berita

Terima kasih kerana melawat kandungan serat cabron fiber kaca berselerak .Anda menggunakan versi penyemak imbas dengan sokongan CSS terhad.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau lumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer).Di samping itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami menunjukkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Konkrit bertetulang polimer (FRP) dianggap sebagai kaedah pembaikan struktur yang inovatif dan menjimatkan.Dalam kajian ini, dua bahan biasa [polimer bertetulang gentian karbon (CFRP) dan polimer bertetulang gentian kaca (GFRP)] telah dipilih untuk mengkaji kesan pengukuhan konkrit dalam persekitaran yang keras.Rintangan konkrit yang mengandungi FRP terhadap serangan sulfat dan kitaran pencairan beku yang berkaitan telah dibincangkan.Mikroskopi elektron untuk mengkaji permukaan dan degradasi dalaman konkrit semasa hakisan terkonjugasi.Tahap dan mekanisme kakisan natrium sulfat dianalisis dengan nilai pH, mikroskop elektron SEM, dan spektrum tenaga EMF.Ujian kekuatan mampatan paksi telah digunakan untuk menilai tetulang tiang konkrit terkekang FRP, dan hubungan tegasan-terikan telah diperoleh untuk pelbagai kaedah pengekalan FRP dalam persekitaran berganding hakisan.Analisis ralat dilakukan untuk menentukur keputusan ujian eksperimen menggunakan empat model ramalan sedia ada.Semua pemerhatian menunjukkan bahawa proses degradasi konkrit terhad FRP adalah kompleks dan dinamik di bawah tegasan konjugat.Natrium sulfat pada mulanya meningkatkan kekuatan konkrit dalam bentuk mentahnya.Walau bagaimanapun, kitaran beku-cair seterusnya boleh memburukkan lagi keretakan konkrit, dan natrium sulfat mengurangkan lagi kekuatan konkrit dengan menggalakkan keretakan.Model berangka yang tepat dicadangkan untuk mensimulasikan hubungan tegasan-terikan, yang penting untuk mereka bentuk dan menilai kitaran hayat konkrit terkekang FRP.
Sebagai kaedah tetulang konkrit inovatif yang telah dikaji sejak 1970-an, FRP mempunyai kelebihan berat ringan, kekuatan tinggi, rintangan kakisan, rintangan keletihan dan pembinaan yang mudah1,2,3.Apabila kos berkurangan, ia menjadi lebih biasa dalam aplikasi kejuruteraan seperti gentian kaca (GFRP), gentian karbon (CFRP), gentian basalt (BFRP), dan gentian aramid (AFRP), yang merupakan FRP yang paling biasa digunakan untuk tetulang struktur4, 5 Kaedah pengekalan FRP yang dicadangkan boleh meningkatkan prestasi konkrit dan mengelakkan keruntuhan pramatang.Walau bagaimanapun, pelbagai persekitaran luaran dalam kejuruteraan mekanikal sering menjejaskan ketahanan konkrit terhad FRP, menyebabkan kekuatannya terjejas.
Beberapa penyelidik telah mengkaji perubahan tegasan dan terikan dalam konkrit dengan bentuk dan saiz keratan rentas yang berbeza.Yang et al.6 mendapati bahawa tekanan dan ketegangan muktamad berkorelasi secara positif dengan pertumbuhan ketebalan tisu berserabut.Wu et al.7 memperoleh lengkung tegasan terikan untuk konkrit terkekang FRP menggunakan pelbagai jenis gentian untuk meramal terikan dan beban muktamad.Lin et al.8 mendapati model terikan tegasan FRP untuk bar bulat, segi empat sama, segi empat tepat dan elips juga sangat berbeza, dan membangunkan model terikan berorientasikan reka bentuk baharu menggunakan nisbah lebar dan jejari sudut sebagai parameter.Lam et al.9 memerhatikan bahawa pertindihan dan kelengkungan yang tidak seragam FRP mengakibatkan kurang ketegangan dan tegasan patah dalam FRP berbanding ujian tegangan papak.Selain itu, saintis telah mengkaji kekangan separa dan kaedah kekangan baharu mengikut keperluan reka bentuk dunia sebenar yang berbeza.Wang et al.[10] melakukan ujian mampatan paksi pada konkrit sepenuhnya, separa dan tidak terhad dalam tiga mod terhad.Model "tegasan-terikan" telah dibangunkan dan pekali kesan pengehadan untuk konkrit tertutup separa diberikan.Wu et al.11 membangunkan kaedah untuk meramalkan pergantungan tegasan-tekanan konkrit terkekang FRP yang mengambil kira kesan saiz.Moran et al.12 menilai sifat mampatan monoton paksi konkrit terkekang dengan jalur heliks FRP dan memperoleh lengkung tegasan-terikannya.Walau bagaimanapun, kajian di atas terutamanya mengkaji perbezaan antara konkrit tertutup separa dan konkrit tertutup sepenuhnya.Peranan FRP yang mengehadkan sebahagian bahagian konkrit belum dikaji secara terperinci.
Di samping itu, kajian menilai prestasi konkrit terhad FRP dari segi kekuatan mampatan, perubahan terikan, modulus keanjalan awal, dan modulus pengerasan terikan di bawah pelbagai keadaan.Tijani et al.13,14 mendapati bahawa kebolehbaikan konkrit terhad FRP berkurangan dengan peningkatan kerosakan dalam eksperimen pembaikan FRP pada konkrit yang mula rosak.Ma et al.[15] mengkaji kesan kerosakan awal pada tiang konkrit terkekang FRP dan menganggap bahawa kesan tahap kerosakan pada kekuatan tegangan boleh diabaikan, tetapi mempunyai kesan yang ketara ke atas ubah bentuk sisi dan membujur.Walau bagaimanapun, Cao et al.16 memerhatikan lengkung tegasan-terikan dan lengkung sampul tegas-terikan konkrit terkekang FRP yang terjejas oleh kerosakan awal.Sebagai tambahan kepada kajian tentang kegagalan konkrit awal, beberapa kajian juga telah dijalankan ke atas ketahanan konkrit terhad FRP di bawah keadaan persekitaran yang keras.Para saintis ini mengkaji degradasi konkrit terhad FRP dalam keadaan yang teruk dan menggunakan teknik penilaian kerosakan untuk mencipta model degradasi untuk meramalkan hayat perkhidmatan.Xie et al.17 meletakkan konkrit terkekang FRP dalam persekitaran hidroterma dan mendapati keadaan hidroterma memberi kesan ketara kepada sifat mekanikal FRP, mengakibatkan penurunan secara beransur-ansur dalam kekuatan mampatannya.Dalam persekitaran asid-bes, antara muka antara CFRP dan konkrit merosot.Apabila masa rendaman meningkat, kadar pelepasan tenaga pemusnahan lapisan CFRP berkurangan dengan ketara, yang akhirnya membawa kepada pemusnahan sampel antara muka18,19,20.Selain itu, beberapa saintis juga telah mengkaji kesan pembekuan dan pencairan pada konkrit terhad FRP.Liu et al.21 menyatakan bahawa rebar CFRP mempunyai ketahanan yang baik di bawah kitaran beku-cair berdasarkan modulus dinamik relatif, kekuatan mampatan dan nisbah tegasan-terikan.Di samping itu, model dicadangkan yang dikaitkan dengan kemerosotan sifat mekanikal konkrit.Walau bagaimanapun, Peng et al.22 mengira jangka hayat CFRP dan pelekat konkrit menggunakan data kitaran suhu dan beku-cair.Guang et al.23 menjalankan ujian cepat beku-cair konkrit dan mencadangkan kaedah untuk menilai rintangan fros berdasarkan ketebalan lapisan yang rosak di bawah pendedahan beku-cair.Yazdani et al.24 mengkaji kesan lapisan FRP terhadap penembusan ion klorida ke dalam konkrit.Keputusan menunjukkan bahawa lapisan FRP adalah tahan kimia dan melindungi konkrit dalam daripada ion klorida luar.Liu et al.25 simulasi keadaan ujian kulit untuk konkrit FRP terhakis sulfat, mencipta model gelinciran, dan meramalkan kemerosotan antara muka konkrit FRP.Wang et al.26 menubuhkan model terikan tegasan untuk konkrit terhakis sulfat terkurung FRP melalui ujian mampatan uniaxial.Zhou et al.[27] mengkaji kerosakan pada konkrit tidak terkurung yang disebabkan oleh gabungan kitaran beku-cair garam dan buat kali pertama menggunakan fungsi logistik untuk menerangkan mekanisme kegagalan.Kajian-kajian ini telah mencapai kemajuan yang ketara dalam menilai ketahanan konkrit terhad FRP.Walau bagaimanapun, kebanyakan penyelidik telah memberi tumpuan kepada pemodelan media erosif di bawah satu keadaan yang tidak menguntungkan.Konkrit sering rosak akibat hakisan yang berkaitan yang disebabkan oleh pelbagai keadaan persekitaran.Keadaan persekitaran gabungan ini merosot teruk prestasi konkrit terhad FRP.
Kitaran sulfasi dan beku-cair adalah dua parameter penting biasa yang mempengaruhi ketahanan konkrit.Teknologi penyetempatan FRP boleh meningkatkan sifat konkrit.Ia digunakan secara meluas dalam kejuruteraan dan penyelidikan, tetapi pada masa ini mempunyai batasannya.Beberapa kajian telah memberi tumpuan kepada rintangan konkrit terhad FRP kepada kakisan sulfat di kawasan sejuk.Proses hakisan konkrit tertutup sepenuhnya, separuh tertutup dan terbuka oleh natrium sulfat dan beku-cair memerlukan kajian yang lebih terperinci, terutamanya kaedah separuh tertutup baharu yang diterangkan dalam artikel ini.Kesan tetulang pada tiang konkrit juga dikaji dengan menukar susunan pengekalan dan hakisan FRP.Perubahan mikrokosmik dan makroskopik dalam sampel yang disebabkan oleh hakisan ikatan dicirikan oleh mikroskop elektron, ujian pH, mikroskop elektron SEM, analisis spektrum tenaga EMF dan ujian mekanikal uniaxial.Di samping itu, kajian ini membincangkan undang-undang yang mengawal hubungan tegasan-terikan yang berlaku dalam ujian mekanikal uniaksial.Nilai tegasan had dan terikan yang disahkan secara eksperimen telah disahkan oleh analisis ralat menggunakan empat model terikan had had sedia ada.Model yang dicadangkan boleh meramalkan sepenuhnya ketegangan dan kekuatan utama bahan, yang berguna untuk amalan tetulang FRP masa hadapan.Akhirnya, ia berfungsi sebagai asas konsep untuk konsep rintangan fros garam konkrit FRP.
Kajian ini menilai kemerosotan konkrit terhad FRP menggunakan kakisan larutan sulfat dalam kombinasi dengan kitaran beku-cair.Perubahan mikroskopik dan makroskopik yang disebabkan oleh hakisan konkrit telah ditunjukkan menggunakan mikroskop elektron pengimbasan, ujian pH, spektroskopi tenaga EDS, dan ujian mekanikal uniaksial.Di samping itu, sifat mekanikal dan perubahan tegasan-tekanan konkrit terkekang FRP yang tertakluk kepada hakisan terikat telah disiasat menggunakan eksperimen mampatan paksi.
Konkrit Terkurung FRP terdiri daripada konkrit mentah, bahan pembalut luar FRP dan pelekat epoksi.Dua bahan penebat luaran telah dipilih: CFRP dan GRP, sifat bahan ditunjukkan dalam Jadual 1. Resin epoksi A dan B digunakan sebagai pelekat (nisbah campuran 2:1 mengikut isipadu).nasi.1 menggambarkan butiran pembinaan bahan campuran konkrit.Dalam Rajah 1a, simen Swan PO 42.5 Portland telah digunakan.Agregat kasar adalah batu basalt yang dihancurkan dengan diameter masing-masing 5-10 dan 10-19 mm, seperti yang ditunjukkan dalam rajah.1b dan c.Sebagai pengisi halus dalam Rajah 1g menggunakan pasir sungai semulajadi dengan modulus kehalusan 2.3.Sediakan larutan natrium sulfat daripada butiran natrium sulfat kontang dan sejumlah air.
Komposisi campuran konkrit: a – simen, b – agregat 5–10 mm, c – agregat 10–19 mm, d – pasir sungai.
Kekuatan reka bentuk konkrit ialah 30 MPa, yang menghasilkan penyelesaian konkrit simen segar 40 hingga 100 mm.Nisbah campuran konkrit ditunjukkan dalam Jadual 2, dan nisbah agregat kasar 5-10 mm dan 10-20 mm ialah 3:7.Kesan interaksi dengan alam sekitar telah dimodelkan dengan terlebih dahulu menyediakan larutan NaSO4 10% dan kemudian menuangkan larutan ke dalam ruang kitaran beku-cair.
Campuran konkrit telah disediakan dalam pengadun paksa 0.5 m3 dan keseluruhan kumpulan konkrit digunakan untuk meletakkan sampel yang diperlukan.Pertama sekali, bahan konkrit disediakan mengikut Jadual 2, dan simen, pasir dan agregat kasar diadunkan terlebih dahulu selama tiga minit.Kemudian ratakan air dan kacau selama 5 minit.Seterusnya, sampel konkrit dibuang ke dalam acuan silinder dan dipadatkan di atas meja bergetar (diameter acuan 10 cm, tinggi 20 cm).
Selepas pengawetan selama 28 hari, sampel dibalut dengan bahan FRP.Kajian ini membincangkan tiga kaedah untuk tiang konkrit bertetulang, termasuk tertutup sepenuhnya, separa terkekang, dan tidak terhad.Dua jenis, CFRP dan GFRP, digunakan untuk bahan terhad.FRP Cengkerang konkrit FRP tertutup sepenuhnya, 20 cm tinggi dan 39 cm panjang.Bahagian atas dan bawah konkrit terikat FRP tidak dimeterai dengan epoksi.Proses ujian separa hermetik sebagai teknologi kedap udara yang dicadangkan baru-baru ini diterangkan seperti berikut.
(2) Dengan menggunakan pembaris, lukis garisan pada permukaan silinder konkrit untuk menentukan kedudukan jalur FRP, jarak antara jalur ialah 2.5 cm.Kemudian balut pita di sekeliling kawasan konkrit di mana FRP tidak diperlukan.
(3) Permukaan konkrit digilap licin dengan kertas pasir, disapu dengan bulu alkohol, dan disalut dengan epoksi.Kemudian lekatkan secara manual jalur gentian kaca ke permukaan konkrit dan tekan keluar celah supaya gentian kaca melekat sepenuhnya pada permukaan konkrit dan mengelakkan gelembung udara.Akhir sekali, lekatkan jalur FRP pada permukaan konkrit dari atas ke bawah, mengikut tanda yang dibuat dengan pembaris.
(4) Selepas setengah jam, periksa sama ada konkrit telah dipisahkan daripada FRP.Jika FRP tergelincir atau terkeluar, ia harus segera diperbaiki.Spesimen acuan mesti diawetkan selama 7 hari untuk memastikan kekuatan diawet.
(5) Selepas pengawetan, gunakan pisau utiliti untuk mengeluarkan pita dari permukaan konkrit, dan akhirnya dapatkan lajur konkrit FRP separa hermetik.
Keputusan di bawah pelbagai kekangan ditunjukkan dalam rajah.2. Rajah 2a menunjukkan konkrit CFRP tertutup sepenuhnya, Rajah 2b menunjukkan konkrit CFRP separa general, Rajah 2c menunjukkan konkrit GFRP tertutup sepenuhnya, dan Rajah 2d menunjukkan konkrit CFRP separa terkekang.
Gaya tertutup: (a) CFRP tertutup sepenuhnya;(b) gentian karbon separuh tertutup;(c) tertutup sepenuhnya dalam gentian kaca;(d) gentian kaca separuh tertutup.
Terdapat empat parameter utama yang direka bentuk untuk menyiasat kesan kekangan FRP dan jujukan hakisan terhadap prestasi kawalan hakisan silinder.Jadual 3 menunjukkan bilangan sampel tiang konkrit.Sampel bagi setiap kategori terdiri daripada tiga sampel status yang sama untuk memastikan data konsisten.Purata bagi tiga sampel telah dianalisis untuk semua keputusan eksperimen dalam artikel ini.
(1) Bahan kedap udara dikelaskan sebagai gentian karbon atau gentian kaca.Perbandingan dibuat terhadap kesan dua jenis gentian ke atas tetulang konkrit.
(2) Kaedah pembendungan lajur konkrit dibahagikan kepada tiga jenis: terhad sepenuhnya, separa terhad dan tidak terhad.Rintangan hakisan tiang konkrit separuh tertutup dibandingkan dengan dua jenis lain.
(3) Keadaan hakisan ialah kitaran beku-cair ditambah larutan sulfat, dan bilangan kitaran beku-cairan ialah 0, 50 dan 100 kali, masing-masing.Kesan hakisan berganding pada tiang konkrit terkekang FRP telah dikaji.
(4) Potongan ujian dibahagikan kepada tiga kumpulan.Kumpulan pertama adalah pembungkus FRP dan kemudian kakisan, kumpulan kedua adalah kakisan pertama dan kemudian pembungkus, dan kumpulan ketiga adalah kakisan pertama dan kemudian pembungkus dan kemudian kakisan.
Prosedur eksperimen menggunakan mesin ujian universal, mesin ujian tegangan, unit kitaran beku-cair (jenis CDR-Z), mikroskop elektron, meter pH, tolok terikan, peranti anjakan, mikroskop elektron SEM dan Penganalisis spektrum tenaga EDS dalam kajian ini.Sampel ialah tiang konkrit setinggi 10 cm dan diameter 20 cm.Konkrit telah diawet dalam masa 28 hari selepas menuang dan pemadatan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3a.Semua sampel telah dirobohkan selepas tuangan dan disimpan selama 28 hari pada suhu 18-22°C dan 95% kelembapan relatif, dan kemudian beberapa sampel dibalut dengan gentian kaca.
Kaedah ujian: (a) peralatan untuk mengekalkan suhu dan kelembapan malar;(b) mesin kitar beku-cair;(c) mesin ujian universal;(d) penguji pH;(e) pemerhatian mikroskopik.
Eksperimen beku-cair menggunakan kaedah pembekuan kilat seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3b.Menurut GB/T 50082-2009 “Standard Ketahanan untuk Konkrit Konvensional”, sampel konkrit telah direndam sepenuhnya dalam larutan natrium sulfat 10% pada suhu 15-20°C selama 4 hari sebelum dibekukan dan dicairkan.Selepas itu, serangan sulfat bermula dan berakhir serentak dengan kitaran beku-cair.Masa kitaran beku-cair ialah 2 hingga 4 jam, dan masa penyahbekuan hendaklah tidak kurang daripada 1/4 daripada masa kitaran.Suhu teras sampel hendaklah dikekalkan dalam julat dari (-18±2) hingga (5±2) °C.Peralihan daripada beku kepada penyahbekuan hendaklah mengambil masa tidak lebih daripada sepuluh minit.Tiga sampel silinder yang serupa bagi setiap kategori telah digunakan untuk mengkaji penurunan berat dan perubahan pH larutan sepanjang 25 kitaran pencairan beku, seperti ditunjukkan dalam Rajah 3d.Selepas setiap 25 kitaran pencairan beku, sampel dikeluarkan dan permukaan dibersihkan sebelum menentukan berat segarnya (Wd).Semua eksperimen telah dijalankan dalam tiga kali ganda sampel, dan nilai purata digunakan untuk membincangkan keputusan ujian.Formula untuk kehilangan jisim dan kekuatan sampel ditentukan seperti berikut:
Dalam formula, ΔWd ialah penurunan berat (%) sampel selepas setiap 25 kitaran beku-cair, W0 ialah purata berat sampel konkrit sebelum kitaran beku-cair (kg), Wd ialah purata berat konkrit.berat sampel selepas 25 kitaran pencairan beku (kg).
Pekali degradasi kekuatan sampel dicirikan oleh Kd, dan formula pengiraan adalah seperti berikut:
Dalam formula, ΔKd ialah kadar kehilangan kekuatan (%) sampel selepas setiap 50 kitaran beku-cair, f0 ialah kekuatan purata sampel konkrit sebelum kitaran beku-cair (MPa), fd ialah kekuatan purata bagi sampel konkrit untuk 50 kitaran pencairan beku (MPa).
Pada rajah.3c menunjukkan mesin ujian mampatan untuk spesimen konkrit.Selaras dengan "Standard untuk Kaedah Ujian untuk Sifat Fizikal dan Mekanikal Konkrit" (GBT50081-2019), kaedah untuk menguji lajur konkrit untuk kekuatan mampatan ditakrifkan.Kadar pemuatan dalam ujian mampatan ialah 0.5 MPa/s, dan pemuatan berterusan dan berurutan digunakan sepanjang ujian.Hubungan beban-anjakan bagi setiap spesimen telah direkodkan semasa ujian mekanikal.Tolok terikan dipasang pada permukaan luar konkrit dan lapisan FRP spesimen untuk mengukur terikan paksi dan mendatar.Sel terikan digunakan dalam ujian mekanikal untuk merekodkan perubahan terikan spesimen semasa ujian mampatan.
Setiap 25 kitaran beku-cair, sampel larutan beku-cair dikeluarkan dan diletakkan di dalam bekas.Pada rajah.3d menunjukkan ujian pH bagi larutan sampel dalam bekas.Pemeriksaan mikroskopik permukaan dan keratan rentas sampel dalam keadaan cair beku ditunjukkan dalam Rajah 3d.Keadaan permukaan pelbagai sampel selepas 50 dan 100 kitaran pencairan beku dalam larutan sulfat diperhatikan di bawah mikroskop.Mikroskop menggunakan pembesaran 400x.Apabila memerhati permukaan sampel, hakisan lapisan FRP dan lapisan luar konkrit diperhatikan terutamanya.Pemerhatian keratan rentas sampel pada asasnya memilih keadaan hakisan pada jarak 5, 10 dan 15 mm dari lapisan luar.Pembentukan produk sulfat dan kitaran beku-cair memerlukan ujian lanjut.Oleh itu, permukaan yang diubah suai bagi sampel yang dipilih telah diperiksa menggunakan mikroskop elektron pengimbasan (SEM) yang dilengkapi dengan spektrometer penyebaran tenaga (EDS).
Periksa permukaan sampel secara visual dengan mikroskop elektron dan pilih pembesaran 400X.Tahap kerosakan permukaan dalam konkrit GRP separa tertutup dan tanpa sendi di bawah kitaran pencairan beku dan pendedahan kepada sulfat adalah agak tinggi, manakala dalam konkrit tertutup sepenuhnya ia boleh diabaikan.Kategori pertama merujuk kepada berlakunya hakisan konkrit mengalir bebas oleh natrium sulfat dan daripada 0 hingga 100 kitaran pencairan beku, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4a.Sampel konkrit tanpa pendedahan fros mempunyai permukaan licin tanpa ciri yang boleh dilihat.Selepas 50 hakisan, blok pulpa pada permukaan sebahagiannya mengelupas, mendedahkan kulit putih pulpa.Selepas 100 hakisan, cengkerang larutan jatuh sepenuhnya semasa pemeriksaan visual permukaan konkrit.Pemerhatian mikroskopik menunjukkan permukaan konkrit terhakis beku 0 adalah licin dan agregat dan mortar permukaan berada dalam satah yang sama.Permukaan yang tidak rata dan kasar diperhatikan pada permukaan konkrit yang terhakis oleh 50 kitaran pencairan beku.Ini boleh dijelaskan oleh fakta bahawa sebahagian daripada mortar dimusnahkan dan sejumlah kecil kristal berbutir putih melekat pada permukaan, yang kebanyakannya terdiri daripada agregat, mortar dan kristal putih.Selepas 100 kitaran pencairan beku, kawasan besar kristal putih muncul di permukaan konkrit, manakala agregat kasar gelap terdedah kepada persekitaran luaran.Pada masa ini, permukaan konkrit kebanyakannya terdedah kepada kristal agregat dan putih.
Morfologi tiang konkrit cair beku yang menghakis: (a) tiang konkrit tidak terhad;(b) konkrit bertetulang gentian karbon separuh tertutup;(c) Konkrit separuh tertutup GRP;(d) konkrit CFRP tertutup sepenuhnya;(e) konkrit GRP konkrit separuh tertutup.
Kategori kedua ialah kakisan tiang konkrit separa hermetik CFRP dan GRP di bawah kitaran pencairan beku dan pendedahan kepada sulfat, seperti ditunjukkan dalam Rajah 4b, c.Pemeriksaan visual (pembesaran 1x) menunjukkan bahawa serbuk putih secara beransur-ansur terbentuk pada permukaan lapisan berserabut, yang cepat jatuh dengan peningkatan dalam bilangan kitaran beku-cair.Hakisan permukaan konkrit FRP separa hermetik tanpa had menjadi lebih ketara apabila bilangan kitaran cair beku meningkat.Fenomena "kembung" yang boleh dilihat (permukaan terbuka larutan lajur konkrit berada di ambang keruntuhan).Walau bagaimanapun, fenomena pengelupasan sebahagiannya terhalang oleh salutan gentian karbon bersebelahan).Di bawah mikroskop, gentian karbon sintetik kelihatan sebagai benang putih pada latar belakang hitam pada pembesaran 400x.Oleh kerana bentuk gentian yang bulat dan terdedah kepada cahaya yang tidak sekata, ia kelihatan putih, tetapi berkas gentian karbon itu sendiri berwarna hitam.Gentian kaca pada mulanya berwarna putih seperti benang, tetapi apabila bersentuhan dengan pelekat ia menjadi lutsinar dan keadaan konkrit di dalam gentian kaca jelas kelihatan.Gentian kaca berwarna putih terang dan pengikatnya berwarna kekuningan.Kedua-duanya berwarna sangat terang, jadi warna gam akan menyembunyikan helai gentian kaca, memberikan rupa keseluruhan warna kekuningan.Karbon dan gentian kaca dilindungi daripada kerosakan oleh resin epoksi luaran.Apabila bilangan serangan beku-cair meningkat, lebih banyak lompang dan beberapa kristal putih kelihatan di permukaan.Apabila kitaran pembekuan sulfat meningkat, pengikat secara beransur-ansur menjadi lebih nipis, warna kekuningan hilang dan serat menjadi kelihatan.
Kategori ketiga ialah kakisan konkrit CFRP dan GRP tertutup sepenuhnya di bawah kitaran pencairan beku dan pendedahan kepada sulfat, seperti ditunjukkan dalam Rajah 4d, e.Sekali lagi, keputusan yang diperhatikan adalah serupa dengan hasil untuk jenis kedua bahagian terkandas lajur konkrit.
Bandingkan fenomena yang diperhatikan selepas menggunakan tiga kaedah pembendungan yang diterangkan di atas.Tisu gentian dalam konkrit FRP bertebat sepenuhnya kekal stabil apabila bilangan kitaran pencairan beku meningkat.Sebaliknya, lapisan cincin pelekat lebih nipis pada permukaan.Resin epoksi kebanyakannya bertindak balas dengan ion hidrogen aktif dalam asid sulfurik cincin terbuka dan hampir tidak bertindak balas dengan sulfat28.Oleh itu, boleh dianggap bahawa hakisan terutamanya mengubah sifat lapisan pelekat akibat kitaran beku-cair, dengan itu mengubah kesan pengukuhan FRP.Permukaan konkrit konkrit semi hermetik FRP mempunyai fenomena hakisan yang sama seperti permukaan konkrit tidak terhad.Lapisan FRPnya sepadan dengan lapisan FRP konkrit tertutup sepenuhnya, dan kerosakannya tidak jelas.Walau bagaimanapun, dalam konkrit GRP separa tertutup, retakan hakisan yang meluas berlaku di mana jalur gentian bersilang dengan konkrit terdedah.Hakisan permukaan konkrit terdedah menjadi lebih teruk apabila bilangan kitaran beku-cair meningkat.
Bahagian dalam konkrit FRP tertutup sepenuhnya, separuh tertutup dan tidak terhad menunjukkan perbezaan yang ketara apabila tertakluk kepada kitaran pencairan beku dan pendedahan kepada larutan sulfat.Sampel dipotong secara melintang dan keratan rentas diperhatikan menggunakan mikroskop elektron pada pembesaran 400x.Pada rajah.5 menunjukkan imej mikroskopik pada jarak 5 mm, 10 mm dan 15 mm dari sempadan antara konkrit dan mortar, masing-masing.Telah diperhatikan bahawa apabila larutan natrium sulfat digabungkan dengan beku-cair, kerosakan konkrit secara beransur-ansur dipecahkan dari permukaan ke bahagian dalam.Oleh kerana keadaan hakisan dalaman CFRP dan konkrit terkekang GFRP adalah sama, bahagian ini tidak membandingkan kedua-dua bahan pembendungan.
Pemerhatian mikroskopik bahagian dalam bahagian konkrit tiang: (a) dihadkan sepenuhnya oleh gentian kaca;(b) separuh tertutup dengan gentian kaca;(c) tidak terhad.
Hakisan dalaman konkrit tertutup sepenuhnya FRP ditunjukkan dalam rajah.5a.Retakan kelihatan pada 5 mm, permukaannya agak licin, tidak ada penghabluran.Permukaannya licin, tanpa kristal, tebal 10 hingga 15 mm.Hakisan dalaman konkrit separa hermetik FRP ditunjukkan dalam rajah.5 B. Keretakan dan hablur putih kelihatan pada 5mm dan 10mm, dan permukaannya licin pada 15mm.Rajah 5c menunjukkan bahagian tiang FRP konkrit di mana keretakan ditemui pada 5, 10 dan 15 mm.Beberapa hablur putih dalam rekahan menjadi semakin jarang apabila retakan bergerak dari luar konkrit ke dalam.Tiang konkrit tidak berkesudahan menunjukkan hakisan paling banyak, diikuti tiang konkrit FRP separa terkekang.Natrium sulfat mempunyai sedikit kesan pada bahagian dalam sampel konkrit FRP yang tertutup sepenuhnya lebih daripada 100 kitaran pencairan beku.Ini menunjukkan bahawa punca utama hakisan konkrit FRP terkekang sepenuhnya adalah berkaitan hakisan pencairan beku dalam satu tempoh masa.Pemerhatian ke atas keratan rentas menunjukkan bahawa keratan sejurus sebelum pembekuan dan pencairan adalah licin dan bebas daripada agregat.Apabila konkrit membeku dan mencair, keretakan kelihatan, perkara yang sama berlaku untuk agregat, dan kristal berbutir putih ditutupi dengan rekahan padat.Kajian27 telah menunjukkan bahawa apabila konkrit diletakkan dalam larutan natrium sulfat, natrium sulfat akan menembusi ke dalam konkrit, sebahagian daripadanya akan memendakan sebagai kristal natrium sulfat, dan sebahagian lagi akan bertindak balas dengan simen.Kristal natrium sulfat dan produk tindak balas kelihatan seperti butiran putih.
FRP mengehadkan sepenuhnya keretakan konkrit dalam hakisan terkonjugasi, tetapi bahagiannya licin tanpa penghabluran.Sebaliknya, bahagian konkrit separa tertutup dan tidak terhad FRP telah menghasilkan rekahan dalaman dan penghabluran di bawah hakisan terkonjugasi.Mengikut penerangan imej dan kajian lepas29, proses hakisan sendi konkrit FRP tanpa had dan separa terhad dibahagikan kepada dua peringkat.Tahap pertama keretakan konkrit dikaitkan dengan pengembangan dan pengecutan semasa beku-cair.Apabila sulfat menembusi konkrit dan menjadi kelihatan, sulfat yang sepadan mengisi retakan yang dihasilkan oleh pengecutan daripada tindak balas pencairan beku dan penghidratan.Oleh itu, sulfat mempunyai kesan perlindungan khas pada konkrit pada peringkat awal dan boleh meningkatkan sifat mekanikal konkrit pada tahap tertentu.Tahap kedua serangan sulfat berterusan, menembusi retakan atau lompang dan bertindak balas dengan simen untuk membentuk tawas.Akibatnya, retakan membesar dan menyebabkan kerosakan.Pada masa ini, tindak balas pengembangan dan penguncupan yang berkaitan dengan pembekuan dan pencairan akan memburukkan lagi kerosakan dalaman pada konkrit, mengakibatkan pengurangan kapasiti galas.
Pada rajah.6 menunjukkan perubahan pH larutan impregnasi konkrit untuk tiga kaedah terhad yang dipantau selepas 0, 25, 50, 75, dan 100 kitaran pencairan beku.Mortar konkrit FRP tanpa had dan separa tertutup menunjukkan peningkatan pH terpantas daripada 0 hingga 25 kitaran pencairan beku.Nilai pH mereka meningkat dari 7.5 kepada 11.5 dan 11.4, masing-masing.Apabila bilangan kitaran beku-cair meningkat, kenaikan pH beransur perlahan selepas 25-100 kitaran cair beku.Nilai pH mereka meningkat dari 11.5 dan 11.4 kepada 12.4 dan 11.84, masing-masing.Kerana konkrit FRP terikat sepenuhnya meliputi lapisan FRP, sukar untuk larutan natrium sulfat menembusi.Pada masa yang sama, sukar bagi komposisi simen untuk menembusi ke dalam penyelesaian luaran.Oleh itu, pH secara beransur-ansur meningkat daripada 7.5 kepada 8.0 antara 0 dan 100 kitaran pencairan beku.Sebab perubahan pH dianalisis seperti berikut.Silikat dalam konkrit bergabung dengan ion hidrogen dalam air untuk membentuk asid silisik, dan baki OH- menaikkan pH larutan tepu.Perubahan pH lebih ketara antara 0-25 kitaran beku-cair dan kurang ketara antara 25-100 kitaran beku-cair30.Walau bagaimanapun, didapati di sini bahawa pH terus meningkat selepas 25-100 kitaran pencairan beku.Ini boleh dijelaskan oleh fakta bahawa natrium sulfat bertindak balas secara kimia dengan bahagian dalam konkrit, mengubah pH larutan.Analisis komposisi kimia menunjukkan bahawa konkrit bertindak balas dengan natrium sulfat dengan cara berikut.
Formula (3) dan (4) menunjukkan bahawa natrium sulfat dan kalsium hidroksida dalam simen membentuk gipsum (kalsium sulfat), dan kalsium sulfat seterusnya bertindak balas dengan kalsium metaaluminat dalam simen untuk membentuk hablur tawas.Tindak balas (4) disertai dengan pembentukan OH- asas, yang membawa kepada peningkatan pH.Juga, kerana tindak balas ini boleh diterbalikkan, pH meningkat pada masa tertentu dan berubah secara perlahan.
Pada rajah.7a menunjukkan penurunan berat konkrit GRP tertutup sepenuhnya, separuh tertutup dan saling berkunci semasa kitaran pencairan beku dalam larutan sulfat.Perubahan yang paling ketara dalam kehilangan jisim ialah konkrit tanpa had.Konkrit tanpa had kehilangan kira-kira 3.2% daripada jisimnya selepas 50 serangan beku-cair dan kira-kira 3.85% selepas 100 serangan beku-cair.Keputusan menunjukkan bahawa kesan hakisan terkonjugasi terhadap kualiti konkrit aliran bebas berkurangan apabila bilangan kitaran cair beku meningkat.Walau bagaimanapun, apabila memerhatikan permukaan sampel, didapati kehilangan mortar selepas 100 kitaran beku-cair adalah lebih besar daripada selepas 50 kitaran pencairan beku.Digabungkan dengan kajian dalam bahagian sebelumnya, boleh dihipotesiskan bahawa penembusan sulfat ke dalam konkrit membawa kepada kelembapan dalam kehilangan jisim.Sementara itu, tawas dan gipsum yang dijana secara dalaman juga mengakibatkan penurunan berat badan yang lebih perlahan, seperti yang diramalkan oleh persamaan kimia (3) dan (4).
Perubahan berat: (a) hubungan antara perubahan berat dan bilangan kitaran beku-cair;(b) hubungan antara perubahan jisim dengan nilai pH.
Perubahan dalam penurunan berat konkrit separa hermetik FRP mula-mula berkurangan dan kemudian meningkat.Selepas 50 kitaran beku-cair, kehilangan jisim konkrit gentian kaca separa hermetik adalah kira-kira 1.3%.Kehilangan berat badan selepas 100 kitaran adalah 0.8%.Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa natrium sulfat menembusi ke dalam konkrit yang mengalir bebas.Di samping itu, pemerhatian ke atas permukaan kepingan ujian juga menunjukkan bahawa jalur gentian boleh menahan pengelupasan mortar di kawasan terbuka, sekali gus mengurangkan penurunan berat badan.
Perubahan dalam kehilangan jisim konkrit FRP tertutup sepenuhnya adalah berbeza daripada dua yang pertama.Jisim tidak hilang, tetapi menambah.Selepas 50 hakisan pencairan beku, jisim meningkat kira-kira 0.08%.Selepas 100 kali, jisimnya meningkat kira-kira 0.428%.Oleh kerana konkrit dituang sepenuhnya, mortar pada permukaan konkrit tidak akan tertanggal dan tidak mungkin mengakibatkan kehilangan kualiti.Sebaliknya, penembusan air dan sulfat dari permukaan kandungan tinggi ke bahagian dalam konkrit kandungan rendah juga meningkatkan kualiti konkrit.
Beberapa kajian sebelum ini telah dijalankan mengenai hubungan antara pH dan kehilangan jisim dalam konkrit terhad FRP di bawah keadaan hakisan.Kebanyakan penyelidikan terutamanya membincangkan hubungan antara kehilangan jisim, modulus anjal dan kehilangan kekuatan.Pada rajah.7b menunjukkan hubungan antara pH konkrit dan kehilangan jisim di bawah tiga kekangan.Model ramalan dicadangkan untuk meramal kehilangan jisim konkrit menggunakan tiga kaedah pengekalan pada nilai pH yang berbeza.Seperti yang dapat dilihat dalam Rajah 7b, pekali Pearson adalah tinggi, menunjukkan bahawa sememangnya terdapat korelasi antara pH dan kehilangan jisim.Nilai r kuasa dua untuk konkrit tidak terhad, separa terhad, dan terhad sepenuhnya ialah 0.86, 0.75, dan 0.96, masing-masing.Ini menunjukkan bahawa perubahan pH dan kehilangan berat konkrit bertebat sepenuhnya adalah agak linear di bawah kedua-dua keadaan sulfat dan beku-cair.Dalam konkrit tanpa had dan konkrit FRP separa hermetik, pH secara beransur-ansur meningkat apabila simen bertindak balas dengan larutan akueus.Akibatnya, permukaan konkrit secara beransur-ansur dimusnahkan, yang membawa kepada tanpa berat.Sebaliknya, pH konkrit tertutup sepenuhnya berubah sedikit kerana lapisan FRP melambatkan tindak balas kimia simen dengan larutan air.Oleh itu, untuk konkrit tertutup sepenuhnya, tidak ada hakisan permukaan yang kelihatan, tetapi ia akan bertambah berat akibat tepu akibat penyerapan larutan sulfat.
Pada rajah.8 menunjukkan keputusan imbasan SEM sampel yang terukir dengan natrium sulfat beku-cair.Mikroskopi elektron memeriksa sampel yang dikumpul daripada blok yang diambil dari lapisan luar tiang konkrit.Rajah 8a ialah imej mikroskop elektron pengimbasan konkrit tidak tertutup sebelum hakisan.Adalah diperhatikan bahawa terdapat banyak lubang pada permukaan sampel, yang mempengaruhi kekuatan lajur konkrit itu sendiri sebelum pencairan fros.Pada rajah.8b menunjukkan imej mikroskop elektron bagi sampel konkrit FRP terlindung sepenuhnya selepas 100 kitaran pencairan beku.Keretakan dalam sampel akibat pembekuan dan pencairan mungkin dikesan.Walau bagaimanapun, permukaannya agak licin dan tiada kristal di atasnya.Oleh itu, retakan yang tidak diisi lebih kelihatan.Pada rajah.8c menunjukkan sampel konkrit GRP separa hermetik selepas 100 kitaran hakisan fros.Jelaslah bahawa rekahan itu melebar dan terbentuk butiran di antara rekahan tersebut.Sebahagian daripada zarah ini melekat pada rekahan.Imbasan SEM bagi sampel lajur konkrit tidak terhad ditunjukkan dalam Rajah 8d, fenomena yang konsisten dengan separa sekatan.Untuk menjelaskan lagi komposisi zarah, zarah dalam retakan dibesarkan lagi dan dianalisis menggunakan spektroskopi EDS.Zarah pada asasnya datang dalam tiga bentuk yang berbeza.Menurut analisis spektrum tenaga, jenis pertama, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9a, ialah kristal blok biasa, terutamanya terdiri daripada O, S, Ca dan unsur-unsur lain.Dengan menggabungkan formula sebelumnya (3) dan (4), dapat ditentukan bahawa komponen utama bahan adalah gipsum (kalsium sulfat).Yang kedua ditunjukkan dalam Rajah 9b;mengikut analisis spektrum tenaga, ia adalah objek bukan arah akukular, dan komponen utamanya ialah O, Al, S dan Ca.Resipi gabungan menunjukkan bahawa bahan itu terdiri terutamanya daripada tawas.Blok ketiga yang ditunjukkan dalam Rajah 9c, ialah blok tidak teratur, ditentukan oleh analisis spektrum tenaga, terutamanya terdiri daripada komponen O, Na dan S. Ternyata ini adalah terutamanya kristal natrium sulfat.Pengimbasan mikroskop elektron menunjukkan bahawa kebanyakan lompang telah diisi dengan kristal natrium sulfat, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9c, bersama-sama dengan sejumlah kecil gipsum dan tawas.
Imej mikroskopik elektron bagi sampel sebelum dan selepas kakisan: (a) konkrit terbuka sebelum kakisan;(b) selepas kakisan, gentian kaca dimeterai sepenuhnya;(c) selepas pengaratan konkrit separa tertutup GRP;(d) selepas pengaratan konkrit terbuka.
Analisis membolehkan kita membuat kesimpulan berikut.Imej mikroskop elektron bagi ketiga-tiga sampel adalah 1k× dan rekahan dan hasil hakisan ditemui dan diperhatikan dalam imej.Konkrit tanpa had mempunyai rekahan yang paling luas dan mengandungi banyak butiran.Konkrit separuh tekanan FRP adalah lebih rendah daripada konkrit bukan tekanan dari segi lebar retak dan kiraan zarah.Konkrit FRP tertutup sepenuhnya mempunyai lebar retak terkecil dan tiada zarah selepas hakisan beku-cair.Semua ini menunjukkan bahawa konkrit FRP tertutup sepenuhnya adalah yang paling tidak terdedah kepada hakisan daripada beku dan cair.Proses kimia di dalam tiang konkrit separa tertutup dan terbuka FRP membawa kepada pembentukan tawas dan gipsum, dan penembusan sulfat menjejaskan keliangan.Walaupun kitaran beku-cair adalah punca utama keretakan konkrit, sulfat dan produknya mengisi beberapa retakan dan liang di tempat pertama.Walau bagaimanapun, apabila jumlah dan masa hakisan meningkat, retakan terus mengembang dan isipadu tawas yang terbentuk meningkat, mengakibatkan rekahan penyemperitan.Akhirnya, pendedahan beku-cair dan sulfat akan mengurangkan kekuatan lajur.