жаңылыктар

Каброн буласынын мазмунуна барганыңыз үчүн рахмат.Сиз чектелген CSS колдоосу менен серепчи версиясын колдонуп жатасыз.Мыкты тажрыйба үчүн жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerдеги Шайкештик режимин өчүрүү).Мындан тышкары, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн биз сайтты стилсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Полимер-темир-бетон (FRP) конструкцияларды оңдоонун инновациялык жана үнөмдүү ыкмасы болуп эсептелет.Бул изилдөөдө эки типтүү материал [көмүртек була менен бекемделген полимер (CFRP) жана айнек була менен бекемделген полимер (GFRP)] катаал чөйрөдө бетондун бекемдөөчү таасирин изилдөө үчүн тандалган.ФРП камтыган бетондун сульфаттык чабуулга туруктуулугу жана ага байланыштуу тоңуу-эрүү циклдери талкууланды.Конъюгацияланган эрозия учурунда бетондун үстүн жана ички деградациясын изилдөө үчүн электрондук микроскопия.Натрий сульфатынын коррозиясынын даражасы жана механизми рН мааниси, SEM электрондук микроскопиясы жана EMF энергетикалык спектри боюнча талданды.Октук кысуу күчү сыноолору FRP-чектелген бетон мамычалардын бекемделишине баа берүү үчүн колдонулган жана эрозиялуу чөйрөдө FRP кармоонун ар кандай ыкмалары үчүн стресс-деформациялык мамилелер алынган.Ката анализи эксперименталдык тесттин натыйжаларын калибрлөө үчүн учурдагы төрт болжолдуу моделди колдонуу менен жүргүзүлдү.Бардык байкоолор FRP менен чектелген бетондун бузулуу процесси татаал жана конъюгаттык чыңалууларда динамикалуу экенин көрсөтүп турат.Натрий сульфаты адегенде чийки түрүндө бетондун бекемдигин жогорулатат.Бирок, кийинки тоңуу-эрүү циклдери бетондун крекингин күчөтүшү мүмкүн, ал эми натрий сульфаты крекингди күчөтүү менен бетондун бекемдигин андан ары азайтат.FRP-чектелген бетондун жашоо циклин долбоорлоо жана баалоо үчүн өтө маанилүү болгон чыңалуу-деформациянын байланышын имитациялоо үчүн так сандык модель сунушталат.
1970-жылдардан бери изилденип келе жаткан новатордук бетон арматура ыкмасы катары, FRP жеңил салмактын, жогорку күчтүн, коррозияга туруктуулуктун, чарчоого туруктуулуктун жана ыңгайлуу конструкциянын артыкчылыктарына ээ.1,2,3.Чыгымдар азайган сайын, ал структуралык бекемдөө үчүн эң көп колдонулган FRP болуп саналган айнек була (GFRP), көмүртек була (CFRP), базальт була (BFRP) жана арамид була (AFRP) сыяктуу инженердик колдонмолордо кеңири жайылууда. Сунуш кылынган FRP кармоо ыкмасы бетондун иштешин жакшыртат жана мөөнөтүнөн мурда кулап калуудан сактайт.Бирок, машина курууда ар кандай тышкы чөйрөлөр көбүнчө FRP-чектелген бетондун туруктуулугуна таасирин тийгизип, анын күчүнүн бузулушуна алып келет.
Бир нече изилдөөчүлөр ар кандай кесилиш формалары жана өлчөмдөрү менен бетондогу стресс жана деформациялык өзгөрүүлөрдү изилдешкен.Ян жана башкалар.6 акыркы стресс жана штамм жипчелүү ткандардын калыңдыгынын өсүшү менен оң байланышта экенин аныкташкан.Wu et al.7 акыркы штаммдарды жана жүктөрдү болжолдоо үчүн ар кандай була түрлөрүн колдонуу менен FRP-чектелген бетон үчүн стресс-штамм ийри алынган.Lin et al.8 тегерек, төрт бурчтуу, тик бурчтуу жана эллиптикалык тилкелер үчүн FRP стресс-штамм моделдери да абдан айырмаланарын таап, параметрлери катары туурасы жана бурч радиусу катышын колдонуу менен жаңы дизайнга багытталган стресс-штамм моделин иштеп чыккан.Lam et al.9 бир тектүү эмес кабатталыш жана FRP ийрилик плиталардын керүү сыноолорго караганда FRP аз сынык штамм жана стресс алып келгенин байкашкан.Мындан тышкары, илимпоздор ар кандай реалдуу дүйнө дизайн муктаждыктарына ылайык жарым-жартылай чектөөлөрдү жана жаңы чектөө ыкмаларын изилдешкен.Wang жана башкалар.[10] үч чектелген режимде толук, жарым-жартылай жана чектөөсүз бетондо октук кысуу сыноолорун жүргүзгөн.«Чыңалуу-деформация» модели иштелип чыккан жана жарым-жартылай жабык бетон үчүн чектөөчү эффекттин коэффициенттери берилген.Ву жана башкалар.11 өлчөмү таасирин эске алат FRP-чектелген бетон стресс-деформация көз карандылыкты болжолдоо үчүн бир ыкмасын иштеп чыккан.Moran et al.12 FRP спираль тилкелери менен чектелген бетондун октук монотондук кысуу касиеттерин баалаган жана анын стресс-деформация ийри сызыктарын чыгарган.Бирок, жогорудагы изилдөө негизинен жарым-жартылай жабык бетон менен толук жабык бетондун ортосундагы айырманы изилдейт.Бетон участокторун жарым-жартылай чектеген FRPs ролу деталдуу изилденген эмес.
Мындан тышкары, изилдөө ар кандай шарттарда кысуу бекемдиги, деформациянын өзгөрүшү, ийкемдүүлүктүн баштапкы модулу жана штамм-катуулоо модулу боюнча FRP менен чектелген бетондун иштешине баа берген.Тижани жана башкалар.13,14 FRP-чектелген бетон оңдоого жөндөмдүүлүгү башында бузулган бетон боюнча FRP оңдоо эксперименттер зыяндын өсүшү менен төмөндөйт деп табылган.Ма жана башкалар.[15] FRP-чектелген бетон мамычаларга баштапкы бузулуунун таасирин изилдеп, бузулуу даражасынын чыңалууга тийгизген таасири анчалык деле чоң эмес, бирок каптал жана узунунан кеткен деформацияларга олуттуу таасирин тийгизген деп эсептешкен.Бирок, Cao жана башкалар.16 байкалган стресс-штамм ийри жана баштапкы бузулушуна таасир эткен FRP-чектелген бетон стресс-деформация конверт ийри.Бетондун баштапкы бузулушу боюнча изилдөөлөрдөн тышкары, катаал экологиялык шарттарда FRP-чектелген бетондун туруктуулугу боюнча да кээ бир изилдөөлөр жүргүзүлгөн.Бул илимпоздор катаал шарттарда FRP менен чектелген бетондун бузулушун изилдеп, кызмат мөөнөтүн болжолдоо үчүн бузулуу моделдерин түзүү үчүн зыянды баалоо ыкмаларын колдонушкан.Xie жана башкалар.17 гидротермалдык чөйрөгө FRP-чектелген бетонду жайгаштырды жана гидротермалдык шарттар FRPтин механикалык касиеттерине олуттуу таасир тийгизип, анын кысуу күчүнүн акырындык менен төмөндөшүн аныктады.Кислота-негиздик чөйрөдө CFRP менен бетондун ортосундагы интерфейс начарлайт.Чөмүлүү убактысы көбөйгөн сайын, CFRP катмарынын бузулуу энергиясынын бөлүнүп чыгуу ылдамдыгы кыйла төмөндөйт, бул акырында фаза аралык үлгүлөрдүн бузулушуна алып келет18,19,20.Мындан тышкары, кээ бир илимпоздор, ошондой эле FRP-чектелген бетон боюнча тоңуу жана эрүү таасирин изилдеген.Liu ж.Мындан тышкары, бетондун механикалык касиеттеринин начарлашы менен байланышкан модели сунушталууда.Бирок, Peng et al.22 температура жана тоңуу-эрүү циклинин маалыматтарын колдонуу менен CFRP жана бетон жабышчаактардын өмүрүн эсептешкен.Гуанг жана башкалар.23 бетондун тез тоңуу-эрүү сыноолорун өткөрүштү жана тоңуу-эрүү таасири астында бузулган катмардын калыңдыгына негизделген үшүккө туруктуулукту баалоо ыкмасын сунушташты.Яздани жана башкалар.24 хлорид иондорунун бетонго киришине FRP катмарларынын таасирин изилдеген.Натыйжалар FRP катмары химиялык жактан туруктуу экенин жана ички бетонду сырткы хлорид иондорунан изоляциялай турганын көрсөттү.Liu et al.25 сульфат-дат баскан FRP бетон үчүн кабыгын сыноо шарттарын симуляциялап, тайгалак моделин түзүп, FRP-бетон интерфейсинин бузулушун алдын ала айткан.Wang жана башкалар.26 бир октук кысуу сыноолору аркылуу FRP-чектелген сульфат-эрозияланган бетон үчүн стресс-деформация моделин түзгөн.Чжоу жана башкалар.[27] туздун бириккен тоңуу-эрүү циклдеринен келип чыккан чектелбеген бетондун зыянын изилдеп, биринчи жолу бузулуу механизмин сүрөттөө үчүн логистикалык функцияны колдонгон.Бул изилдөөлөр FRP чектелген бетондун туруктуулугун баалоодо олуттуу ийгиликтерге жетишти.Бирок, көпчүлүк изилдөөчүлөр бир жагымсыз шартта эрозиялуу медианы моделдештирүүгө басым жасашкан.Бетон көп учурда ар кандай экологиялык шарттар менен байланышкан эрозиядан улам бузулат.Бул айкалышкан экологиялык шарттар FRP-чектелген бетондун иштешин кескин начарлатат.
Сульфация жана тоңуу-эрүү циклдери бетондун туруктуулугуна таасир этүүчү эки типтүү маанилүү параметр болуп саналат.FRP локализациялоо технологиясы бетондун касиеттерин жакшыртат.Ал инженерияда жана изилдөөдө кеңири колдонулат, бирок учурда анын чектөөлөрү бар.Бир нече изилдөөлөр FRP менен чектелген бетондун суук аймактарда сульфаттык коррозияга туруктуулугуна багытталган.Толук жабык, жарым жабык жана ачык бетондун натрий сульфаты жана тоңуп эрүү менен эрозия процесси, айрыкча ушул макалада баяндалган жаңы жарым-жартылай жабык ыкма менен тереңирээк изилдөөгө татыктуу.Бетон мамычаларга бекемдөө таасири, ошондой эле FRP кармоо жана эрозия тартибин алмашуу менен изилденген.Байланыш эрозиясы менен шартталган үлгүдөгү микрокосмикалык жана макроскопиялык өзгөрүүлөр электрондук микроскоп, рН тести, SEM электрондук микроскобу, EMF энергия спектрин талдоо жана бир октук механикалык сыноо менен мүнөздөлгөн.Мындан тышкары, бул изилдөө бир октук механикалык сыноодо пайда болгон стресс-деформация мамилелерин жөнгө салуучу мыйзамдарды талкуулайт.Эксперименталдык жактан текшерилген чектик стресс жана штаммдын маанилери төрт учурдагы чектик стресс-деформация моделдерин колдонуу менен катаны талдоо жолу менен тастыкталган.Сунушталган модель материалдын акыркы чыңалуусун жана күчүн толугу менен алдын ала айта алат, бул келечектеги FRP бекемдөө практикасы үчүн пайдалуу.Акыр-аягы, ал FRP конкреттүү туз үшүк каршылык концепциясы үчүн концептуалдык негиз болуп кызмат кылат.
Бул изилдөө сульфат эритмесинин коррозиясын колдонуу менен FRP-чектелген бетондун бузулушун баалайт.Бетон эрозиясынан келип чыккан микроскопиялык жана макроскопиялык өзгөрүүлөр сканерлөөчү электрондук микроскопия, рН тестирлөө, EDS энергетикалык спектроскопия жана бир октуу механикалык сыноо аркылуу көрсөтүлдү.Кошумчалай кетсек, FRP-чектелген бетондун механикалык касиеттери жана чыңалуу-деформацияланган өзгөрүүлөрү октук кысуу эксперименттерин колдонуу менен изилденген.
FRP Confined Concrete чийки бетондон, FRP сырткы каптоочу материалдан жана эпоксиддик жабышчаактан турат.Эки сырткы жылуулоочу материал тандалды: CFRP жана GRP, материалдардын касиеттери 1-таблицада көрсөтүлгөн. Желим катары эпоксиддүү чайырлар А жана В колдонулган (аралаштыруу катышы көлөмү боюнча 2:1).Райс.1 бетон аралашмасынын материалдардын курулушунун деталдарын сүрөттөйт.1а-сүрөттө Swan PO 42.5 портландцемент колдонулган.Кесек агрегаттар 5-10 жана 10-19 мм диаметри менен майдаланган базальт таш болуп саналат, сүрөттө көрсөтүлгөн.1б жана в.1г-сүрөттө майда толтургуч катары 2,3 майдалык модулу менен табигый дарыя күмү колдонулган.Суусуз натрий сульфатынын гранулаларынан жана белгилүү өлчөмдөгү суудан натрий сульфатынын эритмесин даярдагыла.
Бетон аралашмасынын курамы: а – цемент, б – агрегат 5–10 мм, в – агрегат 10–19 мм, г – дарыя куму.
Бетондун долбоордук бекемдиги 30 МПа, бул 40тан 100 ммге чейинки жаңы цемент-бетондун отурукташуусуна алып келет.Бетон аралашмасынын катышы 2-таблицада көрсөтүлгөн жана 5-10 мм жана 10-20 мм кесек агрегаттын катышы 3:7.Айлана-чөйрө менен өз ара аракеттенүүнүн эффектиси алгач 10% NaSO4 эритмесин даярдоо жана андан кийин эритмени тоңуу-эрүү циклинин камерасына куюу аркылуу моделдешти.
Бетон аралашмалары 0,5 м3 мажбурлап аралаштыргычта даярдалган жана бетондун бүт партиясы керектүү үлгүлөрдү салууга жумшалган.Биринчиден, бетон ингредиенттери 2-таблицага ылайык даярдалат, цемент, кум жана ири агрегат үч мүнөткө алдын ала аралаштырылат.Андан кийин сууну бирдей бөлүштүрүп, 5 мүнөт аралаштырыңыз.Андан кийин бетон үлгүлөрү цилиндр формаларга куюлуп, титирөө үстөлүндө (форманын диаметри 10 см, бийиктиги 20 см) ныкталган.
28 күн айыктыргандан кийин, үлгүлөр FRP материалы менен оролгон.Бул изилдөө толугу менен жабык, жарым-жартылай чектелген жана чектөөсүз, анын ичинде темир-бетон мамычалар үчүн үч ыкмасын, талкууланат.Чектелген материалдар үчүн эки түрү, CFRP жана GFRP колдонулат.FRP Толугу менен жабык FRP бетон кабыгы, бийиктиги 20 см жана узундугу 39 см.FRP менен байланышкан бетондун үстү жана асты эпоксид менен жабылган эмес.Жарым герметикалык тестирлөө процесси жакында сунушталган герметикалык технология катары төмөнкүчө сүрөттөлөт.
(2) FRP тилкелеринин ордун аныктоо үчүн сызгычтын жардамы менен бетон цилиндрдик бетине сызык чийиңиз, тилкелердин ортосундагы аралык 2,5 см.Андан кийин лентаны FRP керек эмес бетон жерлерине ороп алыңыз.
(3) Бетондун бети кум кагаз менен жылмаланып, спирт жүнү менен сүртүлүп, эпоксид менен капталган.Андан кийин айнек стекловолок тилкелерин бетондун бетине кол менен жабыштырып, боштуктарды басып, айнектин бетон бетине толук жабышып, аба көбүктөрүн болтурбоо үчүн.Акыр-аягы, FRP тилкелерин сызгыч менен жасалган белгилерге ылайык, бетондун бетине жогорудан ылдый карай чаптаңыз.
(4) Жарым сааттан кийин бетондун FRPден бөлүнгөнүн текшериңиз.Эгерде FRP тайып же жабышып калса, аны дароо оңдоо керек.Калыптанган үлгүлөр айыгып кетүүчү күчтү камсыз кылуу үчүн 7 күн айыктырылышы керек.
(5) Айыктыргандан кийин, бетондун бетинен лентаны алып салуу үчүн бычакты колдонуңуз жана акырында жарым герметикалык FRP бетон мамычасын алыңыз.
ар кандай чектөөлөр астында натыйжалары сүрөттө көрсөтүлгөн.2. 2а-сүрөттө толук жабык CFRP бетон, 2б-сүрөттө жарым-генералдаштырылган CFRP бетон, 2c-сүрөттө толук жабык GFRP бетон жана 2d-сүрөттө жарым-жартылай чектелген CFRP бетон көрсөтүлгөн.
Кошулган стилдер: (а) толугу менен жабык CFRP;(б) жарым жабык көмүртек буласы;(в) толугу менен айнектен жасалган;(г) жарым-жартылай жабык айнек була.
FRP чектөөлөрүнүн жана эрозия ырааттуулугунун цилиндрлердин эрозияга каршы иштөөсүнө таасирин изилдөө үчүн иштелип чыккан төрт негизги параметр бар.3-таблицада бетон мамычаларынын үлгүлөрүнүн саны көрсөтүлгөн.Ар бир категория үчүн үлгүлөр маалыматтарды ырааттуу сактоо үчүн үч бирдей статус үлгүсүнөн турган.Үч үлгүнүн орточо мааниси ушул макаладагы бардык эксперименттик натыйжалар үчүн талданган.
(1) герметикалык материал көмүртек була же стекловолокно катары классификацияланат.Бетондун арматурасына булалардын эки түрүнүн тийгизген таасирин салыштыруу жүргүзүлгөн.
(2) Бетон мамычаларды кармоо ыкмалары үч түргө бөлүнөт: толук чектелген, жарым-жартылай чектелген жана чексиз.Жарым жабык бетон мамыларынын эрозияга туруктуулугу башка эки сорт менен салыштырылган.
(3) Эрозия шарттарына сульфат эритмеси менен кошо тоңуу-эрүү циклдери кирет, ал эми тоңуу-эритүү циклдарынын саны тиешелүүлүгүнө жараша 0, 50 жана 100 эсе.FRP-чектелген бетон мамычаларына кошулган эрозиянын таасири изилденген.
(4) Сыноочу даана үч топко бөлүнөт.Биринчи топ - FRP ороп, андан кийин коррозия, экинчи топ - коррозия биринчи жана андан кийин ороп, үчүнчү топ - биринчи дат, андан кийин ороп, андан кийин коррозия.
Эксперименттик процедурада универсалдуу сыноочу машина, тартылуу сыноочу машина, тоңуу-эрүү циклинин бирдиги (CDR-Z түрү), электрондук микроскоп, рН өлчөгүч, тензометр, орун алмаштыруучу түзүлүш, SEM электрондук микроскобу жана Бул изилдөөдө EDS энергия спектринин анализатору.Үлгү - бийиктиги 10 см, диаметри 20 см болгон бетон мамы.Бетон 3а-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, куюлган жана ныкталгандан кийин 28 күндүн ичинде айыктырылган.Бардык үлгүлөр куюлгандан кийин формадан чыгарылып, 28 күн бою 18-22°C жана 95% салыштырмалуу нымдуулукта сакталган, андан кийин кээ бир үлгүлөр айнек стекловолок менен оролуп калган.
Сыноо ыкмалары: (а) температураны жана нымдуулукту туруктуу кармап туруу үчүн жабдуулар;(б) тоңдуруу-эрүү циклинин машинасы;(в) универсалдуу сыноочу машина;(г) рН сыноочу;(e) микроскопиялык байкоо.
Тоңдуруу-эрүү эксперименти 3б-сүрөттө көрсөтүлгөндөй жаркыраган тоңдуруу ыкмасын колдонот.GB/T 50082-2009 «Кадимки бетон үчүн туруктуулук стандарттарына» ылайык, бетон үлгүлөрү тоңдуруу жана эрүү алдында 4 күн бою 15-20°С температурада 10% натрий сульфатынын эритмесине толук чөмүлдүрүлгөн.Андан кийин сульфат чабуулу тоңуу-эрүү цикли менен бир убакта башталып, бүтөт.Тоңдуруу-эрүү циклинин убактысы 2 сааттан 4 саатка чейин, ал эми эрүү убактысы цикл убакытынын 1/4 бөлүгүнөн кем болбошу керек.Үлгүнүн ички температурасы (-18±2)ден (5±2)°Сге чейинки диапазондо кармалышы керек.Тоңдурулгандан эритүүгө өтүү он мүнөттөн ашпашы керек.Ар бир категориядагы үч цилиндрлик бирдей үлгүлөр 3d-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, 25 тоңуу-эритүү циклинин үстүнөн эритменин салмагын жоготуу жана рН өзгөрүшүн изилдөө үчүн колдонулган.Ар бир 25 тоңдуруу-эрүү циклинен кийин үлгүлөр алынып салынды жана алардын жаңы салмагын (Wd) аныктоонун алдында беттер тазаланды.Бардык эксперименттер үлгүлөрдүн үч нускасында жүргүзүлүп, тесттин натыйжаларын талкуулоо үчүн орточо маанилер колдонулган.Үлгүнүн массасын жана күчүн жоготуу формулалары төмөнкүчө аныкталат:
Формулада ΔWd - ар бир 25 тоңуу-эрүү циклинен кийин үлгүнүн салмагынын азайышы (%), W0 - тоңуу-эрүү циклине чейинки бетон үлгүсүнүн орточо салмагы (кг), Wd - бетондун орточо салмагы.25 тоңдуруу-эрүү циклинен кийин үлгүнүн салмагы (кг).
Үлгүнүн бекемдигинин бузулуу коэффициенти Kd менен мүнөздөлөт жана эсептөө формуласы төмөнкүдөй:
Формулада ΔKd - ар бир 50 тоңуу-эрүү циклинен кийин үлгүнүн бекемдигин жоготуу ылдамдыгы (%), f0 - тоңуу-эрүү циклине чейинки бетон үлгүсүнүн орточо бекемдиги (МПа), fd - орточо бекемдик 50 тоңуу-эрүү циклине (МПа) бетон үлгүсү.
fig боюнча.3c бетон үлгүлөрү үчүн кысуу сыноочу машинаны көрсөтөт."Бетондун физикалык жана механикалык касиеттерин сыноо методдорунун стандартына" (GBT50081-2019) ылайык, бетон мамыларын кысуу бекемдигин текшерүү ыкмасы аныкталган.Кысуу сынагында жүктөө ылдамдыгы 0,5 МПа/сек жана үзгүлтүксүз жана ырааттуу жүктөө сыноо учурунда колдонулат.Ар бир үлгү үчүн жүктүн жылышынын байланышы механикалык сыноо учурунда жазылган.Окиалдык жана горизонталдык штаммдарды өлчөө үчүн үлгүлөрдүн бетон жана FRP катмарларынын сырткы беттерине тензометрлер бекитилди.Штамм клеткасы кысуу сыноо учурунда үлгүнүн штаммынын өзгөрүшүн жазуу үчүн механикалык сыноодо колдонулат.
Ар бир 25 тоңдуруу-эритүү циклинде тоңдуруу эритменин үлгүсү алынып, контейнерге салынды.fig боюнча.3d контейнердеги үлгү эритмесинин рН сыноосун көрсөтөт.Тоңдуруу-эрүү шарттарында үлгүнүн бетинин жана кесилишинин микроскопиялык изилдөөсү 3d-сүрөттө көрсөтүлгөн.Сульфат эритмесиндеги 50 жана 100 тоңуу-эритүү циклдеринен кийин ар кандай үлгүлөрдүн бетинин абалы микроскоп астында байкалды.Микроскоп 400x чоңойтууну колдонот.Үлгүнүн бетине байкоо жүргүзүүдө негизинен ФРП катмарынын жана бетондун сырткы катмарынын эрозиясы байкалат.Үлгүнүн кесилишине байкоо жүргүзүү негизинен сырткы катмардан 5, 10 жана 15 мм аралыкта эрозия шарттарын тандайт.Сульфат продуктыларынын пайда болушу жана тоңуу-эрүү циклдери кошумча сыноолорду талап кылат.Ошондуктан, тандалган үлгүлөрдүн өзгөртүлгөн бети энергетикалык дисперсиялык спектрометр (EDS) менен жабдылган сканерлөөчү электрондук микроскоптун (SEM) жардамы менен изилденди.
Электрондук микроскоп менен үлгүнүн бетин визуалдык түрдө текшериңиз жана 400X чоңойтууну тандаңыз.Тоңуу-эрүү циклдеринде жана сульфаттардын таасиринде жарым-жартылай жабык жана муунсуз ГРП-бетондо беттик зыяндын деңгээли бир кыйла жогору, ал эми толук жабык бетондо бул анчалык деле чоң эмес.Биринчи категория 4а-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, натрий сульфаты жана 0дөн 100гө чейинки тоңуу-эрүү циклдери менен эркин аккан бетондун эрозиясынын пайда болушун билдирет.Үшүксүз бетон үлгүлөрү көрүнгөн өзгөчөлүктөрү жок жылмакай бетке ээ.50 эрозиядан кийин бетиндеги пульпа блогу жарым-жартылай сыйрылып, целлюлозанын ак кабыгы ачылып калган.100 эрозиядан кийин бетондун бетин визуалдык текшерүүдө эритмелердин кабыктары толугу менен түшүп калган.Микроскопиялык байкоо 0 тоңуп-эриген бетондун бети жылмакай жана беттик агрегат менен эритме бир тегиздикте экенин көрсөттү.50 тоңуу-эрүү цикли менен эрозияланган бетон бетинде тегиз эмес, орой бет байкалды.Бул эритменин бир бөлүгү бузулуп, бетине аз өлчөмдө ак гранулдуу кристаллдардын жабышып калышы менен түшүндүрүүгө болот, ал негизинен агрегаттан, эритмеден жана ак кристаллдардан турат.100 тоңуу-эрүү циклинен кийин бетондун бетинде ак кристаллдардын чоң аянты пайда болот, ал эми кара орой агрегат тышкы чөйрөгө дуушар болгон.Азыркы учурда, бетон бетинде негизинен ачык агрегат жана ак кристаллдар болуп саналат.
Эрозиялык тоңуп-эрүү бетон колоннасынын морфологиясы: (а) чексиз бетон колонна;(б) жарым жабык көмүртектүү темир-бетон;(в) ГРП жарым жабык бетон;(г) толугу менен жабык CFRP бетон;(e) GRP бетон жарым жабык бетон.
Экинчи категория - 4б, в-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, тоңуу-эрүү циклдеринде жана сульфаттардын таасиринде жарым герметикалык CFRP жана GRP бетон мамыларынын коррозиясы.Визуалдык текшерүү (1x чоңойтуу) булалуу катмардын бетинде акырындык менен ак порошок пайда болуп, тоңуу-эрүү циклдарынын санынын көбөйүшү менен бат түшүп кеткенин көрсөттү.Жарым герметикалык FRP бетонунун чексиз беттик эрозиясы тоңуу-эрүү циклдеринин саны көбөйгөн сайын айкын болуп калды.Көрүнүп турган көрүнүш "шишиков" (бетон колоннасынын эритмесинин ачык бети кулап кетүү алдында турат).Бирок, пилинг кубулушу жарым-жартылай чектеш көмүртек була каптоо менен тоскоол болот).Микроскоптун астында синтетикалык көмүртек жиптери 400 эсе чоңойтууда кара фондо ак жиптер болуп көрүнөт.Булалардын тегерек формасына жана бирдей эмес жарыктын таасирине байланыштуу алар ак болуп көрүнөт, бирок көмүртек буласынын таңгактары кара түстө.Айнек стекловолок башында ак жип сымал, бирок жабышчаак менен тийгенде ал тунук болуп, айнектин ичиндеги бетондун абалы даана көрүнүп турат.Айнек булагы ачык ак жана байлагыч саргыч түстө.Экөөнүн тең түсү абдан ачык, ошондуктан клейдин түсү айнектин жиптерин жашырып, жалпы көрүнүшкө саргыч түс берет.Көмүртек жана айнек булалары тышкы эпоксиддик чайыр менен бузулуудан корголот.Тоңуу-эрүү чабуулдарынын саны көбөйгөн сайын, бетинде боштуктар жана бир нече ак кристаллдар көрүнүп калды.Сульфатты тоңдуруу цикли күчөгөн сайын бириктиргич акырындык менен ичкерилип, саргыч түс жоголуп, жипчелери көрүнүп калат.
Үчүнчү категория - тоңуу-эрүү циклдеринде жана сульфаттардын таасири астында толугу менен жабылган CFRP жана GRP бетонунун коррозиясы, 4d, д-сүрөттө көрсөтүлгөн.Дагы, байкалган натыйжалар бетон мамычасынын чектелген бөлүгүнүн экинчи түрү үчүн окшош.
Жогоруда айтылган үч кармоо ыкмасын колдонгондон кийин байкалган кубулуштарды салыштырыңыз.Толук изоляцияланган FRP бетонундагы жипчелүү ткандар тоңуу-эрүү циклдарынын саны көбөйгөн сайын туруктуу бойдон калууда.Башка жагынан алганда, жабышчаак шакек катмары бетинде жука болот.Эпоксиддик чайырлар көбүнчө ачык шакекчелүү күкүрт кислотасынын активдүү суутек иондору менен реакцияга кирет жана сульфаттар менен дээрлик реакцияга кирбейт28.Ошентип, эрозия, негизинен, тоңуу-эрүү циклдарынын натыйжасында жабышчаак катмардын касиеттерин өзгөртөт, ошону менен ФРПнын күчөтүүчү таасирин өзгөртөт деп эсептесе болот.FRP жарым герметикалык бетондун бетон бети чексиз бетон бетиндей эле эрозия кубулушуна ээ.Анын FRP катмары толугу менен жабык бетондун FRP катмарына туура келет жана зыяны ачык эмес.Бирок жарым-жартылай жабылган ГРП-бетондо була тилкелери ачык бетон менен кесилишкен жерлерде кеңири эрозиялуу жаракалар пайда болот.Бетондун ачык беттеринин эрозиясы тоңуу-эрүү циклдарынын саны көбөйгөн сайын күчөйт.
Толугу менен жабык, жарым-жартылай жабык жана чектөөсүз FRP бетонунун ички жасалгалары тоңуу-эрүү циклдарына жана сульфат эритмелеринин таасирине дуушар болгондо олуттуу айырмачылыктарды көрсөттү.Үлгү туурасынан кесилип, кесилиши 400x чоңойтууда электрондук микроскоптун жардамы менен байкалган.fig боюнча.5, тиешелүүлүгүнө жараша, бетон жана эритме ортосундагы чек 5 мм, 10 мм жана 15 мм аралыкта микроскопиялык сүрөттөрдү көрсөтөт.Натрий сульфатынын эритмеси тоңуу-эрүү менен айкалышканда бетондун бузулушу үстүнкү бетинен ички бөлүгүнө чейин акырындык менен бузула тургандыгы байкалган.CFRP жана GFRP-чектелген бетондун ички эрозия шарттары бирдей болгондуктан, бул бөлүмдө эки тосмо материал салыштырылбайт.
Колоннанын бетон участогунун ички бетин микроскоптук байкоо: (а) айнек була менен толук чектелген;(б) айнектен жасалган жарым-жартылай жабык;(в) чексиз.
FRP толугу менен жабык бетондун ички эрозиясы сүрөттө көрсөтүлгөн.5а.5 ммден жаракалар көрүнөт, бети салыштырмалуу жылмакай, кристаллдашуу жок.Бети жылмакай, кристаллдары жок, калыңдыгы 10—15 мм.FRP жарым герметикалык бетондун ички эрозиясы сүрөттө көрсөтүлгөн.5 B. Жарыктар жана ак кристаллдар 5мм жана 10ммде көрүнөт, ал эми бети 15ммде жылмакай.Сүрөт 5c 5, 10 жана 15 мм жаракалар табылган бетон FRP мамычалардын бөлүмдөрүн көрсөтөт.Жарыктардагы бир нече ак кристаллдар бара-бара сейрек болуп калды, анткени жаракалар бетондун сыртынан ичине жылды.Чексиз бетон мамычалар эрозияны эң көп көрсөттү, андан кийин жарым-жартылай чектелген FRP бетон мамычалары.Натрий сульфаты 100дөн ашык тоңуу-эрүү циклинин толук жабык FRP бетон үлгүлөрүнүн ички бөлүгүнө анча деле таасир эткен эмес.Бул толугу менен чектелген FRP бетонунун эрозиясынын негизги себеби белгилүү бир убакыттын ичинде тоңуу-эрүү эрозиясы экенин көрсөтүп турат.Кесилишине байкоо жүргүзүү тоңдуруу жана эрүү алдында дароо кесилиши жылмакай жана агрегаттардан таза экендигин көрсөттү.Бетон тоңуп, эригенде жаракалар көрүнүп турат, агрегатка да ушундай болот, ак гранулдуу кристаллдар жыш жаракалар менен капталган.Изилдөөлөр27 көрсөткөндөй, бетон натрий сульфатынын эритмесине салынганда, натрий сульфаты бетондун ичине кирип, алардын бир бөлүгү натрий сульфатынын кристаллдары катары чөктүрүлөт, ал эми кээ бирлери цемент менен реакцияга кирет.Натрий сульфатынын кристаллдары жана реакция продуктылары ак гранулаларга окшош.
FRP конъюгацияланган эрозиядагы бетон жаракаларын толугу менен чектейт, бирок кесилиши кристаллдашуусуз жылмакай.Башка жагынан алганда, FRP жарым жабык жана чексиз бетон бөлүмдөрү конъюгацияланган эрозия астында ички жаракалар жана кристаллдашуу пайда болгон.Сүрөттүн сүрөттөлүшүнө жана мурунку изилдөөлөргө29 ылайык, чектелбеген жана жарым-жартылай чектелген FRP бетонунун биргелешкен эрозия процесси эки этапка бөлүнөт.Бетон крекингинин биринчи этабы тоңуу-эрүү учурунда кеңейүү жана жыйрылышы менен байланышкан.Сульфат бетонго кирип, көрүнгөндө, тиешелүү сульфат тоңуу-эрүү жана гидратация реакцияларынан кичирейүү менен пайда болгон жаракаларды толтурат.Демек, сульфат бетонго алгачкы этапта өзгөчө коргоочу таасир этет жана бетондун механикалык касиеттерин белгилүү бир деңгээлде жакшыртат.Сульфат чабуулунун экинчи этабы уланып, жаракалар же боштуктарга кирип, цемент менен реакцияга кирип, алюминийди пайда кылат.Натыйжада жарака чоңоюп, зыян келтирет.Бул убакыттын ичинде тоңуу жана эрүү менен байланышкан кеңейүү жана жыйрылышы реакциялары бетондун ички бузулушун күчөтүп, көтөрүү жөндөмдүүлүгүн төмөндөтөт.
fig боюнча.6 0, 25, 50, 75 жана 100 тоңуу-эритүү циклдарынан кийин көзөмөлдөнгөн үч чектелген ыкма үчүн бетон импрегнациялоочу эритмелердин рН өзгөрүүлөрүн көрсөтөт.Чексиз жана жарым жабык FRP бетон эритмелери 0 дон 25 тоңуу-эрүү циклине чейин эң тез рН көтөрүлүшүн көрсөттү.Алардын рН маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 7,5тен 11,5 жана 11,4кө чейин жогорулаган.Тоңдуруу-эрүү циклдарынын саны көбөйгөн сайын, рН жогорулашы 25-100 тоңуу-эрүү циклинен кийин акырындык менен жайлады.Алардын рН маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 11,5 жана 11,4тен 12,4 жана 11,84кө чейин жогорулаган.Толугу менен бириктирилген FRP бетону FRP катмарын жаап тургандыктан, натрий сульфатынын эритмеси өтүшү кыйын.Ошол эле учурда цементтин курамынын сырткы эритмелерге өтүшү кыйын.Ошентип, рН акырындык менен 0 жана 100 тоңуу-эрүү циклдеринин ортосунда 7,5тен 8,0го чейин жогорулады.рН өзгөрүшүнүн себеби төмөнкүчө талданат.Бетондогу силикат суудагы суутек иондору менен биригип кремний кислотасын пайда кылат, ал эми калган OH- каныккан эритменин рН деңгээлин жогорулатат.рНнын өзгөрүүсү 0-25 тоңуу-эрүү циклдеринде көбүрөөк айкыныраак жана 25-100 тоңуу-эрүү циклдеринде30 азыраак байкалды.Бирок, бул жерде рН 25-100 тоңдуруу-эрүү циклинен кийин жогорулай бергени аныкталган.Бул натрий сульфатынын бетондун ички бөлүгү менен химиялык реакцияга кирип, эритменин рНын өзгөртүү менен түшүндүрүүгө болот.Химиялык составдын анализи бетон натрий сульфаты менен төмөнкүдөй реакцияга кирерин көрсөтөт.
Формулалар (3) жана (4) цементтеги натрий сульфаты жана кальций гидроксиди гипс (кальций сульфаты), ал эми кальций сульфаты андан ары цементтеги кальций метаалюминаты менен реакцияга кирип, алюминий кристаллдарын түзөрүн көрсөтөт.Реакция (4) негизги OH- түзүлүшү менен коштолот, бул рНнын жогорулашына алып келет.Ошондой эле, бул реакция кайтуу болгондуктан, рН белгилүү бир убакта көтөрүлүп, жай өзгөрөт.
fig боюнча.7а сульфат эритмесиндеги тоңуу-эрүү циклдеринде толук жабык, жарым-жартылай жабык жана бири-бирине тоскоол болгон ГРП бетонунун салмагын жоготууну көрсөтөт.Массалык жоготуудагы эң айкын өзгөрүү чексиз бетон болуп саналат.Чексиз бетон 50 тоңуу-эрүү чабуулунан кийин массасынын болжол менен 3,2% жана 100 тоңуу-эрүү чабуулунан кийин болжол менен 3,85% жоготкон.Натыйжалар конъюгациялык эрозиянын эркин агымдагы бетондун сапатына тийгизген таасири тоңуу-эрүү циклдарынын саны көбөйгөн сайын төмөндөй турганын көрсөттү.Бирок, үлгүнүн бетине байкоо жүргүзгөндө, 100 тоңдуруу-эрүү циклинен кийин эритменин жоготуусу 50 тоңдуруу-эрүү циклинен кийинкиге караганда көбүрөөк экени аныкталган.Мурунку бөлүмдөгү изилдөөлөр менен бирге сульфаттардын бетонго кириши массанын жоготуусунун басаңдашына алып келет деп болжолдоого болот.Ошол эле учурда, ички өндүрүлгөн алюминий жана гипс да (3) жана (4) химиялык теңдемелерде алдын ала айтылгандай, салмак жоготууга алып келет.
Салмактын өзгөрүшү: (а) салмактын өзгөрүшү менен тоңуу-эрүү циклдарынын санынын ортосундагы байланыш;(б) массанын өзгөрүшү менен рН маанисинин ортосундагы байланыш.
ФРП жарым герметикалык бетондун салмак жоготуусунун өзгөрүүсү адегенде азайып, андан кийин көбөйөт.50 тоңдуруу-эрүү циклинен кийин жарым герметикалык айнектен жасалган бетондун массалык жоготуусу болжол менен 1,3% түзөт.100 циклден кийин салмак жоготуу 0,8% түздү.Демек, натрий сульфаты эркин агып жаткан бетонго кирет деген тыянак чыгарууга болот.Мындан тышкары, сынамык бөлүгүнүн бетине байкоо жүргүзүү, ошондой эле була тилкелери ачык жерде минометтун пилингине туруштук бере аларын жана ошону менен салмактын азайышын көрсөттү.
толук жабык FRP бетон массалык жоготуу өзгөрүшү биринчи эки айырмаланат.Масса жоготпойт, бирок кошот.50 үшүк эрүү эрозиясынан кийин масса болжол менен 0,08% га өскөн.100 эседен кийин анын массасы болжол менен 0,428% га өскөн.Бетон толугу менен куюлгандыктан, бетондун бетиндеги эритме кетпейт жана анын сапатын жоготуусу күмөн.Башка жагынан алганда, жогорку мазмуну бетинен суу жана сульфаттар аз мазмуну бетондун ички ичине кириши да бетондун сапатын жакшыртат.
Бир нече изилдөөлөр мурда эрозиялык шарттарда FRP чектелген бетон рН жана массалык жоготуу ортосундагы байланыш боюнча жүргүзүлгөн.Изилдөөлөрдүн көбү, негизинен, массалык жоготуу, ийкемдүү модулу жана күч жоготуу ортосундагы байланышты талкуулайт.fig боюнча.7b үч чектөө астында бетон рН жана массалык жоготуу ортосундагы байланышты көрсөтөт.Ар кандай рН баалуулуктарында үч кармоо ыкмасын колдонуу менен бетон массасынын жоготууларын болжолдоо үчүн болжолдуу модель сунушталат.7b-сүрөттө көрүнүп тургандай, Пирсондун коэффициенти жогору, бул чындыгында рН менен массалык жоготуу ортосунда корреляция бар экенин көрсөтүп турат.Чексиз, жарым-жартылай чектелген жана толук чектелген бетон үчүн r-квадрат маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 0,86, 0,75 жана 0,96 болгон.Бул толук изоляцияланган бетондун рН өзгөрүшү жана салмагынын азайышы сульфаттык жана тоңуу-эрүү шарттарында салыштырмалуу сызыктуу экенин көрсөтүп турат.Чексиз бетондо жана жарым герметикалык FRP-бетондо цемент суудагы эритме менен реакцияга киргенде рН акырындык менен жогорулайт.Натыйжада бетондун бети акырындап бузулуп, салмаксыздыкка алып келет.Экинчи жагынан, толугу менен жабык бетондун рН аз өзгөрөт, анткени FRP катмары цементтин суу эритмеси менен химиялык реакциясын жайлатат.Ошентип, толук жабык бетон үчүн эч кандай көзгө көрүнгөн беттик эрозия жок, бирок ал сульфат эритмелерин сиңирүү менен каныккандыктан салмакка ээ болот.
fig боюнча.8 натрий сульфаты тоңду-эрүү менен чийилген үлгүлөрдү SEM сканерлөөнүн натыйжаларын көрсөтөт.Электрондук микроскопия бетон мамыларынын сырткы катмарынан алынган блоктордон чогултулган үлгүлөрдү карап чыкты.8а-сүрөт - эрозияга чейин жабылбаган бетондун сканерлөөчү электрондук микроскоптун сүрөтү.Белгиленгендей, үлгүнүн бетинде көптөгөн тешиктер бар, алар үшүк эрүү алдында бетон мамынын өзүнүн бекемдигине таасир этет.fig боюнча.8b 100 тоңуу-эрүү циклинен кийин толугу менен изоляцияланган FRP бетон үлгүсүнүн электрондук микроскоптун сүрөтүн көрсөтөт.Тоңуу жана эрүү натыйжасында үлгүдөгү жаракалар аныкталышы мүмкүн.Бирок бети салыштырмалуу жылмакай жана анын үстүндө кристаллдар жок.Ошондуктан толтурулбаган жаракалар көбүрөөк көрүнүп турат.fig боюнча.8c 100 аяз эрозия циклинен кийин жарым герметикалык GRP бетон үлгүсүн көрсөтөт.Жаракалардын кеңейип, жаракалардын ортосунда дан пайда болгондугу анык.Бул бөлүкчөлөрдүн кээ бирлери жаракаларга жабышат.Чексиз бетон мамычасынын үлгүсүнүн SEM сканери 8d-сүрөттө көрсөтүлгөн, бул көрүнүш жарым-жартылай чектөөгө шайкеш келет.Бөлүкчөлөрдүн составын андан ары тактоо үчүн жаракалардагы бөлүкчөлөр андан ары чоңойтулуп, EDS спектроскопиясынын жардамы менен талдоого алынган.Бөлүкчөлөр негизинен үч түрдүү формада болот.Энергетикалык спектрдин анализине ылайык, 9а-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, биринчи тип негизинен O, S, Ca жана башка элементтерден турган кадимки блок-кристалл.Мурунку (3) жана (4) формулаларды бириктирүү менен материалдын негизги компоненти гипс (кальций сульфаты) экендигин аныктоого болот.Экинчиси 9б-сүрөттө көрсөтүлгөн;энергетикалык спектрдин талдоосуна ылайык, ал багыттуу эмес объект болуп саналат жана анын негизги компоненттери O, Al, S жана Ca.Комбинацияланган рецепттер материал негизинен алюминийден тураарын көрсөтүп турат.9c-сүрөттө көрсөтүлгөн үчүнчү блок, негизинен O, Na жана S компоненттеринен турган энергетикалык спектрдин анализи менен аныкталуучу туура эмес блок. Булар негизинен натрий сульфатынын кристаллдары экени белгилүү болду.Сканирлөөчү электрондук микроскопия көрсөткөндөй, боштуктардын көбү натрий сульфатынын кристаллдары менен толтурулган, 9c-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, аз өлчөмдөгү гипс жана алюминий.
Коррозияга чейин жана андан кийинки үлгүлөрдүн электрондук микроскопиялык сүрөттөрү: (а) коррозияга чейинки ачык бетон;(б) коррозиядан кийин айнек була толугу менен жабылат;(в) ГРП жарым жабык бетон коррозиядан кийин;(г) ачык бетон коррозиядан кийин.
Талдоо төмөнкүдөй тыянак чыгарууга мүмкүндүк берет.Үч үлгүдөгү электрондук микроскоптун сүрөттөрү бардыгы 1к × болгон жана сүрөттөрдө жаракалар жана эрозия продуктулары табылган жана байкалган.Чексиз бетон эң кеңири жаракаларга ээ жана көптөгөн дандарды камтыйт.FRP жарым басымдуу бетон жараканын туурасы жана бөлүкчөлөрүнүн саны боюнча басымсыз бетондон төмөн.Толугу менен жабылган FRP бетону эң кичине жаракага ээ жана тоңуу-эрүү эрозиясынан кийин бөлүкчөлөр жок.Мунун баары толугу менен жабылган FRP бетону тоңуу жана эрүү эрозиясына эң аз дуушар болоорун көрсөтүп турат.Жарым жабык жана ачык ФРП бетон мамычаларынын ичиндеги химиялык процесстер алюминий менен гипстин пайда болушуна алып келет, ал эми сульфаттын өтүшү көзөнөктүүлүккө таасирин тийгизет.Тоңуу-эрүү циклдери бетондун жаракаларынын негизги себеби болуп саналса, сульфаттар жана алардын продуктулары биринчи кезекте айрым жаракалар менен тешикчелерди толтурат.Бирок, эрозия көлөмү жана убактысы көбөйгөн сайын, жаракалар кеңейе берет жана пайда болгон алюминийдин көлөмү көбөйөт, натыйжада экструзия жаракалар пайда болот.Акыр-аягы, тоңуп эрүү жана сульфаттын таасири мамычанын күчүн азайтат.