समाचार

स्क्याटर ग्लासफाइबर क्याब्रोन फाइबर सामग्रीहरू भ्रमण गर्नुभएकोमा धन्यवाद।तपाईं सीमित CSS समर्थनको साथ ब्राउजर संस्करण प्रयोग गर्दै हुनुहुन्छ।उत्तम अनुभवको लागि, हामी तपाईंलाई अपडेट गरिएको ब्राउजर प्रयोग गर्न सिफारिस गर्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड असक्षम गर्नुहोस्)।थप रूपमा, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी शैलीहरू र जाभास्क्रिप्ट बिना साइट देखाउँछौं।
पोलिमर-प्रबलित कंक्रीट (FRP) संरचनात्मक मर्मतको एक नवीन र आर्थिक विधि मानिन्छ।यस अध्ययनमा, दुई विशिष्ट सामग्रीहरू [कार्बन फाइबर प्रबलित पोलिमर (CFRP) र ग्लास फाइबर प्रबलित पोलिमर (GFRP)] कठोर वातावरणमा कंक्रीटको प्रबलित प्रभाव अध्ययन गर्न चयन गरिएको थियो।सल्फेट आक्रमण र सम्बन्धित फ्रिज-थव चक्रहरूमा एफआरपी युक्त कंक्रीटको प्रतिरोध छलफल गरिएको छ।संयुग्मित क्षरणको समयमा कंक्रीटको सतह र आन्तरिक गिरावट अध्ययन गर्न इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी।सोडियम सल्फेट जंगको डिग्री र संयन्त्र pH मान, SEM इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी, र EMF ऊर्जा स्पेक्ट्रम द्वारा विश्लेषण गरिएको थियो।अक्षीय कम्प्रेसिभ बल परीक्षणहरू FRP- सीमित कंक्रीट स्तम्भहरूको सुदृढीकरणको मूल्याङ्कन गर्न प्रयोग गरिएको छ, र तनाव-तनाव सम्बन्धहरू इरोसिभ युग्मित वातावरणमा FRP अवधारणका विभिन्न विधिहरूको लागि व्युत्पन्न गरिएको छ।त्रुटि विश्लेषण चार अवस्थित भविष्यवाणी मोडेलहरू प्रयोग गरेर प्रयोगात्मक परीक्षण परिणामहरू क्यालिब्रेट गर्न प्रदर्शन गरिएको थियो।सबै अवलोकनहरूले सङ्केत गर्दछ कि FRP-प्रतिबन्धित कंक्रीटको क्षरण प्रक्रिया संयुग्मित तनावहरूमा जटिल र गतिशील छ।सोडियम सल्फेटले सुरुमा यसको कच्चा रूपमा कंक्रीटको बल बढाउँछ।यद्यपि, त्यसपछिको फ्रिज-थाउ चक्रले कंक्रीट क्र्याकिङलाई बढाउँछ, र सोडियम सल्फेटले क्र्याकिंगलाई बढावा दिएर कंक्रीटको बललाई कम गर्छ।एक सटीक संख्यात्मक मोडेल तनाव-तनाव सम्बन्धको अनुकरण गर्न प्रस्ताव गरिएको छ, जुन FRP- सीमित कंक्रीटको जीवन चक्र डिजाइन र मूल्याङ्कन गर्नको लागि महत्वपूर्ण छ।
1970 देखि अनुसन्धान गरिएको एक अभिनव कंक्रीट सुदृढीकरण विधिको रूपमा, FRP मा हल्का वजन, उच्च शक्ति, जंग प्रतिरोध, थकान प्रतिरोध र सुविधाजनक निर्माण 1,2,3 को फाइदाहरू छन्।लागत घट्दै जाँदा, यो ईन्जिनियरिङ् अनुप्रयोगहरू जस्तै फाइबरग्लास (GFRP), कार्बन फाइबर (CFRP), बेसाल्ट फाइबर (BFRP), र aramid फाइबर (AFRP) मा अधिक सामान्य हुँदै गइरहेको छ, जुन संरचनात्मक सुदृढीकरणको लागि सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने FRP हो4, 5। प्रस्तावित एफआरपी रिटेन्सन विधिले ठोस कार्यसम्पादन सुधार गर्न सक्छ र समयपूर्व पतन हुनबाट जोगिन सक्छ।यद्यपि, मेकानिकल इन्जिनियरिङमा विभिन्न बाह्य वातावरणहरूले अक्सर FRP-सीमित कंक्रीटको स्थायित्वलाई असर गर्छ, जसले गर्दा यसको बलमा सम्झौता हुन सक्छ।
धेरै शोधकर्ताहरूले विभिन्न क्रस-सेक्शनल आकार र आकारहरूको साथ कंक्रीटमा तनाव र तनाव परिवर्तनहरू अध्ययन गरेका छन्।याङ र अन्य।6 ले पत्ता लगायो कि परम तनाव र तनाव फाइब्रस टिश्यु मोटाई मा वृद्धि संग सकारात्मक सम्बन्ध छ।Wu et al.7 ले FRP- सीमित कंक्रीटका लागि विभिन्न फाइबर प्रकारहरू प्रयोग गरेर अन्तिम तनाव र भारहरूको भविष्यवाणी गर्न तनाव-तनाव वक्रहरू प्राप्त गर्यो।Lin et al.8 ले गोलाकार, वर्ग, आयताकार, र अण्डाकार पट्टीहरूका लागि FRP तनाव-तनाव मोडेलहरू पनि धेरै फरक भएको फेला पारे, र मापदण्डहरूको रूपमा चौडाइ र कुनाको त्रिज्याको अनुपात प्रयोग गरेर नयाँ डिजाइन-उन्मुख तनाव-स्ट्रेन मोडेल विकास गर्यो।Lam et al.9 ले अवलोकन गर्‍यो कि FRP को गैर-एकसमान ओभरल्याप र वक्रताले स्ल्याब तन्य परीक्षणको तुलनामा FRP मा कम फ्र्याक्चर स्ट्रेन र तनाव निम्त्यायो।थप रूपमा, वैज्ञानिकहरूले विभिन्न वास्तविक-विश्व डिजाइन आवश्यकताहरू अनुसार आंशिक अवरोधहरू र नयाँ अवरोध विधिहरू अध्ययन गरेका छन्।वाङ एट अल।[१०] तीन सीमित मोडहरूमा पूर्ण, आंशिक र अप्रतिबंधित कंक्रीटमा अक्षीय कम्प्रेसन परीक्षणहरू प्रदर्शन गरियो।एक "तनाव-तनाव" मोडेल विकसित गरिएको छ र आंशिक रूपमा बन्द कंक्रीटको लागि सीमित प्रभावको गुणांक दिइएको छ।Wu et al।11 ले खाता आकार प्रभावहरू लिने FRP- सीमित कंक्रीटको तनाव-तनाव निर्भरता भविष्यवाणी गर्नको लागि एक विधि विकसित गर्यो।Moran et al.12 ले FRP हेलिकल स्ट्रिप्सको साथ सीमित कंक्रीटको अक्षीय मोनोटोनिक कम्प्रेसन गुणहरूको मूल्याङ्कन गर्‍यो र यसको तनाव-स्ट्रेन कर्भहरू निकाल्यो।यद्यपि, माथिको अध्ययनले मुख्यतया आंशिक रूपमा संलग्न कंक्रीट र पूर्ण रूपमा संलग्न कंक्रीट बीचको भिन्नतालाई जाँच गर्दछ।ठोस खण्डहरूलाई आंशिक रूपमा सीमित गर्ने एफआरपीहरूको भूमिकालाई विस्तृत रूपमा अध्ययन गरिएको छैन।
थप रूपमा, अध्ययनले कम्प्रेसिभ बल, तनाव परिवर्तन, लोचको प्रारम्भिक मोड्युलस, र विभिन्न परिस्थितिहरूमा तनाव-कठोर मोडुलसको सन्दर्भमा FRP-प्रतिबन्धित कंक्रीटको कार्यसम्पादनको मूल्याङ्कन गर्‍यो।तिजानी र अन्य।13,14 प्रारम्भिक क्षतिग्रस्त कंक्रीटमा FRP मर्मत प्रयोगहरूमा बढ्दो क्षतिसँग FRP-सीमित कंक्रीटको मर्मत योग्यता घटेको फेला पर्यो।मा एट अल।[१५] FRP- सीमित कंक्रीट स्तम्भहरूमा प्रारम्भिक क्षतिको प्रभावको अध्ययन गर्यो र तन्य शक्तिमा क्षतिको डिग्रीको प्रभाव नगण्य थियो, तर पार्श्व र अनुदैर्ध्य विकृतिहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव थियो।यद्यपि, काओ एट अल।16 प्रारम्भिक क्षतिबाट प्रभावित एफआरपी-कन्क्रिटको तनाव-स्ट्रेन कर्भ र तनाव-स्ट्रेन एन्भलप कर्भहरू अवलोकन गरियो।प्रारम्भिक कंक्रीट विफलतामा अध्ययनको अतिरिक्त, कठोर वातावरणीय परिस्थितिहरूमा FRP-सीमित कंक्रीटको स्थायित्वमा पनि केही अध्ययनहरू सञ्चालन गरिएका छन्।यी वैज्ञानिकहरूले कठोर परिस्थितिहरूमा FRP-प्रतिबन्धित कंक्रीटको ह्रासको अध्ययन गरे र सेवा जीवनको भविष्यवाणी गर्न गिरावट मोडेलहरू सिर्जना गर्न क्षति मूल्याङ्कन प्रविधिहरू प्रयोग गरे।Xie et al।17 ले हाइड्रोथर्मल वातावरणमा FRP-बाध्य कंक्रीट राख्यो र फेला पार्यो कि हाइड्रोथर्मल अवस्थाहरूले FRP को मेकानिकल गुणहरूलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा प्रभाव पारेको छ, परिणामस्वरूप यसको कम्प्रेसिभ शक्तिमा क्रमिक कमी आएको छ।एसिड-बेस वातावरणमा, CFRP र कंक्रीट बीचको इन्टरफेस बिग्रन्छ।विसर्जन समय बढ्दै जाँदा, CFRP तहको विनाशको ऊर्जाको रिलीजको दर उल्लेखनीय रूपमा घट्छ, जसले अन्ततः इन्टरफेसियल नमूनाहरू 18,19,20 को विनाश निम्त्याउँछ।थप रूपमा, केही वैज्ञानिकहरूले FRP-सीमित कंक्रीटमा चिसो र पग्लिने प्रभावहरू पनि अध्ययन गरेका छन्।Liu et al.21 ले नोट गरे कि CFRP रिबारको सापेक्षिक गतिशील मोड्युलस, कम्प्रेसिभ बल, र तनाव-तनाव अनुपातमा आधारित फ्रिज-थाउ चक्र अन्तर्गत राम्रो स्थायित्व छ।यसको अतिरिक्त, एक मोडेल प्रस्ताव गरिएको छ कि कंक्रीट को मेकानिकल गुण को गिरावट संग सम्बन्धित छ।यद्यपि, Peng et al.22 ले तापमान र फ्रिज-थाउ साइकल डेटा प्रयोग गरेर CFRP र कंक्रीट चिपकने जीवनकाल गणना गर्यो।गुआंग एट अल।23 ले कंक्रीटको द्रुत फ्रिज-थाउ परीक्षणहरू सञ्चालन गर्यो र फ्रिज-थाउ एक्सपोजर अन्तर्गत क्षतिग्रस्त तहको मोटाईमा आधारित फ्रस्ट प्रतिरोध मूल्याङ्कन गर्ने विधि प्रस्तावित गर्यो।Yazdani et al।24 ले कंक्रीटमा क्लोराइड आयनहरूको प्रवेशमा FRP तहहरूको प्रभावको अध्ययन गर्यो।परिणामहरूले देखाउँछ कि FRP तह रासायनिक रूपमा प्रतिरोधी छ र बाहिरी क्लोराइड आयनहरूबाट भित्री कंक्रीटलाई इन्सुलेट गर्दछ।Liu et al.25 सल्फेट-कोरोडेड FRP कंक्रीटको लागि सिमुलेटेड पिल परीक्षण अवस्थाहरू, एक स्लिप मोडेल सिर्जना गर्यो, र FRP-कंक्रिट इन्टरफेसको गिरावटको भविष्यवाणी गर्यो।वाङ एट अल।26 ले एकअक्षीय कम्प्रेसन परीक्षणहरू मार्फत FRP- सीमित सल्फेट-इरोडेड कंक्रीटको लागि तनाव-तनाव मोडेल स्थापना गर्‍यो।Zhou et al।[२७] नुनको संयुक्त फ्रिज-थाउ चक्रको कारणले अपरिबन्धित कंक्रीटको क्षतिको अध्ययन गर्यो र असफलता संयन्त्रको वर्णन गर्न पहिलो पटक लजिस्टिक प्रकार्य प्रयोग गर्‍यो।यी अध्ययनहरूले FRP-सीमित कंक्रीटको स्थायित्व मूल्याङ्कन गर्न महत्त्वपूर्ण प्रगति गरेका छन्।यद्यपि, धेरै शोधकर्ताहरूले एक प्रतिकूल अवस्था अन्तर्गत इरोसिभ मिडिया मोडलिङमा ध्यान केन्द्रित गरेका छन्।विभिन्न वातावरणीय अवस्थाहरूको कारणले गर्दा सम्बन्धित इरोसनका कारण कंक्रीट प्रायः क्षतिग्रस्त हुन्छ।यी संयुक्त वातावरणीय अवस्थाहरूले FRP-प्रतिबन्धित कंक्रीटको कार्यसम्पादनलाई गम्भीर रूपमा घटाउँछ।
सल्फेसन र फ्रिज-थाउ चक्रहरू कंक्रीटको स्थायित्वलाई असर गर्ने दुई विशिष्ट महत्त्वपूर्ण मापदण्डहरू हुन्।FRP स्थानीयकरण प्रविधिले कंक्रीटको गुणहरू सुधार गर्न सक्छ।यो व्यापक रूपमा इन्जिनियरिङ् र अनुसन्धानमा प्रयोग गरिन्छ, तर हाल यसको सीमितताहरू छन्।धेरै अध्ययनहरूले चिसो क्षेत्रहरूमा सल्फेट क्षरणमा FRP-प्रतिबन्धित कंक्रीटको प्रतिरोधमा ध्यान केन्द्रित गरेका छन्।सोडियम सल्फेट र फ्रिज-थाउ द्वारा पूर्ण रूपमा बन्द, अर्ध-बाँधित र खुला कंक्रीटको क्षरणको प्रक्रिया थप विस्तृत अध्ययनको योग्य छ, विशेष गरी यस लेखमा वर्णन गरिएको नयाँ अर्ध-संलग्न विधि।कंक्रीट स्तम्भहरूमा सुदृढीकरण प्रभाव पनि एफआरपी अवधारण र इरोसनको क्रम आदानप्रदान गरेर अध्ययन गरिएको थियो।बन्ड इरोसनको कारणले गर्दा नमूनामा माइक्रोकोस्मिक र म्याक्रोस्कोपिक परिवर्तनहरू इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप, पीएच परीक्षण, SEM इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप, EMF ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण र एकअक्षीय मेकानिकल परीक्षण द्वारा विशेषता थिए।थप रूपमा, यो अध्ययनले एकअक्षीय मेकानिकल परीक्षणमा हुने तनाव-तनाव सम्बन्धलाई नियन्त्रित गर्ने कानूनहरूको बारेमा छलफल गर्दछ।प्रयोगात्मक रूपमा प्रमाणित सीमा तनाव र तनाव मानहरू चार अवस्थित सीमा तनाव-तनाव मोडेलहरू प्रयोग गरेर त्रुटि विश्लेषणद्वारा प्रमाणित गरियो।प्रस्तावित मोडेलले सामग्रीको अन्तिम तनाव र शक्तिको पूर्ण रूपमा भविष्यवाणी गर्न सक्छ, जुन भविष्यको FRP सुदृढीकरण अभ्यासको लागि उपयोगी छ।अन्तमा, यसले FRP कंक्रीट नुन फ्रस्ट प्रतिरोध अवधारणाको लागि वैचारिक आधारको रूपमा कार्य गर्दछ।
यस अध्ययनले फ्रिज-थाउ चक्रसँग संयोजनमा सल्फेट समाधान जंग प्रयोग गरेर FRP-सीमित कंक्रीटको बिग्रिएको मूल्याङ्कन गर्दछ।कंक्रीट क्षरणको कारण माइक्रोस्कोपिक र म्याक्रोस्कोपिक परिवर्तनहरू स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी, pH परीक्षण, EDS ऊर्जा स्पेक्ट्रोस्कोपी, र एकअक्षीय मेकानिकल परीक्षण प्रयोग गरेर प्रदर्शन गरिएको छ।थप रूपमा, बोन्डेड इरोसनको अधीनमा रहेको FRP- सीमित कंक्रीटको यान्त्रिक गुणहरू र तनाव-तनाव परिवर्तनहरू अक्षीय कम्प्रेसन प्रयोगहरू प्रयोग गरेर अनुसन्धान गरियो।
FRP सीमित कंक्रीटमा कच्चा कंक्रीट, FRP बाहिरी र्‍याप सामग्री र इपोक्सी टाँसिएको हुन्छ।दुईवटा बाह्य इन्सुलेशन सामग्रीहरू चयन गरिएका थिए: CFRP र GRP, सामग्रीका गुणहरू तालिका 1 मा देखाइएको छ। इपोक्सी रेजिन्स A र B टाँस्ने पदार्थको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो (भोल्युम अनुसार 2:1 मिश्रण)।चामल।1 ले कंक्रीट मिक्स सामग्रीको निर्माणको विवरणहरू चित्रण गर्दछ।चित्र 1a मा, Swan PO 42.5 Portland सिमेन्ट प्रयोग गरिएको थियो।क्रमशः 5-10 र 10-19 मिलिमिटर व्यास भएको बेसाल्ट ढुङ्गा क्रस गरिएको छ, जसलाई अंजीरमा देखाइएको छ।1b र c।चित्रमा राम्रो फिलरको रूपमा 1g ले 2.3 को फाइननेस मोड्युलसको साथ प्राकृतिक नदी बालुवा प्रयोग गरेको छ।निर्जल सोडियम सल्फेट र निश्चित मात्रामा पानीको कणबाट सोडियम सल्फेटको समाधान तयार गर्नुहोस्।
कंक्रीट मिश्रणको संरचना: a - सिमेन्ट, b - कुल 5-10 मिमी, c - कुल 10-19 मिमी, d - नदी बालुवा।
कंक्रीटको डिजाइन बल 30 MPa हो, जसले 40 देखि 100 मिमीको ताजा सिमेन्ट कंक्रीट बस्तीमा परिणाम दिन्छ।कंक्रीट मिश्रण अनुपात तालिका 2 मा देखाइएको छ, र मोटो कुल 5-10 मिमी र 10-20 मिमी को अनुपात 3:7 छ।वातावरणसँगको अन्तरक्रियाको प्रभावलाई पहिले 10% NaSO4 समाधान तयार गरेर र त्यसपछि फ्रिज-थाउ साइकल चेम्बरमा सो समाधान खन्याएर मोडेल गरिएको थियो।
कंक्रीट मिश्रणहरू 0.5 m3 जबरजस्ती मिक्सरमा तयार गरियो र आवश्यक नमूनाहरू राख्नको लागि कंक्रीटको सम्पूर्ण ब्याच प्रयोग गरियो।सबै भन्दा पहिले, कंक्रीट सामग्रीहरू तालिका 2 अनुसार तयार गरिन्छ, र सिमेन्ट, बालुवा र मोटो कुल तीन मिनेटको लागि प्रिमिक्स गरिन्छ।त्यसपछि समान रूपमा पानी वितरण गर्नुहोस् र 5 मिनेटको लागि हलचल गर्नुहोस्।त्यसपछि, कंक्रीट नमूनाहरू बेलनाकार मोल्डहरूमा फ्याँकियो र कम्प्याक्ट गरिएको टेबलमा कम्प्याक्ट गरियो (मोल्ड व्यास 10 सेमी, उचाइ 20 सेमी)।
२८ दिनसम्म निको भएपछि नमूनालाई एफआरपी सामग्रीले बेरिएको थियो।यस अध्ययनले प्रबलित कंक्रीट स्तम्भहरूका लागि तीनवटा विधिहरू छलफल गर्दछ, जसमा पूर्ण रूपमा संलग्न, अर्ध-प्रतिबन्धित, र अप्रतिबंधित समावेश छ।दुई प्रकारका, CFRP र GFRP, सीमित सामग्रीहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।FRP पूर्ण रूपमा संलग्न FRP कंक्रीट खोल, 20 सेमी अग्लो र 39 सेमी लामो।FRP-बाउन्ड कंक्रीटको माथि र तल इपोक्सीले बन्द गरिएको थिएन।भर्खरै प्रस्तावित वायुरोधी प्रविधिको रूपमा अर्ध-हर्मेटिक परीक्षण प्रक्रिया निम्नानुसार वर्णन गरिएको छ।
(२) रुलर प्रयोग गरेर, FRP स्ट्रिपहरूको स्थिति निर्धारण गर्न कंक्रीट बेलनाकार सतहमा रेखा कोर्नुहोस्, स्ट्रिपहरू बीचको दूरी 2.5 सेन्टिमिटर छ।त्यसपछि FRP आवश्यक नभएको कंक्रीट क्षेत्रहरू वरिपरि टेप बेर्नुहोस्।
(३) कंक्रीटको सतहलाई स्यान्डपेपरले चिल्लो पारिएको छ, अल्कोहल ऊनले पुछिएको छ, र इपोक्सीले लेप गरिएको छ।त्यसपछि म्यानुअल रूपमा कंक्रीटको सतहमा फाइबरग्लास स्ट्रिपहरू टाँस्नुहोस् र खाली ठाउँहरू थिच्नुहोस् ताकि फाइबरग्लास कंक्रीटको सतहमा पूर्ण रूपमा टाँसिने र हावाका बुलबुलेबाट बच्न।अन्तमा, रूलरसँग बनाइएका चिन्हहरू अनुसार, FRP स्ट्रिपहरूलाई माथिदेखि तलसम्म कंक्रीटको सतहमा टाँस्नुहोस्।
(४) आधा घण्टा पछि, कंक्रिट FRP बाट अलग भएको छ कि छैन जाँच गर्नुहोस्।यदि एफआरपी फिसलिरहेको छ वा टाँसिएको छ भने, यसलाई तुरुन्तै समाधान गर्नुपर्छ।मोल्ड गरिएको नमूनाहरू 7 दिनको लागि निको पार्नु पर्छ निको शक्ति सुनिश्चित गर्न।
(५) निको पारेपछि, कन्क्रिटको सतहबाट टेप हटाउनको लागि उपयोगिता चक्कु प्रयोग गर्नुहोस्, र अन्तमा अर्ध-हर्मेटिक FRP कंक्रीट स्तम्भ प्राप्त गर्नुहोस्।
विभिन्न बाधाहरू अन्तर्गत परिणामहरू चित्रमा देखाइएको छ।2. चित्र 2a ले पूर्ण रूपमा बन्द CFRP कंक्रीट देखाउँछ, चित्र 2b ले अर्ध-सामान्यीकृत CFRP कंक्रीट देखाउँछ, चित्र 2c ले पूर्ण रूपमा बन्द गरिएको GFRP कंक्रीट देखाउँछ, र चित्र 2d ले अर्ध-बाधा CFRP कंक्रीट देखाउँछ।
संलग्न शैलीहरू: (क) पूर्ण रूपमा संलग्न CFRP;(b) अर्ध-बंद कार्बन फाइबर;(c) फाइबर ग्लासमा पूर्ण रूपमा बन्द;(d) अर्ध-संलग्न फाइबर ग्लास।
त्यहाँ चार मुख्य प्यारामिटरहरू छन् जुन सिलिन्डरहरूको क्षरण नियन्त्रण कार्यसम्पादनमा FRP अवरोध र क्षरण अनुक्रमहरूको प्रभाव जाँच गर्न डिजाइन गरिएको छ।तालिका ३ ले कंक्रीट स्तम्भ नमूनाहरूको संख्या देखाउँछ।प्रत्येक श्रेणीको लागि नमूनाहरू डेटा एकरूप राख्न तीन समान स्थिति नमूनाहरू समावेश थिए।यस लेखमा सबै प्रयोगात्मक नतिजाहरूको लागि तीन नमूनाहरूको औसत विश्लेषण गरिएको थियो।
(१) वायुरोधी सामग्रीलाई कार्बन फाइबर वा फाइबरग्लासको रूपमा वर्गीकृत गरिएको छ।कंक्रीटको सुदृढीकरणमा दुई प्रकारका फाइबरहरूको प्रभावको तुलना गरिएको थियो।
(२) कंक्रीट स्तम्भ नियन्त्रण विधिहरू तीन प्रकारमा विभाजित छन्: पूर्ण रूपमा सीमित, अर्ध-सीमित र असीमित।अर्ध-संलग्न कंक्रीट स्तम्भहरूको क्षरण प्रतिरोध दुई अन्य किस्महरूसँग तुलना गरिएको थियो।
(३) इरोसन अवस्थाहरू फ्रिज-थाउ चक्र प्लस सल्फेट समाधान हुन्, र फ्रिज-थाउ चक्रहरूको संख्या क्रमशः ०, ५० र १०० पटक हो।FRP- सीमित कंक्रीट स्तम्भहरूमा युग्मित क्षरणको प्रभाव अध्ययन गरिएको छ।
(4) परीक्षण टुक्राहरूलाई तीन समूहमा विभाजन गरिएको छ।पहिलो समूह एफआरपी र्यापिङ र त्यसपछि क्षरण हो, दोस्रो समूह पहिले क्षरण र त्यसपछि र्यापिङ हो, र तेस्रो समूह पहिलो क्षरण र त्यसपछि र्यापिङ र त्यसपछि क्षरण हो।
प्रयोगात्मक प्रक्रियाले विश्वव्यापी परीक्षण मेसिन, एक तन्य परीक्षण मेसिन, फ्रिज-थाउ साइकल एकाइ (CDR-Z प्रकार), एक इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप, एक pH मिटर, एक स्ट्रेन गेज, एक विस्थापन यन्त्र, एक SEM इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप, र एक प्रयोग गर्दछ। यस अध्ययनमा EDS ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषक।नमूना 10 सेन्टिमिटर अग्लो र 20 सेन्टिमिटर व्यास भएको कंक्रीट स्तम्भ हो।चित्र 3a मा देखाइए अनुसार कंक्रीट खन्याए र कम्प्याक्सन पछि 28 दिन भित्र निको हुन्छ।सबै नमूनाहरू कास्टिङ पछि डिमोल्ड गरियो र 18-22 डिग्री सेल्सियस र 95% सापेक्ष आर्द्रतामा 28 दिनसम्म राखियो, र त्यसपछि केही नमूनाहरू फाइबर ग्लासले बेरिए।
परीक्षण विधिहरू: (क) स्थिर तापक्रम र आर्द्रता कायम राख्नका लागि उपकरणहरू;(b) फ्रिज-थव साइकल मेसिन;(c) विश्वव्यापी परीक्षण मेसिन;(d) pH परीक्षक;(e) माइक्रोस्कोपिक अवलोकन।
फ्रिज-थाउ प्रयोगले चित्र 3b मा देखाइए अनुसार फ्ल्यास फ्रिज विधि प्रयोग गर्दछ।GB/T 50082-2009 "परम्परागत कंक्रीटका लागि स्थायित्व मानकहरू" अनुसार, कंक्रीट नमूनाहरू जम्मा र पग्लनु अघि 4 दिनको लागि 15-20 डिग्री सेल्सियसमा 10% सोडियम सल्फेट घोलमा पूर्ण रूपमा डुबाइयो।त्यस पछि, सल्फेट आक्रमण सुरु हुन्छ र फ्रिज-थाउ चक्रको साथ समाप्त हुन्छ।फ्रिज-थव चक्र समय 2 देखि 4 घण्टा हो, र डिफ्रोस्टिङ समय चक्र समयको 1/4 भन्दा कम हुनु हुँदैन।नमूना कोर तापक्रम (-18±2) देखि (5±2) °С को दायरा भित्र राख्नुपर्छ।जमेको देखि defrosting मा संक्रमण दस मिनेट भन्दा बढी लिनु हुँदैन।चित्र 3d मा देखाइए अनुसार, 25 फ्रिज-थाउ चक्रहरूमा समाधानको वजन घटाउने र pH परिवर्तनको अध्ययन गर्न प्रत्येक श्रेणीको तीनवटा बेलनाकार समान नमूनाहरू प्रयोग गरियो।प्रत्येक 25 फ्रिज-थाउ चक्र पछि, नमूनाहरू हटाइयो र तिनीहरूको ताजा वजन (Wd) निर्धारण गर्नु अघि सतहहरू सफा गरियो।सबै प्रयोगहरू नमूनाहरूको ट्रिपलिकेटमा गरिएको थियो, र औसत मानहरू परीक्षण परिणामहरू छलफल गर्न प्रयोग गरिएको थियो।नमूनाको द्रव्यमान र शक्तिको हानिको लागि सूत्रहरू निम्नानुसार निर्धारण गरिन्छ:
सूत्रमा, ΔWd प्रत्येक 25 फ्रिज-थाउ चक्र पछि नमूनाको वजन घटाउने (%) हो, W0 फ्रिज-थाउ चक्र (kg) अघि कंक्रीट नमूनाको औसत वजन हो, Wd औसत कंक्रीट वजन हो।25 फ्रिज-थाउ चक्र (किग्रा) पछि नमूनाको वजन।
नमूनाको शक्ति क्षरण गुणांक Kd द्वारा विशेषता हो, र गणना सूत्र निम्नानुसार छ:
सूत्रमा, ΔKd प्रत्येक 50 फ्रिज-थाउ चक्र पछि नमूनाको शक्ति हानि (%) को दर हो, f0 फ्रिज-थाउ चक्र (MPa) अघि कंक्रीट नमूनाको औसत बल हो, fd को औसत बल हो। 50 फ्रिज-थाउ साइकल (MPa) को लागि कंक्रीट नमूना।
अंजीर मा।3c ले कंक्रीट नमूनाहरूको लागि कम्प्रेसिभ परीक्षण मेसिन देखाउँछ।"कंक्रिटको भौतिक र मेकानिकल गुणहरूको लागि परीक्षण विधिहरूको मानक" (GBT50081-2019) अनुसार, कम्प्रेसिभ बलको लागि कंक्रीट स्तम्भहरू परीक्षण गर्ने विधि परिभाषित गरिएको छ।कम्प्रेसन परीक्षणमा लोडिङ दर ०.५ MPa/s छ, र लगातार र क्रमिक लोडिङ परीक्षण भर प्रयोग गरिन्छ।प्रत्येक नमूनाको लागि लोड-विस्थापन सम्बन्ध मेकानिकल परीक्षणको क्रममा रेकर्ड गरिएको थियो।अक्षीय र तेर्सो स्ट्रेनहरू नाप्नका लागि स्ट्रेन गेजहरू कंक्रीटको बाहिरी सतहहरू र नमूनाहरूको FRP तहहरूमा जोडिएका थिए।स्ट्रेन सेल मेकानिकल परीक्षणमा प्रयोग गरिन्छ एक कम्प्रेसन परीक्षणको समयमा नमूना तनावमा परिवर्तन रेकर्ड गर्न।
प्रत्येक 25 फ्रिज-थाउ चक्रहरूमा, फ्रिज-थाउ समाधानको नमूना हटाइयो र कन्टेनरमा राखियो।अंजीर मा।3d ले कन्टेनरमा नमूना समाधानको pH परीक्षण देखाउँछ।फ्रिज-थाउ अवस्थाहरूमा नमूनाको सतह र क्रस सेक्शनको माइक्रोस्कोपिक परीक्षण चित्र 3d मा देखाइएको छ।सल्फेट घोलमा 50 र 100 फ्रिज-थाउ चक्र पछि विभिन्न नमूनाहरूको सतहको अवस्था माइक्रोस्कोप अन्तर्गत अवलोकन गरिएको थियो।माइक्रोस्कोपले 400x म्याग्निफिकेसन प्रयोग गर्दछ।नमूनाको सतह अवलोकन गर्दा, FRP तह र कंक्रीटको बाहिरी तहको क्षरण मुख्य रूपमा अवलोकन गरिन्छ।नमूनाको क्रस सेक्शनको अवलोकनले मूलतया बाहिरी तहबाट 5, 10 र 15 मिमीको दूरीमा क्षरण अवस्थाहरू चयन गर्दछ।सल्फेट उत्पादनहरू र फ्रिज-थव चक्रहरूको गठनलाई थप परीक्षणको आवश्यकता छ।त्यसकारण, चयन गरिएका नमूनाहरूको परिमार्जित सतहलाई ऊर्जा फैलाउने स्पेक्ट्रोमिटर (EDS) ले सुसज्जित स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप (SEM) प्रयोग गरेर जाँच गरियो।
इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपको साथ नमूना सतह दृश्यात्मक रूपमा निरीक्षण गर्नुहोस् र 400X म्याग्निफिकेसन चयन गर्नुहोस्।फ्रिज-थाउ साइकल अन्तर्गत सेमी-इन्क्लोज्ड र जोइन्टलेस GRP कंक्रीटमा सतहको क्षतिको डिग्री र सल्फेटको जोखिम एकदम उच्च छ, जबकि पूर्ण रूपमा बन्द कंक्रीटमा यो नगण्य छ।पहिलो श्रेणीले सोडियम सल्फेट र 0 देखि 100 फ्रिज-थाउ चक्रहरूद्वारा मुक्त-फ्लोइङ्ग कंक्रीटको क्षरणको घटनालाई बुझाउँछ, चित्र 4a मा देखाइएको छ।फ्रस्ट एक्सपोजर बिना कंक्रीट नमूनाहरू देखिने सुविधाहरू बिना एक चिल्लो सतह छ।50 क्षरण पछि, सतहमा पल्प ब्लक आंशिक रूपमा फुकाल्यो, पल्पको सेतो खोललाई उजागर गर्दै।100 क्षरणहरू पछि, ठोस सतहको दृश्य निरीक्षणको क्रममा समाधानका गोलाहरू पूर्ण रूपमा खसे।माइक्रोस्कोपिक अवलोकनले देखाएको छ कि 0 फ्रिज-थाउ इरोडेड कंक्रीटको सतह चिल्लो थियो र सतह एग्रीगेट र मोर्टार एउटै प्लेनमा थिए।50 फ्रिज-थव चक्रहरूले क्षय भएको कंक्रीट सतहमा असमान, असमान सतह देखियो।यो तथ्य द्वारा व्याख्या गर्न सकिन्छ कि केहि मोर्टार नष्ट भएको छ र सानो मात्रामा सेतो दानेदार क्रिस्टल सतहमा टाँसिएको छ, जुन मुख्यतया कुल, मोर्टार र सेतो क्रिस्टलहरू मिलेर बनेको छ।100 फ्रिज-थाउ चक्र पछि, सेतो क्रिस्टलको ठूलो क्षेत्र कंक्रीटको सतहमा देखा पर्यो, जबकि गाढा मोटो कुल बाह्य वातावरणमा पर्दाफास भयो।हाल, कंक्रीट सतह प्रायः खुला कुल र सेतो क्रिस्टल छ।
इरोसिभ फ्रिज-थाउ कंक्रीट स्तम्भको आकारविज्ञान: (क) अप्रतिबंधित कंक्रीट स्तम्भ;(b) अर्ध-संलग्न कार्बन फाइबर प्रबलित कंक्रीट;(c) GRP अर्ध-संलग्न कंक्रीट;(d) पूर्ण रूपमा संलग्न CFRP कंक्रीट;(e) GRP कंक्रीट सेमी-इन्क्लोज्ड कंक्रीट।
दोस्रो श्रेणी भनेको फ्रिज-थाउ चक्र अन्तर्गत अर्ध-हर्मेटिक CFRP र GRP कंक्रीट स्तम्भहरूको क्षरण हो र सल्फेटहरूको जोखिम, चित्र 4b, c मा देखाइएको छ।भिजुअल निरीक्षण (1x म्याग्निफिकेसन) ले देखायो कि सेतो पाउडर बिस्तारै रेशेदार तहको सतहमा बन्यो, जुन फ्रिज-थाउ चक्रहरूको संख्यामा वृद्धिसँगै छिट्टै खस्यो।सेमी-हर्मेटिक एफआरपी कंक्रीटको अप्रतिबंधित सतह क्षरण फ्रिज-थव चक्रहरूको संख्या बढ्दै जाँदा थप स्पष्ट भयो।"ब्लोटिंग" को दृश्यात्मक घटना (कंक्रीट स्तम्भ को समाधान को खुला सतह पतन को कगार मा छ)।जे होस्, छीलने घटना आंशिक रूपमा छेउछाउको कार्बन फाइबर कोटिंग द्वारा बाधित छ)।माइक्रोस्कोप अन्तर्गत, सिंथेटिक कार्बन फाइबर 400x म्याग्निफिकेसनमा कालो पृष्ठभूमिमा सेतो धागोको रूपमा देखा पर्दछ।फाइबरको गोलाकार आकार र असमान प्रकाशको जोखिमको कारण, तिनीहरू सेतो देखिन्छन्, तर कार्बन फाइबर बन्डलहरू आफैं कालो हुन्छन्।फाइबरग्लास सुरुमा सेतो धागोजस्तै हुन्छ, तर टाँसिएकोसँग सम्पर्क गर्दा यो पारदर्शी हुन्छ र फाइबरग्लास भित्रको कंक्रीटको अवस्था स्पष्ट रूपमा देखिन्छ।फाइबरग्लास चम्किलो सेतो र बाइन्डर पहेंलो हुन्छ।दुबै रंगमा धेरै हल्का छन्, त्यसैले ग्लुको रङले फाइबरग्लास स्ट्र्यान्डहरू लुकाउनेछ, समग्र रूपलाई पहेंलो रंग दिनेछ।कार्बन र ग्लास फाइबर बाह्य epoxy राल द्वारा क्षतिबाट सुरक्षित छन्।फ्रिज-थाउ आक्रमणहरूको संख्या बढ्दै जाँदा, सतहमा थप शून्य र केही सेतो क्रिस्टलहरू देखिन थाले।सल्फेट फ्रिजिङ साइकल बढ्दै जाँदा, बाइन्डर बिस्तारै पातलो हुँदै जान्छ, पहेँलो रङ हराउँदै जान्छ र फाइबरहरू देखिन थाल्छन्।
तेस्रो श्रेणी भनेको फ्रिज-थाउ चक्र अन्तर्गत पूर्ण रूपमा बन्द गरिएको CFRP र GRP कंक्रीटको क्षरण हो र सल्फेटको जोखिम, चित्र 4d, e मा देखाइएको छ।फेरि, अवलोकन परिणामहरू कंक्रीट स्तम्भको दोस्रो प्रकारको अवरोधित खण्डको लागि समान छन्।
माथि वर्णन गरिएका तीनवटा कन्टेन्मेन्ट विधिहरू लागू गरेपछि देखिएका घटनाहरू तुलना गर्नुहोस्।फ्रिज-थव चक्रको संख्या बढ्दै जाँदा पूर्ण रूपमा इन्सुलेटेड FRP कंक्रीटमा रेशायुक्त तन्तुहरू स्थिर रहन्छन्।अर्कोतर्फ, टाँसिने औंठी तह सतहमा पातलो छ।इपोक्सी रेजिन्सले प्रायः ओपन-रिंग सल्फ्यूरिक एसिडमा सक्रिय हाइड्रोजन आयनहरूसँग प्रतिक्रिया गर्दछ र सल्फेट28 सँग सायद प्रतिक्रिया गर्दछ।यसरी, यो मान्न सकिन्छ कि इरोसनले मुख्यतया फ्रिज-थव चक्रको परिणामको रूपमा चिपकने तहको गुणहरू परिवर्तन गर्दछ, जसले गर्दा FRP को सुदृढीकरण प्रभाव परिवर्तन हुन्छ।FRP अर्ध-हर्मेटिक कंक्रीटको कंक्रीट सतहमा अप्रतिबंधित कंक्रीट सतहको रूपमा क्षरणको घटना हुन्छ।यसको FRP तह पूर्ण रूपमा बन्द कंक्रीटको FRP तहसँग मेल खान्छ, र क्षति स्पष्ट छैन।यद्यपि, अर्ध-सील गरिएको GRP कंक्रीटमा, फाइबर स्ट्रिपहरू खुला कंक्रीटसँग मिल्ने ठाउँमा व्यापक इरोसनल दरारहरू देखा पर्दछ।फ्रिज-थव चक्रहरूको संख्या बढ्दै जाँदा खुला कंक्रीट सतहहरूको क्षरण अझ गम्भीर हुन्छ।
पूर्ण रूपमा बन्द, अर्ध-बाँधित, र अप्रतिबन्धित FRP कंक्रीटको भित्री भागले फ्रिज-थाउ चक्र र सल्फेट समाधानहरूको जोखिमको अधीनमा हुँदा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू देखायो।नमूना ट्रान्सभर्सली काटिएको थियो र 400x म्याग्निफिकेसनमा इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप प्रयोग गरेर क्रस सेक्शन अवलोकन गरिएको थियो।अंजीर मा।5 ले कंक्रीट र मोर्टार बीचको सीमाबाट क्रमशः 5 मिमी, 10 मिमी र 15 मिमीको दूरीमा माइक्रोस्कोपिक छविहरू देखाउँदछ।जब सोडियम सल्फेटको घोललाई फ्रिज-थाउसँग मिलाइन्छ, तब सतहबाट भित्री भागमा कंक्रीटको क्षति क्रमशः भत्किँदै गएको देखियो।CFRP र GFRP-बाध्य कंक्रीटको आन्तरिक इरोसन अवस्थाहरू समान हुनाले, यस खण्डले दुई कन्टेनमेन्ट सामग्रीको तुलना गर्दैन।
स्तम्भको कंक्रीट खण्डको भित्री सूक्ष्म अवलोकन: (क) फाइबर ग्लास द्वारा पूर्ण रूपमा सीमित;(b) फाइबर ग्लास संग अर्ध-बन्द;(c) असीमित।
FRP पूर्ण रूपमा संलग्न कंक्रीटको आन्तरिक क्षरण चित्रमा देखाइएको छ।५ क।दरारहरू 5 मिमीमा देखिने छन्, सतह अपेक्षाकृत चिकनी छ, त्यहाँ कुनै क्रिस्टलीकरण छैन।सतह चिकनी छ, क्रिस्टल बिना, 10 देखि 15 मिमी मोटाई।FRP अर्ध-हर्मेटिक कंक्रीटको आन्तरिक क्षरण चित्रमा देखाइएको छ।5 B. दरार र सेतो क्रिस्टलहरू 5mm र 10mm मा देखिन्छन्, र सतह 15mm मा चिल्लो छ।चित्र 5c ले कंक्रीट FRP स्तम्भहरूको खण्डहरू देखाउँछ जहाँ 5, 10 र 15 mm मा दरारहरू फेला परेका थिए।दरारहरूमा केही सेतो क्रिस्टलहरू क्रमशः दुर्लभ हुन थाले किनभने दरारहरू कंक्रिटको बाहिरी भागबाट भित्रतिर सर्दै थिए।अन्तहीन कंक्रीट स्तम्भहरूले सबैभन्दा धेरै क्षरण देखाए, त्यसपछि अर्ध-बाध्यित FRP कंक्रीट स्तम्भहरू।सोडियम सल्फेटले १०० फ्रिज-थाउ चक्रहरूमा पूर्ण रूपमा संलग्न FRP कंक्रीट नमूनाहरूको भित्री भागमा कम प्रभाव पारेको थियो।यसले संकेत गर्दछ कि पूर्ण रूपमा सीमित FRP कंक्रीटको क्षरणको मुख्य कारण समयको अवधिमा फ्रिज-थाउ इरोसनसँग सम्बन्धित छ।क्रस सेक्शनको अवलोकनले देखाएको छ कि फ्रिजिङ र पग्लनु अघिको खण्ड चिल्लो र समुच्चय मुक्त थियो।कंक्रीट जमेको र पग्लिँदा, दरारहरू देखिन्छन्, समान रूपमा समग्रको लागि सत्य हो, र सेतो दानेदार क्रिस्टलहरू दरारहरूले घना ढाकिएका हुन्छन्।अध्ययन27 ले देखाएको छ कि जब कंक्रीट सोडियम सल्फेट घोलमा राखिन्छ, सोडियम सल्फेट कंक्रीटमा प्रवेश गर्दछ, जसमध्ये केहि सोडियम सल्फेट क्रिस्टलको रूपमा अवक्षेपण हुनेछ, र केहि सिमेन्ट संग प्रतिक्रिया गर्नेछ।सोडियम सल्फेट क्रिस्टल र प्रतिक्रिया उत्पादनहरू सेतो दाना जस्तै देखिन्छ।
FRP ले संयुग्मित इरोसनमा कंक्रीटको दरारलाई पूर्ण रूपमा सीमित गर्दछ, तर खण्ड क्रिस्टलाइजेसन बिना नै चिल्लो हुन्छ।अर्कोतर्फ, एफआरपी अर्ध-बन्द र अप्रतिबंधित कंक्रीट खण्डहरूले संयुग्मित इरोसन अन्तर्गत आन्तरिक दरार र क्रिस्टलाइजेसन विकास गरेको छ।छविको विवरण र अघिल्लो अध्ययन२९ अनुसार, अप्रतिबंधित र अर्ध-प्रतिबन्धित एफआरपी कंक्रीटको संयुक्त क्षरण प्रक्रियालाई दुई चरणमा विभाजन गरिएको छ।कंक्रीट क्र्याकिंगको पहिलो चरण फ्रिज-थउको समयमा विस्तार र संकुचनसँग सम्बन्धित छ।जब सल्फेट कंक्रीटमा प्रवेश गर्छ र देखिने हुन्छ, सम्बन्धित सल्फेटले फ्रिज-थउ र हाइड्रेशन प्रतिक्रियाहरूबाट संकुचनले सिर्जना गरेको दरारहरू भर्छ।त्यसकारण, सल्फेटले प्रारम्भिक चरणमा कंक्रीटमा विशेष सुरक्षात्मक प्रभाव पार्छ र निश्चित हदसम्म कंक्रीटको मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न सक्छ।सल्फेट आक्रमणको दोस्रो चरण जारी रहन्छ, दरारहरू वा भोइडहरू छिर्न र सिमेन्टसँग प्रतिक्रिया गरेर फिटकिरी बनाउँछ।फलस्वरूप, दरार आकारमा बढ्छ र क्षति निम्त्याउँछ।यस समयमा, फ्रिजिङ र पग्लनसँग सम्बन्धित विस्तार र संकुचन प्रतिक्रियाहरूले कंक्रीटको आन्तरिक क्षतिलाई बढाउँछ, जसले असर क्षमतामा कमी ल्याउनेछ।
अंजीर मा।6 ले 0, 25, 50, 75, र 100 फ्रिज-थाउ चक्र पछि निगरानी गरिएका तीन सीमित विधिहरूको लागि कंक्रीट गर्भाधान समाधानहरूको pH परिवर्तनहरू देखाउँछ।अप्रतिबन्धित र अर्ध-बन्द FRP कंक्रीट मोर्टारहरूले 0 देखि 25 फ्रिज-थाउ चक्रबाट सबैभन्दा छिटो pH वृद्धि देखाएको छ।तिनीहरूको pH मान क्रमशः 7.5 देखि 11.5 र 11.4 सम्म बढ्यो।फ्रिज-थाउ चक्रहरूको संख्या बढ्दै जाँदा, 25-100 फ्रिज-थव चक्रहरू पछि pH वृद्धि बिस्तारै सुस्त भयो।तिनीहरूको pH मान क्रमशः 11.5 र 11.4 बाट 12.4 र 11.84 मा बढ्यो।किनभने पूर्ण रूपमा बाँडिएको FRP कंक्रीटले FRP तहलाई ढाक्छ, सोडियम सल्फेटको घोलमा प्रवेश गर्न गाह्रो हुन्छ।एकै समयमा, सिमेन्ट संरचना बाहिरी समाधानहरूमा प्रवेश गर्न गाह्रो छ।यसरी, 0 र 100 फ्रिज-थाउ चक्रहरू बीचको पीएच क्रमशः 7.5 बाट 8.0 सम्म बढ्यो।pH मा परिवर्तन को कारण निम्नानुसार विश्लेषण गरिएको छ।कंक्रीटमा रहेको सिलिकेटले पानीमा हाइड्रोजन आयनहरूसँग मिलाएर सिलिकिक एसिड बनाउँछ, र बाँकी OH- संतृप्त समाधानको pH बढाउँछ।pH मा परिवर्तन 0-25 फ्रिज-थाउ चक्रहरू र 25-100 फ्रिज-थाउ चक्रहरू 30 बीचमा कम उच्चारण गरिएको थियो।यद्यपि, यो यहाँ फेला पर्यो कि pH 25-100 फ्रिज-थाउ चक्र पछि बढ्दै गयो।यो तथ्य द्वारा व्याख्या गर्न सकिन्छ कि सोडियम सल्फेट ठोस को भित्री भाग संग रासायनिक प्रतिक्रिया, समाधान को pH परिवर्तन।रासायनिक संरचनाको विश्लेषणले देखाउँछ कि कंक्रीटले निम्न तरिकामा सोडियम सल्फेटसँग प्रतिक्रिया गर्दछ।
सूत्र (3) र (4) ले देखाउँदछ कि सिमेन्टमा सोडियम सल्फेट र क्याल्सियम हाइड्रोक्साइड जिप्सम (क्याल्सियम सल्फेट), र क्याल्सियम सल्फेटले सिमेन्टमा क्याल्सियम मेटालुमिनेटसँग प्रतिक्रिया गरेर एलम क्रिस्टल बनाउँछ।प्रतिक्रिया (4) आधारभूत OH- को गठनको साथमा हुन्छ, जसले pH मा वृद्धि निम्त्याउँछ।साथै, यो प्रतिक्रिया उल्टाउन सकिने भएकोले, pH निश्चित समयमा बढ्छ र बिस्तारै परिवर्तन हुन्छ।
अंजीर मा।7a ले सल्फेट घोलमा फ्रिज-थाउ चक्रको समयमा पूर्ण रूपमा बन्द, अर्ध-बाँधित, र इन्टरलक गरिएको GRP कंक्रीटको तौल घटेको देखाउँछ।जन हानिमा सबैभन्दा स्पष्ट परिवर्तन अप्रतिबंधित कंक्रीट हो।अप्रतिबन्धित कंक्रीटले ५० फ्रिज-थाउ आक्रमणहरू पछि आफ्नो द्रव्यमानको लगभग 3.2% र 100 फ्रिज-थाउ आक्रमण पछि लगभग 3.85% गुमायो।नतिजाहरूले देखाउँछन् कि फ्री-फ्लो कंक्रीटको गुणस्तरमा संयुग्मित इरोसनको प्रभाव फ्रिज-थव चक्रहरूको संख्या बढ्दै जाँदा कम हुन्छ।तर, नमूनाको सतह अवलोकन गर्दा १०० फ्रिज-थाउ साइकलपछिको मोर्टारको हानि ५० वटा फ्रिज-थाउ साइकलभन्दा बढी भएको पाइयो।अघिल्लो खण्डमा भएका अध्ययनहरूसँग संयुक्त रूपमा, यो परिकल्पना गर्न सकिन्छ कि कंक्रीटमा सल्फेटको प्रवेशले ठूलो क्षतिमा ढिलो निम्त्याउँछ।यसैबीच, आन्तरिक रूपमा उत्पन्न हुने एलम र जिप्समले पनि रासायनिक समीकरण (३) र (४) द्वारा भविष्यवाणी गरिएअनुसार ढिलो तौल घटाउँछ।
तौल परिवर्तन: (क) तौल परिवर्तन र फ्रिज-थाउ चक्रहरूको संख्या बीचको सम्बन्ध;(b) जन परिवर्तन र pH मान बीचको सम्बन्ध।
FRP अर्ध-हर्मेटिक कंक्रीटको वजन घटाउने परिवर्तन पहिले घट्छ र त्यसपछि बढ्छ।50 फ्रिज-थाउ चक्र पछि, अर्ध-हर्मेटिक फाइबरग्लास कंक्रीटको ठूलो क्षति लगभग 1.3% हुन्छ।100 चक्र पछि वजन घटाने 0.8% थियो।तसर्थ, यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि सोडियम सल्फेट फ्री-फ्लो कंक्रीटमा प्रवेश गर्दछ।थप रूपमा, परीक्षण टुक्राको सतहको अवलोकनले यो पनि देखायो कि फाइबर स्ट्रिपहरूले खुला क्षेत्रमा मोर्टार पिलिङको प्रतिरोध गर्न सक्छ, जसले गर्दा वजन घटाउन सक्छ।
पूर्ण रूपमा संलग्न एफआरपी कंक्रीटको ठूलो क्षतिमा परिवर्तन पहिलो दुई भन्दा फरक छ।मास हराउँदैन, तर थप्छ।५० फ्रस्ट-थाउ इरोसन पछि, द्रव्यमान लगभग ०.०८% ले बढ्यो।100 पटक पछि, यसको द्रव्यमान लगभग 0.428% ले बढ्यो।कंक्रीट पूर्ण रूपमा खन्याइएकाले, कंक्रीटको सतहमा मोर्टार आउँदैन र गुणस्तरमा हानि हुने सम्भावना छैन।अर्कोतर्फ, कम सामग्रीको कंक्रीटको भित्री भागमा उच्च सामग्रीको सतहबाट पानी र सल्फेटको प्रवेशले पनि कंक्रीटको गुणस्तर सुधार गर्दछ।
इरोसिभ अवस्थाहरूमा एफआरपी-प्रतिबन्धित कंक्रीटमा पीएच र मास हानि बीचको सम्बन्धमा धेरै अध्ययनहरू पहिले नै सञ्चालन गरिएका छन्।धेरै जसो अनुसन्धानले मुख्यतया मास हानि, लोचदार मोड्युलस र शक्ति हानि बीचको सम्बन्धलाई छलफल गर्दछ।अंजीर मा।7b ले तीन बाधाहरू अन्तर्गत ठोस pH र मास हानि बीचको सम्बन्ध देखाउँछ।एक भविष्यवाणी मोडेल विभिन्न pH मानहरूमा तीन अवधारण विधिहरू प्रयोग गरेर ठोस जन हानि भविष्यवाणी गर्न प्रस्ताव गरिएको छ।चित्र 7b मा देख्न सकिन्छ, Pearson को गुणांक उच्च छ, त्यहाँ वास्तवमा pH र मास हानि बीच एक सम्बन्ध छ भनेर संकेत गर्दछ।अप्रतिबन्धित, अर्ध-प्रतिबन्धित, र पूर्ण रूपमा प्रतिबन्धित कंक्रीटका लागि r-वर्ग मानहरू क्रमशः 0.86, 0.75, र 0.96 थिए।यसले सल्फेट र फ्रिज-थाउ अवस्थाहरूमा पूर्ण रूपमा इन्सुलेटेड कंक्रीटको pH परिवर्तन र वजन घटाउन अपेक्षाकृत रैखिक हुन्छ भन्ने संकेत गर्छ।अप्रतिबंधित कंक्रीट र अर्ध-हर्मेटिक FRP कंक्रीटमा, सिमेन्टले जलीय घोलसँग प्रतिक्रिया गर्दा pH बिस्तारै बढ्छ।नतिजाको रूपमा, कंक्रीट सतह बिस्तारै नष्ट हुन्छ, जसले वजनहीनतामा जान्छ।अर्कोतर्फ, पूर्ण रूपमा बन्द कंक्रीटको pH थोरै परिवर्तन हुन्छ किनभने FRP तहले पानीको घोलसँग सिमेन्टको रासायनिक प्रतिक्रियालाई कम गर्छ।यसरी, पूर्ण रूपमा बन्द गरिएको कंक्रीटको लागि, त्यहाँ कुनै दृश्य सतह क्षरण छैन, तर सल्फेट समाधानको अवशोषणको कारण संतृप्तिको कारणले यसको वजन बढ्नेछ।
अंजीर मा।8 ले सोडियम सल्फेट फ्रिज-थाउको साथ नक्काशी गरिएको नमूनाहरूको SEM स्क्यानको नतिजा देखाउँछ।इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपीले कंक्रीट स्तम्भहरूको बाहिरी तहबाट लिइएका ब्लकहरूबाट संकलन गरिएका नमूनाहरू जाँच गर्यो।चित्र 8a इरोसन अघि अनलग्न कंक्रीटको स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप छवि हो।यो उल्लेख गरिएको छ कि नमूनाको सतहमा धेरै प्वालहरू छन्, जसले फ्रस्ट-पघ्नु अघि कंक्रीट स्तम्भको बललाई असर गर्छ।अंजीर मा।8b ले 100 फ्रिज-थाउ चक्र पछि पूर्ण रूपमा इन्सुलेटेड FRP कंक्रीट नमूनाको इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप छवि देखाउँछ।चिसो र पग्लिएको कारण नमूनामा दरारहरू पत्ता लगाउन सकिन्छ।यद्यपि, सतह अपेक्षाकृत चिल्लो छ र यसमा कुनै क्रिस्टलहरू छैनन्।तसर्थ, भरिएका दरारहरू बढी देखिन्छन्।अंजीर मा।8c ले 100 फ्रस्ट इरोसन चक्र पछि अर्ध-हर्मेटिक GRP कंक्रीटको नमूना देखाउँछ।यो स्पष्ट छ कि दरारहरू चौडा भयो र दरारहरू बीच दाना बन्यो।यी मध्ये केही कणहरू आफैलाई दरारहरूमा जोड्छन्।अप्रतिबन्धित कंक्रीट स्तम्भको नमूनाको SEM स्क्यान चित्र 8d मा देखाइएको छ, अर्ध-प्रतिबन्धसँग सुसंगत घटना।कणहरूको संरचनालाई थप स्पष्ट गर्न, दरारहरूमा भएका कणहरूलाई EDS स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रयोग गरेर थप विस्तार र विश्लेषण गरियो।कणहरू मूलतः तीन फरक आकारहरूमा आउँछन्।ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण अनुसार, चित्र 9a मा देखाइएको पहिलो प्रकार, एक नियमित ब्लक क्रिस्टल हो, मुख्यतया O, S, Ca र अन्य तत्वहरू मिलेर बनेको छ।अघिल्लो सूत्रहरू (3) र (4) को संयोजन गरेर, यो निर्धारित गर्न सकिन्छ कि सामग्रीको मुख्य घटक जिप्सम (क्याल्सियम सल्फेट) हो।दोस्रो चित्र 9b मा देखाइएको छ;ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण अनुसार, यो एक एकिक्युलर गैर-दिशात्मक वस्तु हो, र यसको मुख्य घटक O, Al, S र Ca हुन्।संयोजन व्यञ्जनहरूले देखाउँछ कि सामग्री मुख्यतया फिटकिरी समावेश गर्दछ।Fig. 9c मा देखाइएको तेस्रो ब्लक, ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण द्वारा निर्धारित एक अनियमित ब्लक हो, मुख्यतया O, Na र S कम्पोनेन्टहरू मिलेर बनेको छ। यो पत्ता लाग्यो कि यी मुख्यतया सोडियम सल्फेट क्रिस्टलहरू हुन्।स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपीले देखायो कि अधिकांश खाली ठाउँ सोडियम सल्फेट क्रिस्टलले भरिएको थियो, चित्र 9c मा देखाइए अनुसार, जिप्सम र फिटकिरीको सानो मात्राको साथ।
क्षरण हुनु अघि र पछि नमूनाहरूको इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपिक छविहरू: (क) क्षरण अघि खुला कंक्रीट;(ख) जंग पछि, फाइबर ग्लास पूर्ण रूपमा बन्द गरिएको छ;(ग) जीआरपी अर्ध-संलग्न कंक्रीटको क्षरण पछि;(d) खुला कंक्रीट को क्षरण पछि।
विश्लेषणले हामीलाई निम्न निष्कर्षहरू आकर्षित गर्न अनुमति दिन्छ।तीनवटा नमूनाहरूको इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप छविहरू सबै 1kx थिए र छविहरूमा दरार र इरोसन उत्पादनहरू फेला परे र अवलोकन गरियो।अप्रतिबंधित कंक्रीटमा सबैभन्दा फराकिलो दरार हुन्छ र यसमा धेरै दानाहरू हुन्छन्।FRP अर्ध-दबाव कंक्रीट क्र्याक चौडाइ र कण गणनाको सन्दर्भमा गैर-दबाव कंक्रीट भन्दा कम छ।पूर्ण रूपमा संलग्न FRP कंक्रीटको सबैभन्दा सानो क्र्याक चौडाइ हुन्छ र फ्रिज-थाउ इरोसन पछि कुनै कण हुँदैन।यी सबैले संकेत गर्दछ कि पूर्ण रूपमा संलग्न FRP कंक्रीट फ्रिज र थोबाट क्षरणको लागि कम से कम संवेदनशील छ।अर्ध-बन्द र खुला एफआरपी कंक्रीट स्तम्भहरू भित्र रासायनिक प्रक्रियाहरूले फिटकिरी र जिप्समको निर्माणमा नेतृत्व गर्दछ, र सल्फेट प्रवेशले पोरोसिटीलाई असर गर्छ।जबकि फ्रिज-थाउ चक्रहरू कंक्रीट क्र्याकिङको मुख्य कारण हो, सल्फेट र तिनीहरूका उत्पादनहरूले पहिलो स्थानमा केही दरार र छिद्रहरू भर्छन्।यद्यपि, क्षरणको मात्रा र समय बढ्दै जाँदा, दरारहरू विस्तार हुँदै जान्छ र बनाइएको एलमको मात्रा बढ्दै जान्छ, जसको परिणामस्वरूप एक्सट्रुसन दरारहरू हुन्छन्।अन्ततः, फ्रिज-थउ र सल्फेट एक्सपोजरले स्तम्भको बल कम गर्नेछ।