xəbərlər

Scatter glassfiber kabron fiber məzmunu ziyarət etdiyiniz üçün təşəkkür edirik.Siz məhdud CSS dəstəyi ilə brauzer versiyasından istifadə edirsiniz.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan göstəririk.
Polimer dəmir-beton (FRP) konstruktiv təmirin yenilikçi və qənaətcil üsulu hesab olunur.Bu tədqiqatda betonun sərt mühitlərdə möhkəmləndirici təsirini öyrənmək üçün iki tipik material [karbon liflə gücləndirilmiş polimer (CFRP) və şüşə liflə gücləndirilmiş polimer (GFRP)] seçilmişdir.Tərkibində FRP olan betonun sulfat hücumuna davamlılığı və əlaqədar donma-ərimə dövrləri müzakirə edilmişdir.Birləşmiş eroziya zamanı betonun səthini və daxili deqradasiyasını öyrənmək üçün elektron mikroskopiya.Natrium sulfat korroziyasının dərəcəsi və mexanizmi pH dəyəri, SEM elektron mikroskopiyası və EMF enerji spektri ilə təhlil edilmişdir.FRP ilə məhdudlaşdırılmış beton sütunların möhkəmləndirilməsini qiymətləndirmək üçün eksenel sıxılma müqaviməti testlərindən istifadə edilmişdir və eroziv birləşmiş mühitdə FRP-nin saxlanmasının müxtəlif üsulları üçün gərginlik-deformasiya əlaqələri əldə edilmişdir.Dörd mövcud proqnozlaşdırıcı modeldən istifadə edərək eksperimental test nəticələrini kalibrləmək üçün səhv təhlili aparıldı.Bütün müşahidələr göstərir ki, FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonun deqradasiya prosesi konjugat gərginliklər altında mürəkkəb və dinamikdir.Natrium sulfat ilkin olaraq xam şəklində betonun gücünü artırır.Bununla belə, sonrakı donma-ərimə dövrləri betonun çatlamasını gücləndirə bilər və natrium sulfat krekinqi təşviq edərək betonun möhkəmliyini daha da azaldır.FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonun həyat dövrünün layihələndirilməsi və qiymətləndirilməsi üçün vacib olan gərginlik-deformasiya əlaqəsini simulyasiya etmək üçün dəqiq ədədi model təklif olunur.
1970-ci illərdən bəri tədqiq edilən yenilikçi beton möhkəmləndirmə üsulu kimi, FRP yüngül çəki, yüksək möhkəmlik, korroziyaya davamlılıq, yorğunluğa davamlılıq və rahat tikinti üstünlüklərinə malikdir1,2,3.Xərclər azaldıqca, struktur möhkəmləndirilməsi üçün ən çox istifadə edilən FRP olan fiberglas (GFRP), karbon lifi (CFRP), bazalt lifi (BFRP) və aramid lifi (AFRP) kimi mühəndislik tətbiqlərində daha çox yayılmışdır4, 5 Təklif olunan FRP saxlama üsulu betonun performansını yaxşılaşdıra və vaxtından əvvəl çökmənin qarşısını ala bilər.Bununla belə, maşınqayırmada müxtəlif xarici mühitlər tez-tez FRP-məhdud betonun dayanıqlığına təsir edərək, onun gücünün itirilməsinə səbəb olur.
Bir neçə tədqiqatçı müxtəlif en kəsiyi forma və ölçüləri olan betonda gərginlik və deformasiya dəyişikliklərini tədqiq etmişlər.Yang və başqaları.6, son stress və gərginliyin lifli toxuma qalınlığında böyümə ilə müsbət korrelyasiya etdiyini tapdı.Wu et al.7 son deformasiyaları və yükləri proqnozlaşdırmaq üçün müxtəlif lif növlərindən istifadə edərək FRP-məhdud beton üçün gərginlik-deformasiya əyriləri əldə etmişdir.Lin və digərləri 8 dairəvi, kvadrat, düzbucaqlı və elliptik çubuqlar üçün FRP gərginlik-deformasiya modellərinin də çox fərqləndiyini aşkar etdilər və parametrlər kimi enin və künc radiusunun nisbətindən istifadə edərək yeni dizayn yönümlü gərginlik-deformasiya modelini işləyib hazırladılar.Lam və digərləri9 müşahidə etmişlər ki, FRP-nin qeyri-bərabər üst-üstə düşməsi və əyriliyi plitələrin dartılması sınaqlarına nisbətən FRP-də daha az qırılma gərginliyi və gərginliklə nəticələndi.Bundan əlavə, elm adamları müxtəlif real dünya dizayn ehtiyaclarına uyğun olaraq qismən məhdudiyyətləri və yeni məhdudiyyət üsullarını öyrənmişlər.Wang et al.[10] üç məhdud rejimdə tam, qismən və məhdudiyyətsiz betonda eksenel sıxılma sınaqları həyata keçirmişdir.“Gərginlik-deformasiya” modeli hazırlanmış və qismən qapalı beton üçün məhdudlaşdırıcı təsir əmsalları verilmişdir.Wu və başqaları.11 ölçü təsirlərini nəzərə alan FRP-məhdud betonun gərginlikdən deformasiyadan asılılığını proqnozlaşdırmaq üçün bir üsul işləyib hazırladı.Moran və digərləri 12 FRP spiral zolaqları ilə məhdudlaşdırılmış betonun eksenel monoton sıxılma xüsusiyyətlərini qiymətləndirmiş və onun gərginlik-deformasiya əyrilərini əldə etmişlər.Bununla belə, yuxarıdakı tədqiqat əsasən qismən qapalı beton və tam qapalı beton arasındakı fərqi araşdırır.Beton bölmələri qismən məhdudlaşdıran FRP-lərin rolu ətraflı öyrənilməmişdir.
Bundan əlavə, tədqiqat müxtəlif şəraitlərdə sıxılma gücü, deformasiya dəyişməsi, elastikliyin ilkin modulu və deformasiya ilə bərkidilmə modulu baxımından FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonun performansını qiymətləndirdi.Tijani və başqaları.13,14 ilkin zədələnmiş betonda FRP təmir təcrübələrində artan zərərlə FRP ilə məhdud betonun təmir qabiliyyətinin azaldığını aşkar etdi.Ma və başqaları.[15] ilkin zədələnmənin FRP ilə məhdudlaşdırılmış beton sütunlara təsirini tədqiq etmiş və hesab etmişdir ki, zədələnmə dərəcəsinin dartılma gücünə təsiri əhəmiyyətsizdir, lakin yanal və uzununa deformasiyalara əhəmiyyətli təsir göstərir.Bununla belə, Cao et al.16 ilkin zədələnmədən təsirlənmiş FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonun gərginlik-deformasiya əyriləri və gərginlik-deformasiya zərfləri əyriləri müşahidə edilmişdir.Betonun ilkin nasazlığı ilə bağlı araşdırmalara əlavə olaraq, sərt ekoloji şəraitdə FRP ilə məhdudlaşan betonun davamlılığına dair bəzi tədqiqatlar da aparılmışdır.Bu elm adamları FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonun ağır şərtlər altında deqradasiyasını tədqiq etdilər və xidmət müddətini proqnozlaşdırmaq üçün deqradasiya modellərini yaratmaq üçün zərərin qiymətləndirilməsi üsullarından istifadə etdilər.Xie və başqaları.17 hidrotermal mühitdə FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonu yerləşdirdi və hidrotermal şəraitin FRP-nin mexaniki xassələrinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir etdiyini, nəticədə onun sıxılma gücünün tədricən azalması ilə nəticələndi.Turşu əsaslı mühitdə CFRP və beton arasındakı interfeys pisləşir.Daldırma müddəti artdıqca, CFRP təbəqəsinin məhv edilməsi enerjisinin buraxılma sürəti əhəmiyyətli dərəcədə azalır, bu da son nəticədə fazalərarası nümunələrin məhvinə səbəb olur18,19,20.Bundan əlavə, bəzi elm adamları donma və ərimənin FRP ilə məhdudlaşan betona təsirini də araşdırdılar.Liu və digərləri 21 qeyd etdilər ki, CFRP armatur nisbi dinamik modul, sıxılma gücü və gərginlik-deformasiya nisbətinə əsaslanan donma-ərimə dövrləri altında yaxşı dayanıqlığa malikdir.Bundan əlavə, betonun mexaniki xüsusiyyətlərinin pisləşməsi ilə əlaqəli bir model təklif olunur.Bununla belə, Peng et al.22 temperatur və donma-ərimə dövrü məlumatlarından istifadə edərək CFRP və beton yapışdırıcıların istifadə müddətini hesablamışdır.Guang və başqaları.23 betonun sürətli donma-ərimə sınaqlarını apardı və donma-ərimə məruz qalma altında zədələnmiş təbəqənin qalınlığına əsaslanaraq şaxta müqavimətini qiymətləndirmək üçün bir üsul təklif etdi.Yazdani və b.24, FRP təbəqələrinin xlorid ionlarının betona nüfuz etməsinə təsirini öyrənmişdir.Nəticələr göstərir ki, FRP təbəqəsi kimyəvi cəhətdən davamlıdır və daxili betonu xarici xlorid ionlarından izolyasiya edir.Liu və digərləri 25 sulfat-korroziyaya uğramış FRP beton üçün soyma testi şərtlərini simulyasiya etdi, sürüşmə modeli yaratdı və FRP-beton interfeysinin deqradasiyasını proqnozlaşdırdı.Wang et al.26, biroxlu sıxılma sınaqları vasitəsilə FRP-məhdud sulfat-eroziyaya məruz qalmış beton üçün gərginlik-deformasiya modelini qurdu.Zhou və başqaları.[27] duzun birləşmiş donma-ərimə dövrləri nəticəsində yaranan qeyri-məhdud betonun zədələnməsini tədqiq etdi və ilk dəfə nasazlıq mexanizmini təsvir etmək üçün logistik funksiyadan istifadə etdi.Bu tədqiqatlar FRP-məhdud betonun dayanıqlığının qiymətləndirilməsində əhəmiyyətli irəliləyiş əldə etmişdir.Bununla belə, əksər tədqiqatçılar bir əlverişsiz şəraitdə eroziv mühitin modelləşdirilməsinə diqqət yetirmişlər.Beton tez-tez müxtəlif ekoloji şəraitin yaratdığı eroziya nəticəsində zədələnir.Bu birləşmiş ətraf mühit şəraiti FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonun məhsuldarlığını ciddi şəkildə pisləşdirir.
Sulfasiya və donma-ərimə dövrləri betonun dayanıqlığına təsir edən iki tipik vacib parametrdir.FRP lokalizasiya texnologiyası betonun xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra bilər.Mühəndislik və tədqiqatda geniş istifadə olunur, lakin hazırda məhdudiyyətləri var.Bir sıra tədqiqatlar soyuq bölgələrdə FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonun sulfat korroziyasına qarşı müqavimətinə yönəlmişdir.Tam qapalı, yarımqapalı və açıq betonun natrium sulfat və donma-ərimə ilə eroziyası prosesi, xüsusən də bu məqalədə təsvir edilən yeni yarımqapalı üsulla daha ətraflı öyrənilməyə layiqdir.FRP-nin saxlanma və eroziya sırasını dəyişdirərək beton sütunlara möhkəmləndirmə təsiri də öyrənilmişdir.Bağ eroziyası nəticəsində nümunədə yaranan mikrokosmik və makroskopik dəyişikliklər elektron mikroskop, pH testi, SEM elektron mikroskopu, EMF enerji spektrinin təhlili və biroxlu mexaniki sınaq ilə xarakterizə edilmişdir.Bundan əlavə, bu iş biroxlu mexaniki sınaqda baş verən gərginlik-deformasiya əlaqəsini tənzimləyən qanunları müzakirə edir.Eksperimental olaraq təsdiqlənmiş həddi gərginlik və gərginlik dəyərləri dörd mövcud limit gərginlik-deformasiya modelindən istifadə edərək səhv təhlili ilə təsdiq edilmişdir.Təklif olunan model gələcək FRP möhkəmləndirilməsi təcrübəsi üçün faydalı olan materialın son gərginliyini və gücünü tam olaraq proqnozlaşdıra bilər.Nəhayət, o, FRP beton duzunun şaxta müqaviməti konsepsiyası üçün konseptual əsas kimi xidmət edir.
Bu tədqiqat donma-ərimə dövrləri ilə birlikdə sulfat məhlulunun korroziyasından istifadə edərək FRP-məhdud betonun pisləşməsini qiymətləndirir.Beton eroziyası nəticəsində yaranan mikroskopik və makroskopik dəyişikliklər skan edən elektron mikroskopiya, pH testi, EDS enerji spektroskopiyası və biroxlu mexaniki sınaqdan istifadə etməklə nümayiş etdirilmişdir.Bundan əlavə, birləşdirilmiş eroziyaya məruz qalmış FRP-məhdud betonun mexaniki xüsusiyyətləri və gərginlik-deformasiya dəyişiklikləri eksenel sıxılma təcrübələrindən istifadə etməklə tədqiq edilmişdir.
FRP Məhdud Beton xam beton, FRP xarici sarğı materialı və epoksi yapışdırıcıdan ibarətdir.İki xarici izolyasiya materialı seçilmişdir: CFRP və GRP, materialların xassələri Cədvəl 1-də göstərilmişdir. Yapışqan kimi epoksi qatranları A və B istifadə edilmişdir (qarışdırma nisbəti həcminə görə 2:1).düyü.1 beton qarışığı materiallarının tikintisinin təfərrüatlarını göstərir.Şəkil 1a-da Swan PO 42.5 portland sementindən istifadə edilmişdir.Kobud aqreqatlar əncirdə göstərildiyi kimi müvafiq olaraq 5-10 və 10-19 mm diametrli bazalt daşıdır.1b və c.Şəkil 1g-də incə doldurucu kimi incəlik modulu 2,3 ​​olan təbii çay qumundan istifadə edilmişdir.Susuz natrium sulfat qranullarından və müəyyən miqdarda sudan natrium sulfat məhlulu hazırlayın.
Beton qarışığının tərkibi: a – sement, b – məcmu 5–10 mm, c – aqreqat 10–19 mm, d – çay qumu.
Betonun dizayn gücü 30 MPa-dır ki, bu da 40 ilə 100 mm arasında təzə sement beton çökməsi ilə nəticələnir.Beton qarışığının nisbəti Cədvəl 2-də göstərilmişdir və 5-10 mm və 10-20 mm qaba doldurucuların nisbəti 3: 7-dir.Ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqənin təsiri əvvəlcə 10% NaSO4 məhlulunun hazırlanması və sonra məhlulun donma-ərimə dövrü kamerasına tökülməsi ilə modelləşdirilmişdir.
Beton qarışıqları 0,5 m3 məcburi qarışdırıcıda hazırlanmış və lazımi nümunələrin qoyulması üçün bütün beton partiyası istifadə edilmişdir.Hər şeydən əvvəl, beton inqrediyentləri Cədvəl 2-ə uyğun olaraq hazırlanır və sement, qum və qaba doldurucu üç dəqiqə əvvəlcədən qarışdırılır.Sonra suyu bərabər paylayın və 5 dəqiqə qarışdırın.Sonra beton nümunələri silindrik qəliblərə tökülür və vibrasiyalı stolun üzərində sıxılır (qəlibin diametri 10 sm, hündürlüyü 20 sm).
28 gün quruduqdan sonra nümunələr FRP materialı ilə bükülmüşdür.Bu işdə dəmir-beton sütunlar üçün üç üsul, o cümlədən tam qapalı, yarı-məhdudiyyətli və məhdudiyyətsiz müzakirə olunur.Məhdud materiallar üçün iki növ, CFRP və GFRP istifadə olunur.FRP Tam qapalı FRP beton qabıq, 20 sm hündürlükdə və 39 sm uzunluğunda.FRP ilə bağlanmış betonun yuxarı və aşağı hissələri epoksi ilə möhürlənməmişdir.Bu yaxınlarda təklif olunan hava keçirməyən texnologiya kimi yarı hermetik sınaq prosesi aşağıdakı kimi təsvir edilmişdir.
(2) Bir hökmdardan istifadə edərək, FRP zolaqlarının yerini müəyyən etmək üçün beton silindrik səthə bir xətt çəkin, zolaqlar arasındakı məsafə 2,5 sm-dir.Sonra lenti FRP-yə ehtiyac olmayan beton sahələrin ətrafına sarın.
(3) Beton səthi zımpara ilə hamar cilalanmış, spirt yunla silinmiş və epoksi ilə örtülmüşdür.Sonra fiberglas zolaqlarını əl ilə beton səthə yapışdırın və boşluqları sıxın ki, fiberglas beton səthə tam yapışsın və hava kabarcıklarının qarşısını alsın.Nəhayət, FRP zolaqlarını bir hökmdarla hazırlanmış işarələrə uyğun olaraq yuxarıdan aşağıya doğru beton səthə yapışdırın.
(4) Yarım saatdan sonra betonun FRP-dən ayrılıb-açılmadığını yoxlayın.FRP sürüşürsə və ya yapışırsa, dərhal düzəldilməlidir.Qəliblənmiş nümunələr bərkimiş möhkəmliyi təmin etmək üçün 7 gün ərzində qurudulmalıdır.
(5) Quruduqdan sonra, şeridi beton səthdən çıxarmaq üçün bir bıçaq istifadə edin və nəhayət, yarı hermetik FRP beton sütunu alın.
Müxtəlif məhdudiyyətlər altında nəticələr Şəkildə göstərilmişdir.2. Şəkil 2a tam qapalı CFRP betonunu, Şəkil 2b yarı ümumiləşdirilmiş CFRP betonunu, Şəkil 2c tam qapalı GFRP betonunu və Şəkil 2d yarı sıxılmış CFRP betonunu göstərir.
Qapalı üslublar: (a) tam qapalı CFRP;(b) yarı qapalı karbon lifi;(c) tamamilə şüşə liflə əhatə olunmuşdur;(d) yarı qapalı fiberglas.
FRP məhdudiyyətlərinin və eroziya ardıcıllığının silindrlərin eroziyaya nəzarət performansına təsirini araşdırmaq üçün nəzərdə tutulmuş dörd əsas parametr var.Cədvəl 3 beton sütun nümunələrinin sayını göstərir.Hər bir kateqoriya üçün nümunələr məlumatların ardıcıllığını saxlamaq üçün üç eyni status nümunəsindən ibarət idi.Bu məqalədəki bütün eksperimental nəticələr üçün üç nümunənin orta dəyəri təhlil edilmişdir.
(1) Hava keçirməyən material karbon lifi və ya fiberglas kimi təsnif edilir.Betonun möhkəmləndirilməsinə iki növ lifin təsirinin müqayisəsi aparılmışdır.
(2) Beton sütunların saxlanması üsulları üç növə bölünür: tam məhdud, yarı məhdud və qeyri-məhdud.Yarımqapalı beton sütunların aşınma müqaviməti digər iki növlə müqayisə edilmişdir.
(3) Eroziya şərtləri donma-ərimə dövrləri və sulfat məhluludur və donma-ərimə dövrlərinin sayı müvafiq olaraq 0, 50 və 100 dəfədir.Birləşdirilmiş eroziyanın FRP-li beton sütunlara təsiri tədqiq edilmişdir.
(4) Test parçaları üç qrupa bölünür.Birinci qrup FRP sarğı və sonra korroziya, ikinci qrup əvvəlcə korroziya və sonra sarma, üçüncü qrup isə əvvəlcə korroziya, sonra sarma və sonra korroziyadır.
Eksperimental prosedurda universal sınaq maşını, dartılma sınaq maşını, donma-ərimə dövrü qurğusu (CDR-Z növü), elektron mikroskop, pH metr, gərginlikölçən, yerdəyişmə cihazı, SEM elektron mikroskopu və Bu işdə EDS enerji spektri analizatoru.Nümunə hündürlüyü 10 sm və diametri 20 sm olan beton sütundur.Şəkil 3a-da göstərildiyi kimi, beton töküldükdən və sıxıldıqdan sonra 28 gün ərzində qurudu.Bütün nümunələr töküldükdən sonra qəlibdən çıxarılaraq 28 gün ərzində 18-22°C və 95% nisbi rütubətdə saxlanılmış, sonra bəzi nümunələr şüşə liflə bükülmüşdür.
Sınaq üsulları: (a) temperaturu və rütubəti sabit saxlamaq üçün avadanlıq;(b) dondurma-ərimə dövrü maşını;(c) universal sınaq maşını;(d) pH test cihazı;(e) mikroskopik müşahidə.
Dondurma-ərimə təcrübəsi Şəkil 3b-də göstərildiyi kimi flaş dondurma metodundan istifadə edir.GB/T 50082-2009 “Adi Beton üçün Davamlılıq Standartları”na uyğun olaraq, beton nümunələri dondurulmadan və ərimədən 4 gün əvvəl 15-20°C temperaturda 10%-li natrium sulfat məhlulu ilə tamamilə batırılır.Bundan sonra sulfat hücumu donma-ərimə dövrü ilə eyni vaxtda başlayır və bitir.Dondurma-ərimə dövrünün müddəti 2 ilə 4 saat arasındadır və ərimə müddəti dövr müddətinin 1/4-dən az olmamalıdır.Nümunənin əsas temperaturu (-18±2) ilə (5±2) °С aralığında saxlanılmalıdır.Dondurulmuşdan əriməyə keçid on dəqiqədən çox olmamalıdır.Şəkil 3d-də göstərildiyi kimi, 25 donma-ərimə dövrü ərzində məhlulun çəki itkisini və pH dəyişməsini öyrənmək üçün hər kateqoriyadan üç silindrik eyni nümunədən istifadə edilmişdir.Hər 25 dondurma-ərimə dövründən sonra nümunələr çıxarıldı və təzə çəkisini (Wd) təyin etməzdən əvvəl səthlər təmizləndi.Bütün təcrübələr nümunələrin üç nüsxəsində aparıldı və sınaq nəticələrini müzakirə etmək üçün orta dəyərlərdən istifadə edildi.Nümunənin kütləsi və möhkəmliyi itkisi üçün düsturlar aşağıdakı kimi müəyyən edilir:
Düsturda ΔWd hər 25 donma-ərimə dövründən sonra nümunənin çəki itkisi (%), W0 donma-ərimə dövründən əvvəl beton nümunəsinin orta çəkisi (kq), Wd betonun orta çəkisidir.25 dondurma-ərimə dövründən sonra nümunənin çəkisi (kq).
Nümunənin möhkəmlik deqradasiyası əmsalı Kd ilə xarakterizə olunur və hesablama düsturu aşağıdakı kimidir:
Düsturda ΔKd - hər 50 donma-ərimə dövründən sonra nümunənin möhkəmlik itkisi dərəcəsi (%), f0 - donma-ərimə dövründən (MPa) əvvəl beton nümunəsinin orta möhkəmliyi, fd - orta möhkəmlikdir. 50 donma-ərimə dövrü (MPa) üçün beton nümunəsi.
Əncirdə.3c beton nümunələri üçün sıxılma sınaq maşınını göstərir."Betonun Fiziki və Mexaniki Xassələri üçün Sınaq Metodları Standartı"na (GBT50081-2019) uyğun olaraq, beton sütunların sıxılma gücünə görə sınaqdan keçirilməsi üsulu müəyyən edilmişdir.Sıxılma testində yükləmə sürəti 0,5 MPa/s təşkil edir və sınaq boyu davamlı və ardıcıl yükləmədən istifadə edilir.Hər bir nümunə üçün yük-dəyişmə əlaqəsi mexaniki sınaq zamanı qeydə alınmışdır.Eksenel və üfüqi deformasiyaları ölçmək üçün nümunələrin beton və FRP təbəqələrinin xarici səthlərinə tənzimləyicilər bərkidilmişdir.Deformasiya hüceyrəsi sıxılma testi zamanı nümunə gərginliyindəki dəyişikliyi qeyd etmək üçün mexaniki sınaqda istifadə olunur.
Hər 25 dondurma-ərimə dövründən bir donma-ərimə məhlulunun bir nümunəsi çıxarıldı və konteynerə yerləşdirildi.Əncirdə.3d konteynerdəki nümunə məhlulunun pH testini göstərir.Donma-ərimə şəraitində nümunənin səthinin və en kəsiyinin mikroskopik müayinəsi Şəkil 3d-də göstərilmişdir.Sulfat məhlulunda 50 və 100 donma-ərimə dövrlərindən sonra müxtəlif nümunələrin səthinin vəziyyəti mikroskop altında müşahidə edilmişdir.Mikroskop 400x böyütmədən istifadə edir.Nümunənin səthini müşahidə edərkən, əsasən FRP təbəqəsinin və betonun xarici təbəqəsinin aşınması müşahidə olunur.Nümunənin en kəsiyinin müşahidəsi əsasən xarici təbəqədən 5, 10 və 15 mm məsafədə eroziya şəraitini seçir.Sulfat məhsullarının əmələ gəlməsi və donma-ərimə dövrləri əlavə sınaq tələb edir.Buna görə də, seçilmiş nümunələrin dəyişdirilmiş səthi enerji dispersiya spektrometri (EDS) ilə təchiz edilmiş skan edən elektron mikroskopdan (SEM) istifadə edilərək araşdırıldı.
Nümunə səthini elektron mikroskopla vizual olaraq yoxlayın və 400X böyütmə seçin.Dondurma-ərimə dövrləri və sulfatların təsiri altında yarımqapalı və oynaqsız GRP betonda səthi zədələnmə dərəcəsi kifayət qədər yüksəkdir, tam qapalı betonda isə cüzidir.Birinci kateqoriya, Şəkil 4a-da göstərildiyi kimi, sərbəst axan betonun natrium sulfat və 0-dan 100-ə qədər donma-ərimə dövrü ilə aşınmasının baş verməsini nəzərdə tutur.Şaxtaya məruz qalmayan beton nümunələri görünən xüsusiyyətlər olmadan hamar bir səthə malikdir.50 eroziyadan sonra səthdəki pulpa bloku qismən soyularaq pulpanın ağ qabığını açır.100 eroziyadan sonra, beton səthinin vizual müayinəsi zamanı məhlulların qabıqları tamamilə düşdü.Mikroskopik müşahidə göstərdi ki, 0 donma-ərimə eroziyasına uğramış betonun səthi hamar olub, səth məhlulu və məhlul eyni müstəvidə olub.50 donma-ərimə dövrü ilə aşınmış beton səthdə qeyri-bərabər, kobud səth müşahidə edildi.Bunu onunla izah etmək olar ki, məhlulun bir hissəsi dağılır və əsasən məcmu, məhlul və ağ kristallardan ibarət olan səthə az miqdarda ağ dənəvər kristallar yapışır.100 donma-ərimə dövründən sonra betonun səthində ağ kristalların böyük bir sahəsi meydana çıxdı, tünd qaba aqreqat isə xarici mühitə məruz qaldı.Hal-hazırda, beton səthi əsasən aqreqat və ağ kristalların məruz qalır.
Eroziv donma-ərimə beton sütununun morfologiyası: (a) məhdudiyyətsiz beton sütun;(b) yarımqapalı karbon lifli dəmir-beton;(c) GRP yarımqapalı beton;(d) tam qapalı CFRP beton;(e) GRP beton yarımqapalı beton.
İkinci kateqoriya, Şəkil 4b, c-də göstərildiyi kimi, donma-ərimə dövrləri və sulfatlara məruz qalma altında yarı hermetik CFRP və GRP beton sütunlarının korroziyasıdır.Vizual yoxlama (1x böyütmə) göstərdi ki, lifli təbəqənin səthində tədricən ağ toz əmələ gəlir və bu, donma-ərimə dövrlərinin sayının artması ilə tez bir zamanda yıxılır.Yarım hermetik FRP betonun qeyri-məhdud səth eroziyası, donma-ərimə dövrlərinin sayı artdıqca daha aydın oldu.Görünən "şişkinlik" fenomeni (beton sütunun məhlulunun açıq səthi çökmə ərəfəsindədir).Bununla belə, soyma fenomeni bitişik karbon lif örtüyü ilə qismən maneə törədir).Mikroskop altında sintetik karbon lifləri 400x böyüdücü ilə qara fonda ağ saplar kimi görünür.Liflərin yuvarlaq forması və qeyri-bərabər işığa məruz qalması səbəbindən onlar ağ görünür, lakin karbon lif paketlərinin özləri qara olur.Fiberglas əvvəlcə ağ ipə bənzəyir, lakin yapışdırıcı ilə təmasda olduqda şəffaf olur və fiberglasın içərisindəki betonun vəziyyəti aydın görünür.Fiberglas parlaq ağ, bağlayıcı isə sarımtıldır.Hər ikisi də çox açıq rəngdədir, buna görə də yapışqanın rəngi fiberglas liflərini gizlədəcək və ümumi görünüşə sarımtıl bir rəng verəcəkdir.Karbon və şüşə liflər xarici epoksi qatranı ilə zədələnmədən qorunur.Dondurma-ərimə hücumlarının sayı artdıqca, səthdə daha çox boşluq və bir neçə ağ kristal görünməyə başladı.Sulfat dondurma dövrü artdıqca, bağlayıcı tədricən incələşir, sarımtıl rəng yox olur və liflər görünür.
Üçüncü kateqoriya, Şəkil 4d, e-də göstərildiyi kimi, donma-ərimə dövrləri və sulfatlara məruz qalma altında tam qapalı CFRP və GRP betonunun korroziyasıdır.Yenə də müşahidə olunan nəticələr beton sütunun ikinci növ məhdudlaşdırılmış bölməsi üçün olanlara bənzəyir.
Yuxarıda təsvir edilən üç saxlama üsulunu tətbiq etdikdən sonra müşahidə olunan hadisələri müqayisə edin.Tam izolyasiya edilmiş FRP betondakı lifli toxumalar donma-ərimə dövrlərinin sayı artdıqca sabit qalır.Digər tərəfdən, yapışan halqa təbəqəsi səthdə daha incədir.Epoksi qatranları daha çox açıq halqalı sulfat turşusunda aktiv hidrogen ionları ilə, sulfatlarla isə çətin reaksiya verir28.Beləliklə, hesab etmək olar ki, eroziya əsasən donma-ərimə dövrləri nəticəsində yapışqan təbəqənin xüsusiyyətlərini dəyişir və bununla da FRP-nin gücləndirici təsirini dəyişir.FRP yarı hermetik betonun beton səthi qeyri-məhdud beton səthi ilə eyni eroziya fenomeninə malikdir.Onun FRP təbəqəsi tam qapalı betonun FRP təbəqəsinə uyğundur və zərər aydın deyil.Bununla belə, yarı möhürlənmiş GRP betonda lif zolaqlarının açıq betonla kəsişdiyi yerlərdə geniş eroziyalı çatlar əmələ gəlir.Açıq beton səthlərin eroziyası donma-ərimə dövrlərinin sayı artdıqca daha şiddətli olur.
Tam qapalı, yarı qapalı və məhdudiyyətsiz FRP betonun interyerləri donma-ərimə dövrlərinə və sulfat məhlullarına məruz qaldıqda əhəmiyyətli fərqlər göstərdi.Nümunə eninə kəsilmiş və kəsiyi 400x böyütməklə elektron mikroskopdan istifadə etməklə müşahidə edilmişdir.Əncirdə.5-də beton və harç arasındakı sərhəddən müvafiq olaraq 5 mm, 10 mm və 15 mm məsafədə mikroskopik təsvirlər göstərilir.Müşahidə edilmişdir ki, natrium sulfat məhlulu donma-ərimə ilə birləşdirildikdə, beton zədələnməsi tədricən səthdən içəriyə doğru parçalanır.CFRP və GFRP ilə məhdudlaşdırılmış betonun daxili eroziya şərtləri eyni olduğundan, bu bölmə iki saxlama materialını müqayisə etmir.
Sütunun beton hissəsinin daxili hissəsinin mikroskopik müşahidəsi: (a) fiberglasla tamamilə məhdudlaşdırılmış;(b) fiberglas ilə yarı qapalı;(c) məhdudiyyətsiz.
FRP tam qapalı betonun daxili eroziyası əncirdə göstərilmişdir.5a.5 mm-də çatlar görünür, səth nisbətən hamardır, kristallaşma yoxdur.Səthi hamar, kristalsız, qalınlığı 10-15 mm.FRP yarı hermetik betonun daxili eroziyası əncirdə göstərilmişdir.5 B. 5mm və 10mm-də çatlar və ağ kristallar görünür, səth isə 15mm-də hamardır.Şəkil 5c 5, 10 və 15 mm-də çatların aşkar edildiyi beton FRP sütunlarının hissələrini göstərir.Çatlar betonun kənarından içəriyə doğru hərəkət etdikcə çatlardakı bir neçə ağ kristal getdikcə nadir hala gəldi.Sonsuz beton sütunlar ən çox eroziya göstərdi, sonra isə yarı-məhdud FRP beton sütunlar.Natrium sulfat 100 donma-ərimə dövründən çox tam qapalı FRP beton nümunələrinin içərisinə az təsir göstərmişdir.Bu onu göstərir ki, tam məhdudlaşdırılmış FRP betonun aşınmasının əsas səbəbi müəyyən müddət ərzində donma-ərimə ilə əlaqəli eroziyadır.Kesidin müşahidəsi göstərdi ki, dondurma və ərimədən dərhal əvvəl kəsik hamar və aqreqatlardan təmizlənmişdir.Betonun donması və əriməsi zamanı çatlar görünür, aqreqat üçün də eynidir və ağ dənəvər kristallar sıx şəkildə çatlarla örtülür.Tədqiqatlar27 göstərdi ki, beton natrium sulfat məhluluna qoyulduqda, natrium sulfat betona nüfuz edəcək, onların bir hissəsi natrium sulfat kristalları kimi çökəcək, bəziləri isə sementlə reaksiyaya girəcək.Natrium sulfat kristalları və reaksiya məhsulları ağ qranula bənzəyir.
FRP birləşmiş eroziyada beton çatlarını tamamilə məhdudlaşdırır, lakin hissə kristallaşmadan hamardır.Digər tərəfdən, FRP yarı qapalı və qeyri-məhdud beton bölmələri birləşmiş eroziya altında daxili çatlar və kristallaşma inkişaf etdirmişdir.Təsvirin təsvirinə və əvvəlki tədqiqatlara29 əsasən məhdudiyyətsiz və yarımməhdud FRP betonunun birgə aşınma prosesi iki mərhələyə bölünür.Beton krekinqinin birinci mərhələsi donma-ərimə zamanı genişlənmə və büzülmə ilə bağlıdır.Sulfat betona nüfuz etdikdə və görünəndə, uyğun sulfat donma-ərimə və nəmləndirmə reaksiyaları nəticəsində büzülmə nəticəsində yaranan çatları doldurur.Buna görə də, sulfat ilkin mərhələdə betona xüsusi qoruyucu təsir göstərir və betonun mexaniki xüsusiyyətlərini müəyyən dərəcədə yaxşılaşdıra bilər.Sulfat hücumunun ikinci mərhələsi davam edir, çatlar və ya boşluqlara nüfuz edir və alum yaratmaq üçün sementlə reaksiya verir.Nəticədə çat böyüyür və zərər verir.Bu müddət ərzində donma və ərimə ilə bağlı genişlənmə və büzülmə reaksiyaları betonun daxili zədələnməsini gücləndirəcək, nəticədə daşıma qabiliyyəti azalacaq.
Əncirdə.Şəkil 6, 0, 25, 50, 75 və 100 donma-ərimə dövründən sonra monitorinq edilən üç məhdud üsul üçün beton hopdurma məhlullarının pH dəyişikliklərini göstərir.Məhdudiyyətsiz və yarı qapalı FRP beton məhlulları 0-dan 25 donma-ərimə dövrünə qədər ən sürətli pH yüksəlişini göstərdi.Onların pH dəyərləri müvafiq olaraq 7,5-dən 11,5 və 11,4-ə yüksəldi.Donma-ərimə dövrlərinin sayı artdıqca, pH yüksəlişi 25-100 donma-ərimə dövründən sonra tədricən yavaşladı.Onların pH dəyərləri müvafiq olaraq 11,5 və 11,4-dən 12,4 və 11,84-ə yüksəldi.Tam birləşdirilmiş FRP betonu FRP təbəqəsini əhatə etdiyi üçün natrium sulfat məhlulunun nüfuz etməsi çətindir.Eyni zamanda, sement tərkibinin xarici məhlullara nüfuz etməsi çətindir.Beləliklə, pH tədricən 0 və 100 donma-ərimə dövrü arasında 7,5-dən 8,0-a yüksəldi.PH-ın dəyişməsinin səbəbi aşağıdakı kimi təhlil edilir.Betondakı silikat sudakı hidrogen ionları ilə birləşərək silisium turşusunu əmələ gətirir, qalan OH- doymuş məhlulun pH-nı yüksəldir.PH-da dəyişiklik 0-25 donma-ərimə dövrü arasında daha aydın və 25-100 donma-ərimə dövrü arasında daha az ifadə edildi30.Lakin burada məlum olub ki, pH 25-100 donma-ərimə dövründən sonra artmağa davam edir.Bu, natrium sulfatın betonun daxili hissəsi ilə kimyəvi reaksiyaya girərək məhlulun pH-ını dəyişdirməsi ilə izah edilə bilər.Kimyəvi tərkibin təhlili göstərir ki, beton natrium sulfatla aşağıdakı şəkildə reaksiya verir.
Formulalar (3) və (4) sementdəki natrium sulfat və kalsium hidroksidinin gips (kalsium sulfat) əmələ gətirdiyini və kalsium sulfatın daha sonra sementdəki kalsium metaalüminat ilə reaksiyaya girərək alum kristallarını meydana gətirdiyini göstərir.Reaksiya (4) əsas OH- meydana gəlməsi ilə müşayiət olunur, bu da pH-ın artmasına səbəb olur.Həmçinin, bu reaksiya geri dönə bilən olduğundan pH müəyyən bir zamanda yüksəlir və yavaş-yavaş dəyişir.
Əncirdə.Şəkil 7a sulfat məhlulunda donma-ərimə dövrlərində tam qapalı, yarımqapalı və bir-birinə bağlanmış GRP betonunun çəki itkisini göstərir.Kütləvi itkidə ən bariz dəyişiklik məhdudiyyətsiz betondur.Məhdudiyyətsiz beton 50 donma-ərimə hücumundan sonra kütləsinin təxminən 3,2%-ni və 100 donma-ərimə hücumundan sonra təxminən 3,85%-ni itirdi.Nəticələr göstərir ki, birləşmiş eroziyanın sərbəst axınlı betonun keyfiyyətinə təsiri donma-ərimə dövrlərinin sayı artdıqca azalır.Bununla belə, nümunənin səthini müşahidə edərkən məlum olmuşdur ki, 100 donma-ərimə dövründən sonra məhlul itkisi 50 donma-ərimə dövründən sonra daha çox olmuşdur.Əvvəlki bölmədəki araşdırmalarla birlikdə, sulfatların betona nüfuz etməsinin kütlə itkisinin yavaşlamasına səbəb olduğunu fərz etmək olar.Eyni zamanda, daxili istehsal olunan alum və gips də kimyəvi tənliklər (3) və (4) ilə proqnozlaşdırıldığı kimi daha yavaş kilo itkisinə səbəb olur.
Çəki dəyişikliyi: (a) çəki dəyişməsi ilə donma-ərimə dövrlərinin sayı arasında əlaqə;(b) kütlə dəyişməsi ilə pH dəyəri arasında əlaqə.
FRP yarı hermetik betonun çəki itkisinin dəyişməsi əvvəlcə azalır, sonra isə artır.50 donma-ərimə dövründən sonra yarı hermetik fiberglas betonun kütlə itkisi təxminən 1,3% təşkil edir.100 dövrədən sonra çəki itkisi 0,8% təşkil etmişdir.Buna görə də, natrium sulfatın sərbəst axan betona nüfuz etdiyi qənaətinə gəlmək olar.Bundan əlavə, sınaq parçasının səthinin müşahidəsi də göstərdi ki, lifli zolaqlar açıq sahədə məhlulun soyulmasına müqavimət göstərə bilir və bununla da çəki itkisini azaldır.
Tam qapalı FRP betonun kütlə itkisindəki dəyişiklik ilk ikisindən fərqlidir.Kütlə itirmir, əksinə əlavə edir.50 şaxta-ərimə eroziyasından sonra kütlə təxminən 0,08% artdı.100 dəfədən sonra onun kütləsi təxminən 0,428% artdı.Beton tamamilə töküldüyündən, betonun səthindəki məhlul çıxmayacaq və keyfiyyətin itirilməsi ilə nəticələnməyəcəkdir.Digər tərəfdən, yüksək tərkibli səthdən su və sulfatların aşağı tərkibli betonun içərisinə nüfuz etməsi də betonun keyfiyyətini artırır.
Eroziv şəraitdə FRP ilə məhdudlaşdırılmış betonda pH və kütlə itkisi arasındakı əlaqəyə dair əvvəllər bir neçə tədqiqat aparılmışdır.Tədqiqatların əksəriyyəti əsasən kütlə itkisi, elastik modul və güc itkisi arasındakı əlaqəni müzakirə edir.Əncirdə.7b beton pH və üç məhdudiyyət altında kütlə itkisi arasındakı əlaqəni göstərir.Müxtəlif pH dəyərlərində üç saxlama metodundan istifadə etməklə beton kütləsinin itkisini proqnozlaşdırmaq üçün proqnozlaşdırıcı model təklif olunur.Şəkil 7b-də göründüyü kimi, Pearson əmsalı yüksəkdir, bu, həqiqətən də pH və kütlə itkisi arasında korrelyasiya olduğunu göstərir.Məhdudiyyətsiz, yarı məhdudlaşdırılmış və tam məhdudlaşdırılmış beton üçün r-kvadrat dəyərləri müvafiq olaraq 0,86, 0,75 və 0,96 olmuşdur.Bu, tam izolyasiya edilmiş betonun pH dəyişməsinin və çəki itkisinin həm sulfat, həm də donma-ərimə şəraitində nisbətən xətti olduğunu göstərir.Məhdudiyyətsiz beton və yarı hermetik FRP betonda sementin sulu məhlulla reaksiyası zamanı pH tədricən artır.Nəticədə, beton səthi tədricən məhv edilir, bu da çəkisizliyə səbəb olur.Digər tərəfdən, tam qapalı betonun pH-ı az dəyişir, çünki FRP təbəqəsi sementin su məhlulu ilə kimyəvi reaksiyasını ləngidir.Beləliklə, tam qapalı beton üçün görünən səth aşınması yoxdur, lakin sulfat məhlullarının udulması səbəbindən doyma səbəbindən çəki qazanacaq.
Əncirdə.Şəkil 8 natrium sulfat dondurma-ərimə ilə həkk olunmuş nümunələrin SEM skanının nəticələrini göstərir.Elektron mikroskopiya beton sütunların xarici təbəqəsindən götürülmüş bloklardan toplanmış nümunələri araşdırdı.Şəkil 8a eroziyadan əvvəl bağlanmamış betonun skan edən elektron mikroskop şəklidir.Qeyd edilir ki, nümunənin səthində şaxta ərimədən əvvəl beton sütunun özünün möhkəmliyinə təsir edən çoxlu deşiklər var.Əncirdə.8b, 100 donma-ərimə dövründən sonra tam izolyasiya edilmiş FRP beton nümunəsinin elektron mikroskop şəklini göstərir.Donma və ərimə nəticəsində nümunədə çatlar aşkar edilə bilər.Bununla belə, səth nisbətən hamardır və üzərində heç bir kristal yoxdur.Buna görə də doldurulmamış çatlar daha çox görünür.Əncirdə.8c 100 şaxta eroziya dövründən sonra yarı hermetik GRP beton nümunəsini göstərir.Çatların genişləndiyi və çatlar arasında dənələrin əmələ gəldiyi aydındır.Bu hissəciklərin bəziləri çatlara yapışır.Qeyri-məhdud beton sütunun nümunəsinin SEM skanı Şəkil 8d-də göstərilmişdir, bu fenomen yarı məhdudlaşdırma ilə uyğundur.Hissəciklərin tərkibini daha da aydınlaşdırmaq üçün çatlardakı hissəciklər daha da böyüdüldü və EDS spektroskopiyasından istifadə edərək təhlil edildi.Hissəciklər əsasən üç müxtəlif formada olur.Enerji spektrinin təhlilinə əsasən, Şəkil 9a-da göstərildiyi kimi birinci növ, əsasən O, S, Ca və digər elementlərdən ibarət müntəzəm blok kristaldır.Əvvəlki düsturları (3) və (4) birləşdirərək, materialın əsas komponentinin gips (kalsium sulfat) olduğunu müəyyən etmək olar.İkincisi Şəkil 9b-də göstərilmişdir;enerji spektrinin təhlilinə əsasən, o, sivri yönlü olmayan obyektdir və onun əsas komponentləri O, Al, S və Cadır.Qarışıq reseptlər materialın əsasən alumdan ibarət olduğunu göstərir.Şəkil 9c-də göstərilən üçüncü blok, enerji spektrinin təhlili ilə müəyyən edilmiş qeyri-müntəzəm blokdur, əsasən O, Na və S komponentlərindən ibarətdir. Məlum oldu ki, bunlar əsasən natrium sulfat kristallarıdır.Skan elektron mikroskopiyası göstərdi ki, boşluqların əksəriyyəti Şəkil 9c-də göstərildiyi kimi natrium sulfat kristalları ilə yanaşı, az miqdarda gips və alum ilə doludur.
Korroziyadan əvvəl və sonra nümunələrin elektron mikroskopik təsvirləri: (a) korroziyadan əvvəl açıq beton;(b) korroziyadan sonra fiberglas tamamilə möhürlənir;(c) GRP yarımqapalı betonun korroziyasından sonra;(d) açıq betonun korroziyasından sonra.
Təhlil bizə aşağıdakı nəticələr çıxarmağa imkan verir.Üç nümunənin elektron mikroskop təsvirləri hamısı 1k× idi və şəkillərdə çatlar və eroziya məhsulları aşkar edilərək müşahidə edildi.Məhdudiyyətsiz beton ən geniş çatlara malikdir və çoxlu taxıl ehtiva edir.FRP yarımtəzyiqli beton çatlaqların eni və hissəciklərin sayı baxımından təzyiqsiz betondan daha aşağıdır.Tam qapalı FRP betonu ən kiçik çat genişliyinə malikdir və donma-ərimə eroziyasından sonra heç bir hissəcik yoxdur.Bütün bunlar tam qapalı FRP betonun donma və ərimə nəticəsində aşınmaya ən az həssas olduğunu göstərir.Yarımqapalı və açıq FRP beton sütunlar daxilində kimyəvi proseslər alum və gipsin əmələ gəlməsinə gətirib çıxarır və sulfat penetrasiyası məsaməliyə təsir göstərir.Donma-ərimə dövrləri betonun çatlamasının əsas səbəbi olsa da, sulfatlar və onların məhsulları ilk növbədə çatların və məsamələrin bir hissəsini doldurur.Lakin eroziyanın miqdarı və vaxtı artdıqca çatlar genişlənməyə davam edir və əmələ gələn alumun həcmi artır və nəticədə ekstruziya çatları əmələ gəlir.Nəhayət, dondurma-ərimə və sulfat məruz qalma sütunun gücünü azaldacaq.