Neiegkeeten

Merci fir de Besuch vun Glasfiber Cabron Faser Inhalter.Dir benotzt eng Browser Versioun mat limitéierter CSS Ënnerstëtzung.Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech en aktualiséierte Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten).Zousätzlech, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, weisen mir de Site ouni Stiler a JavaScript.
Polymer-verstäerkt Beton (FRP) gëtt als innovativ a wiertschaftlech Method vun strukturell Reparatur considéréiert.An dëser Etude goufen zwee typesch Materialien [Kuelestofffaser-verstäerkt Polymer (CFRP) a Glasfaser-verstäerkt Polymer (GFRP)] ausgewielt fir de Verstäerkungseffekt vu Beton an haarden Ëmfeld ze studéieren.D'Resistenz vu Beton mat FRP géint d'Sulfatattack a verwandte Frost-Thaw-Zyklen gouf diskutéiert.Elektronenmikroskopie fir d'Uewerfläch an d'intern Degradatioun vu Beton während der konjugéierter Erosioun ze studéieren.De Grad an de Mechanismus vun der Natriumsulfatkorrosioun goufen duerch pH Wäert, SEM Elektronenmikroskopie an EMF Energiespektrum analyséiert.Axial Drockstäerktester goufen benotzt fir d'Verstäerkung vu FRP-beschränkter Betonsäulen ze evaluéieren, a Stress-Belaaschtungsverhältnisser goufen ofgeleet fir verschidde Methoden fir FRP Retention an engem erosive gekoppelt Ëmfeld.Feeler Analyse gouf gemaach fir experimentell Testresultater mat véier existéierende prévisive Modeller ze kalibréieren.All Observatioune weisen datt den Degradatiounsprozess vu FRP-beschränkten Beton komplex an dynamesch ënner konjugéierte Stress ass.Natriumsulfat erhéicht ufanks d'Kraaft vum Beton a senger rauer Form.Wéi och ëmmer, spéider Afréiere-Thaw-Zyklen kënnen d'Betonkrackung verschäerfen, an Natriumsulfat reduzéiert d'Kraaft vum Beton weider andeems d'Rëss fördert.E genee numeresche Modell gëtt proposéiert fir d'Stress-Belaaschtungsverhältnis ze simuléieren, wat kritesch ass fir de Liewenszyklus vum FRP-begrenzte Beton ze designen an ze evaluéieren.
Als innovativ Betonverstäerkungsmethod, déi zënter den 1970er Jore recherchéiert gouf, huet FRP d'Virdeeler vu Liichtgewiicht, héich Kraaft, Korrosiounsbeständegkeet, Middegkeetsbeständegkeet a praktesch Konstruktioun1,2,3.Wéi d'Käschte erofgoen, gëtt et méi heefeg an Ingenieursapplikatiounen wéi Glasfaser (GFRP), Kuelestofffaser (CFRP), Basaltfaser (BFRP), an Aramidfaser (AFRP), déi am meeschte benotzt FRP fir strukturell Verstäerkung4, 5 Déi proposéiert FRP Retentiounsmethod kann d'Betonleistung verbesseren an e virzäitegen Zesummebroch vermeiden.Wéi och ëmmer, verschidde extern Ëmfeld am Mechanismus beaflossen dacks d'Haltbarkeet vum FRP-limitéierte Beton, wouduerch seng Kraaft kompromittéiert gëtt.
Verschidde Fuerscher hunn Stress a Spannungsännerungen am Beton mat verschiddene Querschnittsformen a Gréissten studéiert.Yang et al.6 fonnt datt ultimativ Stress a Belaaschtung positiv mam Wuesstum an der fibrous Tissuedicke korreléiert.Wu et al.7 kritt Stress-Belaaschtung Kéiren fir FRP-beschränkt Beton mat verschiddene Fasertypen fir ultimativ Spannungen a Lasten virauszesoen.Lin et al.8 fonnt dass FRP Stress-Belaaschtung Modeller fir Ronn, véiereckege, véiereckege an elliptesch Baren och vill ënnerscheeden, an entwéckelt en neien Design-konzentréiert Stress-Belaaschtung Modell benotzt d'Verhältnis vun Breet an Corner Radius als Parameteren.Lam et al.9 beobachtet datt d'net-uniform Iwwerlappung an d'Krümmung vum FRP zu manner Frakturbelaaschtung a Stress am FRP gefouert huet wéi bei Plack-Tester.Zousätzlech hunn d'Wëssenschaftler deelweis Aschränkungen an nei Aschränkungsmethoden studéiert no verschiddenen realen Designbedürfnisser.Wang et al.[10] Axial Kompressiounstester op voll, deelweis an onbeschränkt Beton an dräi limitéierten Modi gemaach.E "Stress-Strain" Modell gouf entwéckelt an d'Koeffizienten vum limitéierende Effekt fir deelweis zouene Beton ginn uginn.Wu et al.11 huet eng Method entwéckelt fir d'Stress-Belaaschtung Ofhängegkeet vu FRP-begrenzte Beton virauszesoen, déi d'Gréisst Effekter berücksichtegt.Moran et al.12 evaluéiert d'axial monotonesch Kompressiounseigenschaften vun ageschränkter Beton mat FRP helical Sträifen an ofgeleet seng Stress-Belaaschtungskurven.Wéi och ëmmer, déi uewe genannte Studie ënnersicht haaptsächlech den Ënnerscheed tëscht deelweis zouene Beton a voll zouene Beton.D'Roll vun FRPs deelweis limitéiert konkret Sektiounen gouf net am Detail studéiert.
Zousätzlech huet d'Etude d'Performance vum FRP-beschränkte Beton bewäert wat d'Kompressiounskraaft, d'Belaaschtungsännerung, den initialen Elastizitéitsmodul an d'Belaaschtungshärtemodul ënner verschiddene Konditiounen ugeet.Tijani et al.13,14 fonnt datt d'Reparaturbarkeet vum FRP-limitéierte Beton erofgeet mat ëmmer méi Schued bei FRP Reparaturexperimenter op ursprénglech beschiedegt Beton.Ma et al.[15] studéiert den Effet vun initial Schued op FRP-ageschränkt konkret Sailen a considéréiert, datt den Effet vun Schued Grad op tensile Kraaft vernoléissegt war, mä huet e wesentlechen Effekt op saitlech an longitudinal Deformatiounen.Allerdéngs, Cao et al.16 beobachtet Stress-Belaaschtungskurven a Stress-Belaaschtungs-Enveloppekurven vu FRP-beschränkter Beton betraff duerch initial Schued.Zousätzlech zu Studien iwwer initial Betonfehler, goufen e puer Studien och iwwer d'Haltbarkeet vum FRP-begrenzte Beton ënner haarden Ëmweltbedéngungen duerchgefouert.Dës Wëssenschaftler hunn d'Degradatioun vum FRP-beschränkte Beton ënner haarde Bedéngungen studéiert a Schuedbewäertungstechnike benotzt fir Degradatiounsmodeller ze kreéieren fir d'Liewensdauer virauszesoen.Xie et al.17 huet FRP-beschränkt Beton an engem hydrothermeschen Ëmfeld plazéiert a festgestallt datt hydrothermesch Bedéngungen d'mechanesch Eegeschafte vu FRP wesentlech beaflossen, wat zu enger gradueller Ofsenkung vu senger Drockstäerkt resultéiert.An engem Säure-Basis Ëmfeld verschlechtert d'Interface tëscht CFRP a Beton.Wéi d'Immersiounszäit eropgeet, fällt den Taux vun der Verëffentlechung vun der Zerstéierungsenergie vun der CFRP-Schicht wesentlech erof, wat schlussendlech zu der Zerstéierung vun den Interface-Proben féiert18,19,20.Zousätzlech hunn e puer Wëssenschaftler och d'Effekter vum Afréiere an Ofdehnung op FRP-limitéiert Beton studéiert.Liu et al.21 bemierkt datt CFRP Rebar gutt Haltbarkeet ënner Afréiere-Thaw-Zyklen huet baséiert op relativen dynamesche Modulus, Kompressiounskraaft a Stress-Belaaschtungsverhältnis.Zousätzlech gëtt e Modell proposéiert, dee mat der Verschlechterung vun de mechanesche Eegeschafte vu Beton assoziéiert ass.Wéi och ëmmer, Peng et al.22 berechent d'Liewensdauer vu CFRP a Betonklebstoff mat Temperatur- a Gefrier-Thaw-Zyklusdaten.Guang et al.23 huet séier Gefrier-Tau-Tester vu Beton gemaach a proposéiert eng Method fir d'Frostbeständegkeet ze bewäerten baséiert op der Dicke vun der beschiedegter Schicht ënner Gefrier-Tau-Beliichtung.Yazdani et al.24 studéiert den Effekt vun FRP Schichten op d'Penetratioun vu Chloridionen a Beton.D'Resultater weisen datt d'FRP Schicht chemesch resistent ass an den banneschten Beton vun de baussenzege Chloridionen isoléiert.Liu et al.25 simuléiert Peel Testbedéngungen fir sulfatkorrodéiert FRP Beton, erstallt e Rutschmodell, a virausgesot Degradatioun vun der FRP-Beton-Interface.Wang et al.26 huet e Stress-Belaaschtungsmodell fir FRP-beschränkt sulfat-erodéiert Beton duerch uniaxial Kompressiounstester etabléiert.Zhou et al.[27] studéiert Schued un onlimitéiert Beton verursaacht duerch kombinéiert Gefrier-Thaw-Zyklen vu Salz a benotzt fir d'éischte Kéier eng logistesch Funktioun fir den Ausfallmechanismus ze beschreiwen.Dës Studien hu bedeitend Fortschrëtter gemaach fir d'Haltbarkeet vu FRP-begrenzte Beton ze evaluéieren.Wéi och ëmmer, déi meescht Fuerscher hu sech op d'Modelleréiere vun erosive Medien ënner engem onfavorablen Zoustand konzentréiert.Beton gëtt dacks beschiedegt wéinst der assoziéierter Erosioun verursaacht duerch verschidden Ëmweltbedéngungen.Dës kombinéiert Ëmweltbedéngungen degradéieren d'Leeschtung vum FRP-beschränkte Beton staark.
Sulfatioun an Afréiere-Thaw Zyklen sinn zwee typesch wichteg Parameteren déi d'Haltbarkeet vum Beton beaflossen.FRP Lokalisatiounstechnologie kann d'Eegeschafte vum Beton verbesseren.Et gëtt wäit an der Ingenieur a Fuerschung benotzt, awer huet de Moment seng Aschränkungen.Verschidde Studien hu sech op d'Resistenz vu FRP-beschränkten Beton géint Sulfatkorrosioun a kale Regiounen konzentréiert.De Prozess vun der Erosioun vu voll zouenen, semi-zouene an oppene Beton duerch Natriumsulfat a Gefrier-Thaw verdéngt méi detailléiert Studie, besonnesch déi nei hallef zouene Method, déi an dësem Artikel beschriwwe gëtt.D'Verstäerkungseffekt op Betonsäulen gouf och studéiert andeems d'Uerdnung vun der FRP Retentioun an der Erosioun austauscht.Mikrokosmesch a makroskopesch Verännerungen an der Probe, déi duerch Bindungserosioun verursaacht goufen, goufen duerch Elektronenmikroskop, pH Test, SEM Elektronenmikroskop, EMF Energie Spektrum Analyse an uniaxial mechanesch Test charakteriséiert.Zousätzlech diskutéiert dës Etude d'Gesetzer, déi d'Stress-Belaaschtungsverhältnis regéieren, déi an uniaxial mechanesch Tester geschitt.Déi experimentell verifizéiert Limit Stress a Belaaschtungswäerter goufen duerch Feeleranalyse validéiert mat véier existente Limit Stress-Belaaschtungsmodeller.De proposéierte Modell kann déi ultimativ Belaaschtung a Kraaft vum Material voll viraussoen, wat nëtzlech ass fir zukünfteg FRP Verstäerkungspraxis.Schlussendlech déngt et als konzeptuell Basis fir d'FRP konkret Salz Frost Resistenz Konzept.
Dës Etude evaluéiert d'Verschlechterung vum FRP-limitéierte Beton mat Hëllef vun der Sulfatléisungskorrosioun a Kombinatioun mat Gefrier-Thaw-Zyklen.Mikroskopesch a makroskopesch Verännerungen, déi duerch konkret Erosioun verursaacht goufen, goufen bewisen mat Scannenelektronenmikroskopie, pH Testen, EDS Energiespektroskopie, an uniaxial mechanesch Tester.Zousätzlech goufen d'mechanesch Eegeschaften a Stress-Belaaschtungsännerunge vu FRP-beschränkter Beton ënnersicht der gebonnen Erosioun ënnersicht mat axiale Kompressiounsexperimenter.
FRP Confined Concrete besteet aus Rohbeton, FRP baussenzegen Wrapmaterial an Epoxyklebstoff.Zwee extern Isolatiounsmaterialien goufen ausgewielt: CFRP a GRP, d'Eegeschafte vun de Materialien sinn an der Tabell 1. Epoxyharz A a B goufen als Klebstoff benotzt (Mëschungsverhältnis 2: 1 vum Volume).Reis.1 illustréiert d'Detailer vum Bau vu Betonmixmaterialien.An der Figur 1a gouf Swan PO 42.5 Portland Zement benotzt.Grof Aggregaten sinn zerdréckt Basaltsteen mat engem Duerchmiesser vu 5-10 an 10-19 mm respektiv, wéi an der Fig.1b an c.Als feine Filler an der Fig. 1g benotzt natierleche Flosssand mat engem Feinheetsmodul vun 2,3.Bereet eng Léisung vu Natriumsulfat aus de Granulat vum Waasserfräie Natriumsulfat an eng gewësse Quantitéit Waasser.
D'Zesummesetzung vun der Betonmëschung: a - Zement, b - Aggregat 5-10 mm, c - Aggregat 10-19 mm, d - Flosssand.
D'Designstäerkt vum Beton ass 30 MPa, wat zu enger frëscher Zementbeton Siedlung vu 40 bis 100 mm resultéiert.De Betonmixverhältnis gëtt an der Tabell 2 ugewisen, an de Verhältnis vu grober Aggregat 5-10 mm an 10-20 mm ass 3: 7.Den Effet vun der Interaktioun mat der Ëmwelt gouf modelléiert andeems d'éischt eng 10% NaSO4 Léisung virbereet an duerno d'Léisung an eng Gefriess-Thaw Zykluskammer gegoss huet.
Betonmëschunge goufen an engem 0,5 m3 Zwangsmixer virbereet an déi ganz Partie vu Beton gouf benotzt fir déi erfuerderlech Proben ze leeën.Als éischt ginn d'Beton-Ingredienten no Tabelle 2 virbereet, an d'Zement, Sand a grëndlech Aggregat gi fir dräi Minutten virbereet.Dann d'Waasser gläichméisseg verdeelen a 5 Minutten réieren.Als nächst goufen konkret Proben an zylindresch Schimmel gegoss an op engem vibréierten Dësch (Schimmel Duerchmiesser 10 cm, Héicht 20 cm) kompaktéiert.
No Aushärten fir 28 Deeg goufen d'Proben mat FRP Material gewéckelt.Dës Etude diskutéiert dräi Methoden fir verstäerkt konkret Sailen, dorënner voll zouenen, semi-ageschränkt, an onbeschränkt.Zwou Aarte, CFRP a GFRP, gi fir limitéiert Materialien benotzt.FRP Voll zouene FRP Betonschuel, 20 cm héich an 39 cm laang.Uewen an ënnen vum FRP-gebonnen Beton goufen net mat Epoxy versiegelt.De semi-hermetesche Testprozess als kierzlech proposéiert loftdicht Technologie gëtt wéi follegt beschriwwen.
(2) Mat engem Lineal zéien eng Linn op der konkret zylindrescher Uewerfläch fir d'Positioun vun de FRP-Streifen ze bestëmmen, d'Distanz tëscht de Streifen ass 2,5 cm.Da wéckelt de Band ëm d'Betongebidder, wou FRP net gebraucht gëtt.
(3) D'Betonoberfläche gëtt glat mat Sandpapier poléiert, mat Alkoholwolle gewäsch a mat Epoxy beschichtet.Dann manuell d'Glasfaserstreifen op d'Betonoberfläche festleeën an d'Lücken ausdrécken, sou datt d'Glasfaser voll un d'Betonfläche hänken an d'Loftblasen vermeit.Schlussendlech kléngt d'FRP-Streifen op d'Betonfläche vun uewe bis ënnen, no de Marken, déi mat engem Lineal gemaach goufen.
(4) No enger hallwer Stonn kontrolléiert ob de Beton vum FRP getrennt ass.Wann de FRP rutscht oder erauskënnt, sollt et direkt fixéiert ginn.Geformte Exemplare musse fir 7 Deeg geheelt ginn fir geheelt Kraaft ze garantéieren.
(5) No der Aushärtung, benotzt en Utilitymesser fir de Band aus der Betonoberfläche ze entfernen, a kritt endlech eng semi-hermetesch FRP Betonkolonn.
D'Resultater ënner verschiddene Contrainten sinn an der Fig.2. Figur 2a weist e voll zouene CFRP konkret, Figur 2b weist eng semi-generaliséiert CFRP konkret, Figur 2c weist eng voll zouene GFRP konkret, an Figur 2d weist eng semi-ageschränkt CFRP konkret.
Zougemaach Stiler: (eng) voll zouene CFRP;(b) semi-zougemaach Kuelestoff Léngen;(c) komplett an fiberglass zougemaach;(d) semi-zouene fiberglass.
Et gi véier Haaptparameter déi entworf sinn fir den Effekt vun FRP Aschränkungen an Erosiounssequenzen op d'Erosiounskontrollleistung vun Zylinder z'ënnersichen.Dësch 3 weist d'Zuel vun konkret Kolonn Echantillon.D'Echantillon fir all Kategorie bestoung aus dräi identesche Status Echantillon fir d'Donnéeën konsequent ze halen.D'Moyenne vun dräi Echantillon gouf fir all experimentell Resultater an dësem Artikel analyséiert.
(1) Loftdicht Material gëtt als Kuelestofffaser oder Glasfaser klasséiert.E Verglach gouf vum Effekt vun zwou Aarte vu Faseren op d'Verstäerkung vu Beton gemaach.
(2) Konkret Kolonn enthalen Methoden sinn an dräi Zorte opgedeelt: voll limitéiert, semi-limitéiert an onlimitéiert.D'Erosiounsbeständegkeet vun hallef zouene Betonsäulen gouf mat zwou aner Varietéit verglach.
(3) D'Erosiounsbedéngungen sinn Afréiere-Thaw-Zyklen plus Sulfat-Léisung, an d'Zuel vun den Afréiere-Thaw-Zyklen ass 0, 50 an 100 Mol, respektiv.Den Effekt vun der gekoppelter Erosioun op FRP-begrenzte Betonsäulen gouf studéiert.
(4) D'Teststécker ginn an dräi Gruppen opgedeelt.Déi éischt Grupp ass FRP wrapping an dann corrosion, déi zweet Grupp ass corrosion éischt an dann wrapping, an déi drëtt Grupp ass corrosion éischt an dann wrapping an dann corrosion.
D'experimentell Prozedur benotzt eng universell Testmaschinn, eng Spanntestmaschinn, e Gefrier-Thaw-Zyklus-Eenheet (CDR-Z Typ), en Elektronenmikroskop, e pH-Meter, e Spannungsmeter, e Verdrängungsapparat, e SEM Elektronenmikroskop, an en EDS Energie Spektrum Analyser an dëser Etude.D'Probe ass eng konkret Kolonn 10 cm héich an 20 cm Duerchmiesser.De Beton gouf bannent 28 Deeg nom Gießen a Verdichtung geheelt, wéi an der Figur 3a gewisen.All Echantillon goufen no Goss demold an gehaalen fir 28 Deeg bei 18-22 ° C an 95% relativer Fiichtegkeet, an dann e puer Echantillon waren mat fiberglass gewéckelt.
Testmethoden: (a) Ausrüstung fir konstant Temperatur a Fiichtegkeet z'erhalen;(b) eng Afréiere-Thaw Zyklus Maschinn;(c) universell Testmaschinn;(d) pH-Tester;(e) mikroskopesch Observatioun.
De Afréiere-Thaw Experiment benotzt d'Flash-Gefriermethod wéi an der Figur 3b gewisen.Geméiss GB / T 50082-2009 "Durability Standards for Conventional Concrete" goufen Betonproben komplett an 10% Natriumsulfat-Léisung bei 15-20 ° C fir 4 Deeg virum Afréiere a verdauen.Duerno fänkt d'Sulfatattack un a schléisst gläichzäiteg mam Afréiere-Thaw-Zyklus.D'Gefrier-Thaw-Zykluszäit ass 2 bis 4 Stonnen, an d'Offrostzäit sollt net manner wéi 1/4 vun der Zykluszäit sinn.D'Probe Kärtemperatur soll am Beräich vun (-18±2) bis (5±2) °С gehale ginn.Den Iwwergank vum gefruerenen op d'Offrostung sollt net méi wéi zéng Minutten daueren.Dräi zylindresch identesch Echantillon vun all Kategorie goufen benotzt fir d'Gewiichtsverloscht an de pH-Verännerung vun der Léisung iwwer 25 Gefrier-Thaw-Zyklen ze studéieren, wéi an der Figur 3d.No all 25 Gefriess-Thaw-Zyklen goufen d'Proben geläscht an d'Surfaces gebotzt ier se hir frësch Gewiicht (Wd) bestëmmen.All Experimenter goufen an triplicate vun de Echantillon duerchgefouert, an der Moyenne Wäerter goufen benotzt d'Test Resultater ze diskutéieren.D'Formel fir de Verloscht vu Mass a Kraaft vun der Probe gi wéi follegt festgeluegt:
An der Formel ass ΔWd d'Gewiichtsverloscht (%) vun der Probe no all 25 Gefrier-Tau-Zyklen, W0 ass d'Duerchschnëttsgewiicht vun der konkreter Probe virum Afréiere-Thaw-Zyklus (kg), Wd ass dat duerchschnëttlecht konkret Gewiicht.Gewiicht vun der Probe no 25 Afréiere-Thaw-Zyklen (kg).
De Stäerktdegradatiounskoeffizient vun der Probe ass duerch Kd charakteriséiert, an d'Berechnungsformel ass wéi follegt:
An der Formel ass ΔKd den Taux vum Stäerktverloscht (%) vun der Probe no all 50 Afréiere-Thaw-Zyklen, f0 ass déi duerchschnëttlech Stäerkt vum Betonprobe virum Afréiere-Thaw-Zyklus (MPa), fd ass déi duerchschnëttlech Stäerkt vun d'Betonprobe fir 50 Afréiere-Thaw-Zyklen (MPa).
Op Fig.3c weist eng Kompressiounstestmaschinn fir konkret Exemplare.Am Aklang mat dem "Standard fir Testmethoden fir kierperlech a mechanesch Eegeschafte vu Beton" (GBT50081-2019), gëtt eng Method fir d'Test vu Betonsäulen fir Drockstäerkt definéiert.De Belaaschtungsquote am Kompressiounstest ass 0,5 MPa / s, a kontinuéierlech a sequentiell Belaaschtung gëtt am ganzen Test benotzt.D'Laascht-Verschiebung Relatioun fir all specimen war während mechanesch Testen opgeholl.Spannungsmoossnamen goufen op d'äusseren Uewerflächen vun de Beton- a FRP-Schichten vun de Exemplare befestegt fir axial an horizontal Spannungen ze moossen.D'Belaaschtungszelle gëtt a mechanesche Tester benotzt fir d'Verännerung vum Exemplarstamm während engem Kompressiounstest opzehuelen.
All 25 Gefrier-Tau-Zyklen gouf eng Probe vun der Gefrier-Tau-Léisung ewechgeholl an an engem Container gesat.Op Fig.3d weist e pH-Test vun enger Proufléisung an engem Container.Mikroskopesch Untersuchung vun der Uewerfläch an der Querschnitt vun der Probe ënner Afréiere-Thaw Bedingungen ass an der Fig.Den Zoustand vun der Uewerfläch vu verschiddene Proben no 50 an 100 Gefrier-Thaw-Zyklen an der Sulfatléisung gouf ënner engem Mikroskop observéiert.De Mikroskop benotzt 400x Vergréisserung.Wann Dir d'Uewerfläch vun der Probe beobachtet, gëtt d'Erosioun vun der FRP-Schicht an der äusseren Betonschicht haaptsächlech beobachtet.D'Observatioun vum Querschnitt vun der Probe wielt grondsätzlech d'Erosiounsbedingungen op enger Distanz vu 5, 10 an 15 mm vun der baussenzeger Schicht.D'Bildung vu Sulfatprodukter a Gefriess-Thaw-Zyklen erfuerdert weider Tester.Dofir gouf d'modifizéiert Uewerfläch vun de gewielte Proben iwwerpréift mat engem Scannenelektronenmikroskop (SEM) ausgestatt mat engem Energiedispersive Spektrometer (EDS).
Visuell kontrolléiert d'Probe Uewerfläch mat engem Elektronenmikroskop a wielt 400X Vergréisserung.De Grad vum Uewerflächeschued am hallef zouenen a jointless GRP Beton ënner Afréiere-Thaw Zyklen a Belaaschtung fir Sulfaten ass zimmlech héich, wärend am voll zouene Beton et vernoléissegt ass.Déi éischt Kategorie bezitt sech op d'Optriede vun der Erosioun vu frei fléissend Beton duerch Natriumsulfat a vun 0 bis 100 Gefriess-Thaw-Zyklen, wéi an der Figur 4a.Beton Echantillon ouni Frost Belaaschtung hunn eng glat Uewerfläch ouni siichtbar Fonctiounen.No 50 Erosiounen huet de Pulpblock op der Uewerfläch deelweis ofgeschleeft, déi wäiss Schuel vum Pulp ausgesat ass.No 100 Erosioune sinn d'Schuel vun de Léisungen komplett bei enger visueller Inspektioun vun der konkreter Uewerfläch gefall.Mikroskopesch Beobachtung huet gewisen datt d'Uewerfläch vum 0-Gefriess-Tau erodéierte Beton glat war an d'Uewerflächenaggregat an d'Mörtel waren am selwechte Plang.Eng ongläich, rau Uewerfläch gouf op enger konkreter Uewerfläch beobachtet, déi duerch 50 Gefrier-Tau-Zyklen erodéiert gouf.Dëst kann duerch d'Tatsaach erkläert ginn, datt e puer vun der Mörser zerstéiert ass an eng kleng Quantitéit vu wäiss granulär Kristalle un der Uewerfläch hänken, déi haaptsächlech aus Aggregat, Mörser a wäiss Kristalle besteet.No 100 Gefrier-Tau-Zyklen ass e grousst Gebitt vu wäisse Kristalle op der Uewerfläch vum Beton erschéngt, während d'donkel grober Aggregat dem externen Ëmfeld ausgesat war.De Moment ass d'Betonfläche meeschtens ausgesat Aggregat a wäiss Kristalle.
Morphologie vun engem erosive Afréiere-Thaw konkret Kolonn: (a) onlimitéiert konkret Kolonn;(b) semi-zouene Kuelestoff Léngen Beton;(c) GRP semi-zouene Beton;(d) voll zouene CFRP konkret;(e) GRP Beton semi-zouene Beton.
Déi zweet Kategorie ass d'Korrosioun vu semi-hermetesche CFRP- a GRP-Betonsäulen ënner Gefriess-Thaw-Zyklen a Belaaschtung vu Sulfaten, wéi an der Figur 4b, c.Visuell Inspektioun (1x Vergréisserung) huet gewisen, datt e wäisse Pudder lues a lues op der Uewerfläch vun der fibrous Schicht geformt huet, déi séier mat enger Erhéijung vun der Unzuel vun de Gefrier-Tau-Zyklen erofgefall ass.Déi onbeschränkt Uewerflächerosioun vum semi-hermetesche FRP-Beton gouf méi ausgeschwat wéi d'Zuel vun de Gefrier-Thaw-Zyklen eropgeet.De sichtbare Phänomen vun "bloating" (déi oppe Uewerfläch vun der Léisung vun der konkreter Kolonn ass um Rand vum Zesummebroch).Wéi och ëmmer, d'Peeling-Phänomen gëtt deelweis behënnert duerch déi ugrenzend Kuelestofffaserbeschichtung).Ënnert dem Mikroskop erschéngen synthetesch Kuelestofffaser als wäiss Fuedem op engem schwaarzen Hannergrond bei 400x Vergréisserung.Wéinst der ronner Form vun de Faseren an der Belaaschtung fir ongläiche Liicht si se wäiss, awer d'Kuelestofffaserbündel selwer si schwaarz.Fiberglass ass ufanks wäiss Fuedemähnlech, awer beim Kontakt mam Klebstoff gëtt et transparent an den Zoustand vum Beton am Glasfaser ass kloer ze gesinn.De Glasfaser ass hell wäiss an de Binder ass gielzeg.Béid si ganz hell a Faarf, sou datt d'Faarf vum Klebstoff d'Glasfaserstrécke verstoppt, wat de Gesamtbild e gielzeg Tint gëtt.D'Kuelestoff a Glasfaser si vu Schued geschützt duerch en externen Epoxyharz.Wéi d'Zuel vun de Gefrier-Thaw-Attacke eropgaang ass, goufen méi Void an e puer wäiss Kristalle op der Uewerfläch sichtbar.Wéi de Sulfat-Gefriesszyklus eropgeet, gëtt de Bindemëttel lues a lues méi dënn, déi gielzeg Faarf verschwënnt an d'Faseren ginn sichtbar.
Déi drëtt Kategorie ass d'Korrosioun vu voll zouenen CFRP- a GRP-Beton ënner Gefriess-Thaw-Zyklen a Belaaschtung vu Sulfaten, wéi an der Fig. 4d, e.Nach eng Kéier sinn déi observéiert Resultater ähnlech wéi déi fir déi zweet Zort vun ageschränkter Sektioun vun der konkreter Kolonn.
Vergläicht d'Phänomener observéiert nodeems Dir déi dräi uewe beschriwwe Behältermethoden ugewannt hutt.Déi fibrous Stoffer a voll isoléiertem FRP Beton bleiwen stabil wéi d'Zuel vun de Gefrier-Thaw-Zyklen eropgeet.Op der anerer Säit ass d'Klebstoffringschicht méi dënn op der Uewerfläch.Epoxyharze reagéiere meeschtens mat aktive Waasserstoffionen an oppene Ring Schwefelsäure a reagéiere kaum mat Sulfaten28.Also kann et considéréiert ginn datt d'Erosioun haaptsächlech d'Eegeschafte vun der Klebstoffschicht ännert als Resultat vu Gefrier-Thaw-Zyklen, an doduerch d'Verstäerkungseffekt vu FRP ännert.Déi konkret Uewerfläch vum FRP semi-hermetesche Beton huet déiselwecht Erosiounsphänomen wéi onbeschränkt Betonfläch.Seng FRP Schicht entsprécht der FRP Schicht vu voll zouene Beton, an de Schued ass net offensichtlech.Wéi och ëmmer, am semi-versiegelten GRP-Beton entstinn extensiv Erosiounsrëss, wou d'Faserstreifen sech mam exponéierte Beton kräizen.D'Erosioun vu exponéierte Betonflächen gëtt méi schwéier wéi d'Zuel vun de Gefrier-Thaw-Zyklen eropgeet.
D'Interieur vu voll zouenen, hallef zouenen, an onbeschränkten FRP Beton hunn bedeitend Differenzen gewisen wann se ënner Gefréier-Thaw-Zyklen a Belaaschtung vu Sulfatléisungen ënnerworf goufen.D'Probe gouf transversal geschnidden an de Querschnitt gouf mat engem Elektronenmikroskop bei 400x Vergréisserung observéiert.Op Fig.5 weist mikroskopesch Biller op enger Distanz vu 5 mm, 10 mm an 15 mm vun der Grenz tëscht Beton respektiv Mörser.Et gouf beobachtet datt wann d'Natriumsulfat-Léisung mat Gefrier-Tau kombinéiert gëtt, gëtt de Betonschued progressiv vun der Uewerfläch bis zum Interieur ofgebrach.Well déi intern Erosiounsbedingunge vu CFRP a GFRP-beschränkter Beton d'selwecht sinn, vergläicht dës Sektioun net déi zwee Inhaltsmaterialien.
Mikroskopesch Observatioun vun der Innere vun der konkreter Sektioun vun der Kolonn: (a) komplett limitéiert duerch Glasfaser;(b) semi-zougemaach mat fiberglass;(c) onlimitéiert.
Intern Erosioun vu FRP voll zouene Beton gëtt an der Fig.5a.Rëss sinn op 5 mm sichtbar, d'Uewerfläch ass relativ glat, et gëtt keng Kristalliséierung.D'Uewerfläch ass glat, ouni Kristalle, 10 bis 15 mm déck.Intern Erosioun vum FRP semi-hermetesche Beton gëtt an der Fig.5 B. Rëss a wäiss Kristalle sinn op 5mm an 10mm ze gesinn, an d'Uewerfläch ass glat op 15mm.Figur 5c weist Rubriken vun konkret FRP Saile wou Rëss fonnt goufen 5, 10 an 15 mm.E puer wäiss Kristaller an de Rëss goufe progressiv méi rar, wéi d'Risse vu baussen vum Beton no bannen geplënnert sinn.Endlos Betonsäulen hunn déi meescht Erosioun gewisen, gefollegt vun semi-beschränkter FRP Betonsäulen.Natriumsulfat hat wéineg Effekt op den Interieur vu voll zouenen FRP Betonproben iwwer 100 Gefrier-Thaw-Zyklen.Dëst weist datt d'Haaptursaach vun der Erosioun vu voll ageschränkter FRP-Beton assoziéiert Gefrier-Thaw-Erosioun iwwer eng Zäitperiod.D'Observatioun vum Querschnitt huet gewisen datt d'Sektioun direkt virum Afréiere a Verdauung glat a fräi vun Aggregaten war.Wéi de Beton afréiert an thaws, sinn Rëss sichtbar, datselwecht gëllt fir Aggregat, an déi wäiss granulär Kristalle sinn dicht mat Rëss bedeckt.Studien27 hu gewisen datt wann Beton an enger Natriumsulfat-Léisung plazéiert ass, Natriumsulfat an de Beton penetréiert, e puer vun deenen als Natriumsulfat-Kristalle ausfällt, an e puer reagéiere mat Zement.Natriumsulfat Kristalle a Reaktiounsprodukter kucken wéi wäiss Granulat.
FRP limitéiert konkret Rëss a konjugéiert Erosioun komplett, awer d'Sektioun ass glat ouni Kristalliséierung.Op der anerer Säit, FRP semi-zougemaach an onbeschränkt konkret Sektiounen hunn intern Rëss an Kristalliséierung ënner konjugéiert Erosioun entwéckelt.Laut der Beschreiwung vum Bild a fréiere Studien29 ass de gemeinsame Erosiounsprozess vun onbeschränkten a semi-beschränkten FRP Beton an zwou Etappen opgedeelt.Déi éischt Stuf vum Betonrëss ass verbonne mat Expansioun a Kontraktioun wärend der Gefriess-Tau.Wann de Sulfat an de Beton penetréiert a sichtbar gëtt, fëllt de entspriechende Sulfat Rëss, déi duerch Schrumpfung aus Gefrier-Tau an Hydratatiounsreaktiounen entstinn.Dofir huet Sulfat e spezielle Schutzeffekt op Beton an enger fréicher Etapp a kann d'mechanesch Eegeschafte vum Beton zu engem gewësse Mooss verbesseren.Déi zweet Stuf vum Sulfat-Attack geet weider, d'Penetratioun vu Rëss oder Voids a reagéiert mam Zement fir Alum ze bilden.Als Resultat wächst de Rëss a Gréisst a verursaacht Schued.Wärend dëser Zäit wäerten d'Expansiouns- a Kontraktiounsreaktiounen, déi mam Afréiere a Verdauung verbonne sinn, den internen Schued am Beton verschäerfen, wat zu enger Reduktioun vun der Lagerkapazitéit resultéiert.
Op Fig.6 weist d'PH Ännerungen vun konkret Imprägnatioun Léisungen fir dräi limitéiert Methoden iwwerwaacht no 0, 25, 50, 75, an 100 Afréiere-Tau Zyklen.Onbeschränkt an semi-zougemaach FRP Betonmörser hunn de schnellsten pH-Erhéijung vun 0 op 25 Gefrier-Thaw-Zyklen gewisen.Hir pH-Wäerter sinn vun 7,5 op 11,5 respektiv 11,4 eropgaang.Wéi d'Zuel vun de Gefrier-Thaw-Zyklen eropgeet, huet de pH-Erhéijung no 25-100 Gefrier-Thaw-Zyklen lues a lues ofgeholl.Hir pH-Wäerter sinn vun 11,5 an 11,4 op 12,4 respektiv 11,84 eropgaang.Well de komplett gebonnen FRP Beton d'FRP Schicht deckt, ass et schwéier fir Natriumsulfatléisung ze penetréieren.Zur selwechter Zäit ass et schwéier fir d'Zement Zesummesetzung an extern Léisungen ze penetréieren.Sou ass de pH lues a lues vu 7,5 op 8,0 tëscht 0 an 100 Gefrier-Tau-Zyklen eropgaang.De Grond fir d'Verännerung vum pH gëtt wéi follegt analyséiert.D'Silikat am Beton kombinéiert mat Waasserstoffionen am Waasser fir Kiselsäure ze bilden, an de verbleiwen OH- erhéicht den pH vun der gesättigter Léisung.D'Verännerung vum pH war méi ausgeschwat tëscht 0-25 Gefrier-Tau-Zyklen a manner ausgeschwat tëscht 25-100 Gefrier-Tau-Zyklen30.Wéi och ëmmer, et gouf hei festgestallt datt de pH no 25-100 Gefrier-Tau-Zyklen weider eropgeet.Dëst kann erkläert ginn duerch d'Tatsaach datt Natriumsulfat chemesch mat dem Interieur vum Beton reagéiert, de pH vun der Léisung verännert.Analyse vun der chemescher Zesummesetzung weist datt Beton mat Natriumsulfat op déi folgend Manéier reagéiert.
Formelen (3) a (4) weisen datt Natriumsulfat a Kalziumhydroxid am Zement Gips (Kalziumsulfat) bilden, a Kalziumsulfat reagéiert weider mat Kalziummetaluminat am Zement fir Alunkristalle ze bilden.Reaktioun (4) gëtt begleet vun der Bildung vu Basis OH-, wat zu enger Erhéijung vum pH féiert.Och, well dës Reaktioun reversibel ass, klëmmt de pH zu enger gewësser Zäit a ännert sech lues.
Op Fig.7a weist d'Gewiichtsverloscht vu voll zouenen, semi-geschlossenen a verstoppten GRP-Beton wärend Gefrier-Tau-Zyklen an der Sulfatléisung.Déi offensichtlechst Ännerung vum Masseverloscht ass onbeschränkt Beton.Onbeschränkt Beton verluer ongeféier 3,2% vu senger Mass no 50 Gefrier-Tau-Attacke a ronn 3,85% no 100 Gefrier-Tau-Attacke.D'Resultater weisen datt den Effekt vun der konjugéierter Erosioun op d'Qualitéit vum Free-Flow Beton erofgeet wéi d'Zuel vun de Gefrier-Thaw-Zyklen eropgeet.Wéi och ëmmer, wann Dir d'Uewerfläch vun der Probe beobachtet, gouf festgestallt datt de Verloscht vum Mörser no 100 Gefrier-Tau-Zyklen méi grouss war wéi no 50 Gefrier-Tau-Zyklen.Kombinéiert mat de Studien an der viregter Sektioun, kann et hypothetiséiert ginn datt d'Penetratioun vu Sulfaten an Beton zu enger Verlängerung vum Masseverloscht féiert.Mëttlerweil resultéieren intern generéiert Alun a Gips och zu méi luesen Gewiichtsverloscht, wéi virausgesot duerch chemesch Equatiounen (3) a (4).
Gewiicht änneren: (a) Relatioun tëscht Gewiicht änneren an Zuel vun Afréiere-Thaw Zyklen;(b) Relatioun tëscht Mass änneren an pH Wäert.
D'Verännerung vum Gewiichtsverloscht vum FRP semi-hermetesche Beton fir d'éischt fällt erof an dann erhéicht.No 50 Gefrier-Tau-Zyklen ass de Masseverloscht vum semi-hermetesche Glasfaserbeton ongeféier 1,3%.Gewiichtsverloscht no 100 Zyklen war 0,8%.Dofir kann et ofgeschloss ginn datt Natriumsulfat a fräi fléissend Beton penetréiert.Zousätzlech huet d'Observatioun vun der Uewerfläch vum Teststéck och gewisen datt d'Faserstreifen d'Mörser Peeling an engem oppene Beräich widderstoen konnten, an doduerch d'Gewiichtsverloscht reduzéieren.
D'Ännerung vum Masseverloscht vu voll zouene FRP Beton ass anescht wéi déi éischt zwee.Mass verléiert net, awer füügt.No 50 Frost-Doud Erosiounen ass d'Mass ëm ongeféier 0,08% eropgaang.No 100 Mol ass seng Mass ëm ongeféier 0,428% eropgaang.Zënter datt de Beton komplett gegoss ass, wäert de Mörser op der Uewerfläch vum Beton net ofkommen an ass onwahrscheinlech zu Qualitéitsverloscht ze féieren.Op der anerer Säit verbessert d'Penetratioun vu Waasser a Sulfaten aus der Uewerfläch mat héijer Inhalter an den Interieur vum Beton mat nidderegen Inhalt och d'Qualitéit vum Beton.
Verschidde Studie goufen virdru iwwer d'Relatioun tëscht pH a Masseverloscht am FRP-beschränkten Beton ënner erosive Bedéngungen duerchgefouert.Déi meescht vun der Fuerschung diskutéiert haaptsächlech d'Relatioun tëscht Masseverloscht, elastesche Modul a Kraaftverloscht.Op Fig.7b weist d'Relatioun tëscht konkret pH a Mass Verloscht ënner dräi Contrainten.E predictive Modell gëtt proposéiert fir konkret Masseverloscht mat dräi Retentiounsmethoden bei verschiddene pH Wäerter virauszesoen.Wéi an der Figur 7b gesi ka ginn, ass de Pearson Koeffizient héich, wat beweist datt et wierklech eng Korrelatioun tëscht pH a Masseverloscht ass.D'r-quadratesch Wäerter fir onbeschränkt, semi-beschränkt a voll ageschränkt Beton waren 0.86, 0.75 an 0.96 respektiv.Dëst weist datt de pH-Ännerung an de Gewiichtsverloscht vu voll isoléierte Beton relativ linear ënner Sulfat a Gefrier-Thaw Bedingungen ass.Am onbeschränkten Beton a semi-hermetesche FRP Beton, erhéicht de pH graduell wéi den Zement mat der wässerlecher Léisung reagéiert.Als Resultat gëtt d'Betonfläche graduell zerstéiert, wat zu Gewiichtlosegkeet féiert.Op der anerer Säit ännert de pH vu voll zouene Beton wéineg well d'FRP Schicht d'chemesch Reaktioun vum Zement mat der Waasserléisung verlangsamt.Also, fir e voll zouene Beton gëtt et keng sichtbar Uewerflächerosioun, awer et wäert Gewiicht gewannen wéinst Sättigung wéinst der Absorptioun vu Sulfatléisungen.
Op Fig.8 weist d'Resultater vun engem SEM-Scan vu Proben, déi mat Natriumsulfat gefruer-thaw geätzt goufen.Elektronenmikroskopie iwwerpréift Echantillon gesammelt aus Blöcke vun der äusserer Schicht vu konkrete Sailen.Figur 8a ass e Scannen Elektronenmikroskop Bild vun net zouene Beton virun der Erosioun.Et gëtt bemierkt datt et vill Lächer op der Uewerfläch vun der Probe sinn, déi d'Kraaft vun der konkreter Kolonn selwer beaflossen ier d'Frostdachung.Op Fig.8b weist en Elektronenmikroskopbild vun enger voll isoléierter FRP Betonprobe no 100 Afréiere-Thaw-Zyklen.Rëss an der Probe wéinst Afréiere an Ofdehnung kënne festgestallt ginn.Allerdéngs ass d'Uewerfläch relativ glat an et gi keng Kristalle op et.Dofir sinn ongefëllte Rëss méi sichtbar.Op Fig.8c weist eng Probe vu semi-hermetesche GRP Beton no 100 Frost Erosiounszyklen.Et ass kloer datt d'Risse sech erweidert hunn an d'Kären tëscht de Rëss geformt sinn.E puer vun dëse Partikel befestigen sech un d'Rëss.E SEM Scan vun enger Probe vun enger onbeschränkter Betonkolonne gëtt an der Figur 8d gewisen, e Phänomen konsequent mat semi-Restriktioun.Fir d'Zesummesetzung vun de Partikelen weider ze klären, goufen d'Partikelen an de Rëss weider vergréissert an analyséiert mat EDS-Spektroskopie.Partikel kommen am Fong an dräi verschiddene Formen.No der Energiespektrumanalyse ass déi éischt Zort, wéi an der Figur 9a gewisen, e reguläre Blockkristall, haaptsächlech aus O, S, Ca an aner Elementer.Duerch d'Kombinatioun vun de fréiere Formelen (3) an (4), kann et festgestallt ginn datt den Haaptkomponent vum Material Gips (Kalziumsulfat) ass.Déi zweet gëtt an der Figur 9b gewisen;no der Energiespektrumanalyse ass et en acikulären net-direktionalen Objet, a seng Haaptkomponente sinn O, Al, S a Ca.Kombinatiounsrezepter weisen datt d'Material haaptsächlech aus Alun besteet.Den drëtten Block, deen an der Fig.Scannen Elektronenmikroskopie huet gewisen datt déi meescht vun den Voids mat Natriumsulfat-Kristalle gefüllt waren, wéi an der Figur 9c gewisen, zesumme mat klenge Quantitéite vu Gips an Alum.
Elektronmikroskopesch Biller vun Echantillon virun an no corrosion: (a) oppene konkret virun corrosion;(b) no Korrosioun ass de Glasfaser komplett versiegelt;(c) no corrosion vun GRP semi-zougemaach konkret;(d) nach Korrosioun vum oppene Beton.
D'Analyse erlaabt eis déi folgend Conclusiounen ze zéien.D'Elektronenmikroskopbilder vun den dräi Echantillon waren all 1k× a Rëss an Erosiounsprodukter goufen an de Biller fonnt an observéiert.Onbeschränkt Beton huet déi breetste Rëss an enthält vill Kären.FRP Hallefdrockbeton ass manner wéi net-Drockbeton wat d'Rëssbreet an d'Partikelzuel ugeet.Voll zouene FRP Beton huet déi klengst Rëss Breet a keng Partikelen no Afréiere-Thaw Erosioun.All dëst weist datt voll zouene FRP Beton am mannsten ufälleg ass fir Erosioun vu Gefrier an Thaw.Chemesch Prozesser bannent hallef zouenen an oppene FRP Betonsäulen féieren zur Bildung vun Alun a Gips, an d'Penetratioun vu Sulfat beaflosst d'Porositéit.Iwwerdeems Afréiere-Thaw Zyklen sinn d'Haaptursaach vun konkret Rëss, sulfates an hir Produiten fëllt e puer vun de Rëss an Poren an der éischter Plaz.Wéi och ëmmer, wéi d'Quantitéit an d'Zäit vun der Erosioun eropgeet, ginn d'Risse weider ausdehnen an de Volume vun alum geformt erhéicht, wat zu Extrusiounsrëss resultéiert.Schlussendlech wäert d'Gefrier-Thaw a Sulfatbelaaschtung d'Kraaft vun der Kolonn reduzéieren.