nijs

Tankewol foar jo besite scatter glêsfiber cabron fiber ynhâld.Jo brûke in browserferzje mei beheinde CSS-stipe.Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of kompatibiliteitsmodus útskeakelje yn Internet Explorer).Derneist, om trochgeande stipe te garandearjen, litte wy de side sjen sûnder stilen en JavaScript.
Polymer-fersterke beton (FRP) wurdt beskôge as in ynnovative en ekonomyske metoade fan strukturele reparaasje.Yn dizze stúdzje waarden twa typyske materialen [koalstoffaserfersterke polymear (CFRP) en glêstriedfersterke polymeer (GFRP)] selektearre om it fersterkende effekt fan beton yn hurde omjouwings te studearjen.De wjerstân fan beton mei FRP tsjin sulfatoanfal en besibbe freeze-thaw-syklusen is besprutsen.Elektronenmikroskopie om it oerflak en ynterne degradaasje fan beton te studearjen by konjugearre eroazje.De graad en meganisme fan natrium sulfate corrosie waarden analysearre troch pH wearde, SEM elektroanen mikroskopy, en EMF enerzjy spektrum.Axiale kompresjesterktetests binne brûkt om de fersterking fan FRP-beheinde betonnen kolommen te evaluearjen, en spanning-strain-relaasjes binne ôflaat foar ferskate metoaden fan FRP-behâld yn in erosive keppele omjouwing.Flateranalyse waard útfierd om eksperimintele testresultaten te kalibrearjen mei fjouwer besteande foarsizzende modellen.Alle observaasjes jouwe oan dat it degradaasjeproses fan FRP-beheind beton kompleks en dynamysk is ûnder konjugatstressen.Natrium sulfate yn earste ynstânsje fergruttet de sterkte fan beton yn syn rauwe foarm.De folgjende freeze-thaw-syklusen kinne lykwols it kreakjen fan beton fergrutsje, en natriumsulfaat ferminderet de sterkte fan beton fierder troch it kreakjen te befoarderjen.In krekt numerike model wurdt foarsteld om de stress-strain relaasje te simulearjen, wat kritysk is foar it ûntwerpen en evaluearjen fan de libbenssyklus fan FRP-beheind beton.
As in ynnovative metoade foar betonfersterking dy't sûnt de jierren '70 ûndersocht is, hat FRP de foardielen fan ljochtgewicht, hege sterkte, korrosysjebestriding, wurgensbestriding en handige konstruksje1,2,3.As kosten ôfnimme, wurdt it gewoaner wurden yn technyske tapassingen lykas glêstried (GFRP), koalstoffaser (CFRP), basaltfaser (BFRP), en aramidefaser (AFRP), dy't de meast brûkte FRP binne foar strukturele fersterking4, 5 De foarstelde metoade foar behâld fan FRP kin de konkrete prestaasjes ferbetterje en foartidige ynstoarten foarkomme.Lykwols, ferskate eksterne omjouwings yn meganyske technyk faak beynfloedzje de duorsumens fan FRP-beheind beton, wêrtroch't syn sterkte wurdt kompromittearre.
Ferskate ûndersikers hawwe studearre stress en spanning feroarings yn beton mei ferskillende dwerstrochsneed foarmen en maten.Yang et al.6 fûn dat ultime stress en spanning posityf korrelearre mei groei yn fibrous weefsel dikte.Wu et al.7 krigen stress-strain krommes foar FRP-beheind beton mei help fan ferskate fiber types te foarsizze úteinlike stammen en loads.Lin et al.8 fûn dat FRP stress-strain modellen foar rûne, fjouwerkante, rjochthoekige en elliptyske bars ek ferskille sterk, en ûntwikkele in nij design-rjochte stress-strain model mei help fan de ferhâlding fan breedte en hoeke radius as parameters.Lam et al.9 observearre dat de net-unifoarme oerlap en kromming fan de FRP resultearre yn minder fraktuer strain en stress yn de FRP as yn slab tensile tests.Derneist hawwe wittenskippers partielbeperkingen en nije beheiningsmetoaden studearre neffens ferskate ûntwerpbehoeften yn 'e echte wrâld.Wang et al.[10] útfierd axiale kompresje tests op folslein, foar in part en ûnbeheind beton yn trije beheinde modi.In "stress-strain" model is ûntwikkele en de koeffizienten fan it beheinende effekt foar diels sletten beton wurde jûn.Wu et al.11 ûntwikkele in metoade foar it foarsizzen fan de stress-strain ôfhinklikens fan FRP-beheinde beton dy't rekken hâldt mei grutte effekten.Moran et al.12 evaluearre de axiale monotonyske kompresje-eigenskippen fan beheind beton mei FRP-helikale strips en ûntliend syn stress-strain-kurven.It boppesteande ûndersyk ûndersiket lykwols benammen it ferskil tusken diels ynsletten beton en folslein ynsletten beton.De rol fan FRP's dy't konkrete seksjes foar in part beheine, is net yn detail bestudearre.
Dêrnjonken evaluearre de stúdzje de prestaasjes fan FRP-beheind beton yn termen fan kompresjesterkte, spanningsferoaring, inisjele elastisiteitsmodulus, en strain-hardeningmodulus ûnder ferskate omstannichheden.Tijani et al.13,14 fûn dat de reparaasjeberens fan FRP-beheind beton ôfnimt mei tanimmende skea yn FRP-reparaasjeeksperiminten op ynearsten skansearre beton.Ma et al.[15] studearre it effekt fan inisjele skea op FRP-beheinde betonnen kolommen en beskôge dat it effekt fan skea graad op treksterkte wie negligible, mar hie in signifikant effekt op laterale en longitudinale deformations.Lykwols, Cao et al.16 waarnommen stress-strain curves en stress-strain envelope curves fan FRP-beheind beton beynfloede troch inisjele skea.Neist stúdzjes oer inisjele betonfalen, binne guon stúdzjes ek útfierd oer de duorsumens fan FRP-beheind beton ûnder drege omjouwingsomstannichheden.Dizze wittenskippers studearren de degradaasje fan FRP-beheind beton ûnder drege omstannichheden en brûkten skea-beoardielingstechniken om degradaasjemodellen te meitsjen om it libbenslibben te foarsizzen.Xie et al.17 pleatste FRP-beheind beton yn in hydrothermale omjouwing en fûn dat hydrothermale betingsten de meganyske eigenskippen fan FRP signifikant beynfloede, wat resultearre yn in stadichoan fermindering fan syn kompresjesterkte.Yn in soere-base omjouwing, de ynterface tusken CFRP en beton verslechtert.As de ûnderdompeling tiid nimt ta, it taryf fan frijlitting fan 'e enerzjy fan ferneatiging fan' e CFRP-laach nimt signifikant ôf, wat úteinlik liedt ta de ferneatiging fan ynterfasiale samples18,19,20.Dêrnjonken hawwe guon wittenskippers ek de effekten studearre fan befriezen en ûntdooien op FRP-beheind beton.Liu et al.21 opmurken dat CFRP rebar hat goede duorsumens ûnder freeze-thaw syklusen basearre op relative dynamyske modulus, compressive sterkte, en stress-strain ratio.Derneist wurdt in model foarsteld dat ferbûn is mei de efterútgong fan 'e meganyske eigenskippen fan beton.Lykwols, Peng et al.22 berekkene it libben fan CFRP en betonnen adhesives mei help fan temperatuer en freeze-thaw syklus gegevens.Guang et al.23 dien rappe freeze-dooi-tests fan beton en stelde in metoade foar foar it beoardieljen fan froastbestriding basearre op 'e dikte fan' e skansearre laach ûnder freeze-thaw-eksposysje.Yazdani et al.24 studearre it effekt fan FRP-lagen op de penetraasje fan chloride-ionen yn beton.De resultaten litte sjen dat de FRP-laach gemysk resistint is en it binnenbeton isolearret fan 'e bûtenste chloride-ionen.Liu et al.25 simulearre peel test betingsten foar sulfate-corroded FRP beton, makke in slip model, en foarsei degradaasje fan de FRP-beton ynterface.Wang et al.26 fêstige in stress-strain-model foar FRP-beheind sulfat-erodearre beton troch uniaxiale kompresjetests.Zhou et al.[27] studearre skea oan unconfined beton feroarsake troch kombinearre freeze-thaw syklusen fan sâlt en foar it earst brûkt in logistyske funksje te beskriuwen it falen meganisme.Dizze stúdzjes hawwe wichtige foarútgong makke yn it evaluearjen fan de duorsumens fan FRP-beheind beton.De measte ûndersikers hawwe lykwols rjochte op it modelleren fan erosive media ûnder ien ûngeunstige betingst.Beton wurdt faak skansearre troch byhearrende eroazje feroarsake troch ferskate omjouwingsomstannichheden.Dizze kombineare omjouwingsomstannichheden ferneatigje de prestaasjes fan FRP-beheind beton sterk.
Sulfation en freeze-thaw-syklusen binne twa typyske wichtige parameters dy't de duorsumens fan beton beynfloedzje.FRP-lokalisaasjetechnology kin de eigenskippen fan beton ferbetterje.It wurdt in protte brûkt yn technyk en ûndersyk, mar hat op it stuit syn beheiningen.Ferskate ûndersiken hawwe rjochte op de wjerstân fan FRP-beheind beton tsjin sulfatkorrosje yn kâlde regio's.It proses fan eroazje fan folslein ynsletten, semi-ynsletten en iepen beton troch natrium sulfate en freeze-thaw fertsjinnet mear detaillearre stúdzje, benammen de nije semi-ynsletten metoade beskreaun yn dit artikel.It fersterkingseffekt op betonnen kolommen waard ek bestudearre troch it wikseljen fan de folchoarder fan FRP retensje en eroazje.Mikrokosmyske en makroskopyske feroaringen yn 'e stekproef feroarsake troch bonding eroazje waarden karakterisearre troch elektroanenmikroskoop, pH-test, SEM-elektronenmikroskoop, EMF-enerzjyspektrumanalyse en uniaxiale meganyske test.Derneist besprekt dizze stúdzje de wetten dy't de spanning-strain-relaasje regelje dy't foarkomt yn uniaxiale meganyske testen.De eksperiminteel ferifiearre limytstress- en strainwearden waarden falidearre troch flateranalyse mei fjouwer besteande limytstress-strain-modellen.It foarstelde model kin de ultime spanning en sterkte fan it materiaal folslein foarsizze, wat nuttich is foar takomstige FRP-fersterkingspraktyk.Uteinlik tsjinnet it as konseptuele basis foar it konsept fan FRP-beton sâltfrostbestriding.
Dizze stúdzje evaluearret de efterútgong fan FRP-beheind beton mei help fan sulfate oplossing corrosie yn kombinaasje mei freeze-thaw syklusen.Mikroskopyske en makroskopyske feroaringen feroarsake troch konkrete eroazje binne oantoand mei skennenelektronenmikroskopie, pH-testen, EDS-enerzjyspektroskopy, en uniaxiale meganyske testen.Dêrneist waarden de meganyske eigenskippen en stress-strain feroarings fan FRP-beheinde beton ûnderwurpen oan bondele eroazje ûndersocht mei axiale kompresje-eksperiminten.
FRP Confined Concrete bestiet út rau beton, FRP bûtenste wrap materiaal en epoksy adhesive.Twa eksterne isolaasjematerialen waarden selektearre: CFRP en GRP, de eigenskippen fan 'e materialen wurde werjûn yn tabel 1. Epoksyharsen A en B waarden brûkt as kleefstoffen (mingferhâlding 2: 1 troch folume).Rys.1 yllustrearret de details fan 'e bou fan betonmixmaterialen.Yn figuer 1a waard Swan PO 42.5 Portland cement brûkt.Grof aggregaten binne gemalen basaltstien mei in diameter fan respektivelik 5-10 en 10-19 mm, lykas werjûn yn fig.1b en c.As in fyn filler yn Fig.. 1g brûkt natuerlike rivier sân mei in fineness modulus fan 2,3.Tariede in oplossing fan natrium sulfate út de granules fan anhydrous natrium sulfate en in bepaalde hoemannichte wetter.
De gearstalling fan it betongemerming: a - semint, b - aggregaat 5-10 mm, c - aggregaat 10-19 mm, d - riviersân.
De ûntwerpsterkte fan beton is 30 MPa, wat resulteart yn in frisse semintbetonset fan 40 oant 100 mm.De betonmix ratio wurdt werjûn yn Tabel 2, en de ferhâlding fan grof aggregaat 5-10 mm en 10-20 mm is 3:7.It effekt fan ynteraksje mei it miljeu waard modeleare troch earst in 10% NaSO4-oplossing te meitsjen en dan de oplossing yn in frije-dooi-sykluskeamer te jitten.
Betonmengsels waarden taret yn in 0,5 m3 twongen mixer en de hiele partij beton waard brûkt om de fereaske samples te lizzen.Alderearst wurde de konkrete yngrediïnten taret neffens tabel 2, en it semint, sân en grof aggregaat wurde foar trije minuten premixed.Dan fersprieden it wetter evenredich en reitsje foar 5 minuten.Folgjende, betonnen samples waarden getten yn silindryske mallen en kompaktearre op in trillende tafel (mal diameter 10 sm, hichte 20 sm).
Nei 28 dagen genêzen waarden de samples ynpakt mei FRP-materiaal.Dizze stúdzje besprekt trije metoaden foar wapene betonkolommen, ynklusyf folslein ynsletten, semi-beheind en ûnbeheind.Twa soarten, CFRP en GFRP, wurde brûkt foar beheinde materialen.FRP Folslein ynsletten FRP betonnen shell, 20 sm heech en 39 sm lang.De boppe- en ûnderkant fan it FRP-bûne beton waarden net ôfsletten mei epoksy.It semi-hermetyske testproses as in koartlyn foarstelde luchtdichte technology wurdt as folget beskreaun.
(2) Mei in liniaal tekenje in line op it betonnen silindryske oerflak om de posysje fan 'e FRP-strips te bepalen, de ôfstân tusken de strips is 2,5 sm.Wrap dan de tape om 'e betonnen gebieten wêr't FRP net nedich is.
(3) It betonnen oerflak is glêd gepolijst mei skuorpapier, wipe mei alkoholwolle, en bedekt mei epoksy.Plak dan de glêsfezelstrips mei de hân op it betonnen oerflak en druk de gatten út, sadat de glêsfezel folslein oan it betonnen oerflak hecht en luchtbellen foarkomt.Lijm úteinlik de FRP-strips op it betonnen oerflak fan boppe nei ûnderen, neffens de marken makke mei in liniaal.
(4) Kontrolearje nei in heal oere oft it beton losmakke is fan de FRP.As de FRP glydt of stekt, moat it fuortdaliks fêstlein wurde.Foarmige eksimplaren moatte wurde genêzen foar 7 dagen om te garandearjen genêzen sterkte.
(5) Nei it genêzen, brûk in nutsmes om de tape fan it betonnen oerflak te ferwiderjen, en krije op it lêst in semy-hermetyske FRP-betonkolom.
De resultaten ûnder ferskate beheiningen wurde werjûn yn fig.2. figuer 2a lit in folslein omsletten CFRP beton, figuer 2b toant in semy-generalisearre CFRP beton, figuer 2c toant in folslein ynsletten GFRP beton, en figuer 2d toant in semy-beheind CFRP beton.
Ynsletten stilen: (a) folslein ynsletten CFRP;(b) semi-sletten koalstoffaser;(c) folslein ynsletten yn glêstried;(d) semi-ynsletten fiberglass.
D'r binne fjouwer haadparameters dy't binne ûntworpen om it effekt fan FRP-beheiningen en eroazjesekwinsjes te ûndersykjen op 'e prestaasjes fan eroazjekontrôle fan silinders.Tabel 3 lit it oantal betonnen kolommonsters sjen.De samples foar elke kategory bestie út trije identike statussamples om de gegevens konsekwint te hâlden.It gemiddelde fan trije samples waard analysearre foar alle eksperimintele resultaten yn dit artikel.
(1) Luchtdicht materiaal wurdt klassifisearre as koalstoffaser as glêstried.In ferliking waard makke fan it effekt fan twa soarten fezels op de fersterking fan beton.
(2) Betonkolombefettingsmetoaden binne ferdield yn trije soarten: folslein beheind, semi-beheind en ûnbeheind.De eroazjebestriding fan semi-ynsletten betonnen kolommen waard fergelike mei twa oare soarten.
(3) De eroazjebetingsten binne freeze-thaw-syklusen plus sulfatoplossing, en it oantal freeze-thaw-syklusen is respektivelik 0, 50 en 100 kear.It effekt fan keppele eroazje op FRP-beheinde betonnen kolommen is bestudearre.
(4) De teststikken binne ferdield yn trije groepen.De earste groep is FRP wrapping en dan corrosie, de twadde groep is corrosie earst en dan wrapping, en de tredde groep is corrosie earst en dan wrapping en dan corrosie.
De eksperimintele proseduere brûkt in universele testmasine, in trektestmasine, in freeze-thaw-syklus-ienheid (CDR-Z-type), in elektroanenmikroskoop, in pH-meter, in strain gauge, in ferpleatsingsapparaat, in SEM elektroanenmikroskoop, en in EDS enerzjyspektrumanalysator yn dizze stúdzje.It stekproef is in betonnen kolom 10 sm heech en 20 sm yn diameter.It beton waard genêzen binnen 28 dagen nei it jitten en kompaktjen, lykas werjûn yn figuer 3a.Alle samples waarden demoulded nei casting en hâlden foar 28 dagen by 18-22 ° C en 95% relative Feuchte, en dan guon samples waarden ferpakt mei glêstried.
Testmetoaden: a) apparatuer foar it behâld fan konstante temperatuer en fochtigens;(b) in freeze-thaw syklus masine;(c) universele testmasine;(d) pH-tester;(e) mikroskopyske observaasje.
It freeze-thaw eksperimint brûkt de flash freeze metoade lykas werjûn yn figuer 3b.Neffens GB/T 50082-2009 "Durability Standards for Conventional Concrete", waarden betonmonsters folslein ûnderdompele yn 10% natrium sulfate oplossing by 15-20 ° C foar 4 dagen foardat freezing en thawing.Dêrnei begjint de sulfate oanfal en einiget tagelyk mei de freeze-thaw-syklus.De freeze-thaw-syklustiid is 2 oant 4 oeren, en de ûntdooitiid moat net minder wêze as 1/4 fan 'e syklustiid.De sample kearntemperatuer moat wurde hanthavene binnen it berik fan (-18 ± 2) oant (5 ± 2) ° С.De oergong fan beferzen nei defrosting moat net mear as tsien minuten duorje.Trije silindryske identike samples fan elke kategory waarden brûkt om it gewichtsverlies en pH-feroaring fan 'e oplossing te studearjen oer 25 freeze-thaw-syklusen, lykas werjûn yn Fig.. 3d.Nei elke 25 freeze-thaw-syklusen waarden de samples fuortsmiten en de oerflakken skjinmakke foardat se har frisse gewicht (Wd) bepale.Alle eksperiminten waarden útfierd yn trijefâld fan 'e samples, en de gemiddelde wearden waarden brûkt om de testresultaten te besprekken.De formules foar it ferlies fan massa en sterkte fan it stekproef wurde bepaald as folget:
Yn 'e formule is ΔWd it gewichtsverlies (%) fan' e stekproef nei elke 25 freeze-thaw-syklusen, W0 is it gemiddelde gewicht fan 'e betonmonster foar de freeze-thaw-syklus (kg), Wd is it gemiddelde betongewicht.gewicht fan sample nei 25 freeze-thaw syklusen (kg).
De sterkte degradaasjekoëffisjint fan 'e stekproef wurdt karakterisearre troch Kd, en de berekkeningsformule is as folget:
Yn 'e formule is ΔKd it taryf fan sterkteferlies (%) fan' e stekproef nei elke 50 freeze-dooi-syklusen, f0 is de gemiddelde sterkte fan 'e betonmonster foar de freeze-dooi-syklus (MPa), fd is de gemiddelde sterkte fan it betonmonster foar 50 freeze-thaw-syklusen (MPa).
Op fig.3c toant in kompresjetestmasine foar konkrete eksimplaren.Yn oerienstimming mei de "Standert foar testmetoaden foar de fysike en meganyske eigenskippen fan beton" (GBT50081-2019), wurdt in metoade foar it testen fan betonnen kolommen foar druksterkte definieare.It laden taryf yn 'e kompresje test is 0,5 MPa / s, en trochgeande en sekwinsjele lading wurdt brûkt troch de test.De lading-ferpleatsingsrelaasje foar elk eksimplaar waard opnommen tidens meganyske testen.Strain gauges waarden hechte oan de bûtenste oerflakken fan de betonnen en FRP lagen fan de eksimplaren te mjitten axial en horizontale stammen.De stamsel wurdt brûkt yn meganyske testen om de feroaring yn eksimplaarstamme op te nimmen tidens in kompresjetest.
Elke 25 freeze-thaw-syklusen waard in stekproef fan 'e freeze-thaw-oplossing fuortsmiten en yn in kontener pleatst.Op fig.3d toant in pH-test fan in stekproefoplossing yn in kontener.Mikroskopysk ûndersyk fan it oerflak en dwerstrochsneed fan it stekproef ûnder freeze-thaw betingsten wurdt werjûn yn figuer 3d.De steat fan it oerflak fan ferskate samples nei 50 en 100 freeze-thaw syklusen yn sulfate oplossing waard waarnommen ûnder in mikroskoop.De mikroskoop brûkt 400x fergrutting.By it observearjen fan it oerflak fan 'e stekproef wurdt benammen de eroazje fan' e FRP-laach en de bûtenste laach fan beton waarnommen.Observaasje fan 'e dwerstrochsneed fan' e stekproef selektearret yn prinsipe de eroazjebetingsten op in ôfstân fan 5, 10 en 15 mm fan 'e bûtenste laach.De formaasje fan sulfaatprodukten en freeze-ûntdooi-syklusen fereasket fierdere testen.Dêrom waard it wizige oerflak fan 'e selekteare samples ûndersocht mei in skennen elektroanenmikroskoop (SEM) útrist mei in enerzjy dispersive spektrometer (EDS).
Visueel ynspektearje it sample oerflak mei in elektroanenmikroskoop en selektearje 400X fergrutting.De mjitte fan oerflak skea yn semi-ynsletten en jointless GRP beton ûnder freeze-taai syklussen en bleatstelling oan sulfates is frij heech, wylst yn folslein ynsletten beton is it negligible.De earste kategory ferwiist nei it foarkommen fan eroazje fan frijstreamend beton troch natriumsulfaat en fan 0 oant 100 freeze-thaw-syklusen, lykas werjûn yn figuer 4a.Betonmonsters sûnder frosteksposysje hawwe in glêd oerflak sûnder sichtbere funksjes.Nei 50 eroazjes waard it pulpblok op it oerflak foar in part ôfskille, wêrtroch't de wite shell fan 'e pulp bleatlein.Nei 100 eroazjes foelen de skulpen fan 'e oplossingen folslein ôf by in fisuele ynspeksje fan it betonnen oerflak.Mikroskopyske beoardieling die bliken dat it oerflak fan it 0 freeze-thaw erodearre beton glêd wie en it oerflak aggregaat en mortier yn itselde fleantúch wiene.In ûngelikense, rûge oerflak waard waarnommen op in betonnen oerflak erodearre troch 50 freeze-thaw cycles.Dit kin ferklearre wurde troch it feit dat in part fan 'e mortier ferneatige is en in lyts bedrach fan wite korrelige kristallen oan it oerflak, dat foaral gearstald is út aggregaat, mortier en wite kristallen, oanhâldt.Nei 100 freeze-thaw-syklusen ferskynde in grut gebiet fan wite kristallen op it oerflak fan it beton, wylst it donkere grof aggregaat waard bleatsteld oan 'e eksterne omjouwing.Op it stuit is it betonnen oerflak meast bleatsteld aggregaat en wite kristallen.
Morfology fan in erosive freeze-thaw betonnen kolom: (a) ûnbeheinde betonnen kolom;(b) semi-ynsletten koalstoffaser fersterke beton;(c) GRP semi-ynsletten beton;(d) folslein ynsletten CFRP-beton;(e) GRP beton semi-ynsletten beton.
De twadde kategory is de corrosie fan semy-hermetyske CFRP en GRP betonnen kolommen ûnder freeze-thaw cycles en bleatstelling oan sulfates, lykas werjûn yn figuer 4b, c.Fisuele ynspeksje (1x fergrutting) die bliken dat in wyt poeder stadichoan foarme op it oerflak fan de fibrous laach, dat gau foel ôf mei in tanimming fan it oantal freeze-thaw syklusen.De ûnbeheinde oerflakeroazje fan semi-hermetysk FRP-beton waard mear útsprutsen as it oantal freeze-thaw-syklusen tanommen.It sichtbere ferskynsel fan "bloating" (it iepen oerflak fan 'e oplossing fan' e betonnen kolom is op 'e râne fan ynstoarten).It ferskynsel fan peeling wurdt lykwols foar in part hindere troch de neistlizzende koalstoffasercoating).Under de mikroskoop ferskine syntetyske koalstoffezels as wite triedden op in swarte eftergrûn by 400x fergrutting.Troch de rûne foarm fan de fezels en bleatstelling oan ûnjildich ljocht, se ferskine wyt, mar de koalstof fiber bondels sels binne swart.Fiberglas is ynearsten wyt tried-like, mar by kontakt mei de lijm wurdt it trochsichtich en de steat fan it beton binnen de glêstried is dúdlik sichtber.De glêsfezel is helder wyt en it bynmiddel is gielich.Beide binne heul ljocht yn kleur, sadat de kleur fan 'e lym de glêstriedstringen ferbergje sil, en it algemiene uterlik in gielige tint jaan.De koalstof en glêsfezels wurde beskerme fan skea troch in eksterne epoksyhars.As it oantal freeze-thaw oanfallen tanommen, waarden mear leechten en in pear wite kristallen sichtber op it oerflak.As de sulfate-friessyklus ferheget, wurdt it bynmiddel stadichoan tinner, ferdwynt de giele kleur en wurde de fezels sichtber.
De tredde kategory is de corrosie fan folslein ynsletten CFRP en GRP beton ûnder freeze-thaw syklusen en bleatstelling oan sulfates, lykas werjûn yn figuer 4d, e.Nochris binne de waarnommen resultaten fergelykber mei dy foar it twadde type beheinde seksje fan 'e betonnen kolom.
Fergelykje de ferskynsels waarnommen nei it tapassen fan de trije hjirboppe beskreaune befettingsmetoaden.De fibrous weefsels yn folslein isolearre FRP-beton bliuwe stabyl as it oantal freeze-thaw-syklusen nimt ta.Oan 'e oare kant is de adhesive ringlaach tinner op it oerflak.Epoksyharsen reagearje meast mei aktive wetterstofionen yn iepen-ring sulfuric acid en amper reagearje mei sulfates28.Sa kin beskôge wurde dat eroazje benammen de eigenskippen fan 'e adhesive laach feroaret as gefolch fan freeze-thaw-syklusen, wêrtroch't it fersterkende effekt fan FRP feroaret.It betonnen oerflak fan FRP semi-hermetysk beton hat itselde eroazjeferskynsel as ûnbeheind betonnen oerflak.De FRP-laach komt oerien mei de FRP-laach fan folslein ynsletten beton, en de skea is net dúdlik.Yn semi-fersegele GRP-beton ûntsteane lykwols wiidweidige erosjonele skuorren wêr't de fiberstrips it bleatstelde beton snije.Eroazje fan bleatstelde betonnen oerflakken wurdt hurder as it oantal freeze-thaw-syklusen nimt ta.
De ynterieurs fan folslein ynsletten, semi-ynsletten en ûnbeheinde FRP-beton lieten signifikante ferskillen sjen doe't se ûnderwurpen waarden oan freeze-taai-syklusen en bleatstelling oan sulfatoplossingen.De stekproef waard dwers snije en de dwerssneed waard waarnommen mei in elektroanenmikroskoop by 400x fergrutting.Op fig.5 lit mikroskopyske bylden sjen op in ôfstân fan 5 mm, 10 mm en 15 mm fan respektivelik de grins tusken beton en speesje.It is waarnommen dat as natrium sulfate oplossing wurdt kombinearre mei freeze-thaw, beton skea wurdt stadichoan ôfbrutsen fan it oerflak nei it ynterieur.Om't de ynterne eroazjebetingsten fan CFRP en GFRP-beheind beton itselde binne, fergeliket dizze seksje de twa befettingsmaterialen net.
Mikroskopyske observaasje fan 'e binnenkant fan' e betonnen seksje fan 'e kolom: (a) folslein beheind troch glêstried;(b) semi-ynsletten mei glêstried;(c) ûnbeheind.
Ynterne eroazje fan FRP folslein ynsletten beton wurdt werjûn yn fig.5a.Skuorren binne sichtber op 5 mm, it oerflak is relatyf glêd, der is gjin kristallisaasje.It oerflak is glêd, sûnder kristallen, 10 oant 15 mm dik.Ynterne eroazje fan FRP semi-hermetysk beton wurdt werjûn yn fig.5 B. Skuorren en wite kristallen binne sichtber op 5mm en 10mm, en it oerflak is glêd op 15mm.Figure 5c toant seksjes fan betonnen FRP kolommen dêr't barsten waarden fûn op 5, 10 en 15 mm.In pear wite kristallen yn 'e skuorren waarden stadichoan seldsumer as de skuorren fan 'e bûtenkant fan it beton nei de binnenkant ferpleatse.Einleaze betonnen kolommen lieten de measte eroazje sjen, folge troch semy-beheinde FRP-betonkolommen.Natriumsulfaat hie net folle effekt op it ynterieur fan folslein ynsletten FRP-betonmonsters oer 100 freeze-thaw-syklusen.Dit jout oan dat de wichtichste oarsaak fan eroazje fan folslein beheinde FRP-beton is assosjearre freeze-dooi-eroazje oer in perioade fan tiid.Observaasje fan 'e dwerstrochsneed die bliken dat de seksje fuort foarôfgeand oan it befriezen en ûntjaan wie glêd en frij fan aggregaten.As it beton befriest en tooit, binne skuorren sichtber, itselde jildt foar aggregaat, en de wite korrelige kristallen binne ticht bedekt mei skuorren.Stúdzjes27 hawwe oantoand dat as beton yn in natriumsulfaatoplossing pleatst wurdt, natriumsulfaat yn it beton sil penetrearje, wêrfan guon as natriumsulfaatkristallen sille útfalle, en guon sille reagearje mei semint.Natriumsulfaatkristallen en reaksjeprodukten lykje op wite korrels.
FRP folslein limitearret konkrete skuorren yn konjugearre eroazje, mar de seksje is glêd sûnder crystallization.Oan 'e oare kant hawwe FRP semi-sletten en ûnbeheinde betonnen seksjes ynterne skuorren en kristallisaasje ûntwikkele ûnder konjugearre eroazje.Neffens de beskriuwing fan it byld en eardere stúdzjes29 is it mienskiplike eroazjeproses fan ûnbeheinde en semi-beheinde FRP-beton yn twa stadia ferdield.De earste etappe fan beton cracking wurdt assosjearre mei útwreiding en krimp tidens freeze-thaw.Wannear't sulfaat it beton penetreart en sichtber wurdt, foltôget it korrespondearjende sulfaat skuorren dy't ûntstien binne troch krimp fan freeze-ûntdjipping en hydratisaasjereaksjes.Dêrom hat sulfate in spesjale beskermjende effekt op beton yn in ier stadium en kin ferbetterje de meganyske eigenskippen fan beton ta in beskate mjitte.De twadde etappe fan sulfate oanfal giet troch, penetrearjende skuorren of leechten en reagearje mei it semint om alum te foarmjen.Dêrtroch groeit de barst yn grutte en soarget foar skea.Yn dizze tiid sille de útwreidings- en krimpreaksjes dy't ferbûn binne mei befriezen en ûntdooien ynterne skea oan it beton fergrutsje, wat resulteart yn in fermindering fan draachfermogen.
Op fig.6 toant de pH-feroarings fan beton-impregnaasjeoplossingen foar trije beheinde metoaden kontrolearre nei 0, 25, 50, 75 en 100 freeze-thaw-syklusen.Unbeheinde en semi-sletten FRP-betonmortels lieten de fluchste pH-ferheging sjen fan 0 nei 25 freeze-thaw-syklusen.Harren pH-wearden ferhege fan respektivelik 7,5 nei 11,5 en 11,4.As it oantal freeze-thaw-syklusen tanommen, fermindere de pH-ferheging stadichoan nei 25-100 freeze-thaw-syklusen.Harren pH-wearden ferhege fan respektivelik 11,5 en 11,4 nei 12,4 en 11,84.Om't it folslein ferbûne FRP-beton de FRP-laach beslacht, is it dreech foar natriumsulfaatoplossing om troch te dringen.Tagelyk is it dreech foar de semintkomposysje om yn eksterne oplossingen te penetrearjen.Sa is de pH stadichoan ferhege fan 7,5 nei 8,0 tusken 0 en 100 freeze-thaw-syklusen.De reden foar de feroaring yn pH wurdt as folget analysearre.It silikaat yn beton kombinearret mei wetterstofionen yn wetter om silisiumsoer te foarmjen, en de oerbleaune OH- ferheget de pH fan 'e verzadigde oplossing.De feroaring yn pH wie mear útsprutsen tusken 0-25 freeze-thaw-syklusen en minder útsprutsen tusken 25-100 freeze-thaw-syklusen30.It waard hjir lykwols fûn dat de pH bleau te ferheegjen nei 25-100 freeze-thaw-syklusen.Dit kin ferklearre wurde troch it feit dat natrium sulfate chemysk reagearret mei it ynterieur fan it beton, it feroarjen fan de pH fan de oplossing.Analyze fan de gemyske gearstalling lit sjen dat beton reagearret mei natrium sulfate op de folgjende wize.
Formules (3) en (4) litte sjen dat natrium sulfate en calcium hydroxide yn semint foarmje gips (calcium sulfate), en calcium sulfate fierder reagearret mei calcium metaaluminate yn semint te foarmjen alum kristallen.Reaksje (4) wurdt begelaat troch de formaasje fan basis OH-, wat liedt ta in ferheging fan pH.Ek, om't dizze reaksje omkearber is, nimt de pH op in bepaalde tiid op en feroaret stadich.
Op fig.7a toant it gewichtsverlies fan folslein ynsletten, semi-ynsletten, en yninoar sletten GRP-beton tidens freeze-dooi-syklusen yn sulfaatoplossing.De meast foar de hân lizzende feroaring yn massa ferlies is ûnbeheind beton.Unbeheind beton ferlear sa'n 3,2% fan syn massa nei 50 freeze-thaw oanfallen en sa'n 3,85% nei 100 freeze-thaw oanfallen.De resultaten litte sjen dat it effekt fan konjugearre eroazje op de kwaliteit fan frije-streambeton ôfnimt as it oantal freeze-thaw-syklusen ferheget.By it observearjen fan it oerflak fan 'e stekproef waard lykwols fûn dat it ferlies fan mortier nei 100 freeze-thaw-syklusen grutter wie as nei 50 freeze-thaw-syklusen.Yn kombinaasje mei de stúdzjes yn 'e foarige seksje kin it hypoteze wurde dat de penetraasje fan sulfaten yn beton liedt ta in fertraging yn massaferlies.Underwilens resultearje yntern oanmakke alum en gips ek yn stadiger gewichtsverlies, lykas foarsein troch gemyske fergelikingen (3) en (4).
Gewichtsferoaring: (a) relaasje tusken gewichtsferoaring en oantal freeze-thaw-syklusen;(b) relaasje tusken massa feroaring en pH wearde.
De feroaring yn gewichtsverlies fan FRP semi-hermetysk beton nimt earst ôf en nimt dan ta.Nei 50 freeze-thaw-syklusen is it massaferlies fan semi-hermetysk glêsfezelbeton sawat 1,3%.Gewichtsverlies nei 100 syklusen wie 0,8%.Dêrom kin konkludearre wurde dat natrium sulfate penetrates yn frij streamend beton.Dêrnjonken hat observaasje fan it oerflak fan it teststik ek bliken dien dat de fiberstrips yn in iepen gebiet wjerstean kinne tsjin mortierpeeling, en dêrmei gewichtsverlies ferminderje.
De feroaring yn massa ferlies fan folslein ynsletten FRP beton is oars as de earste twa.Mass net ferlieze, mar foeget ta.Nei 50 froast-dooi-erosies naam de massa mei sa'n 0,08% ta.Nei 100 kear, syn massa tanommen mei likernôch 0,428%.Sûnt it beton is folslein gegoten, sil de mortier op it oerflak fan it beton net ôfkomme en is it net wierskynlik dat it resultaat ferlies fan kwaliteit.Oan 'e oare kant ferbetteret de penetraasje fan wetter en sulfaten fan it oerflak mei hege ynhâld yn it ynterieur fan it beton mei lege ynhâld ek de kwaliteit fan it beton.
Ferskate ûndersiken binne earder dien oer de relaasje tusken pH en massaferlies yn FRP-beheind beton ûnder erosive omstannichheden.It grutste part fan it ûndersyk besprekt benammen de relaasje tusken massa ferlies, elastyske modulus en sterkte ferlies.Op fig.7b toant de relaasje tusken betonnen pH en massa ferlies ûnder trije beheinings.In foarsizzend model wurdt foarsteld om konkrete massaferlies te foarsizzen mei trije retinsjemetoaden by ferskate pH-wearden.Lykas yn figuer 7b te sjen is, is de koeffizient fan Pearson heech, wat oanjout dat der yndie in korrelaasje is tusken pH en massaferlies.De r-kwadraatwearden foar ûnbeheind, semi-beheind en folslein beheind beton wiene respektivelik 0.86, 0.75 en 0.96.Dit jout oan dat de pH-feroaring en gewichtsferlies fan folslein isolearre beton relatyf lineêr is ûnder sawol sulfate as befrieze-dooi-betingsten.Yn ûnbeheind beton en semi-hermetysk FRP-beton nimt de pH stadichoan ta as it semint reagearret mei de wetterige oplossing.As resultaat wurdt it betonnen oerflak stadichoan ferneatige, wat liedt ta gewichtleazens.Oan de oare kant feroaret de pH fan folslein ynsletten beton net folle om't de FRP-laach de gemyske reaksje fan it semint mei de wetteroplossing fertraget.Sa, foar in folslein ynsletten beton is der gjin sichtbere oerflak eroazje, mar it sil krije gewicht fanwege sêding fanwege de opname fan sulfate oplossings.
Op fig.8 toant de resultaten fan in SEM-scan fan samples etste mei natriumsulfaat freeze-thaw.Elektronenmikroskopie ûndersocht samples sammele út blokken nommen út 'e bûtenste laach fan betonnen kolommen.Figuer 8a is in skennende elektroanenmikroskoopôfbylding fan net-omsletten beton foar eroazje.It wurdt opmurken dat der in protte gatten op it oerflak fan de stekproef, dy't beynfloedzje de sterkte fan de betonnen kolom sels foar froast-thawing.Op fig.8b lit in elektroanenmikroskoopôfbylding sjen fan in folslein isolearre FRP-betonmonster nei 100 freeze-thaw-syklusen.Der kinne barsten yn it stekproef wurde ûntdutsen troch befriezing en ûntdooijen.It oerflak is lykwols relatyf glêd en d'r binne gjin kristallen op.Dêrom binne unfilled skuorren mear sichtber.Op fig.8c toant in stekproef fan semy-hermetysk GRP beton nei 100 froast eroazje syklusen.It is dúdlik dat de skuorren ferbrede en korrels ûntstienen tusken de skuorren.Guon fan dizze dieltsjes hechtsje har oan skuorren.In SEM-scan fan in stekproef fan in ûnbeheinde betonnen kolom wurdt werjûn yn figuer 8d, in ferskynsel dat oerienkomt mei semy-beheining.Om de gearstalling fan de dieltsjes fierder te ferklearjen, waarden de dieltsjes yn de skuorren fierder fergrutte en analysearre mei EDS-spektroskopie.Dieltsjes komme yn prinsipe yn trije ferskillende foarmen.Neffens de enerzjyspektrumanalyse is it earste type, lykas werjûn yn figuer 9a, in gewoane blokkristal, benammen gearstald út O, S, Ca en oare eleminten.Troch de foarige formules (3) en (4) te kombinearjen, kin bepaald wurde dat de wichtichste komponint fan it materiaal gips (kalsiumsulfaat) is.De twadde wurdt werjûn yn figuer 9b;neffens de enerzjyspektrumanalyse is it in acicular net-rjochtingsobjekt, en har haadkomponinten binne O, Al, S en Ca.Kombinaasjeresepten litte sjen dat it materiaal benammen út aluin bestiet.De tredde blok werjûn yn figuer 9c, is in ûnregelmjittich blok, bepaald troch enerzjy spektrum analyze, benammen besteande út komponinten O, Na en S. It die bliken dat dit binne benammen natrium sulfate kristallen.Scannen elektroanenmikroskopie die bliken dat de measte leechte waarden fol mei natriumsulfaatkristallen, lykas werjûn yn figuer 9c, tegearre mei lytse hoemannichten gips en alum.
Elektronenmikroskopyske bylden fan samples foar en nei korrosysje: (a) iepen beton foar korrosje;(b) nei corrosie wurdt de glêstried folslein fersegele;(c) nei corrosie fan GRP semi-ynsletten beton;(d) nei corrosie fan iepen beton.
De analyze lit ús de folgjende konklúzjes lûke.De ôfbyldings fan 'e elektroanenmikroskoop fan' e trije samples wiene allegear 1k × en barsten en eroazjeprodukten waarden fûn en waarnommen yn 'e bylden.Unbeheind beton hat de breedste skuorren en befettet in protte kerrels.FRP semi-druk beton is inferior oan non-druk beton yn termen fan crack breedte en dieltsje count.Folslein omsletten FRP beton hat de lytste crack breedte en gjin dieltsjes nei freeze-thaw eroazje.Dit alles jout oan dat folslein ynsletten FRP-beton it minste gefoelich is foar eroazje troch befriezen en tei.Gemyske prosessen binnen semi-ynsletten en iepen FRP betonnen kolommen liede ta de foarming fan alum en gips, en sulfate penetraasje beynfloedet porosity.Wylst freeze-thaw syklusen binne de wichtichste oarsaak fan beton cracking, sulfates en harren produkten folje guon fan 'e skuorren en poarjes yn it earste plak.As de hoemannichte en tiid fan eroazje lykwols tanimt, bliuwe de skuorren útwreidzje en it folume fan alum foarme tanimt, wat resulteart yn extrusiebarsten.Uteinlik sil bleatstelling oan freeze-dooi en sulfate de sterkte fan 'e kolom ferminderje.