warta

Hatur nuhun pikeun ngadatangan scatter glassfiber eusi serat cabron.Anjeun nganggo versi browser kalayan dukungan CSS kawates.Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi nganonaktipkeun Mode Kasaluyuan dina Internet Explorer).Sajaba ti éta, pikeun mastikeun rojongan lumangsung, urang némbongkeun situs tanpa gaya na JavaScript.
Beton bertulang polimér (FRP) dianggap métode inovatif tur ekonomis perbaikan struktural.Dina ulikan ieu, dua bahan has [serat karbon bertulang polimér (CFRP) jeung serat gelas bertulang polimér (GFRP)] dipilih pikeun nalungtik pangaruh reinforcing beton dina lingkungan kasar.Résistansi beton anu ngandung FRP kana serangan sulfat sareng siklus freeze-thaw anu aya hubunganana parantos dibahas.Mikroskop éléktron pikeun nalungtik beungeut jeung degradasi internal beton salila erosi conjugated.Derajat sareng mékanisme korosi natrium sulfat dianalisis ku nilai pH, mikroskop éléktron SEM, sareng spéktrum énergi EMF.Tés kakuatan compressive axial geus dipaké pikeun evaluate tulangan tina kolom beton FRP-konstrain, sarta hubungan stress-galur geus diturunkeun pikeun sagala rupa métode ingetan FRP dina lingkungan gandeng erosive.Analisis kasalahan dipigawé pikeun calibrate hasil tés ékspérimén ngagunakeun opat model prediktif aya.Kabéh observasi nunjukkeun yén prosés degradasi beton FRP-diwatesan téh kompléks jeung dinamis dina stresses conjugate.Natrium sulfat mimitina ningkatkeun kakuatan beton dina bentuk atah na.Tapi, siklus freeze-thaw saterusna bisa exacerbate cracking beton, sarta natrium sulfat salajengna ngurangan kakuatan beton ku promosi cracking.Model numeris akurat diusulkeun pikeun simulate hubungan stress-galur, nu kritis pikeun ngarancang jeung evaluating siklus kahirupan beton FRP-konstrain.
Salaku hiji metodeu tulangan beton inovatif anu geus researched saprak 1970s, FRP boga kaunggulan beurat hampang, kakuatan tinggi, résistansi korosi, résistansi kacapean sarta konstruksi merenah1,2,3.Nalika biaya turun, éta janten langkung umum dina aplikasi rékayasa sapertos fiberglass (GFRP), serat karbon (CFRP), serat basalt (BFRP), sareng serat aramid (AFRP), anu mangrupikeun FRP anu paling sering dianggo pikeun tulangan struktural4, 5 Métode ingetan FRP anu diusulkeun tiasa ningkatkeun kinerja beton sareng ngahindarkeun runtuh prématur.Tapi, rupa-rupa lingkungan éksternal dina rékayasa mékanis sering mangaruhan daya tahan beton kawates FRP, nyababkeun kakuatanana dikompromi.
Sababaraha peneliti geus diajar stress sarta galur parobahan dina beton kalayan bentuk cross-sectional béda jeung ukuran.Yang et al.6 kapanggih yén setrés pamungkas jeung galur correlated positif jeung tumuwuhna ketebalan jaringan serat.Wu et al.7 diala kurva stress-galur pikeun beton FRP-konstrain ngagunakeun rupa-rupa serat pikeun ngaduga galur pamungkas sarta beban.Lin et al.8 kapanggih yén modél stress-galur FRP pikeun buleud, pasagi, rectangular, sarta bar elliptical ogé greatly béda, sarta ngembangkeun model stress-galur design-berorientasi anyar ngagunakeun rasio lebar jeung sudut radius salaku parameter.Lam et al.9 observasi yén tumpang tindihna non-seragam na curvature of FRP nyababkeun galur narekahan kirang na stress dina FRP ti dina tés tensile slab.Sajaba ti éta, élmuwan geus diajar konstrain parsial jeung métode konstrain anyar nurutkeun pangabutuh desain real-dunya béda.Wang et al.[10] ngalaksanakeun tés komprési axial on pinuh, sawaréh jeung beton unrestricted dina tilu mode kawates.Model "stress-strain" parantos dikembangkeun sareng koefisien pangaruh pangwatesan pikeun beton anu ditutup sawaréh dipasihkeun.Wu et al.11 dimekarkeun métode pikeun ngaduga gumantungna stress-galur beton FRP-konstrain nu nyokot kana épék ukuran akun.Moran et al.12 dievaluasi sipat komprési monotonic axial beton konstrain jeung FRP strips hélik sarta diturunkeun kurva stress-galur na.Sanajan kitu, ulikan di luhur utamana nalungtik bédana antara beton sawaréh enclosed jeung beton pinuh enclosed.Peran FRPs sawaréh ngawatesan bagian beton teu acan ditalungtik di jéntré.
Sajaba ti éta, ulikan ieu dievaluasi kinerja beton FRP-diwatesan dina watesan kakuatan compressive, robah galur, modulus awal élastisitas, sarta modulus hardening galur dina sagala rupa kaayaan.Tijani et al.13,14 kapanggih yén repairability of FRP-watesan beton nurun kalawan ngaronjatna karuksakan dina percobaan perbaikan FRP on beton mimitina ruksak.Ma et al.[15] diulik pangaruh karuksakan awal dina kolom beton FRP-konstrain sarta dianggap yén pangaruh gelar karuksakan dina kakuatan tensile éta negligible, tapi miboga éfék signifikan dina deformasi gurat jeung longitudinal.Sanajan kitu, Cao et al.16 observasi kurva stress-galur jeung kurva amplop stress-galur beton FRP-konstrain kapangaruhan ku karuksakan awal.Salian studi ngeunaan gagal beton awal, sababaraha studi ogé geus dipigawé dina durability beton kawates FRP dina kaayaan lingkungan kasar.Élmuwan ieu ngulik degradasi beton anu diwatesan FRP dina kaayaan anu parah sareng ngagunakeun téknik penilaian karusakan pikeun nyiptakeun modél degradasi pikeun ngaduga umur jasa.Xie et al.17 nempatkeun beton FRP-konstrain dina lingkungan hydrothermal sarta kapanggih yén kaayaan hydrothermal nyata mangaruhan sipat mékanis FRP, hasilna panurunan bertahap dina kakuatan compressive na.Dina lingkungan asam-basa, antarbeungeut antara CFRP sareng beton rusak.Salaku waktos immersion naek, laju sékrési énergi karuksakan lapisan CFRP nurun nyata, nu pamustunganana ngabalukarkeun karuksakan samples interfacial18,19,20.Sajaba ti éta, sababaraha élmuwan ogé geus diajarkeun efek tina katirisan sarta thawing on beton FRP-watesan.Liu et al.21 dicatet yén CFRP rebar boga durability alus dina siklus freeze-ngalembereh dumasar kana modulus relatif dinamis, kakuatan compressive, sarta rasio stress-galur.Sajaba ti éta, diusulkeun model nu pakait sareng deterioration tina sipat mékanis beton.Sanajan kitu, Peng et al.22 diitung hirupna CFRP na adhesives beton ngagunakeun suhu sarta freeze-ngalebur data siklus.Guang et al.23 ngalaksanakeun tés freeze-thaw gancang tina beton sareng ngusulkeun metode pikeun ngira-ngira résistansi ibun dumasar kana ketebalan lapisan anu ruksak dina paparan freeze-thaw.Yazdani et al.24 nalungtik pangaruh lapisan FRP dina penetrasi ion klorida kana beton.Hasilna nunjukkeun yén lapisan FRP tahan sacara kimia sareng ngainsulkeun beton jero tina ion klorida luar.Liu et al.25 simulated kaayaan test mesek pikeun beton FRP sulfat-corroded, dijieun model dieunakeun, sarta diprediksi degradasi tina panganteur FRP-beton.Wang et al.26 ngadegkeun modél tegangan-galur pikeun beton sulfat-eroded FRP-konstrain ngaliwatan tés komprési uniaxial.Zhou et al.[27] diulik karuksakan beton unconfined disababkeun ku gabungan beku-lebur siklus uyah sarta pikeun kahiji kalina ngagunakeun fungsi logistik pikeun ngajelaskeun mékanisme gagalna.Panaliti ieu parantos ngalaksanakeun kamajuan anu signifikan dina ngevaluasi daya tahan beton kawates FRP.Sanajan kitu, lolobana peneliti geus fokus kana modeling média erosive dina hiji kaayaan teu nguntungkeun.Beton mindeng ruksak alatan erosi pakait disababkeun ku rupa-rupa kaayaan lingkungan.Ieu gabungan kaayaan lingkungan parah nguraikeun kinerja beton FRP-diwatesan.
Daur sulfation sareng freeze-thaw mangrupikeun dua parameter penting anu mangaruhan daya tahan beton.Téknologi lokalisasi FRP tiasa ningkatkeun sipat beton.Hal ieu loba dipaké dina rékayasa jeung panalungtikan, tapi ayeuna boga watesan na.Sababaraha studi geus fokus kana résistansi beton FRP-diwatesan kana korosi sulfat di wewengkon tiis.Prosés erosi pinuh enclosed, semi-enclosed jeung beton kabuka ku natrium sulfat jeung freeze-thaw pantes ulikan leuwih lengkep, utamana métode semi-enclosed anyar dijelaskeun dina artikel ieu.Pangaruh tulangan dina kolom beton ieu ogé diulik ku exchanging urutan FRP ingetan jeung erosi.Parobahan mikrokosmik sareng makroskopis dina sampel anu disababkeun ku erosi beungkeut dicirikeun ku mikroskop éléktron, uji pH, mikroskop éléktron SEM, analisis spéktrum énergi EMF sareng uji mékanis uniaxial.Salaku tambahan, ulikan ieu ngabahas hukum anu ngatur hubungan tegangan-galur anu lumangsung dina uji mékanis uniaxial.Stress wates anu diverifikasi sacara ékspériméntal sareng nilai galur disahkeun ku analisa kasalahan ngagunakeun opat model tegangan-galur wates anu aya.Modél anu diusulkeun tiasa pinuh ngaduga galur pamungkas sareng kakuatan bahan, anu kapaké pikeun prakték tulangan FRP anu bakal datang.Tungtungna, éta janten dasar konseptual pikeun konsép résistansi ibun uyah beton FRP.
Ulikan ieu ngaevaluasi buruk beton kawates FRP ngagunakeun korosi larutan sulfat dina kombinasi sareng siklus freeze-thaw.Parobihan mikroskopis sareng makroskopis anu disababkeun ku erosi beton parantos dibuktikeun nganggo scanning mikroskop éléktron, uji pH, spéktroskopi énergi EDS, sareng uji mékanis uniaksial.Sajaba ti éta, sipat mékanis jeung parobahan stress-galur beton FRP-konstrain subjected ka erosi kabeungkeut ditalungtik ngagunakeun percobaan komprési axial.
FRP Confined Concrete diwangun ku beton atah, bahan bungkus luar FRP sareng napel epoxy.Dua bahan insulasi éksternal dipilih: CFRP na GRP, sipat bahan ditémbongkeun dina Table 1. Epoxy résin A jeung B dipaké salaku napel (pergaulan ratio 2: 1 ku volume).Sangu.1 ngagambarkeun detil ngeunaan pangwangunan bahan campuran beton.Dina Gambar 1a, Swan PO 42.5 Portland semén dipaké.Agrégat kasar nyaéta batu basalt anu ditumbuk kalayan diaméter 5-10 sareng 10-19 mm masing-masing, sapertos anu dipidangkeun dina Gbr.1b jeung c.Salaku filler rupa dina Gbr. 1g dipaké pasir walungan alam kalawan modulus fineness 2,3.Nyiapkeun leyuran natrium sulfat tina granules natrium sulfat anhidrat sarta jumlah cai nu tangtu.
Komposisi campuran beton: a - semén, b - agrégat 5-10 mm, c - agrégat 10-19 mm, d - keusik walungan.
Kakuatan desain beton nyaéta 30 MPa, anu nyababkeun padumukan beton semén seger 40 dugi ka 100 mm.Babandingan campuran beton dipidangkeun dina Tabel 2, sareng babandingan agrégat kasar 5-10 mm sareng 10-20 mm nyaéta 3:7.Pangaruh interaksi jeung lingkungan dimodelkeun ku mimiti nyiapkeun leyuran 10% NaSO4 lajeng tuang solusi kana chamber daur freeze-thaw.
Campuran beton disiapkeun dina mixer paksa 0,5 m3 sareng sadayana bets beton dianggo pikeun neundeun sampel anu diperyogikeun.Mimiti, bahan-bahan beton disiapkeun dumasar kana Tabel 2, sareng semén, keusik sareng agrégat kasar dicampurkeun salami tilu menit.Lajeng merata ngadistribusikaeun cai jeung aduk pikeun 5 menit.Salajengna, sampel beton dituang kana molds cylindrical sarta compacted dina méja geter (kapang diaméterna 10 cm, jangkungna 20 cm).
Sanggeus curing salila 28 poé, sampel dibungkus ku bahan FRP.Ulikan ieu ngabahas tilu métode pikeun kolom beton bertulang, kaasup pinuh enclosed, semi-konstrained, sarta unrestricted.Dua jenis, CFRP na GFRP, dipaké pikeun bahan kawates.FRP pinuh ku cangkang beton FRP, jangkungna 20 cm sareng panjangna 39 cm.Luhureun jeung handap beton FRP-dibeungkeut teu disegel ku epoxy.Prosés tés semi-hermetik salaku téknologi kedap udara anu nembe diusulkeun dijelaskeun kieu.
(2) Ngagunakeun pangawasa a, ngagambar garis dina beungeut cylindrical beton pikeun nangtukeun posisi strips FRP, jarak antara strips 2,5 cm.Lajeng mungkus pita sabudeureun wewengkon beton dimana FRP teu diperlukeun.
(3) Beungeut beton digosok lemes sareng sandpaper, diusap ku wol alkohol, sareng dilapis ku epoksi.Lajeng sacara manual nempelkeun strips fiberglass onto permukaan beton jeung pencét kaluar sela ambéh fiberglass pinuh adherent kana beungeut beton sarta avoids gelembung hawa.Tungtungna, lem strips FRP onto beungeut beton ti luhur ka handap, nurutkeun tanda dijieun ku pangawasa a.
(4) Sanggeus satengah jam, pariksa naha beton geus dipisahkeun tina FRP.Lamun FRP ieu slipping atawa nempel kaluar, éta kudu dibenerkeun langsung.Spésimén anu dibentuk kedah diubaran salami 7 dinten pikeun mastikeun kakuatan kapok.
(5) Saatos curing, ngagunakeun péso utiliti ngaleupaskeun pita tina beungeut beton, sarta tungtungna meunang semi-hermetic FRP kolom beton.
Hasilna dina rupa-rupa konstrain dipidangkeun dina Gbr.2. Gambar 2a nembongkeun beton CFRP pinuh enclosed, Gambar 2b nembongkeun beton CFRP semi-generalized, Gambar 2c nembongkeun beton GFRP pinuh enclosed, jeung Gambar 2d nembongkeun beton CFRP semi-constrained.
gaya enclosed: (a) CFRP pinuh enclosed;(b) serat karbon semi-tutup;(c) lengkep diwengku dina orat;(d) fiberglass semi-katutup.
Aya opat parameter utama anu dirancang pikeun nalungtik pangaruh FRP konstrain jeung runtuyan erosi dina kinerja kontrol erosi tina silinder.Tabel 3 nembongkeun jumlah sampel kolom beton.Sampel pikeun tiap kategori diwangun ku tilu sampel status idéntik pikeun ngajaga data konsisten.Rata-rata tilu sampel dianalisis pikeun sakabéh hasil ékspérimén dina artikel ieu.
(1) Bahan kedap udara digolongkeun kana serat karbon atanapi orat.Perbandingan dilakukeun tina pangaruh dua jinis serat dina tulangan beton.
(2) Métode ngawadahan kolom beton dibagi kana tilu jinis: kawates pinuh, semi-terbatas sareng teu terbatas.Résistansi erosi kolom beton semi-enclosed dibandingkeun sareng dua variétas sanés.
(3) Kaayaan erosi nyaéta siklus freeze-thaw ditambah larutan sulfat, sarta jumlah siklus freeze-thaw nyaéta 0, 50 jeung 100 kali, masing-masing.Pangaruh erosi gandeng dina kolom beton FRP-konstrain geus diajarkeun.
(4) Tés dibagi jadi tilu kelompok.Grup kahiji nyaéta FRP wrapping lajeng korosi, grup kadua korosi munggaran lajeng wrapping, sarta grup katilu nyaeta korosi munggaran lajeng wrapping lajeng korosi.
Prosedur ékspérimén ngagunakeun mesin uji universal, mesin uji tensile, unit siklus freeze-thaw (tipe CDR-Z), mikroskop éléktron, pH meter, strain gauge, alat pamindahan, mikroskop elektron SEM, sarta Analis spéktrum énergi EDS dina ulikan ieu.Sampel nyaéta kolom beton jangkungna 10 cm sareng diaméterna 20 cm.Beton diubaran dina 28 dinten saatos tuang sareng compaction, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 3a.Sadaya sampel dibongkar saatos tuang sareng disimpen salami 28 dinten dina suhu 18-22 ° C sareng kalembaban relatif 95%, teras sababaraha conto dibungkus ku orat.
Métode tés: (a) alat pikeun ngajaga suhu sareng kalembaban konstan;(b) mesin siklus freeze-thaw;(c) mesin uji universal;(d) panguji pH;(e) observasi mikroskopis.
Percobaan freeze-thaw ngagunakeun métode flash freeze sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 3b.Numutkeun kana GB / T 50082-2009 "Standar Daya Tahan pikeun Beton Konvénsional", conto beton lengkep dicelupkeun dina larutan natrium sulfat 10% dina suhu 15-20 ° C salami 4 dinten sateuacan beku sareng thawing.Saatos éta, serangan sulfat dimimitian sareng ditungtungan sakaligus sareng siklus freeze-thaw.Waktu siklus freeze-thaw nyaéta 2 nepi ka 4 jam, jeung waktu defrosting teu kudu kurang ti 1/4 tina waktu siklus.Suhu inti sampel kudu dijaga dina rentang ti (-18±2) nepi ka (5±2) °C.Transisi tina beku ka defrosting kedah nyandak henteu langkung ti sapuluh menit.Tilu sampel idéntik cylindrical unggal kategori anu dipaké pikeun diajar leungitna beurat jeung parobahan pH leyuran leuwih 25 siklus freeze-ngalembereh, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3d.Sanggeus unggal 25 siklus freeze-thaw, sampel dipiceun jeung surfaces diberesihkeun saméméh nangtukeun beurat seger maranéhanana (Wd).Sadaya percobaan dilaksanakeun dina rangkep tilu sampel, sareng nilai rata-rata dianggo pikeun ngabahas hasil tés.Rumus pikeun leungitna massa sareng kakuatan sampel ditangtukeun kieu:
Dina rumusna, ΔWd nyaéta leungitna beurat (%) sampel sanggeus unggal 25 siklus freeze-thaw, W0 nyaéta beurat rata-rata sampel beton saméméh siklus freeze-thaw (kg), Wd nyaéta beurat beton rata-rata.beurat sampel sanggeus 25 siklus freeze-thaw (kg).
Koéfisién degradasi kakuatan sampel dicirikeun ku Kd, sarta rumus itungan nyaéta kieu:
Dina rumus, ΔKd nyaéta laju leungitna kakuatan (%) sampel sanggeus unggal 50 siklus freeze-thaw, f0 nyaéta kakuatan rata-rata sampel beton saméméh siklus freeze-thaw (MPa), fd nyaéta kakuatan rata-rata sampel beton untuk 50 siklus freeze-thaw (MPa).
Dina Gbr.3c nunjukkeun mesin uji compressive pikeun spésimén beton.Luyu sareng "Standar pikeun Métode Uji pikeun Sipat Fisik sareng Mékanis Beton" (GBT50081-2019), metodeu pikeun nguji kolom beton pikeun kakuatan compressive ditetepkeun.Laju beban dina tés komprési nyaéta 0,5 MPa / s, sareng beban kontinyu sareng sequential dianggo sapanjang tés.Hubungan beban-pindahan pikeun tiap spésimén dirékam nalika tés mékanis.Pengukur galur dipasang dina permukaan luar beton sareng lapisan FRP tina spésimén pikeun ngukur galur axial sareng horizontal.Sél galur dipaké dina tés mékanis pikeun ngarékam parobahan galur spésimén nalika tés komprési.
Unggal 25 siklus freeze-thaw, sampel solusi freeze-thaw dipiceun jeung disimpen dina wadah.Dina Gbr.3d nembongkeun uji pH leyuran sampel dina wadahna.Pamariksaan mikroskopis permukaan sareng bagian melintang sampel dina kaayaan beku-ngalebur dipidangkeun dina Gbr. 3d.Kaayaan permukaan sababaraha conto saatos 50 sareng 100 siklus freeze-thaw dina larutan sulfat dititénan dina mikroskop.Mikroskop ngagunakeun pembesaran 400x.Nalika niténan permukaan sampel, erosi lapisan FRP sareng lapisan luar beton utamana dititénan.Observasi bagian melintang sampel dasarna milih kaayaan erosi dina jarak 5, 10 jeung 15 mm ti lapisan luar.Kabentukna produk sulfat sareng siklus freeze-thaw merlukeun tés salajengna.Ku alatan éta, beungeut dirobah tina sampel dipilih ieu nalungtik ngagunakeun mikroskop éléktron scanning (SEM) dilengkepan spéktrométer dispersive énergi (EDS).
Visually mariksa beungeut sampel ku mikroskop éléktron tur pilih magnification 400X.Derajat karuksakan permukaan dina beton GRP semi-enclosed jeung jointless dina siklus freeze-lebur sarta paparan ka sulfat cukup luhur, sedengkeun dina beton pinuh enclosed éta negligible.Kategori kahiji nujul kana lumangsungna erosi beton bébas-ngalir ku natrium sulfat jeung ti 0 nepi ka 100 freeze-ngalembereh siklus, sakumaha ditémbongkeun dina Gbr. 4a.Sampel beton tanpa paparan ibun ngagaduhan permukaan anu mulus tanpa fitur anu katingali.Saatos 50 erosi, blok bubur dina permukaan sawaréh dikupas, ngalaan cangkang bodas pulp.Saatos 100 erosi, cangkang solusi lengkep murag nalika pamariksaan visual permukaan beton.Observasi mikroskopis némbongkeun yén beungeut 0 freeze-thaw eroded beton éta lemes jeung agrégat permukaan jeung mortir éta dina pesawat sarua.Permukaan kasar anu henteu rata dititénan dina permukaan beton anu eroded ku 50 siklus freeze-thaw.Ieu tiasa dijelaskeun ku kanyataan yén sababaraha mortir ancur sareng sajumlah leutik kristal granular bodas nempel kana permukaan, anu utamina diwangun ku agrégat, mortir sareng kristal bodas.Saatos 100 siklus freeze-thaw, wewengkon badag tina kristal bodas mucunghul dina beungeut beton, sedengkeun agrégat kasar poék kakeunaan lingkungan éksternal.Ayeuna, beungeut beton lolobana kakeunaan agrégat jeung kristal bodas.
Morfologi kolom beton freeze-thaw erosive: (a) kolom beton unrestricted;(b) beton bertulang serat karbon semi-ditutup;(c) GRP beton semi-enclosed;(d) beton CFRP pinuh enclosed;(e) GRP beton semi-enclosed beton.
Kategori kadua nyaéta korosi tina semi-hermetic CFRP na GRP kolom beton dina siklus freeze-ngalembereh tur paparan ka sulfat, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 4b, c.Inspeksi visual (1x magnification) némbongkeun yén bubuk bodas laun kabentuk dina beungeut lapisan serat, nu gancang murag kaluar kalawan paningkatan dina jumlah siklus freeze-ngalembereh.Érosi permukaan anu henteu terbatas tina beton FRP semi-hermetik janten langkung jelas nalika jumlah siklus freeze-thaw ningkat.Fenomena anu katingali tina "kembung" (beungeut kabuka tina leyuran kolom beton di ambang runtuh).Tapi, fenomena peeling sawaréh dihambat ku palapis serat karbon anu padeukeut).Dina mikroskop, serat karbon sintétik muncul salaku benang bodas dina latar hideung dina 400x magnification.Alatan bentukna buleud tina serat sarta paparan ka lampu henteu rata, aranjeunna kaciri bodas, tapi serat karbon bundles sorangan hideung.Fiberglass mimitina sapertos benang bodas, tapi nalika kontak sareng napel janten transparan sareng kaayaan beton di jero orat jelas katingali.Oratna bodas caang jeung binderna semu konéng.Duanana warnana terang pisan, janten warna lem bakal nyumputkeun untaian fiberglass, masihan tampilan sadayana warna konéng.Serat karbon sareng kaca ditangtayungan tina karusakan ku résin époksi éksternal.Nalika jumlah serangan freeze-thaw ningkat, langkung seueur rongga sareng sababaraha kristal bodas katingali dina permukaan.Nalika siklus katirisan sulfat ningkat, binder laun-laun janten ipis, warna konéng ngaleungit sareng serat janten katingali.
Kategori katilu nyaeta korosi CFRP pinuh enclosed na GRP beton dina siklus freeze-ngalebur sarta paparan sulfat, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 4d, e.Sakali deui, hasil anu dititénan sami sareng jinis kadua bagian konstrain tina kolom beton.
Bandingkeun fénoména anu dititénan saatos nerapkeun tilu padika ngawadahan anu dijelaskeun di luhur.Jaringan serat dina beton FRP anu pinuh insulasi tetep stabil nalika jumlah siklus freeze-thaw nambahan.Di sisi anu sanés, lapisan cincin napel langkung ipis dina permukaan.Résin époksi lolobana ngaréaksikeun jeung ion hidrogén aktif dina asam sulfat cincin kabuka sarta boro meta jeung sulfat28.Ku kituna, bisa dianggap yén erosi utamana ngarobah sipat lapisan napel salaku hasil tina siklus freeze-ngalembereh, kukituna ngarobah pangaruh reinforcing FRP.Beungeut beton tina beton semi-hermetic FRP boga fenomena erosi sarua beungeut beton unrestricted.Lapisan FRP na pakait jeung lapisan FRP beton pinuh enclosed, sarta karuksakan teu atra.Tapi, dina beton GRP semi-disegel, retakan erosi éksténsif lumangsung dimana jalur serat motong sareng beton anu kakeunaan.Érosi permukaan beton anu kakeunaan janten langkung parah nalika jumlah siklus freeze-thaw ningkat.
The interiors pinuh enclosed, semi-ditutup, sarta unrestricted FRP beton némbongkeun béda anu signifikan lamun subjected kana siklus freeze-lebur sarta paparan ka solusi sulfat.Sampel dipotong melintang sareng bagian melintang dititénan nganggo mikroskop éléktron dina pembesaran 400x.Dina Gbr.5 nembongkeun gambar mikroskopis dina jarak 5 mm, 10 mm jeung 15 mm masing-masing ti wates antara beton jeung mortir.Ieu geus katalungtik yén nalika solusi natrium sulfat digabungkeun jeung freeze-lebur, karuksakan beton progressively direcah tina beungeut cai ka interior.Kusabab kaayaan erosi internal tina CFRP na GFRP-konstrain beton sarua, bagian ieu teu ngabandingkeun dua bahan ngawadahan.
Observasi mikroskopis di jero bagian beton kolom: (a) lengkep diwatesan ku fiberglass;(b) semi-ditutupan ku fiberglass;(c) taya watesna.
erosi internal tina FRP pinuh enclosed beton ditémbongkeun dina Gbr.5a.Retakan katingali dina 5 mm, permukaanna kawilang mulus, teu aya kristalisasi.Beungeutna lemes, tanpa kristal, kandel 10 dugi ka 15 mm.Érosi internal tina beton semi-hermetic FRP ditémbongkeun dina Gbr.5 B. Retakan sarta kristal bodas nu katingali dina 5mm na 10mm, sarta beungeut lemes dina 15mm.Gambar 5c nembongkeun bagian tina kolom FRP beton dimana retakan kapanggih dina 5, 10 jeung 15 mm.Sababaraha kristal bodas dina retakan janten progressively rarer salaku retakan dipindahkeun ti luar beton ka jero.kolom beton sajajalan némbongkeun paling erosi, dituturkeun ku semi-konstrain kolom beton FRP.Natrium sulfat miboga saeutik pangaruh dina interior pinuh enclosed FRP sampel beton leuwih 100 freeze-ngalembereh siklus.Ieu nunjukkeun yén panyabab utama erosi beton FRP anu pinuh konstrain pakait sareng erosi freeze-thaw dina sababaraha waktos.Observasi bagian melintang némbongkeun yén bagian langsung saméméh katirisan sarta thawing éta mulus tur bébas tina aggregates.Salaku beton freezes na thaws, retakan nu katingali, sarua bener keur agrégat, sarta kristal granular bodas nu densely ditutupan ku retakan.Studi27 geus ditémbongkeun yén nalika beton disimpen dina leyuran natrium sulfat, natrium sulfat bakal nembus kana beton, sababaraha di antarana bakal endapanana salaku kristal natrium sulfat, sarta sababaraha bakal meta jeung semén.Kristal natrium sulfat jeung produk réaksi kasampak kawas granules bodas.
FRP lengkep ngawatesan retakan beton dina erosi conjugated, tapi bagian nu mulus tanpa kristalisasi.Di sisi séjén, FRP semi-tutup sarta bagian beton unrestricted geus ngembangkeun retakan internal tur kristalisasi dina erosi conjugated.Nurutkeun katerangan gambar jeung studi saméméhna29, prosés erosi gabungan beton FRP unrestricted jeung semi-diwatesan dibagi jadi dua tahap.Tahap kahiji retakan beton pakait sareng ékspansi sareng kontraksi nalika beku-ngalembereh.Nalika sulfat nembus beton sareng katingali, sulfat anu cocog ngeusian retakan anu diciptakeun ku shrinkage tina réaksi freeze-thaw sareng hidrasi.Ku alatan éta, sulfat miboga éfék pelindung husus dina beton dina tahap awal jeung bisa ningkatkeun sipat mékanis beton ka extent tangtu.Tahap kadua serangan sulfat terus, penetrating retakan atawa voids sarta ngaréaksikeun jeung semén pikeun ngabentuk alum.Hasilna, retakan tumuwuh dina ukuran sarta ngabalukarkeun karuksakan.Salila ieu, ékspansi jeung réaksi kontraksi pakait sareng katirisan sarta thawing bakal exacerbate karuksakan internal beton, hasilna ngurangan kapasitas bearing.
Dina Gbr.6 nembongkeun parobahan pH solusi impregnation beton pikeun tilu métode kawates diawaskeun sanggeus 0, 25, 50, 75, jeung 100 siklus freeze-ngalembereh.Mortar beton FRP anu henteu terbatas sareng semi-tutup nunjukkeun naékna pH panggancangna tina 0 dugi ka 25 siklus freeze-thaw.Nilai pH na ningkat tina 7,5 dugi ka 11,5 sareng 11,4, masing-masing.Nalika jumlah siklus freeze-thaw ningkat, naékna pH laun-laun ngalambatkeun saatos 25-100 siklus freeze-thaw.Nilai pH na ningkat tina 11,5 sareng 11,4 dugi ka 12,4 sareng 11,84, masing-masing.Kusabab beton FRP kabeungkeut pinuh nyertakeun lapisan FRP, hese pikeun solusi natrium sulfat pikeun nembus.Dina waktos anu sami, komposisi semén hese nembus kana solusi éksternal.Ku kituna, pH laun-laun ningkat tina 7,5 ka 8,0 antara 0 jeung 100 siklus freeze-thaw.Alesan pikeun parobahan pH dianalisis saperti kieu.Silikat dina beton ngagabung jeung ion hidrogén dina cai pikeun ngabentuk asam silicic, sarta OH- sésana raises pH leyuran jenuh.Parobahan dina pH leuwih jelas antara 0-25 siklus freeze-thaw jeung kirang dibaca antara 25-100 freeze-thaw cycles30.Tapi, kapanggih di dieu yén pH terus ningkat saatos 25-100 siklus freeze-thaw.Ieu bisa dipedar ku kanyataan yén natrium sulfat meta kimiawi jeung interior beton, ngarobah pH leyuran.Analisis komposisi kimia nunjukkeun yén beton diréaksikeun sareng natrium sulfat ku cara ieu.
Rumus (3) jeung (4) némbongkeun yén natrium sulfat jeung kalsium hidroksida dina semén ngabentuk gipsum (kalsium sulfat), sarta kalsium sulfat salajengna meta jeung kalsium metaaluminate dina semén pikeun ngabentuk kristal alum.Réaksi (4) dibarengan ku kabentukna OH- dasar, nu ngabalukarkeun kanaékan pH.Ogé, saprak réaksi ieu bisa malik, pH naék dina waktu nu tangtu sarta robah lalaunan.
Dina Gbr.7a nembongkeun leungitna beurat pinuh enclosed, semi-katutup, sarta interlocked beton GRP salila siklus freeze-thaw dina larutan sulfat.Parobahan paling atra dina leungitna massa nyaéta beton unrestricted.Beton anu teu kawatesanan leungit kira-kira 3,2% tina massana saatos 50 serangan freeze-thaw sareng sakitar 3,85% saatos 100 serangan freeze-thaw.Hasilna nunjukkeun yén pangaruh erosi konjugasi kana kualitas beton aliran bébas turun nalika jumlah siklus beku-lebur nambahan.Sanajan kitu, nalika niténan beungeut sampel, kapanggih yén leungitna mortir sanggeus 100 freeze-ngalembereh siklus leuwih gede ti sanggeus 50 freeze-ngalembereh siklus.Digabungkeun jeung studi dina bagian saméméhna, bisa dihipotesiskeun yén penetrasi sulfat kana beton ngabalukarkeun slowdown dina leungitna massa.Samentara éta, alum jeung gips dihasilkeun internal ogé ngahasilkeun leungitna beurat laun, sakumaha diprediksi ku persamaan kimiawi (3) jeung (4).
Parobahan beurat: (a) hubungan antara parobahan beurat jeung jumlah siklus freeze-thaw;(b) hubungan antara parobahan massa jeung nilai pH.
Parobahan dina leungitna beurat FRP semi-hermetic beton mimiti nurun lajeng naek.Saatos 50 siklus freeze-thaw, leungitna massa beton fiberglass semi-hermetic kira 1,3%.Leungitna beurat sanggeus 100 siklus éta 0,8%.Ku alatan éta, bisa dicindekkeun yén natrium sulfat penetrates kana beton bébas-ngalir.Sajaba ti éta, observasi beungeut potongan test ogé némbongkeun yén strips serat bisa nolak mortir peeling di wewengkon kabuka, kukituna ngurangan leungitna beurat.
Parobahan dina leungitna massa beton FRP pinuh enclosed béda ti dua munggaran.Massa teu leungit, tapi nambahan.Saatos 50 erosions ibun-ngalembereh, massa ngaronjat ku ngeunaan 0,08%.Saatos 100 kali, massana ningkat sakitar 0,428%.Kusabab beton parantos dituang, mortir dina permukaan beton moal kaluar sareng henteu mungkin nyababkeun leungitna kualitas.Di sisi anu sanésna, penetrasi cai sareng sulfat tina permukaan eusi luhur kana jero beton eusi rendah ogé ningkatkeun kualitas beton.
Sababaraha studi saméméhna geus dipigawé dina hubungan antara pH jeung leungitna massa dina beton FRP-diwatesan dina kaayaan erosive.Kalolobaan panalungtikan utamana ngabahas hubungan antara leungitna massa, modulus elastis jeung leungitna kakuatan.Dina Gbr.7b nembongkeun hubungan antara pH beton jeung leungitna massa dina tilu konstrain.Modél prediksi diusulkeun pikeun ngaduga leungitna massa beton nganggo tilu padika ingetan dina nilai pH anu béda.Sapertos anu katingali dina Gambar 7b, koefisien Pearson luhur, nunjukkeun yén memang aya korelasi antara pH sareng leungitna massa.Nilai r-kuadrat pikeun beton unrestricted, semi-diwatesan, sarta pinuh diwatesan éta 0,86, 0,75, sarta 0,96, mungguh.Ieu nunjukkeun yén parobahan pH sarta leungitna beurat beton pinuh insulated relatif linier dina duanana sulfat jeung freeze-ngalebur kaayaan.Dina beton unrestricted jeung semi-hermetic FRP beton, pH laun naek sakumaha semén meta jeung solusi cai.Hasilna, beungeut beton laun ancur, nu ngakibatkeun weightlessness.Di sisi séjén, pH beton pinuh enclosed robah saeutik sabab lapisan FRP slows turun réaksi kimiawi semén jeung solusi cai.Ku kituna, pikeun beton pinuh enclosed, euweuh erosi permukaan katempo, tapi bakal meunang beurat alatan jenuh alatan nyerep solusi sulfat.
Dina Gbr.8 nembongkeun hasil scan SEM sampel etched kalawan natrium sulfat freeze-lebur.Mikroskop éléktron nalungtik sampel dikumpulkeun tina blok dicokot tina lapisan luar kolom beton.Gambar 8a mangrupa gambar mikroskop éléktron scanning beton unenclosed saméméh erosi.Hal ieu dicatet yén aya loba liang dina beungeut sampel, nu mangaruhan kakuatan kolom beton sorangan saméméh ibun-thawing.Dina Gbr.8b nembongkeun gambar mikroskop éléktron tina sampel beton FRP insulated pinuh sanggeus 100 siklus freeze-lebur.Retakan dina sampel alatan katirisan sarta thawing bisa dideteksi.Nanging, permukaanna kawilang mulus sareng henteu aya kristal dina éta.Ku alatan éta, retakan unfilled leuwih katempo.Dina Gbr.8c nembongkeun sampel beton semi-hermetic GRP sanggeus 100 siklus erosi ibun.Ieu jelas yén retakan widened sarta séréal kabentuk antara retakan.Sababaraha partikel ieu ngagantelkeun diri kana retakan.Hiji scan SEM tina sampel kolom beton unrestricted ditémbongkeun dina Gambar 8d, fenomena konsisten kalawan semi-pangwatesan.Pikeun leuwih ngajelaskeun komposisi partikel, partikel dina retakan salajengna digedekeun sarta dianalisis ngagunakeun spéktroskopi EDS.Partikel dasarna datangna dina tilu wangun béda.Numutkeun analisa spéktrum énergi, jinis munggaran, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 9a, mangrupikeun kristal blok biasa, utamina diwangun ku O, S, Ca sareng unsur sanésna.Ku ngagabungkeun rumus saméméhna (3) jeung (4), bisa ditangtukeun yén komponén utama bahan téh gips (kalsium sulfat).Anu kadua dipidangkeun dina Gambar 9b;Numutkeun kana analisa spéktrum énergi, éta mangrupikeun obyék non-arah acicular, sareng komponén utami nyaéta O, Al, S sareng Ca.Resep kombinasi nunjukkeun yén bahan utamana diwangun ku alum.Blok katilu ditémbongkeun dina Gbr. 9c, mangrupa blok teratur, ditangtukeun ku analisis spéktrum énergi, utamana diwangun ku komponén O, Na jeung S. Tétéla yén ieu utamana kristal natrium sulfat.Scanning mikroskop éléktron némbongkeun yén lolobana rongga anu ngeusi kristal natrium sulfat, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 9c, babarengan jeung jumlah leutik gips jeung alum.
Gambar mikroskopis éléktron sampel saméméh jeung sanggeus korosi: (a) beton kabuka saméméh korosi;(b) sanggeus korosi, fiberglass sagemblengna disegel;(c) sanggeus korosi beton semi-enclosed GRP;(d) sanggeus korosi beton kabuka.
Analisis ngamungkinkeun urang pikeun narik kasimpulan di handap ieu.Gambar mikroskop éléktron tina tilu sampel éta sadayana 1k × jeung retakan jeung produk erosi kapanggih sarta observasi dina gambar.Beton anu teu terbatas ngagaduhan retakan anu paling lega sareng ngandung seueur séréal.Beton semi-tekanan FRP langkung handap tina beton non-tekanan dina hal lebar retakan sareng jumlah partikel.Beton FRP anu katutup pinuh ngagaduhan lebar retakan pangleutikna sareng henteu aya partikel saatos erosi beku.Sadaya ieu nunjukkeun yén beton FRP anu ditutupan lengkep nyaéta anu paling henteu rentan ka erosi tina beku sareng cair.Prosés kimiawi jero semi-enclosed tur muka kolom beton FRP ngakibatkeun formasi alum jeung gips, sarta penetrasi sulfat mangaruhan porosity.Samentara siklus freeze-thaw mangrupikeun panyabab utama retakan beton, sulfat sareng produkna ngeusian sababaraha retakan sareng pori-pori di tempat munggaran.Sanajan kitu, salaku jumlah jeung waktu erosi naek, retakan terus dilegakeun sarta volume alum kabentuk nambahan, hasilna retakan extrusion.Pamustunganana, freeze-thaw sareng paparan sulfat bakal ngirangan kakuatan kolom.