habari

Asante kwa kutembelea scatter glassfiber cabron fiber contents.Unatumia toleo la kivinjari lenye uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer).Kwa kuongeza, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Saruji iliyoimarishwa na polima (FRP) inachukuliwa kuwa njia ya ubunifu na ya kiuchumi ya ukarabati wa muundo.Katika utafiti huu, nyenzo mbili za kawaida [carbon fiber reinforced polymer (CFRP) na kioo fiber reinforced polymer (GFRP)] zilichaguliwa kuchunguza athari ya kuimarisha ya saruji katika mazingira magumu.Upinzani wa zege iliyo na FRP dhidi ya shambulio la salfa na mizunguko inayohusiana ya kufungia imejadiliwa.Hadubini ya elektroni kusoma uso na uharibifu wa ndani wa simiti wakati wa mmomonyoko wa udongo.Kiwango na utaratibu wa kutu wa salfati ya sodiamu vilichanganuliwa kwa thamani ya pH, hadubini ya elektroni ya SEM, na masafa ya nishati ya EMF.Majaribio ya nguvu ya mgandamizo ya axial yametumika kutathmini uimarishwaji wa nguzo thabiti zilizozuiliwa za FRP, na mahusiano ya mkazo yametolewa kwa mbinu mbalimbali za uhifadhi wa FRP katika mazingira yaliyounganishwa yenye mmomonyoko.Uchambuzi wa hitilafu ulifanywa ili kurekebisha matokeo ya majaribio kwa kutumia miundo minne iliyopo ya kubashiri.Uchunguzi wote unaonyesha kwamba mchakato wa uharibifu wa saruji iliyozuiliwa ya FRP ni ngumu na yenye nguvu chini ya mikazo ya kuunganisha.Sulfate ya sodiamu hapo awali huongeza nguvu ya saruji katika fomu yake ghafi.Hata hivyo, mizunguko inayofuata ya kufungia-thaw inaweza kuongeza ngozi ya saruji, na sulfate ya sodiamu hupunguza zaidi nguvu ya saruji kwa kukuza ngozi.Muundo sahihi wa nambari unapendekezwa kuiga uhusiano wa mfadhaiko, ambao ni muhimu kwa kubuni na kutathmini mzunguko wa maisha wa saruji iliyozuiliwa ya FRP.
Kama njia ya kibunifu ya uimarishaji wa saruji ambayo imefanyiwa utafiti tangu miaka ya 1970, FRP ina faida za uzani mwepesi, nguvu ya juu, upinzani wa kutu, upinzani wa uchovu na ujenzi rahisi1,2,3.Kadiri gharama zinavyopungua, inazidi kuwa ya kawaida katika matumizi ya uhandisi kama vile nyuzinyuzi za glasi (GFRP), nyuzinyuzi za kaboni (CFRP), nyuzinyuzi za basalt (BFRP), na nyuzinyuzi za aramid (AFRP), ambazo ndizo FRP zinazotumika sana kwa uimarishaji wa muundo4, 5. Mbinu inayopendekezwa ya kuhifadhi FRP inaweza kuboresha utendakazi madhubuti na kuepuka kuanguka mapema.Hata hivyo, mazingira mbalimbali ya nje katika uhandisi wa mitambo mara nyingi huathiri uimara wa saruji ya FRP-mdogo, na kusababisha nguvu zake kuathirika.
Watafiti kadhaa wamesoma mkazo na mabadiliko ya mkazo katika simiti yenye maumbo na saizi tofauti za sehemu-mbali.Yang na wengine.6 iligundua kuwa dhiki ya mwisho na matatizo yanahusiana vyema na ukuaji wa unene wa tishu za nyuzi.Wu et al.7 walipata mikondo ya mkazo kwa simiti iliyozuiwa na FRP kwa kutumia aina mbalimbali za nyuzi kutabiri matatizo na mizigo ya mwisho.Lin et al.8 waligundua kuwa miundo ya mkazo ya FRP ya pau za mviringo, mraba, mstatili, na duaradufu pia hutofautiana sana, na ikatengeneza muundo mpya wa mkazo wa muundo unaolengwa kwa kutumia uwiano wa upana na radius ya kona kama vigezo.Lam et al.9 aliona kwamba mwingiliano usio sare na mkunjo wa FRP ulisababisha mkazo mdogo wa fracture na mkazo katika FRP kuliko katika vipimo vya slab tensile.Kwa kuongeza, wanasayansi wamesoma vikwazo vya sehemu na mbinu mpya za vikwazo kulingana na mahitaji tofauti ya muundo wa ulimwengu halisi.Wang na wengine.[10] ilifanya majaribio ya mgandamizo wa axial kwenye simiti kikamilifu, kiasi na isiyo na vikwazo katika hali tatu chache.Mfano wa "stress-strain" umetengenezwa na coefficients ya athari ya kuzuia kwa saruji iliyofungwa kwa sehemu hutolewa.Wu et al.11 ilitengeneza mbinu ya kutabiri utegemezi wa mkazo wa simiti iliyozuiliwa ya FRP ambayo inazingatia athari za ukubwa.Moran et al.12 walitathmini sifa za mgandamizo wa axial monotonic wa zege iliyobanwa na vipande vya helical vya FRP na kupata mikunjo yake ya mkazo.Hata hivyo, utafiti hapo juu unachunguza hasa tofauti kati ya saruji iliyofungwa kwa sehemu na saruji iliyofungwa kikamilifu.Jukumu la FRPs kupunguza sehemu za saruji halijasomwa kwa kina.
Kwa kuongeza, utafiti huo ulitathmini utendaji wa saruji iliyozuiliwa ya FRP kwa suala la nguvu ya kukandamiza, mabadiliko ya shida, moduli ya awali ya elasticity, na moduli ya ugumu wa matatizo chini ya hali mbalimbali.Tijani et al.13,14 iligundua kuwa urekebishaji wa zege isiyo na kipimo cha FRP hupungua kwa uharibifu unaoongezeka katika majaribio ya ukarabati wa FRP kwenye simiti iliyoharibiwa hapo awali.Ma et al.[15] ilisoma athari za uharibifu wa awali kwenye nguzo za zege iliyozuiliwa na FRP na ikazingatia kuwa athari ya kiwango cha uharibifu kwenye nguvu za mkazo ilikuwa ndogo, lakini ilikuwa na athari kubwa kwa ulemavu wa pembeni na wa longitudinal.Walakini, Cao et al.16 aliona mikunjo ya mkazo na mikunjo ya bahasha ya mkazo ya zege iliyozuiwa na FRP iliyoathiriwa na uharibifu wa awali.Mbali na tafiti juu ya kushindwa kwa saruji ya awali, tafiti zingine pia zimefanywa juu ya uimara wa saruji isiyo na kipimo cha FRP chini ya hali mbaya ya mazingira.Wanasayansi hawa walichunguza uharibifu wa zege iliyowekewa vikwazo vya FRP chini ya hali mbaya na walitumia mbinu za kutathmini uharibifu ili kuunda miundo ya uharibifu ili kutabiri maisha ya huduma.Xie na wenzake.17 iliweka saruji iliyozuiwa na FRP katika mazingira ya hidrothermal na iligundua kuwa hali ya hydrothermal iliathiri kwa kiasi kikubwa mali ya mitambo ya FRP, na kusababisha kupungua kwa taratibu kwa nguvu zake za kukandamiza.Katika mazingira ya msingi wa asidi, kiolesura kati ya CFRP na saruji huharibika.Wakati wa kuzamishwa unapoongezeka, kiwango cha kutolewa kwa nishati ya uharibifu wa safu ya CFRP hupungua kwa kiasi kikubwa, ambayo hatimaye husababisha uharibifu wa sampuli za interfacial18,19,20.Kwa kuongezea, wanasayansi wengine pia wamesoma athari za kufungia na kuyeyusha kwenye simiti isiyo na kipimo cha FRP.Liu et al.21 walibainisha kuwa upau wa upya wa CFRP una uimara mzuri chini ya mizunguko ya kugandisha-yeyusha kulingana na moduli inayobadilika inayohusiana, nguvu gandamizo, na uwiano wa mkazo.Kwa kuongeza, mfano unapendekezwa ambao unahusishwa na kuzorota kwa mali ya mitambo ya saruji.Hata hivyo, Peng et al.22 walikokotoa maisha ya CFRP na viambatisho halisi kwa kutumia data ya halijoto na kufungia-yeyusha.Guang na wengine.23 ilifanya vipimo vya kufungia haraka vya saruji na kupendekeza njia ya kutathmini upinzani wa baridi kulingana na unene wa safu iliyoharibiwa chini ya mfiduo wa kufungia-thaw.Yazdani et al.24 ilisoma athari za tabaka za FRP juu ya kupenya kwa ioni za kloridi ndani ya saruji.Matokeo yanaonyesha kuwa safu ya FRP ni sugu kwa kemikali na huhami simiti ya ndani kutoka kwa ioni za kloridi za nje.Liu et al.25 aliiga hali ya majaribio ya peel kwa zege ya FRP iliyoharibika salfati, iliunda muundo wa kuteleza, na kutabiri uharibifu wa kiolesura cha zege cha FRP.Wang na wengine.26 ilianzisha kielelezo cha mkazo kwa zege iliyozuiwa na salfa iliyomomonyoka FRP kupitia vipimo vya mgandamizo wa uniaxial.Zhou na wengine.[27] ilichunguza uharibifu wa zege isiyozuiliwa unaosababishwa na mizunguko ya kuganda kwa chumvi iliyochanganywa na kwa mara ya kwanza ilitumia utendaji kazi wa vifaa kuelezea utaratibu wa kushindwa.Masomo haya yamefanya maendeleo makubwa katika kutathmini uimara wa simiti isiyo na kipimo cha FRP.Walakini, watafiti wengi wamezingatia kuiga vyombo vya habari vya mmomonyoko chini ya hali moja mbaya.Saruji mara nyingi huharibiwa kutokana na mmomonyoko unaohusishwa na hali mbalimbali za mazingira.Mazingira haya ya pamoja yanaharibu sana utendakazi wa zege iliyozuiliwa na FRP.
Sulfation na kufungia-thaw mzunguko ni vigezo viwili vya kawaida muhimu vinavyoathiri uimara wa saruji.Teknolojia ya ujanibishaji wa FRP inaweza kuboresha sifa za saruji.Inatumika sana katika uhandisi na utafiti, lakini kwa sasa ina mapungufu yake.Masomo kadhaa yamezingatia upinzani wa saruji iliyozuiliwa na FRP kwa kutu ya sulfate katika mikoa ya baridi.Mchakato wa mmomonyoko wa saruji iliyofungwa kikamilifu, nusu-iliyofungwa na wazi na sulfate ya sodiamu na kufungia-thaw inastahili utafiti wa kina zaidi, hasa njia mpya ya nusu iliyoambatanishwa iliyoelezwa katika makala hii.Athari ya kuimarisha kwenye nguzo za saruji pia ilijifunza kwa kubadilishana utaratibu wa uhifadhi wa FRP na mmomonyoko.Mabadiliko madogo madogo na makubwa katika sampuli yaliyosababishwa na mmomonyoko wa dhamana yalibainishwa na hadubini ya elektroni, kipimo cha pH, hadubini ya elektroni ya SEM, uchanganuzi wa masafa ya nishati ya EMF na mtihani wa kiufundi wa uniaxial.Zaidi ya hayo, utafiti huu unajadili sheria zinazosimamia uhusiano wa msongo wa mawazo unaotokea katika upimaji wa kimitambo wa uniaxial.Mkazo wa kikomo uliothibitishwa kwa majaribio na thamani za aina zilithibitishwa na uchanganuzi wa hitilafu kwa kutumia miundo minne iliyopo ya kikomo cha mkazo.Mtindo uliopendekezwa unaweza kutabiri kikamilifu matatizo na nguvu ya mwisho ya nyenzo, ambayo ni muhimu kwa mazoezi ya kuimarisha FRP ya baadaye.Hatimaye, hutumika kama msingi wa dhana ya dhana ya upinzani ya baridi ya chumvi ya FRP.
Utafiti huu unatathmini uchakavu wa zege isiyo na kipimo cha FRP kwa kutumia ulikaji wa suluhisho la salfa pamoja na mizunguko ya kufungia-yeyusha.Mabadiliko ya hadubini na makroskopu yanayosababishwa na mmomonyoko wa zege yameonyeshwa kwa kutumia hadubini ya elektroni ya kuchanganua, upimaji wa pH, utazamaji wa nishati ya EDS, na upimaji wa kimitambo wa uniaxial.Kwa kuongeza, sifa za mitambo na mabadiliko ya mkazo wa saruji ya FRP iliyozuiliwa chini ya mmomonyoko wa ardhi yalichunguzwa kwa kutumia majaribio ya axial compression.
FRP Confined Concrete ina saruji mbichi, nyenzo ya kufungia nje ya FRP na wambiso wa epoxy.Nyenzo mbili za insulation za nje zilichaguliwa: CFRP na GRP, sifa za nyenzo zinaonyeshwa kwenye Jedwali 1. Resini za epoxy A na B zilitumiwa kama adhesives (kuchanganya uwiano 2: 1 kwa kiasi).Mchele.1 inaonyesha maelezo ya ujenzi wa vifaa vya mchanganyiko wa saruji.Katika Mchoro 1a, saruji ya Swan PO 42.5 Portland ilitumiwa.Aggregates coarse ni kusagwa jiwe basalt na kipenyo cha 5-10 na 10-19 mm, kwa mtiririko huo, kama inavyoonekana katika mtini.1b na c.Kama kichungio kizuri kwenye Mtini. 1g ilitumia mchanga wa asili wa mto wenye moduli ya laini ya 2.3.Kuandaa suluhisho la sulfate ya sodiamu kutoka kwa granules ya sulfate ya sodiamu isiyo na maji na kiasi fulani cha maji.
Mchanganyiko wa saruji: a - saruji, b - jumla ya 5-10 mm, c - jumla ya 10-19 mm, d - mchanga wa mto.
Nguvu ya kubuni ya saruji ni MPa 30, ambayo inasababisha makazi safi ya saruji ya 40 hadi 100 mm.Uwiano wa mchanganyiko wa saruji umeonyeshwa katika Jedwali 2, na uwiano wa jumla ya coarse 5-10 mm na 10-20 mm ni 3: 7.Athari ya mwingiliano na mazingira iliigwa kwa kuandaa kwanza suluhisho la 10% la NaSO4 na kisha kumwaga suluhisho kwenye chumba cha mzunguko wa kufungia.
Mchanganyiko wa saruji uliandaliwa katika mchanganyiko wa kulazimishwa wa 0.5 m3 na kundi zima la saruji lilitumiwa kuweka sampuli zinazohitajika.Kwanza kabisa, viungo vya saruji vinatayarishwa kulingana na Jedwali 2, na saruji, mchanga na mkusanyiko wa coarse ni premixed kwa dakika tatu.Kisha usambaze sawasawa maji na koroga kwa dakika 5.Kisha, sampuli za saruji zilitupwa kwenye molds za silinda na kuunganishwa kwenye meza ya vibrating (kipenyo cha mold 10 cm, urefu wa 20 cm).
Baada ya kuponya kwa siku 28, sampuli zilifungwa na nyenzo za FRP.Utafiti huu unajadili mbinu tatu za nguzo thabiti zilizoimarishwa, zikiwemo zilizofungwa kikamilifu, zilizozuiliwa nusu, na zisizo na vikwazo.Aina mbili, CFRP na GFRP, hutumiwa kwa vifaa vidogo.FRP imefungwa kikamilifu shell ya zege ya FRP, urefu wa cm 20 na urefu wa 39 cm.Sehemu ya juu na ya chini ya saruji iliyofungwa na FRP haikufungwa na epoxy.Mchakato wa upimaji wa nusu-hermetic kama teknolojia iliyopendekezwa hivi karibuni ya kuzuia hewa inaelezewa kama ifuatavyo.
(2) Kwa kutumia mtawala, chora mstari kwenye uso wa silinda halisi ili kuamua nafasi ya vipande vya FRP, umbali kati ya vipande ni 2.5 cm.Kisha funga mkanda kwenye maeneo ya saruji ambapo FRP haihitajiki.
3Kisha finyua kwa mikono vipande vya nyuzinyuzi kwenye uso wa zege na ubonyeze mapengo ili kioo cha nyuzi kikiambatana kikamilifu na uso wa zege na kuepuka viputo vya hewa.Hatimaye, gundi vipande vya FRP kwenye uso wa saruji kutoka juu hadi chini, kulingana na alama zilizofanywa na mtawala.
(4) Baada ya nusu saa, angalia kama saruji imejitenga na FRP.Ikiwa FRP inateleza au inatoka nje, inapaswa kurekebishwa mara moja.Vielelezo vilivyotengenezwa lazima viponywe kwa muda wa siku 7 ili kuhakikisha nguvu iliyopona.
(5) Baada ya kuponya, tumia kisu cha matumizi ili kuondoa mkanda kutoka kwa uso wa saruji, na hatimaye kupata safu ya saruji ya FRP ya nusu-hermetic.
Matokeo chini ya vikwazo mbalimbali yanaonyeshwa kwenye Mtini.2. Kielelezo 2a kinaonyesha simiti ya CFRP iliyofungwa kikamilifu, Kielelezo 2b kinaonyesha simiti ya CFRP iliyojazwa nusu-jumla, Kielelezo 2c kinaonyesha simiti ya GFRP iliyofungwa kikamilifu, na Mchoro wa 2d unaonyesha simiti ya CFRP iliyozuiwa nusu.
Mitindo iliyoambatanishwa: (a) CFRP iliyofungwa kikamilifu;(b) nyuzinyuzi za kaboni zilizofungwa nusu;(c) iliyofungwa kabisa kwenye glasi ya nyuzi;(d) kioo cha nyuzinyuzi kilichofungwa nusu.
Kuna vigezo vinne kuu ambavyo vimeundwa kuchunguza athari za vikwazo vya FRP na mfuatano wa mmomonyoko wa udongo kwenye utendaji wa kudhibiti mmomonyoko wa silinda.Jedwali la 3 linaonyesha idadi ya sampuli za safu halisi.Sampuli za kila aina zilijumuisha sampuli tatu za hali zinazofanana ili kuweka data sawa.Wastani wa sampuli tatu zilichanganuliwa kwa matokeo yote ya majaribio katika makala haya.
(1) Nyenzo zisizopitisha hewa zimeainishwa kama nyuzinyuzi za kaboni au glasi ya nyuzi.Ulinganisho ulifanywa kwa athari za aina mbili za nyuzi juu ya uimarishaji wa saruji.
(2) Mbinu za kuzuia safu za zege zimegawanywa katika aina tatu: mdogo kabisa, nusu-kikomo na usio na kikomo.Upinzani wa mmomonyoko wa nguzo za zege zilizofungwa nusu ulilinganishwa na aina zingine mbili.
(3) Masharti ya mmomonyoko wa ardhi ni mizunguko ya kufungia-yeyusha pamoja na suluhisho la salfa, na idadi ya mizunguko ya kufungia ni mara 0, 50 na 100, mtawalia.Athari za mmomonyoko wa udongo kwenye nguzo za zege zilizozuiwa na FRP zimesomwa.
(4) Vipande vya mtihani vimegawanywa katika makundi matatu.Kundi la kwanza ni FRP wrapping na kisha kutu, kundi la pili ni kutu kwanza na kisha wrapping, na kundi la tatu ni kutu kwanza na kisha wrapping na kisha kutu.
Utaratibu wa majaribio hutumia mashine ya kupima kwa wote, mashine ya kupima mvutano, kitengo cha mzunguko wa kufungia-yeyusha (aina ya CDR-Z), darubini ya elektroni, mita ya pH, kupima shinikizo, kifaa cha kuhamisha, darubini ya elektroni ya SEM na Kichanganuzi cha wigo wa nishati cha EDS katika utafiti huu.Sampuli ni safu ya saruji 10 cm juu na 20 cm kwa kipenyo.Saruji ilitibiwa ndani ya siku 28 baada ya kumwagika na kubana, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3a.Sampuli zote zilitolewa baada ya kutupwa na kuwekwa kwa siku 28 kwa joto la 18-22 ° C na unyevu wa 95%, na kisha baadhi ya sampuli zilifungwa kwa fiberglass.
Mbinu za majaribio: (a) vifaa vya kudumisha halijoto na unyevunyevu mara kwa mara;(b) mashine ya kufungia baisikeli;(c) mashine ya kupima kwa wote;(d) kipima pH;(e) uchunguzi wa hadubini.
Jaribio la kugandisha linatumia mbinu ya kugandisha mweko kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3b.Kulingana na GB/T 50082-2009 "Viwango vya Kudumu kwa Saruji ya Kawaida", sampuli za saruji ziliingizwa kabisa katika suluhisho la sulfate ya sodiamu 10% saa 15-20 ° C kwa siku 4 kabla ya kufungia na kufuta.Baada ya hayo, mashambulizi ya sulfate huanza na kuishia wakati huo huo na mzunguko wa kufungia-thaw.Wakati wa mzunguko wa kufungia ni masaa 2 hadi 4, na wakati wa kufuta haipaswi kuwa chini ya 1/4 ya muda wa mzunguko.Sampuli ya joto la msingi inapaswa kudumishwa ndani ya safu kutoka (-18±2) hadi (5±2) °С.Mpito kutoka kwa waliohifadhiwa hadi kufutwa haipaswi kuchukua zaidi ya dakika kumi.Sampuli tatu za cylindrical zinazofanana za kila kategoria zilitumika kusoma upunguzaji wa uzito na mabadiliko ya pH ya suluhisho kwa mizunguko 25 ya kufungia, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3d.Baada ya kila mizunguko 25 ya kufungia, sampuli ziliondolewa na nyuso kusafishwa kabla ya kuamua uzito wao mpya (Wd).Majaribio yote yalifanywa katika nakala tatu za sampuli, na maadili ya wastani yalitumiwa kujadili matokeo ya mtihani.Njia za kupoteza uzito na nguvu ya sampuli imedhamiriwa kama ifuatavyo:
Katika fomula, ΔWd ni kupunguza uzito (%) ya sampuli baada ya kila mizunguko 25 ya kufungia, W0 ni uzito wa wastani wa sampuli ya zege kabla ya mzunguko wa kufungia-yeyusha (kg), Wd ni uzito wa wastani wa zege.uzito wa sampuli baada ya mizunguko 25 ya kufungia-yeyusha (kilo).
Mgawo wa uharibifu wa nguvu wa sampuli unaonyeshwa na Kd, na fomula ya hesabu ni kama ifuatavyo.
Katika fomula, ΔKd ni kiwango cha kupoteza nguvu (%) ya sampuli baada ya kila mizunguko 50 ya kufungia, f0 ni wastani wa nguvu ya sampuli ya zege kabla ya mzunguko wa kufungia-yeyusha (MPa), fd ni wastani wa nguvu ya sampuli halisi kwa mizunguko 50 ya kufungia-yeyusha (MPa).
Kwenye mtini.3c inaonyesha mashine ya majaribio ya kubana kwa vielelezo halisi.Kwa mujibu wa "Mbinu za Kawaida za Mtihani wa Sifa za Kimwili na Mitambo za Saruji" (GBT50081-2019), njia ya kupima safu wima za nguvu za kubana imefafanuliwa.Kiwango cha upakiaji katika jaribio la mfinyazo ni 0.5 MPa/s, na upakiaji unaoendelea na unaofuatana hutumiwa katika jaribio lote.Uhusiano wa kuhamisha mzigo kwa kila sampuli ulirekodiwa wakati wa majaribio ya kiufundi.Vipimo vya matatizo viliunganishwa kwenye nyuso za nje za saruji na tabaka za FRP za vielelezo ili kupima matatizo ya axial na ya usawa.Kiini cha matatizo hutumika katika majaribio ya kimitambo ili kurekodi mabadiliko ya sampuli wakati wa jaribio la mgandamizo.
Kila mizunguko 25 ya kufungia, sampuli ya suluhisho la kufungia iliondolewa na kuwekwa kwenye chombo.Kwenye mtini.3d inaonyesha kipimo cha pH cha sampuli ya myeyusho kwenye chombo.Uchunguzi wa microscopic wa uso na sehemu ya msalaba wa sampuli chini ya hali ya kufungia-thaw inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3d.Hali ya uso wa sampuli mbalimbali baada ya mzunguko wa kufungia 50 na 100 katika suluhisho la sulfate ilizingatiwa chini ya darubini.Hadubini hutumia ukuzaji wa 400x.Wakati wa kuchunguza uso wa sampuli, mmomonyoko wa safu ya FRP na safu ya nje ya saruji huzingatiwa hasa.Uchunguzi wa sehemu ya msalaba wa sampuli kimsingi huchagua hali ya mmomonyoko kwa umbali wa 5, 10 na 15 mm kutoka safu ya nje.Uundaji wa bidhaa za sulfate na mzunguko wa kufungia-thaw unahitaji kupima zaidi.Kwa hiyo, uso uliobadilishwa wa sampuli zilizochaguliwa ulichunguzwa kwa kutumia darubini ya elektroni ya skanning (SEM) iliyo na spectrometer ya kutawanya nishati (EDS).
Kagua uso wa sampuli kwa kuibua kwa darubini ya elektroni na uchague ukuzaji wa 400X.Kiwango cha uharibifu wa uso katika simiti ya GRP iliyozingirwa nusu na isiyo na pamoja chini ya mizunguko ya kufungia-yeyusha na mfiduo wa sulfati ni kubwa sana, wakati katika saruji iliyofungwa kabisa haitumiki.Kundi la kwanza linarejelea tukio la mmomonyoko wa zege inayotiririka bila malipo na salfati ya sodiamu na kutoka kwa mizunguko 0 hadi 100 ya kufungia, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4a.Sampuli za zege bila mfiduo wa theluji zina uso laini bila vipengee vinavyoonekana.Baada ya mmomonyoko wa udongo mara 50, sehemu ya kuzuia majimaji kwenye uso iliondolewa, na kufichua ganda nyeupe la majimaji.Baada ya mmomonyoko wa 100, shells za ufumbuzi zilianguka kabisa wakati wa ukaguzi wa kuona wa uso wa saruji.Uchunguzi wa hadubini ulionyesha kuwa uso wa zege 0 iliyoyeyushwa na kuganda ulikuwa laini na jumla ya uso na chokaa vilikuwa kwenye ndege moja.Uso usio na usawa, mbaya ulizingatiwa kwenye uso wa zege uliomomonywa na mizunguko 50 ya kufungia.Hii inaweza kuelezewa na ukweli kwamba baadhi ya chokaa huharibiwa na kiasi kidogo cha fuwele nyeupe za punjepunje hufuatana na uso, ambao hujumuishwa hasa na fuwele za jumla, chokaa na nyeupe.Baada ya mizunguko 100 ya kufungia-kufungia, eneo kubwa la fuwele nyeupe lilionekana kwenye uso wa simiti, wakati mkusanyiko wa giza wa giza uliwekwa wazi kwa mazingira ya nje.Hivi sasa, uso wa zege umefunuliwa zaidi fuwele za jumla na nyeupe.
Mofolojia ya safu wima ya zege inayogandamiza mmomonyoko wa udongo: (a) safu wima ya zege isiyo na kikomo;(b) zege iliyoimarishwa kwa nusu-iliyofungwa;(c) Saruji ya GRP iliyofungwa nusu;(d) saruji ya CFRP iliyofungwa kikamilifu;(e) Saruji ya GRP iliyofungwa nusu saruji.
Kundi la pili ni ulikaji wa nguzo nusu hermetic CFRP na GRP saruji chini ya mizunguko kufungia-thaw na yatokanayo na sulfates, kama inavyoonekana katika Mtini. 4b, c.Ukaguzi wa kuona (1x ukuzaji) ulionyesha kuwa poda nyeupe hatua kwa hatua iliundwa kwenye uso wa safu ya nyuzi, ambayo ilianguka haraka na ongezeko la idadi ya mizunguko ya kufungia-thaw.Mmomonyoko wa uso usio na kikomo wa zege ya nusu hermetic FRP ulizidi kudhihirika kadiri idadi ya mizunguko ya kugandisha inavyoongezeka.Jambo linaloonekana la "bloating" (uso wa wazi wa suluhisho la safu ya saruji iko kwenye ukingo wa kuanguka).Hata hivyo, jambo la peeling linazuiliwa kwa kiasi na mipako ya nyuzi za kaboni iliyo karibu).Chini ya darubini, nyuzinyuzi za kaboni sintetiki huonekana kama nyuzi nyeupe kwenye usuli mweusi katika ukuzaji wa 400x.Kutokana na sura ya pande zote za nyuzi na yatokanayo na mwanga usio na usawa, huonekana nyeupe, lakini vifurushi vya nyuzi za kaboni zenyewe ni nyeusi.Fiberglass awali ni nyeupe-kama thread, lakini juu ya kuwasiliana na wambiso inakuwa wazi na hali ya saruji ndani ya fiberglass inaonekana wazi.Fiberglass ni nyeupe nyangavu na binder ni ya manjano.Wote wawili ni mwanga sana kwa rangi, hivyo rangi ya gundi itaficha nyuzi za fiberglass, na kutoa sura ya jumla ya rangi ya njano.Nyuzi za kaboni na kioo zinalindwa kutokana na uharibifu na resin ya nje ya epoxy.Kadiri idadi ya mashambulizi ya kufungia iliongezeka, utupu zaidi na fuwele chache nyeupe zikaonekana kwenye uso.Wakati mzunguko wa kufungia sulfate unavyoongezeka, binder hatua kwa hatua inakuwa nyembamba, rangi ya njano hupotea na nyuzi zinaonekana.
Kundi la tatu ni ulikaji wa saruji ya CFRP na GRP iliyofungwa kikamilifu chini ya mizunguko ya kufungia na kuathiriwa na sulfati, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4d, e.Tena, matokeo yaliyozingatiwa yanafanana na yale ya aina ya pili ya sehemu iliyozuiliwa ya safu ya saruji.
Linganisha matukio yaliyozingatiwa baada ya kutumia mbinu tatu za kuzuia zilizoelezwa hapo juu.Tishu zenye nyuzi kwenye zege ya FRP iliyowekewa maboksi kikamili husalia thabiti kadiri idadi ya mizunguko ya kugandisha inavyoongezeka.Kwa upande mwingine, safu ya pete ya wambiso ni nyembamba juu ya uso.Resini za epoksi huguswa zaidi na ioni za hidrojeni amilifu katika asidi ya sulfuriki yenye pete wazi na ni vigumu kuguswa na salfa28.Kwa hivyo, inaweza kuzingatiwa kuwa mmomonyoko hasa hubadilisha mali ya safu ya wambiso kama matokeo ya mizunguko ya kufungia, na hivyo kubadilisha athari ya kuimarisha ya FRP.Sehemu ya zege ya zege ya nusu-hermetic ya FRP ina hali ya mmomonyoko sawa na uso wa zege usio na kikomo.Safu yake ya FRP inafanana na safu ya FRP ya saruji iliyofungwa kikamilifu, na uharibifu hauonekani.Hata hivyo, katika saruji ya GRP iliyofungwa nusu, nyufa nyingi za mmomonyoko hutokea ambapo vipande vya nyuzi vinaingiliana na saruji iliyo wazi.Mmomonyoko wa nyuso za zege wazi huwa mbaya zaidi kadiri idadi ya mizunguko ya kugandisha inavyoongezeka.
Mambo ya ndani ya zege iliyofungwa kikamilifu, iliyofungwa nusu, na isiyozuiliwa ya FRP ilionyesha tofauti kubwa wakati inakabiliwa na mizunguko ya kufungia na kuathiriwa na ufumbuzi wa sulfate.Sampuli ilikatwa kinyume na sehemu ya msalaba ilizingatiwa kwa kutumia darubini ya elektroni katika ukuzaji wa 400x.Kwenye mtini.5 inaonyesha picha za microscopic kwa umbali wa 5 mm, 10 mm na 15 mm kutoka mpaka kati ya saruji na chokaa, kwa mtiririko huo.Imeonekana kuwa wakati suluhisho la sulfate ya sodiamu linajumuishwa na kufungia-thaw, uharibifu wa saruji huvunjwa hatua kwa hatua kutoka kwa uso hadi ndani.Kwa sababu hali ya mmomonyoko wa ndani wa saruji ya CFRP na GFRP iliyozuiliwa ni sawa, sehemu hii hailinganishi nyenzo mbili za kuzuia.
Uchunguzi wa hadubini wa ndani wa sehemu ya zege ya safu: (a) kupunguzwa kabisa na glasi ya nyuzi;(b) iliyofungwa nusu kwa kioo cha nyuzi;(c) bila kikomo.
Mmomonyoko wa ndani wa saruji ya FRP iliyofungwa kikamilifu imeonyeshwa kwenye tini.5a.Nyufa zinaonekana kwa mm 5, uso ni laini, hakuna fuwele.Uso ni laini, bila fuwele, nene 10 hadi 15 mm.Mmomonyoko wa ndani wa saruji ya nusu-hermetic ya FRP inavyoonyeshwa kwenye tini.5 B. Nyufa na fuwele nyeupe huonekana kwa 5mm na 10mm, na uso ni laini kwa 15mm.Kielelezo 5c kinaonyesha sehemu za nguzo za FRP za saruji ambapo nyufa zilipatikana kwa 5, 10 na 15 mm.Fuwele chache nyeupe kwenye nyufa zilizidi kuwa adimu huku nyufa zikisogea kutoka nje ya zege hadi ndani.Nguzo za zege zisizoisha zilionyesha mmomonyoko mkubwa zaidi, ikifuatiwa na nguzo za zege za FRP zilizozuiliwa.Sulfate ya sodiamu ilikuwa na athari kidogo kwa mambo ya ndani ya sampuli za zege za FRP zilizofungwa kikamilifu zaidi ya mizunguko 100 ya kufungia-yeyusha.Hii inaonyesha kwamba sababu kuu ya mmomonyoko wa saruji ya FRP iliyozuiliwa kikamilifu inahusishwa na mmomonyoko wa kufungia kwa muda.Uchunguzi wa sehemu ya msalaba ulionyesha kuwa sehemu hiyo mara moja kabla ya kufungia na kufuta ilikuwa laini na isiyo na aggregates.Saruji inapoganda na kuyeyuka, nyufa huonekana, ndivyo ilivyo kwa jumla, na fuwele nyeupe za punjepunje zimefunikwa sana na nyufa.Uchunguzi27 umeonyesha kuwa saruji inapowekwa kwenye myeyusho wa salfati ya sodiamu, salfati ya sodiamu itapenya ndani ya zege, ambayo baadhi itashuka kama fuwele za salfati ya sodiamu, na nyingine itaitikia kwa saruji.Fuwele za sulfate ya sodiamu na bidhaa za majibu huonekana kama chembe nyeupe.
FRP inazuia kabisa nyufa za zege katika mmomonyoko uliounganishwa, lakini sehemu ni laini bila fuwele.Kwa upande mwingine, sehemu za zege zilizofungwa nusu na zisizozuiliwa zimetengeneza nyufa za ndani na fuwele chini ya mmomonyoko uliounganishwa.Kwa mujibu wa maelezo ya picha na masomo ya awali29, mchakato wa mmomonyoko wa pamoja wa saruji isiyozuiliwa na yenye vikwazo vya nusu ya FRP imegawanywa katika hatua mbili.Hatua ya kwanza ya kupasuka kwa saruji inahusishwa na upanuzi na contraction wakati wa kufungia-thaw.Wakati sulphate inapoingia kwenye saruji na kuonekana, sulphate inayofanana inajaza nyufa zilizoundwa na shrinkage kutoka kwa kufungia-thaw na majibu ya maji.Kwa hiyo, sulfate ina athari maalum ya kinga kwenye saruji katika hatua ya awali na inaweza kuboresha mali ya mitambo ya saruji kwa kiasi fulani.Hatua ya pili ya mashambulizi ya sulfate inaendelea, kupenya nyufa au voids na kukabiliana na saruji kuunda alum.Matokeo yake, ufa huongezeka kwa ukubwa na husababisha uharibifu.Wakati huu, athari za upanuzi na contraction zinazohusiana na kufungia na kufuta zitazidisha uharibifu wa ndani wa saruji, na kusababisha kupunguzwa kwa uwezo wa kuzaa.
Kwenye mtini.6 inaonyesha mabadiliko ya pH ya miyeyusho madhubuti ya uwekaji mimba kwa mbinu tatu chache zinazofuatiliwa baada ya mizunguko 0, 25, 50, 75 na 100 ya kufungia.Koka za zege za FRP zisizo na kikomo na zilizofungwa nusu zilionyesha kupanda kwa kasi kwa pH kutoka mizunguko 0 hadi 25 ya kufungia.Thamani zao za pH ziliongezeka kutoka 7.5 hadi 11.5 na 11.4, mtawaliwa.Kadiri idadi ya mizunguko ya kufungia inavyoongezeka, ongezeko la pH lilipungua polepole baada ya mizunguko 25-100 ya kufungia.Thamani zao za pH ziliongezeka kutoka 11.5 na 11.4 hadi 12.4 na 11.84, mtawaliwa.Kwa sababu saruji ya FRP iliyounganishwa kikamilifu inashughulikia safu ya FRP, ni vigumu kwa ufumbuzi wa sulfate ya sodiamu kupenya.Wakati huo huo, ni vigumu kwa utungaji wa saruji kupenya ndani ya ufumbuzi wa nje.Kwa hivyo, pH polepole iliongezeka kutoka 7.5 hadi 8.0 kati ya mizunguko 0 na 100 ya kufungia.Sababu ya mabadiliko katika pH inachambuliwa kama ifuatavyo.Silicate katika saruji inachanganya na ioni za hidrojeni katika maji ili kuunda asidi ya silicic, na OH iliyobaki huongeza pH ya ufumbuzi uliojaa.Mabadiliko ya pH yalionekana zaidi kati ya mizunguko 0-25 ya kufungia-yeyusha na kutamkwa kidogo kati ya mizunguko 25-100 ya kufungia30.Walakini, iligunduliwa hapa kuwa pH iliendelea kuongezeka baada ya mizunguko 25-100 ya kufungia-thaw.Hii inaweza kuelezewa na ukweli kwamba sulfate ya sodiamu humenyuka kemikali na mambo ya ndani ya saruji, kubadilisha pH ya suluhisho.Uchambuzi wa utungaji wa kemikali unaonyesha kwamba saruji humenyuka na sulfate ya sodiamu kwa njia ifuatayo.
Fomula (3) na (4) zinaonyesha kuwa salfati ya sodiamu na hidroksidi ya kalsiamu katika simenti huunda jasi (calcium sulfate), na salfati ya kalsiamu humenyuka zaidi pamoja na metaalumina ya kalsiamu katika saruji ili kuunda fuwele za alum.Mmenyuko (4) unaambatana na malezi ya msingi ya OH-, ambayo husababisha kuongezeka kwa pH.Pia, kwa kuwa mmenyuko huu unaweza kubadilishwa, pH huongezeka kwa wakati fulani na hubadilika polepole.
Kwenye mtini.7a inaonyesha upunguzaji wa uzito wa simiti ya GRP iliyofungwa kikamilifu, iliyofungwa nusu, na iliyounganishwa wakati wa mizunguko ya kufungia-yeyusha katika suluhisho la salfa.Mabadiliko ya wazi zaidi katika kupoteza kwa wingi ni saruji isiyozuiliwa.Saruji isiyo na kikomo ilipoteza takriban 3.2% ya wingi wake baada ya mashambulizi 50 ya kufungia na karibu 3.85% baada ya mashambulizi 100 ya kufungia.Matokeo yanaonyesha kuwa athari za mmomonyoko uliounganishwa kwenye ubora wa zege isiyolipishwa hupungua kadri idadi ya mizunguko ya kugandisha inavyoongezeka.Walakini, wakati wa kuangalia uso wa sampuli, ilibainika kuwa upotezaji wa chokaa baada ya mizunguko 100 ya kufungia ilikuwa kubwa kuliko baada ya mizunguko 50 ya kufungia.Pamoja na masomo katika sehemu iliyopita, inaweza kudhaniwa kuwa kupenya kwa sulfati ndani ya saruji husababisha kupungua kwa hasara ya wingi.Wakati huo huo, alum na jasi zinazozalishwa ndani pia husababisha kupunguza uzito polepole, kama ilivyotabiriwa na milinganyo ya kemikali (3) na (4).
Mabadiliko ya uzito: (a) uhusiano kati ya mabadiliko ya uzito na idadi ya mizunguko ya kufungia-yeyusha;(b) uhusiano kati ya mabadiliko ya wingi na thamani ya pH.
Mabadiliko ya kupoteza uzito wa saruji ya nusu-hermetic ya FRP kwanza hupungua na kisha huongezeka.Baada ya mizunguko 50 ya kufungia, upotezaji mkubwa wa simiti ya glasi ya nusu-hermetic ni karibu 1.3%.Kupunguza uzito baada ya mizunguko 100 ilikuwa 0.8%.Kwa hiyo, inaweza kuhitimishwa kuwa sulfate ya sodiamu huingia ndani ya saruji ya bure.Kwa kuongeza, uchunguzi wa uso wa kipande cha mtihani pia ulionyesha kuwa nyuzi za nyuzi zinaweza kupinga kupigwa kwa chokaa katika eneo la wazi, na hivyo kupunguza kupoteza uzito.
Mabadiliko ya kupoteza kwa wingi wa saruji ya FRP iliyofungwa kikamilifu ni tofauti na mbili za kwanza.Misa haipotezi, lakini inaongeza.Baada ya mmomonyoko wa 50 wa theluji-thaw, wingi uliongezeka kwa karibu 0.08%.Baada ya mara 100, misa yake iliongezeka kwa karibu 0.428%.Kwa kuwa saruji hutiwa kabisa, chokaa juu ya uso wa saruji haitatoka na haiwezekani kusababisha hasara ya ubora.Kwa upande mwingine, kupenya kwa maji na sulfates kutoka kwa uso wa maudhui ya juu ndani ya mambo ya ndani ya saruji ya chini ya maudhui pia inaboresha ubora wa saruji.
Tafiti kadhaa zimefanywa hapo awali kuhusu uhusiano kati ya pH na upotevu wa wingi katika zege iliyozuiwa na FRP chini ya hali ya mmomonyoko.Utafiti mwingi unajadili uhusiano kati ya upotezaji wa wingi, moduli ya elastic na upotezaji wa nguvu.Kwenye mtini.7b inaonyesha uhusiano kati ya pH halisi na upotevu wa wingi chini ya vikwazo vitatu.Muundo wa ubashiri unapendekezwa kutabiri upotevu halisi wa wingi kwa kutumia mbinu tatu za kubaki katika viwango tofauti vya pH.Kama inavyoonekana katika Mchoro 7b, mgawo wa Pearson uko juu, ikionyesha kwamba kwa hakika kuna uwiano kati ya pH na upotevu wa wingi.Thamani za r-mraba kwa saruji isiyo na kikomo, iliyo na vikwazo vya nusu, na iliyozuiliwa kikamilifu zilikuwa 0.86, 0.75, na 0.96, mtawalia.Hii inaonyesha kwamba mabadiliko ya pH na kupoteza uzito wa saruji iliyohifadhiwa kikamilifu ni ya mstari chini ya hali ya sulfate na kufungia.Katika zege isiyozuiliwa na simiti ya FRP ya nusu-hermetic, pH huongezeka pole pole kadiri saruji inavyoitikia pamoja na mmumunyo wa maji.Matokeo yake, uso wa saruji huharibiwa hatua kwa hatua, ambayo husababisha uzito.Kwa upande mwingine, pH ya saruji iliyofungwa kikamilifu hubadilika kidogo kwa sababu safu ya FRP inapunguza kasi ya mmenyuko wa kemikali ya saruji na ufumbuzi wa maji.Kwa hivyo, kwa saruji iliyofungwa kikamilifu, hakuna mmomonyoko wa uso unaoonekana, lakini itapata uzito kutokana na kueneza kutokana na kunyonya kwa ufumbuzi wa sulfate.
Kwenye mtini.8 inaonyesha matokeo ya uchunguzi wa SEM wa sampuli zilizowekwa kwa kufungia salfati ya sodiamu.Hadubini ya elektroni ilichunguza sampuli zilizokusanywa kutoka kwa vizuizi vilivyochukuliwa kutoka safu ya nje ya nguzo za zege.Mchoro 8a ni taswira ya hadubini ya elektroni ya saruji ambayo haijafungwa kabla ya mmomonyoko.Inabainisha kuwa kuna mashimo mengi juu ya uso wa sampuli, ambayo huathiri nguvu ya safu ya saruji yenyewe kabla ya baridi-ya thawing.Kwenye mtini.8b inaonyesha taswira ya hadubini ya elektroni ya sampuli ya zege ya FRP iliyowekewa maboksi kabisa baada ya mizunguko 100 ya kugandisha.Nyufa kwenye sampuli kutokana na kuganda na kuyeyusha zinaweza kugunduliwa.Walakini, uso ni laini na hakuna fuwele juu yake.Kwa hiyo, nyufa zisizojazwa zinaonekana zaidi.Kwenye mtini.8c inaonyesha sampuli ya zege nusu hermetic GRP baada ya mizunguko 100 ya mmomonyoko wa barafu.Ni wazi kwamba nyufa ziliongezeka na nafaka ziliunda kati ya nyufa.Baadhi ya chembe hizi hujipachika kwenye nyufa.Uchanganuzi wa SEM wa sampuli ya safu wima thabiti isiyo na kikomo unaonyeshwa kwenye Mchoro 8d, jambo linaloendana na vizuizi vya nusu.Ili kufafanua zaidi utungaji wa chembe, chembe katika nyufa zilikuzwa zaidi na kuchambuliwa kwa kutumia spectroscopy ya EDS.Chembe kimsingi huja katika maumbo matatu tofauti.Kulingana na uchambuzi wa wigo wa nishati, aina ya kwanza, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 9a, ni kioo cha kawaida cha kuzuia, hasa kinajumuisha O, S, Ca na vipengele vingine.Kwa kuchanganya kanuni za awali (3) na (4), inaweza kuamua kuwa sehemu kuu ya nyenzo ni jasi (calcium sulfate).Ya pili imeonyeshwa kwenye Mchoro 9b;kulingana na uchambuzi wa wigo wa nishati, ni kitu kisicho na mwelekeo wa acicular, na sehemu zake kuu ni O, Al, S na Ca.Maelekezo ya mchanganyiko yanaonyesha kwamba nyenzo zinajumuisha hasa alum.Kizuizi cha tatu kilichoonyeshwa kwenye Mchoro 9c, ni kizuizi kisicho cha kawaida, kinachotambuliwa na uchambuzi wa wigo wa nishati, hasa inayojumuisha vipengele O, Na na S. Ilibadilika kuwa haya ni hasa fuwele za sulfate ya sodiamu.Uchanganuzi wa hadubini ya elektroni ulionyesha kuwa sehemu nyingi za utupu zilijazwa na fuwele za salfati ya sodiamu, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 9c, pamoja na kiasi kidogo cha jasi na alum.
Picha za elektroni za hadubini za sampuli kabla na baada ya kutu: (a) zege wazi kabla ya kutu;(b) baada ya kutu, fiberglass imefungwa kabisa;(c) baada ya kutu ya zege ya GRP iliyofungwa nusu;(d) baada ya kutu ya saruji iliyo wazi.
Uchambuzi unatuwezesha kupata hitimisho zifuatazo.Picha za hadubini ya elektroni za sampuli tatu zote zilikuwa 1k× na nyufa na bidhaa za mmomonyoko zilipatikana na kuzingatiwa kwenye picha.Saruji isiyozuiliwa ina nyufa pana zaidi na ina nafaka nyingi.Saruji ya nusu-shinikizo ya FRP ni duni kwa simiti isiyo ya shinikizo kwa upana wa ufa na hesabu ya chembe.Saruji ya FRP iliyofungwa kikamilifu ina upana mdogo zaidi wa ufa na haina chembe baada ya mmomonyoko wa kufungia.Yote haya yanaonyesha kuwa zege iliyofungwa kikamilifu ya FRP ndiyo inayoshambuliwa kwa urahisi na mmomonyoko wa udongo kutokana na kuganda na kuyeyuka.Michakato ya kemikali ndani ya nguzo za zege za nusu-iliyofungwa na wazi za FRP husababisha uundaji wa alum na jasi, na kupenya kwa salfati huathiri porosity.Wakati mzunguko wa kufungia-thaw ni sababu kuu ya ngozi ya saruji, sulfates na bidhaa zao hujaza baadhi ya nyufa na pores mahali pa kwanza.Hata hivyo, kadri kiasi na wakati wa mmomonyoko unavyoongezeka, nyufa huendelea kupanua na kiasi cha alum kilichoundwa huongezeka, na kusababisha nyufa za extrusion.Hatimaye, kufungia-thaw na mfiduo wa sulfate itapunguza nguvu ya safu.