierdie reaksie omkeerbaar is, styg die pH op 'n sekere tyd en verander dit stadig.
Op fig.7a toon die gewigsverlies van ten volle ingeslote, semi-geslote en ineengeslote GRP-beton tydens vries-ontdooi-siklusse in sulfaatoplossing.Die mees ooglopende verandering in massaverlies is onbeperkte beton.Onbeperkte beton het ongeveer 3,2% van sy massa verloor na 50 vries-dooi-aanvalle en ongeveer 3,85% na 100 vries-dooi-aanvalle.Die resultate toon dat die effek van gekonjugeerde erosie op die kwaliteit van vryvloeibeton afneem namate die aantal vries-ontdooi-siklusse toeneem.Wanneer die oppervlak van die monster egter waargeneem is, is gevind dat die verlies aan mortel na 100 vries-dooi-siklusse groter was as na 50 vries-dooi-siklusse.Gekombineer met die studies in die vorige afdeling, kan dit veronderstel word dat die penetrasie van sulfate in beton lei tot 'n verlangsaming in massaverlies.Intussen lei intern gegenereerde aluin en gips ook tot stadiger gewigsverlies, soos voorspel deur chemiese vergelykings (3) en (4).
Gewigsverandering: (a) verband tussen gewigsverandering en aantal vries-ontdooi-siklusse;(b) verband tussen massaverandering en pH-waarde.
Die verandering in gewigsverlies van FRP semi-hermetiese beton neem eers af en neem dan toe.Na 50 vries-ontdooi-siklusse is die massaverlies van semi-hermetiese veselglasbeton ongeveer 1,3%.Gewigsverlies na 100 siklusse was 0,8%.Daarom kan die gevolgtrekking gemaak word dat natriumsulfaat in vryvloeiende beton binnedring.Daarbenewens het waarneming van die oppervlak van die toetsstuk ook getoon dat die veselstroke mortelafskilfering in 'n oop area kan weerstaan ​​en sodoende gewigsverlies verminder.
Die verandering in massaverlies van volledig ingeslote FRP-beton verskil van die eerste twee.Massa verloor nie, maar voeg by.Na 50 ryp-ontdooi-erosies het die massa met ongeveer 0,08% toegeneem.Na 100 keer het sy massa met ongeveer 0,428% toegeneem.Aangesien die beton heeltemal gegiet is, sal die mortel op die oppervlak van die beton nie afkom nie en dit is onwaarskynlik dat dit lei tot verlies aan kwaliteit.Aan die ander kant verbeter die penetrasie van water en sulfate vanaf die hoë inhoud oppervlak in die binnekant van die lae inhoud beton ook die kwaliteit van die beton.
Verskeie studies is voorheen uitgevoer oor die verband tussen pH en massaverlies in FRP-beperkte beton onder erosietoestande.Die meeste van die navorsing bespreek hoofsaaklik die verband tussen massaverlies, elastiese modulus en sterkteverlies.Op fig.7b toon die verband tussen beton pH en massaverlies onder drie beperkings.'n Voorspellende model word voorgestel om betonmassaverlies te voorspel deur gebruik te maak van drie retensiemetodes by verskillende pH-waardes.Soos in Figuur 7b gesien kan word, is Pearson se koëffisiënt hoog, wat aandui dat daar wel 'n korrelasie tussen pH en massaverlies is.Die r-kwadraatwaardes vir onbeperkte, semi-beperkte en ten volle beperkte beton was onderskeidelik 0.86, 0.75 en 0.96.Dit dui aan dat die pH-verandering en gewigsverlies van volledig geïsoleerde beton relatief lineêr is onder beide sulfaat en vries-dooi toestande.In onbeperkte beton en semi-hermetiese FRP-beton neem die pH geleidelik toe namate die sement met die waterige oplossing reageer.As gevolg hiervan word die betonoppervlak geleidelik vernietig, wat lei tot gewigloosheid.Aan die ander kant verander die pH van volledig ingeslote beton min omdat die FRP-laag die chemiese reaksie van die sement met die wateroplossing vertraag.Dus, vir 'n volledig geslote beton, is daar geen sigbare oppervlakerosie nie, maar dit sal gewig kry as gevolg van versadiging as gevolg van die absorpsie van sulfaatoplossings.
Op fig.8 toon die resultate van 'n SEM-skandering van monsters geëts met natriumsulfaat vries-ontdooi.Elektronmikroskopie het monsters ondersoek wat versamel is van blokke wat uit die buitenste laag betonkolomme geneem is.Figuur 8a is 'n skandeerelektronmikroskoopbeeld van onbeslote beton voor erosie.Daar word opgemerk dat daar baie gate op die oppervlak van die monster is, wat die sterkte van die betonkolom self beïnvloed voor ryp-ontdooiing.Op fig.8b toon 'n elektronmikroskoopbeeld van 'n volledig geïsoleerde FRP-betonmonster na 100 vries-ontdooi-siklusse.Krake in die monster as gevolg van bevriesing en ontdooiing kan opgespoor word.Die oppervlak is egter relatief glad en daar is geen kristalle op nie.Daarom is ongevulde krake meer sigbaar.Op fig.8c toon 'n monster van semi-hermetiese GRP beton na 100 ryp erosie siklusse.Dit is duidelik dat die krake groter geword het en korrels tussen die krake gevorm het.Sommige van hierdie deeltjies heg hulself aan krake.'n SEM-skandering van 'n monster van 'n onbeperkte betonkolom word in Figuur 8d getoon, 'n verskynsel wat ooreenstem met semi-beperking.Om die samestelling van die deeltjies verder toe te lig, is die deeltjies in die krake verder vergroot en ontleed met behulp van EDS-spektroskopie.Deeltjies kom basies in drie verskillende vorms voor.Volgens die energiespektrumanalise is die eerste tipe, soos in Figuur 9a getoon, 'n gereelde blokkristal, hoofsaaklik saamgestel uit O, S, Ca en ander elemente.Deur die vorige formules (3) en (4) te kombineer, kan bepaal word dat die hoofkomponent van die materiaal gips (kalsiumsulfaat) is.Die tweede een word in Figuur 9b getoon;volgens die energiespektrumanalise is dit 'n naaldvormige nie-rigtingvoorwerp, en sy hoofkomponente is O, Al, S en Ca.Kombinasieresepte toon dat die materiaal hoofsaaklik uit aluin bestaan.Die derde blok wat in Fig. 9c getoon word, is 'n onreëlmatige blok, bepaal deur energiespektrumanalise, wat hoofsaaklik uit komponente O, Na en S bestaan. Dit het geblyk dat dit hoofsaaklik natriumsulfaatkristalle is.Skandeerelektronmikroskopie het getoon dat die meeste van die leemtes gevul is met natriumsulfaatkristalle, soos in Figuur 9c getoon, saam met klein hoeveelhede gips en aluin.
Elektronmikroskopiese beelde van monsters voor en na korrosie: (a) oop beton voor korrosie;(b) na korrosie die veselglas heeltemal verseël is;(c) na korrosie van GRP semi-ingeslote beton;(d) na korrosie van oop beton.
Die analise stel ons in staat om die volgende gevolgtrekkings te maak.Die elektronmikroskoopbeelde van die drie monsters was almal 1k× en krake en erosieprodukte is gevind en in die beelde waargeneem.Onbeperkte beton het die wydste krake en bevat baie korrels.FRP semi-druk beton is minderwaardig aan nie-druk beton in terme van kraakwydte en deeltjietelling.Volledig toegemaakte FRP-beton het die kleinste kraakwydte en geen deeltjies na vries-ontdooi-erosie nie.Dit alles dui daarop dat volledig toegemaakte FRP-beton die minste vatbaar is vir erosie van vries en ontdooi.Chemiese prosesse binne semi-geslote en oop FRP betonkolomme lei tot die vorming van aluin en gips, en sulfaatpenetrasie beïnvloed porositeit.Terwyl vries-ontdooi-siklusse die hoofoorsaak van betonkrake is, vul sulfate en hul produkte in die eerste plek sommige van die krake en porieë.Soos die hoeveelheid en tyd van erosie egter toeneem, gaan die krake steeds uit en die volume aluin wat gevorm word, neem toe, wat lei tot ekstrusiekrake.Uiteindelik sal vries-ontdooi en sulfaatblootstelling die sterkte van die kolom verminder.