nûçe

Spas dikim ji bo seredana naveroka fiber cabron cabron belav.Hûn guhertoyek gerokek bi piştgirîya CSS-ya sînorkirî bikar tînin.Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî Moda Lihevhatinê ya di Internet Explorer de neçalak bikin).Wekî din, ji bo ku piştgirîya domdar misoger bike, em malperê bêyî şêwaz û JavaScript nîşan didin.
Betonê-hêzkirî ya polîmer (FRP) wekî rêbazek nûjen û aborî ya tamîrkirina avahî tê hesibandin.Di vê lêkolînê de, du materyalên tîpîk [polîmera bihêzkirî ya fiber karbonê (CFRP) û polîmera bihêzkirî ya fiber camê (GFRP)] hatin hilbijartin da ku bandora bihêzkirina betonê di hawîrdorên dijwar de lêkolîn bikin.Berxwedana betona ku FRP dihewîne li hember êrîşa sulfatê û çerxên cemidî-germkirinê yên têkildar hate nîqaş kirin.Mîkroskopiya elektronîkî ji bo lêkolîna rû û hilweşîna hundurîn a betonê di dema erozyona hevgirtî de.Rêje û mekanîzmaya korozyona sodyûm sulfate ji hêla nirxa pH, mîkroskopa elektronîkî ya SEM, û spektora enerjiya EMF ve hate analîz kirin.Ji bo nirxandina xurtkirina stûnên betonê yên bi FRP ve girêdayî ceribandinên hêza zextê ya aksial hatine bikar anîn, û têkiliyên stres-zehmet ji bo awayên cihêreng girtina FRP di hawîrdorek hevgirtî ya erozîf de hatine peyda kirin.Analîzkirina xeletiyê hate kirin da ku encamên ceribandina ceribandinê bi karanîna çar modelên pêşdîtinê yên heyî were pîvandin.Hemî çavdêrî destnîşan dikin ku pêvajoya hilweşandinê ya betonê-sînorkirî ya FRP di bin stresên hevgirtî de tevlihev û dînamîk e.Sulfata sodyûm di destpêkê de hêza betonê di forma xweya xav de zêde dike.Lêbelê, çerxên cemidî-germkirinê yên paşîn dikarin şikestina betonê girantir bikin, û sulfate sodyûm bi pêşvebirina şikestinê hêza betonê bêtir kêm dike.Modelek hejmarî ya rast tê pêşniyar kirin ku ji bo simulkirina têkiliya stres-zehmetê, ku ji bo sêwirandin û nirxandina çerxa jiyanê ya betonê ya bi FRP-ê ve girêdayî ye, krîtîk e.
Wekî rêbazek bihêzkirina betonê ya nûjen a ku ji salên 1970-an ve hatî lêkolîn kirin, FRP xwedan avantajên giraniya sivik, hêza bilind, berxwedana korozyonê, berxwedana westandinê û avakirina hêsan e1,2,3.Her ku lêçûn kêm dibin, ew di serîlêdanên endezyariyê yên wekî fiberglass (GFRP), fiber karbonê (CFRP), fiber basalt (BFRP), û fiber aramîd (AFRP) de, ku FRP-ya herî gelemperî ji bo bihêzkirina avahîsaziyê têne bikar anîn4, 5 gelemperî dibe. Rêbaza ragirtina FRP ya pêşniyarkirî dikare performansa konkret baştir bike û ji hilweşîna pêşwext dûr bixe.Lêbelê, hawîrdorên cûrbecûr yên derveyî di endezyariya mekanîkî de bi gelemperî bandorê li domdariya betona bisînorkirî ya FRP dikin, û dibe sedem ku hêza wê were xerakirin.
Gelek lêkolîner li ser guherînên stres û çewisandinê yên di betonê de bi şekl û mezinahiyên cihêreng ên beşê lêkolîn kirine.Yang et al.6 dît ku stres û tansiyona dawîn bi mezinbûna di stûrbûna tevna fibrous de bi erênî ve girêdayî ye.Wu et al.7 ji bo betona bi sînorkirî ya FRP bi karanîna cûrbecûr fiber bikar tîne da ku çewisandin û barkêşên dawîn pêşbîn bike, kêşeyên stres-çemê bi dest xistin.Lin et al.8 dît ku modelên stres-çemê FRP-ê yên ji bo barên dor, çargoşe, çargoşeyî û elîptîkî jî pir ji hev cûda dibin, û modelek stres-stran a sêwiranê-ahengdar a nû bi karanîna rêjeya firehiyê û tîrêjê quncikê wekî parametre pêş xistin.Lam et al.9 dît ku lihevhatina ne-yekhev û kêşa FRP di FRP-ê de ji ceribandinên tîrêjê yên slabê kêmtir dibe sedema kêmbûna şikestin û stresê.Wekî din, zanyar li gorî hewcedariyên cihêreng ên sêwirana cîhana rastîn li ser sînorkirinên qismî û rêbazên nû yên astengkirinê lêkolîn kirine.Wang et al.[10] di sê awayên tixûbdar de ceribandinên tîrêjê yên eksê li ser betonê bi tevahî, qismî û bêsînor kirin.Modelek "stress-strain" hate pêşve xistin û hevrêzên bandora sînorkirî ya ji bo betona qismî girtî têne dayîn.Wu et al.11 rêbazek ji bo pêşbînkirina girêdana stres-çengê ya betonê-qedexekirî ya FRP-ê ku bandorên mezinahiyê digire dest pêşxist.Moran et.Lêbelê, lêkolîna jorîn bi giranî cûdahiya di navbera betona qismî girtî û betona bi tevahî girtî de vedikole.Rola FRP-yên ku bi qismî beşên beton sînordar dike bi hûrgulî nehatiye lêkolîn kirin.
Wekî din, lêkolînê performansa betonê-sînorkirî ya FRP-ê di warê hêza pêgirtinê, guherîna çewisandinê, modula destpêkê ya elastîkbûnê, û modula hişk-hişkbûnê di bin şert û mercên cihê de nirxand.Tijani et al.13,14 dît ku tamîrkirina betona bisînorkirî ya FRP bi zêdebûna zirarê re di ceribandinên tamîrkirina FRP-ê de li ser betonê di destpêkê de zirarê de kêm dibe.Ma et al.[15] bandora zirara destpêkê ya li ser stûnên betonê yên bi FRP-tengkirî lêkolîn kir û destnîşan kir ku bandora pileya zirarê ya li ser hêza tîrêjê kêm bû, lê bandorek girîng li ser deformasyonên paşîn û dirêjî hebû.Lêbelê, Cao et al.16 kelûpelên tansiyon-çemê û kelûmelên zerfê yên stres-çemê yên betonê bi sînorkirî yên FRP ku ji zirara destpêkê bandor bûne hatine dîtin.Ji bilî lêkolînên li ser têkçûna betonê ya destpêkê, hin lêkolîn jî li ser domdariya betona bisînorkirî ya FRP di bin şert û mercên hawîrdorê yên dijwar de hatine kirin.Van zanyaran hilweşandina betonê-sînorkirî ya FRP di bin şert û mercên dijwar de lêkolîn kirin û teknîkên nirxandina zirarê bikar anîn da ku modelên hilweşandinê biafirînin da ku jiyana karûbarê pêşbîn bikin.Xie et al.17 betona bi sînorkirî ya FRP-ê li hawîrdorek hîdrotermal bi cih kir û dît ku şert û mercên hîdrotermal bi girîngî bandor li taybetmendiyên mekanîkî yên FRP dikin, û di encamê de hêdî hêdî hêza wê ya zextê kêm dibe.Di hawîrdorek asîd-base de, pêwendiya di navbera CFRP û betonê de xirab dibe.Her ku dema dakêşanê zêde dibe, rêjeya berdana enerjiya hilweşandina qata CFRP bi girîngî kêm dibe, ku di dawiyê de dibe sedema hilweşîna nimûneyên navrûyê18,19,20.Wekî din, hin zanyaran jî bandorên cemidî û şilbûnê li ser betonê-sînorkirî FRP lêkolîn kirine.Liu et al.21 destnîşan kir ku rebara CFRP di bin çerxên cemidî-germkirinê de li ser bingeha modula dînamîkî ya têkildar, hêza pêçandî, û rêjeya stres-çemê xwedan domdariya baş e.Wekî din, modelek tê pêşniyar kirin ku bi xerabûna taybetmendiyên mekanîkî yên betonê ve girêdayî ye.Lêbelê, Peng et al.22 dema jiyana CFRP û adhesives betonê bi karanîna germahî û daneyên çerxa cemidî-germkirinê hesab kirin.Guang et al.23 testên cemidî-germkirinê yên betonê yên bilez pêk anîn û rêbazek ji bo nirxandina berxwedana cemedê li ser bingeha qalindahiya tebeqeya xerabûyî ya di bin rûxandina cemidî-germkirinê de pêşniyar kirin.Yazdanî û hwd.24 bandora qatên FRP li ser ketina îyonên klorîdê di nav betonê de lêkolîn kir.Encam destnîşan dikin ku tebeqeya FRP ji hêla kîmyewî ve berxwedêr e û betona hundurîn ji îyonên klorîdê yên derveyî veqetîne.Liu et.Wang et al.26 ji bo betona sulfate-hilweşînkirî ya bi FRP-sînorkirî bi ceribandinên tîrêjê yên yekaxial ve modelek stres-çemê ava kir.Zhou et al.[27] xisara betona bêsînor ku ji ber çerxên cemidî-germkirinê yên xwê yên bi hev re çêdibe lêkolîn kir û ji bo danasîna mekanîzmaya têkçûnê fonksiyonek lojîstîkî bikar anî.Van lêkolînan di nirxandina domdariya betona bisînorkirî ya FRP de pêşkeftinek girîng pêk anîne.Lêbelê, pir lêkolîner balê dikişînin ser modelkirina medyaya erozîkî di bin şertek nebaş de.Beton bi gelemperî ji ber erozyona têkildar a ku ji ber şert û mercên cûda yên hawîrdorê çêdibe zirarê dibîne.Van şert û mercên hawîrdorê yên hevgirtî performansa betona bisînorkirî ya FRP bi tundî xirab dike.
Dewreyên sulfasyon û cemidî-germkirinê du pîvanên girîng ên tîpîk in ku bandorê li domdariya betonê dikin.Teknolojiya herêmîkirina FRP dikare taybetmendiyên betonê baştir bike.Ew bi berfirehî di endezyariyê û lêkolînê de tê bikar anîn, lê niha sînorên wê hene.Gelek lêkolîn li ser berxwedana betonê ya bi FRP-sînorkirî ya li hember korozyona sulfate li herêmên sar sekinîne.Pêvajoya erozyona betona bi tevahî dorpêçkirî, nîv-dorgirtî û vekirî ji hêla sulfate sodyûm û cemidî-germkirinê ve hêjayî lêkolînek hûrgulî ye, nemaze rêbaza nû ya nîv-dorgirtî ku di vê gotarê de hatî destnîşan kirin.Bandora xurtkirinê ya li ser stûnên betonê jî bi veguheztina rêza ragirtin û erozyona FRP hate lêkolîn kirin.Guhertinên mîkrokozmîk û makroskopî yên di nimûneyê de ku ji ber erozyona girêdanê ve hatî çêkirin, ji hêla mîkroskopa elektronîkî, testa pH, mîkroskopa elektronîkî ya SEM, analîza spektora enerjiyê ya EMF û ceribandina mekanîkî ya yekaksial ve hate destnîşan kirin.Wekî din, ev lêkolîn li ser qanûnên ku têkiliya stres-çengê ku di ceribandina mekanîkî ya yekalî de pêk tê nîqaş dike.Nirxên stres û çenga sînor ên bi ceribandinê hatine verast kirin ji hêla analîza xeletiyê ve bi karanîna çar modelên stres-çenga sînor ên heyî ve hatine pejirandin.Modela pêşniyarkirî dikare bi tevahî tengahî û hêza materyalê ya dawîn pêşbîn bike, ku ji bo pratîka bihêzkirina FRP ya pêşerojê bikêr e.Di dawiyê de, ew ji bo konsepta berxwedana sermaya xwêya betonê ya FRP wekî bingehek têgehî xizmet dike.
Vê lêkolînê xirabûna betona bisînorkirî ya FRP-ê bi karanîna korozyona çareseriya sulfate re digel çerxên cemidî-germkirinê dinirxîne.Guhertinên mîkroskopî û makroskopî yên ku ji ber erozyona betonê çêdibin bi karanîna mîkroskopiya elektronîkî ya şopandinê, ceribandina pH, spektroskopiya enerjiyê ya EDS, û ceribandina mekanîkî ya yekaxial hatine destnîşan kirin.Digel vê yekê, taybetmendiyên mekanîkî û guhertinên stres-çemê yên betonê yên bi FRP-tengkirî yên ku di bin erozyona girêdanê de derbas dibin bi karanîna ceribandinên çewisandina axial ve hatin lêkolîn kirin.
FRP Confined Concrete ji betonê xav, maddeya pêça derve ya FRP û adhesive epoksî pêk tê.Du malzemeyên îzolekirina derve hatin hilbijartin: CFRP û GRP, taybetiyên materyalan di tabloya 1-ê de têne xuyang kirin. Rezînên epoksî yên A û B wekî zeliqan hatine bikar anîn (rêjeya tevlihevkirinê ji hêla rêjeyê ve 2:1).Birinc.1 hûrguliyên avakirina materyalên tevliheviya betonê destnîşan dike.Di jimar 1a de, çîmentoya Portland Swan PO 42.5 hate bikar anîn.Tevheviyên dirinde, mîna ku di hêjîrê de tê xuyang kirin, kevirê bazaltê yê pelçiqandî bi rêzê 5-10 û 10-19 mm e.1b û c.Di Fig.Ji granûlên sulfate sodyûmê bêhîdro û mîqdarek avê çareseriyek sulfate sodyûmê amade bikin.
Pêkhatina tevlêbûna betonê: a - çîmento, b - berhevok 5-10 mm, c - berhevok 10-19 mm, d - xweya çem.
Hêza sêwiranê ya betonê 30 MPa ye, ku digihîje 40 heta 100 mm lihevhatinek betona çîmentoyê ya nû.Rêjeya tevliheviya betonê di tabloya 2-ê de tê xuyang kirin, û rêjeya tevheviya qelew 5-10 mm û 10-20 mm 3:7 e.Bandora pêwendiya bi hawîrdorê re hate model kirin ku pêşî çareseriyek 10% NaSO4 hate amadekirin û dûv re çareseriyê rijand nav jûreyek çerxa cemidî-germkirinê.
Tevliheviyên betonê di mîksereke bi zorê ya 0,5 m3 de hatin amadekirin û tevaya betonê ji bo danîna nimûneyên pêwîst hat bikaranîn.Berî her tiştî, malzemeyên betonê li gorî tabloya 2-ê têne amadekirin, û çîmento, qûm û tevaya qelew sê hûrdeman pêşdikevin.Dûv re av bi rengek wekhev belav bikin û 5 hûrdeman bixin.Dûv re, nimûneyên betonê di qalibên cylindrîkî de hatin avêtin û li ser maseyek vibrasyonê (navbera qalibê 10 cm, bilindahî 20 cm) hatin berhev kirin.
Piştî saxkirina 28 rojan, nimûne bi materyalê FRP ve hatin pêçandin.Di vê lêkolînê de sê rêbazan ji bo stûnên betonê yên bi hêz, di nav de bi tevahî dorpêçkirî, nîv-sînorkirî, û bêsînor nîqaş dike.Du celeb, CFRP û GFRP, ji bo materyalên sînorkirî têne bikar anîn.FRP Kulîlka betonê ya FRP bi tevahî girtî, 20 cm bilind û 39 cm dirêj e.Ser û binê betona ku bi FRP ve girêdayî ye bi epoksî nehatiye girtin.Pêvajoya ceribandina nîv-hermetîk wekî teknolojiyek hewayê ya vê dawiyê tê pêşniyar kirin bi vî rengî tête diyar kirin.
(2) Bi karanîna rêgezek, li ser rûbera silindirîkî ya beton xêzek xêz bikin da ku pozîsyona xêzikên FRP diyar bikin, dûrahiya di navbera xêzan de 2,5 cm ye.Dûv re kasêtê li dor deverên betonê yên ku FRP ne hewce ye pêça.
(3) Rûyê betonê bi kaxezek şûjinê, bi hiriya alkolê tê şûştin, û bi epoksî tê pêçan.Dûv re bi destan xetên fiberglassê li ser rûyê betonê bixin û valahiyan bişkînin da ku fiberglass bi tevahî li rûyê betonê ve girêdayî be û ji gulikên hewayê dûr bikevin.Di dawiyê de, li gorî nîşaneyên ku bi rêgezê hatine çêkirin, xetên FRP li ser rûyê betonê ji serî ber bi jêr ve zeliqînin.
(4) Piştî nîv saetê, kontrol bikin ka beton ji FRP veqetiyaye.Ger FRP diqelişe an diqelişe, divê ew tavilê were sererast kirin.Nimûneyên qalibkirî divê 7 rojan werin derman kirin da ku hêza saxbûnê were misoger kirin.
(5) Piştî saxbûnê, kêrek karûbar bikar bînin da ku kasê ji rûya betonê derxînin, û di dawiyê de stûnek betonê ya FRP ya nîv-hermetîk bistînin.
Encamên di bin astengên cûda de di jimarê de têne xuyang kirin.2. Xiflteya 2a betonek CFRP ya bi tevahî girtî nîşan dide, jimar 2b betonek CFRP ya nîv-giştî nîşan dide, Figure 2c betonek GFRP ya bi tevahî dorpêçkirî û Figure 2d betonek CFRP ya nîv-sînorkirî nîşan dide.
Şêweyên pêvekirî: (a) CFRP bi tevahî dorpêçkirî;(b) fiber karbonê ya nîv-girtî;(c) bi tevahî di fiberglassê de tête girtin;(d) fiberglass nîv-girtî.
Çar pîvanên sereke hene ku ji bo vekolîna bandora astengên FRP û rêzikên erozyona li ser performansa kontrolkirina erozyonê ya silindiran hatine sêwirandin.Tabloya 3 hejmara nimûneyên stûnên beton nîşan dide.Nimûneyên ji bo her kategoriyê ji sê nimûneyên statûya yeksan pêk tê da ku daneyan hevgirtî bimînin.Di vê gotarê de navgîniya sê nimûneyan ji bo hemî encamên ceribandinê hate analîz kirin.
(1) Materyalên hewayê wekî fiber karbon an fiberglass têne dabeş kirin.Berawirdkirinek li ser bandora du celeb fîberan li ser xurtkirina betonê hate kirin.
(2) Rêbazên ragirtina stûna beton li sê celeb têne dabeş kirin: bi tevahî tixûb, nîv-sînor û bêsînor.Berxwedana erozyonê ya stûnên betonê yên nîv-girtî bi du celebên din re hate berhev kirin.
(3) Şertên erozyonê çerxên cemidî-germkirinê plus çareseriya sulfatê ne, û hejmara çerxên cemidî-germkirinê bi rêzê 0, 50 û 100 car e.Bandora erozyona hevgirtî li ser stûnên betonê yên bi FRP ve hatî vekolîn kirin.
(4) Parçeyên ceribandinê li sê koman têne dabeş kirin.Koma yekem pêçana FRP û dûv re jî korozyon e, koma duyemîn pêşî korozyon û dûv re jî pêçandî ye, û koma sêyem pêşî korozyon û dûv re pêçan û dûv re jî korozyon e.
Pêvajoya ceribandinê makîneyek ceribandina gerdûnî, makîneyek ceribandina tansiyonê, yekîneyek çerxa cemidî-germkirinê (CDR-Z celeb), mîkroskopek elektronîkî, pH metre, pîvanek tansiyonê, amûrek jicîhûwarkirinê, mîkroskopa elektronîkî ya SEM, û Di vê lêkolînê de analyzera spektra enerjiyê ya EDS.Nimûne stûneke betonê ya 10 cm bilind û 20 cm bejna wê ye.Beton di nav 28 rojan de piştî rijandin û komkirinê, wekî ku di jimar 3a de tê xuyang kirin, hat hişk kirin.Hemî nimûne piştî avêtinê hatin hilanîn û 28 rojan di germahiya 18-22°C û nemiya nisbî ya %95 de hatin hilanîn û piştre hin nimûne bi fiberglassê hatin pêçandin.
Rêbazên ceribandinê: (a) Amûrên ji bo domandina germahî û şilbûna domdar;(b) makîneya çerxa cemidî-helandinê;(c) makîneya ceribandina gerdûnî;(d) testerê pH;(e) çavdêriya mîkroskopî.
Ezmûna cemidî-germkirinê rêbaza cemidandina fîşayê ya ku di jimar 3b de tê nîşandan bikar tîne.Li gorî GB/T 50082-2009 "Standardên domdariyê yên ji bo Betonê Konvansiyonel", nimûneyên betonê 4 rojan berî cemidandin û helandinê bi tevahî di nav çareseriya 10% sodyum sulfate de di 15-20 ° C de têne avêtin.Piştî wê, êrîşa sulfate dest pê dike û bi hevdemî bi çerxa cemidî-germkirinê re diqede.Demjimêra cemidî-germkirinê 2 heya 4 saetan e, û dema defsorkirinê divê ji 1/4 dema çerxê kêmtir nebe.Germahiya bingehîn a nimûneyê divê di nav rêza (-18±2) heya (5±2) °С de were parastin.Veguheztina ji cemidandî ber bi defrostkirinê divê ji deh hûrdeman zêdetir nebe.Ji her kategoriyê sê nimûneyên yekbûyî yên silindrîk ji bo lêkolîna kêmbûna giranî û guherîna pH ya çareseriyê li ser 25 çerxên cemidî-germkirinê hatin bikar anîn, wekî ku di jimar 3d de tê xuyang kirin.Piştî her 25 çerxên cemidî-germkirinê, nimûne hatin rakirin û rûber berî ku giraniya xweya nû (Wd) were destnîşankirin, têne paqij kirin.Hemî ceribandin di sê caran ji nimûneyan de hatin kirin, û nirxên navîn ji bo nîqaşkirina encamên testê hatin bikar anîn.Formulên windakirina girseyê û hêza nimûneyê wiha têne destnîşankirin:
Di formulê de, ΔWd windabûna giraniya (%) ya nimûneyê ye piştî her 25 çerxên cemidî-germkirinê, W0 giraniya navînî ya nimûneya betonê beriya çerxa cemidî-germkirinê (kg), Wd giraniya betonê ya navîn e.giraniya nimûneyê piştî 25 çerxên cemidî-helandinê (kg).
Rêjeya hilweşandina hêzê ya nimûneyê bi Kd tête diyar kirin, û formula hesabkirinê wiha ye:
Di formulê de, ΔKd rêjeya windabûna hêzê ye (%) ya nimûneyê piştî her 50 çerxên cemidî-germkirinê, f0 hêza navînî ya nimûneya betonê ya berî çerxa cemidî-helandinê ye (MPa), fd hêza navînî ye. Nimûneya betonê ji bo 50 çerxên cemidî-germkirinê (MPa).
Li ser hêjîrê.3c ji bo nimûneyên betonê makîneyek ceribandinê ya zextê nîşan dide.Li gorî "Standard ji bo Rêbazên Testê yên Ji bo Taybetmendiyên Fîzîkî û Mekanîkî yên Betonê" (GBT50081-2019), ji bo ceribandina stûnên betonê ji bo hêza zextê rêbazek tête diyar kirin.Rêjeya barkirinê di ceribandina kompresyonê de 0,5 MPa / s e, û barkirina domdar û rêzdar li seranserê ceribandinê tê bikar anîn.Têkiliya bar-jicîhûwarkirinê ji bo her nimûneyê di dema ceribandina mekanîkî de hate tomar kirin.Ji bo pîvandina tîrêjên axial û horizontî bi rûberên derveyî yên beton û qatên FRP yên nimûneyan re gaugên tîrêjê hatin girêdan.Hucreya zirav di ceribandina mekanîkî de tê bikar anîn da ku guhartina di çenga nimûneyê de di dema ceribandinek pêvekirinê de tomar bike.
Her 25 dewreyên cemidî-germkirinê, nimûneyek ji çareseriya cemidî-germkirinê dihate rakirin û di konteynirekê de tê danîn.Li ser hêjîrê.3d testek pH ya çareseriyek nimûneyê di konteynerek de nîşan dide.Muayeneya mîkroskopî ya rûxarê û beşa xaça nimûneyê di bin şert û mercên cemidî-germkirinê de di jimar 3d de tê nîşandan.Rewşa rûbera nimûneyên cihêreng piştî 50 û 100 çerxên cemidî-germkirinê di çareseriya sulfatê de di bin mîkroskopê de hate dîtin.Mîkroskop mezinkirina 400x bikar tîne.Dema ku li rûyê nimûneyê tê temaşekirin, bi giranî erozyona qata FRP û tebeqeya derve ya betonê tê dîtin.Çavdêriya beşa xaça nimûneyê bi bingehîn şert û mercên erozyona li dûrahiya 5, 10 û 15 mm ji qata derve hildibijêre.Çêkirina hilberên sulfate û çerxên cemidî-germkirinê ceribandinek din hewce dike.Ji ber vê yekê, rûbera guhertî ya nimûneyên hilbijartî bi karanîna mîkroskopa elektronîkî ya şopandinê (SEM) ku bi spektrometerek belavkirina enerjiyê (EDS) ve hatî vekolîn kirin.
Bi dîtbarî rûbera nimûneyê bi mîkroskopa elektronîkî vekolînin û mezinkirina 400X hilbijêrin.Rêjeya zirara rûkalê di betona GRP ya nîv-dorpêkirî û bê hevgirtî de di bin çerxên cemidî-germkirinê û rûbirûbûna sulfatan de pir zêde ye, lê di betonên bi tevahî girtî de ew neguhêz e.Kategoriya yekem li ser rûdana erozyona betona ku serbest diherike bi sulfate sodyûm û ji 0 heya 100 çerxên cemidî-germkirinê vedibêje, wek ku di jimar 4a de tê nîşandan.Nimûneyên betonê yên bêyî berfê sermayê xwedan rûyek nerm û bê taybetmendiyên xuya ne.Piştî 50 erozyonan, bloka pulpê ya li ser rûkê bi qismî ji hev vediqete, qalikê spî yê kulîlkê eşkere dike.Piştî 100 erozyonan, di dema vekolîna dîtbarî ya li ser rûyê betonê de qalikên çareyan bi tevahî ji hev ketin.Çavdêriya mîkroskopî nîşan da ku rûbera betona 0 cemidî-germkirî ya erozkirî şil bû û tevaya rûvî û hawanê di heman planê de ne.Li ser rûyek betonê ku ji hêla 50 çerxên cemidî-germkirinê ve hatî xeriqandin, rûyek nehevseng, hişk hate dîtin.Ev dikare bi wê yekê were rave kirin ku hin ji hawanê tê hilweşandin û hejmarek piçûk krîstalên granular ên spî li ser rûyê erdê, ku bi giranî ji tevhev, hawan û krîstalên spî pêk tê, tê rave kirin.Piştî 100 çerxên cemidî-germkirinê, qadeke mezin a krîstalên spî li ser rûyê betonê xuya bû, di heman demê de tevheviya qelew û tarî li ber hawîrdora derve derket.Heya nuha, rûyê betonê bi gelemperî ji krîstalên hevgirtî û spî vekirî ye.
Morfolojiya stûna betonê ya erozîkî ya cemidî-germkirinê: (a) stûna betonê ya bêsînor;(b) betonê bi fiber karbonê ya nîv-girtî;(c) GRP betonê nîv-girtî;(d) betonê CFRP bi tevahî dorpêçkirî;(e) GRP betonê nîv-dorgirtî.
Kategoriya duyemîn, korozyona stûnên betonê yên CFRP û GRP yên nîv-hermetîk e ku di bin çerxên cemidî-germkirinê û rûbirûbûna sulfatan de ye, wek ku di Fig. 4b, c.Kontrola dîtbar (mezinkirina 1x) destnîşan kir ku tozek spî hêdî hêdî li ser rûyê qata fîbrousê çêdibe, ku bi zêdebûna hejmara çerxên cemidî-germkirinê zû ji holê rabû.Her ku hejmara çerxên cemidî-germkirinê zêde bû erozyona rûyê bêsînor a betona FRP ya nîv-hermetîk diyartir bû.Fenomeneya xuya ya "bloating" (rûyê vekirî yê çareseriya stûna beton li ber hilweşînê ye).Lêbelê, diyardeya pelêkirinê ji hêla pêlava fîbera karbonê ya cîran ve hinekî tê asteng kirin).Di binê mîkroskopê de, fîbên karbonê yên sentetîk bi mezinbûna 400x li ser paşxaneyek reş wekî têlên spî xuya dikin.Ji ber şiklê dorê yên tîrêjan û ketina ber ronahiya neyeksan, ew spî xuya dikin, lê girêkên fiber karbonê bixwe reş in.Fiberglass di destpêkê de mîna tîrê spî ye, lê bi têkiliya bi adhesive re zelal dibe û rewşa betonê di hundurê fiberglassê de bi zelalî xuya dibe.Fiberglass spî geş e û binder zer e.Her du jî bi rengek pir sivik in, ji ber vê yekê rengê zencîreyê dê xêzên fiberglassê veşêre, û bi rengek gelemperî rengek zer bide.Têlên karbon û cam ji hêla rezînek epoksî ya derveyî ve ji zirarê têne parastin.Her ku hejmara êrîşên cemidî-germkirinê zêde bû, bêtir valahî û çend krîstalên spî li ser rûyê erdê xuya bûn.Her ku çerxa cemidandina sulfatê zêde dibe, binder hêdî hêdî naziktir dibe, rengê zer winda dibe û fiber xuya dibin.
Kategoriya sêyem korozyona betona CFRP û GRP ya bi tevahî girtî ye di bin çerxên cemidî-germkirinê û rûdana sulfatan de, wek ku di Fig. 4d, e.Dîsa, encamên ku hatine dîtin dişibihe yên ji bo celebê duyemîn ê beşa sînorkirî ya stûna betonê.
Piştî sepandina sê rêbazên ragirtinê yên ku li jor hatine destnîşan kirin, diyardeyên ku têne dîtin bidin ber hev.Di betona FRP ya bi tevahî îzolekirî de tevnên fîbrous domdar dimînin her ku hejmara çerxên cemidî-germkirinê zêde dibin.Ji hêla din ve, qata zengila adhesive li ser rûxê ziravtir e.Rezînên epoksî bi îyonên hîdrojenê yên aktîf ên di asîdeya sulfurîk a zengila vekirî de bi piranî bi sulfatan re reaksiyonê dikin28.Bi vî rengî, meriv dikare were hesibandin ku erozyona bi gelemperî taybetmendiyên qata adhesive di encama çerxên cemidî-germkirinê de diguhezîne, bi vî rengî bandora xurtkirina FRP diguhezîne.Rûyê betonê yê betonê nîv-hermetîk FRP xwedî heman diyardeya erozyonê ye wekî rûyê betonê ya bêsînor.Qata wê ya FRP bi qata FRP ya betona bi tevahî girtî re têkildar e, û zirar ne diyar e.Lêbelê, di betonê GRP-ê ya nîv-girtî de, li cîhê ku tîrêjên fîberê bi betonê vekirî re hevûdu dikin, şikestinên erozyonî yên berfireh çêdibin.Her ku hejmara çerxên cemidî-germkirinê zêde dibe, erozyona rûberên betonê yên vekirî dijwartir dibe.
Hundirên betonên FRP yên bi tevahî girtî, nîv-dorgirtî, û bêsînor dema ku dikevin ber çerxên cemidî-germkirinê û rûbirûbûna çareseriyên sulfate de cûdahiyên girîng nîşan didin.Nimûne bi qaçaxî hate birîn û beşa xaçê bi karanîna mîkroskopa elektronîkî bi mezinbûna 400x hate dîtin.Li ser hêjîrê.5 wêneyên mîkroskobîk bi rêzê ve 5 mm, 10 mm û 15 mm ji sînorê di navbera beton û hawanê de nîşan dide.Hate dîtin ku dema ku çareseriya sulfate sodyûm bi cemidî-germkirinê re tê hev kirin, zirara betonê ji rûvî ber bi hundur ve bi pêş ve diçe.Ji ber ku şert û mercên erozyona hundurîn a CFRP û betona bi GFRP-sînorkirî yek in, ev beş du materyalên ragirtinê berhev nake.
Çavdêriya mîkroskopî ya hundurê beşa betonê ya stûnê: (a) bi tevahî ji hêla fiberglassê ve tê sînorkirin;(b) nîv-pêçayî bi fiberglass;(c) bêsînor.
Erozyona navxweyî ya betona bi tevahî dorpêçkirî ya FRP di jimarê de tê xuyang kirin.5a.Di 5 mm de şikestin têne xuyang kirin, rûber bi rengek nerm e, krîstalîzasyon tune.Rûyê rûçik, bê krîstal e, 10 heta 15 mm stûr e.Erozyona navxweyî ya betona nîv-hermetîk FRP di jimarê de tê nîşandan.5 B. Çir û krîstalên spî di 5mm û 10mm de xuya dibin, û rûber di 15mm de xweş e.Xiflteya 5c beşên stûnên FRP yên betonî yên ku li wan 5, 10 û 15 mm şikestin hatine dîtin nîşan dide.Çend krîstalên spî yên di şikestinan de her ku diçe kêmtir dibûn her ku şikestin ji derveyê betonê ber bi hundur ve diçûn.Stûnên betonê yên bêdawî erozyona herî zêde nîşan dan, li dû wê stûnên betonê yên FRP yên nîv-texsîdar.Sulfatê sodyûm bandorek hindik li hundurê nimûneyên betonê yên FRP yên bi tevahî girtî li ser 100 çerxên cemidî-germkirinê hebû.Ev destnîşan dike ku sedema sereke ya erozyona betona FRP ya bi tevahî sînorkirî bi erozyona cemidî-germkirinê ya di heyamekê de ye.Çavdêriya beşa xaçê nîşan da ku beşa yekser berî cemidandin û şilbûnê sivik û bê berhevok bû.Gava ku beton dicemidîne û dihele, şikestin xuya dibin, heman tişt ji bo berhevokê re jî rast e, û krîstalên granular ên spî bi şikestinan bi qelsî têne nixumandin.Lêkolîn27 nîşan didin ku dema ku beton di nav çareseriyek sodyûm sulfate de tê danîn, sulfate sodyûm dê bikeve nav betonê, hin ji wan dê wekî krîstalên sodyûm sulfat bibarin, û hin jî dê bi çîmentoyê re reaksiyonê bikin.Krîstalên sulfate sodyûm û hilberên reaksiyonê mîna granulên spî xuya dikin.
FRP bi tevahî şikestinên betonê di erozyona hevgirtî de sînordar dike, lê beş bêyî krîstalîzasyon hêsan e.Ji hêla din ve, beşên betonê yên nîv-girtî û bêsînor ên FRP di bin erozyona hevgirtî de şikestinên hundurîn û krîstalîzasyon pêş xistine.Li gorî danasîna wêneyê û lêkolînên berê29, pêvajoya erozyona hevbeş a betona FRP ya bêsînor û nîv-sînorkirî di du qonaxan de tê dabeş kirin.Qonaxa yekem a şikestina betonê di dema cemidî-germkirinê de bi berfirehbûn û kişandinê ve girêdayî ye.Dema ku sulfat derbasî betonê dibe û xuya dibe, sulfatên têkildar şikestinên ku ji ber qutbûna ji reaksiyonên cemidî-germbûn û hîdrokirinê hatine afirandin tije dike.Ji ber vê yekê, sulfate di qonaxek destpêkê de bandorek parastinê ya taybetî li ser betonê heye û dikare taybetmendiyên mekanîkî yên betonê heya radeyekê baştir bike.Qonaxa duyemîn a êrîşa sulfate berdewam dike, di çil an valahiyan de derbas dibe û bi çîmentoyê re reaksiyonê dike ku alum çêbike.Di encamê de, şikestî mezin dibe û zirarê dide.Di vê demê de, reaksiyonên berbelavbûn û girêbestê yên ku bi cemidandin û şilbûnê re têkildar in dê zirara hundurîn a betonê girantir bike, û bibe sedema kêmbûna kapasîteya hilgirtinê.
Li ser hêjîrê.6 guheztinên pH yên çareseriyên rijandina betonê ji bo sê rêbazên tixûbdar ên ku piştî 0, 25, 50, 75, û 100 çerxên cemidî-germkirinê têne şopandin nîşan dide.Hawanên betonê yên bêsînor û nîv-girtî yên FRP-ê ji 0 heya 25 çerxên cemidî-germkirinê pH-ya herî bilez nîşan didin.Nirxên pH yên wan bi rêzê ve ji 7.5 ber 11.5 û 11.4 zêde bû.Ji ber ku hejmara çerxên cemidî-germkirinê zêde bû, piştî 25-100 çerxên cemidî-helandinê, bilindbûna pH hêdî hêdî hêdî dibe.Nirxên pH yên wan bi rêzê ji 11.5 û 11.4 berbi 12.4 û 11.84 zêde bû.Ji ber ku betona FRP ya ku bi tevahî hatî girêdan qata FRP vedigire, zehmet e ku çareseriya sulfate sodyûm bikeve.Di heman demê de, dijwar e ku pêkhateya çîmentoyê têkeve nav çareseriyên derveyî.Bi vî rengî, pH hêdî hêdî ji 7,5 ber 8,0 di navbera 0 û 100 çerxên cemidî-germkirinê de zêde bû.Sedema guherîna pH bi vî rengî tê analîz kirin.Sîlîkata di betonê de bi îyonên hîdrojenê yên di avê de çêdibe û asîda silicic çêdike, û OH-ya mayî pH ya çareseriya têrbûyî bilind dike.Guherîna pH di navbera 0-25 çerxên cemidî-germkirinê de û di navbera 25-100 çerxên cemidî-germkirinê de kêmtir diyar bû30.Lêbelê, li vir hate dîtin ku pH piştî 25-100 çerxên cemidî-germkirinê berdewam dike.Ev dikare bi vê rastiyê were rave kirin ku sulfate sodyûm bi hundurê betonê re bi kîmyewî re reaksiyonê dike, pH ya çareseriyê diguhezîne.Analîzkirina pêkhateya kîmyewî nîşan dide ku beton bi sodyûm sulfate bi awayê jêrîn reaksiyonê dike.
Formulên (3) û (4) nîşan didin ku sulfate sodyûm û hîdroksîdê kalsiyûmê di çîmentoyê de gypsum (sulfatê kalsiyûm) çêdikin, û sulfate kalsiyûm bêtir bi metaaluminate kalsiyûmê di çîmentoyê de reaksiyonê dike û krîstalên alumê çê dike.Reaksiyona (4) bi pêkhatina OH-a bingehîn re tê, ku dibe sedema zêdebûna pH.Di heman demê de, ji ber ku ev reaksiyonê veger e, pH di demek diyar de bilind dibe û hêdî hêdî diguhere.
Li ser hêjîrê.7a windabûna giraniya betona GRP ya bi tevahî girtî, nîv-girtî, û hevgirtî di dema çerxên cemidî-germkirinê de di çareseriya sulfatê de nîşan dide.Guherîna herî diyar a windabûna girseyî betona bêsînor e.Betona bêsînor piştî 50 êrîşên cemidî-germkirinê û bi qasî 3,85% piştî 100 êrîşên cemidî-germkirinê nêzî %3,2 ji girseya xwe winda kir.Encam nîşan didin ku bandora erozyona hevgirtî ya li ser kalîteya betonê-herikîna azad her ku diçe hejmara çerxên cemidî-germkirinê zêde dibe kêm dibe.Lêbelê, dema ku li rûyê nimûneyê temaşe kir, hate dîtin ku windabûna hawanê piştî 100 çerxên cemidî-germkirinê ji 50 çerxên cemidî-germkirinê zêdetir bû.Digel lêkolînên di beşa berê de, meriv dikare hîpotez bike ku ketina sulfatan di betonê de dibe sedema kêmbûna windabûna girseyî.Di vê navberê de, alum û gypsumê ku di hundurê de hatî hilberandin di heman demê de wekî ku ji hêla hevokên kîmyewî (3) û (4) ve hatî pêşbînî kirin, dibe sedema windabûna giraniya hêdîtir.
Guherîna giraniyê: (a) têkiliya di navbera guherîna giraniyê û hejmara çerxên cemidî-germkirinê de;(b) têkiliya di navbera guherîna girseyê û nirxa pH de.
Guherîna kêmbûna giraniya betona nîv-hermetîk a FRP pêşî kêm dibe û dûv re jî zêde dibe.Piştî 50 çerxên cemidî-germkirinê, windabûna girseyî ya betona fiberglass ya nîv-hermetîk bi qasî 1,3%.Kêmbûna giraniya piştî 100 cycles %0,8 bû.Ji ber vê yekê, meriv dikare were encamdan ku sulfate sodyûm di nav betonê de ku diherike.Digel vê yekê, çavdêriya rûbera beşê ceribandinê jî destnîşan kir ku tîrêjên fîberê dikarin li deverek vekirî li ber peqandina hawanê li ber xwe bidin, bi vî rengî windabûna giraniyê kêm bikin.
Guhertina windabûna girseyî ya betona FRP ya bi tevahî girtî ji her du ya yekem cûda ye.Komkujî winda nake, lê zêde dike.Piştî 50 erozyona cemidî-germkirinê, girse bi qasî 0,08% zêde bû.Piştî 100 carî, girseya wê bi qasî 0,428% zêde bû.Ji ber ku beton bi tevahî tê rijandin, mûleya li ser rûyê betonê jê dernakeve û ne gengaz e ku bibe sedema windabûna kalîteyê.Ji hêla din ve, ketina av û sulfatên ji rûbera naverokek zêde di hundurê betona kêm de jî kalîteya betonê baştir dike.
Berê çend lêkolîn li ser têkiliya di navbera pH û windabûna girseyê de di betonê ya bi FRP-sînorkirî de di bin şert û mercên erozîf de hatine kirin.Piraniya lêkolînê bi giranî têkiliya di navbera windabûna girseyî, modula elastîk û windabûna hêzê de nîqaş dike.Li ser hêjîrê.7b têkiliya di navbera pHya beton û windabûna girseyê de di bin sê astengan de nîşan dide.Modelek pêşbînker tê pêşniyar kirin ku windabûna girseya betonê bi karanîna sê awayên ragirtinê di nirxên pH yên cihêreng de pêşbîn bike.Wekî ku di Xiflteya 7b de tê dîtin, hevsengiya Pearson bilind e, ku nîşan dide ku bi rastî têkiliyek di navbera pH û windabûna girseyê de heye.Nirxên r-çargoşe ji bo betona bêsînor, nîv-sînorkirî û bi tevahî sînorkirî bi rêzdarî 0,86, 0,75, û 0,96 bûn.Ev destnîşan dike ku guherîna pH û windakirina giraniya betona bi tevahî îzolekirî hem di bin şert û mercên sulfate û hem jî di bin şert û mercên cemidî-germkirinê de rêjeyî ye.Di betona bêsînor û betona FRP ya nîv-hermetîk de, her ku çîmento bi çareseriya avî re reaksiyonê dike, pH hêdî hêdî zêde dibe.Di encamê de, rûbera beton hêdî hêdî tê hilweşandin, ku dibe sedema bê giraniyê.Ji hêla din ve, pH-ya betona bi tevahî girtî hindik diguhezîne ji ber ku qata FRP reaksiyona kîmyewî ya çîmentoyê bi çareseriya avê re hêdî dike.Bi vî rengî, ji bo betonek bi tevahî dorpêçkirî, erozyona rûkalê ya xuya tune, lê ew ê ji ber têrbûnê ji ber vegirtina çareseriyên sulfate giraniyê bigire.
Li ser hêjîrê.8 encamên pişkinîna SEM-ê ya nimûneyên ku bi sodyûm sulfate cemidî-germkirinê ve hatî kişandin nîşan dide.Mîkroskopa elektronîk nimûneyên ku ji blokên ku ji tebeqeya derve ya stûnên beton hatine berhev kirin lêkolîn kir.Figure 8a wêneyek mîkroskopa elektronîkî ya şopandinê ya betona negirtî ya berî erozyonê ye.Tê destnîşan kirin ku li ser rûyê nimûneyê gelek kun hene, ku bandorê li hêza stûna betonê ya beriya cemidî-germbûnê dike.Li ser hêjîrê.8b wêneyek mîkroskopa elektronîkî ya nimûneyek betonê ya bi tevahî îzolekirî ya FRP piştî 100 çerxên cemidî-germkirinê nîşan dide.Dibe ku di nimûneyê de ji ber cemidandin û şilbûnê şikestin werin dîtin.Lêbelê, rûber bi rengek nerm e û li ser wê krîstal tune.Ji ber vê yekê, şikestinên dagirtî bêtir xuya dibin.Li ser hêjîrê.8c nimûneyek ji betona GRP ya nîv-hermetîk piştî 100 dewreyên erozyona cemedê nîşan dide.Eşkere ye ku şikestin fireh bûne û di navbera şikeftan de gewr çê bûne.Hin ji van pirtikan xwe bi şikestinan ve girê didin.Paqijkirina SEM ya nimûneyek stûnek betonê ya bêsînor di Figure 8d de, diyardeyek ku bi nîv-sînorkirinê re têkildar e, tê xuyang kirin.Ji bo ronîkirina pêkhateya pirtikan, keriyên di şikestinan de bi karanîna spektroskopiya EDS ve hatin mezin kirin û analîz kirin.Parçeyên di bingeh de bi sê şêweyên cihê têne.Li gorî analîza spektruma enerjiyê, celebê yekem, wekî ku di jimar 9a de tê xuyang kirin, krîstalek blokek birêkûpêk e, ku bi giranî ji O, S, Ca û hêmanên din pêk tê.Bi berhevkirina formulên berê (3) û (4), meriv dikare were destnîşankirin ku pêkhateya sereke ya materyalê gypsum (sulfat kalsiyûm) e.Ya duyemîn di jimar 9b de tê nîşandan;li gorî analîza spektruma enerjiyê, ew tiştek ne-rêveber a asîkuler e, û pêkhateyên wê yên sereke O, Al, S û Ca ne.Reçeteyên hevgirtî destnîşan dikin ku materyal bi piranî ji alumê pêk tê.Bloka sêyemîn a ku di jimar 9c de tê xuyang kirin, blokek nerêkûpêk e, ku ji hêla analîza spektruma enerjiyê ve hatî destnîşankirin, bi giranî ji pêkhateyên O, Na û S pêk tê. Derket holê ku ev bi giranî krîstalên sulfate sodyûm in.Mîkroskopiya elektronîkî ya şopandinê nîşan da ku piraniya valahiyan bi krîstalên sulfate sodyûmê tije bûne, wekî ku di jimar 9c de tê xuyang kirin, ligel mîqdarên piçûk ên gypsum û alumê.
Wêneyên mîkroskopî yên elektronîkî yên nimûneyên berî û piştî korozyonê: (a) berî korozyonê beton vekirî;(b) piştî korozyonê, fiberglass bi tevahî tê girtin;(c) piştî korozyona betonê nîv-dorgirtî GRP;(d) piştî korozyona betonê vekirî.
Analîz rê dide me ku em encamên jêrîn derxînin.Wêneyên mîkroskopa elektronîkî yên her sê nimûneyan hemû 1k× bûn û şikestin û berhemên erozyonê di wêneyan de hatin dîtin û dîtin.Betona bêsînor xwedî şikestinên herî fireh e û di nav xwe de gelek dexl hene.Betona nîv-pezyonê FRP di warê firehiya şikestin û hejmartina parçikan de ji betona nepixur kêmtir e.Betona FRP ya bi tevahî girtî xwedan firehiya herî piçûk a şikestê ye û piştî erozyona cemidî-germkirinê bê pariyek heye.Hemî ev nîşan didin ku betona FRP ya bi tevahî dorpêçkirî herî kêm ji erozyona ji cemidî û germbûnê re xeternak e.Pêvajoyên kîmyewî yên di hundurê stûnên betonê yên FRP yên nîv-girtî û vekirî de dibin sedema pêkhatina alum û gypsum, û ketina sulfatê bandorê li poroziyê dike.Digel ku çerxên cemidî-germkirinê sedema sereke ya şikestina betonê ne, sulfat û hilberên wan di rêza yekem de hin şikestin û poran tije dikin.Lêbelê, her ku mîqdar û dema erozyonê zêde dibe, şikestin berbelavbûna xwe didomînin û qebareya alûma ku çêdibe zêde dibe, di encamê de şikestinên derxistinê çêdibin.Di dawiyê de, cemidî-germkirin û rûdana sulfatê dê hêza stûnê kêm bike.