albisteak

Eskerrik asko beira-zuntzezko cabron-zuntz edukia bisitatzeagatik.CSS laguntza mugatua duen arakatzailearen bertsioa erabiltzen ari zara.Esperientzia onena lortzeko, eguneratutako arakatzailea erabiltzea gomendatzen dugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea).Horrez gain, etengabeko laguntza bermatzeko, gunea estilorik eta JavaScript gabe erakusten dugu.
Polimeroz indartutako hormigoia (FRP) egitura konponketa metodo berritzaile eta ekonomikotzat hartzen da.Ikerketa honetan, bi material tipiko [karbono-zuntzez indartutako polimeroa (CFRP) eta beira-zuntzezko polimeroa (GFRP)] aukeratu ziren ingurune gogorretan hormigoiak duen indartze-efektua aztertzeko.FRP duen hormigoiaren erresistentzia sulfatoen erasoari eta harekin lotutako izozte-desizozte zikloei buruz eztabaidatu da.Higadura konjokatuan hormigoiaren azalera eta barne degradazioa aztertzeko mikroskopia elektronikoa.Sodio sulfatoaren korrosioaren maila eta mekanismoa pH balioaren, SEM mikroskopia elektronikoaren eta EMF energia-espektroaren arabera aztertu ziren.Konpresio-erresistentzia axialaren probak erabili dira FRP-k mugatutako hormigoizko zutabeen errefortzua ebaluatzeko, eta tentsio-tentsio-erlazioak atera dira higadura-ingurune akoplatu batean FRP atxikitzeko hainbat metodotarako.Akatsen analisia egin zen proba esperimentalaren emaitzak kalibratzeko, dauden lau eredu iragarle erabiliz.Behaketa guztiek adierazten dute FRPz mugatutako hormigoiaren degradazio-prozesua konplexua eta dinamikoa dela tentsio konjokatuetan.Sodio sulfatoak hasieran hormigoiaren indarra handitzen du bere forma gordinean.Hala ere, ondorengo izozte-desizozte zikloek hormigoiaren pitzadura areagotu dezakete, eta sodio sulfatoak hormigoiaren indarra are gehiago murrizten du pitzadura sustatuz.Zenbakizko eredu zehatz bat proposatzen da tentsio-deformazio erlazioa simulatzeko, eta hori funtsezkoa da FRP-k mugatutako hormigoiaren bizi-zikloa diseinatzeko eta ebaluatzeko.
1970eko hamarkadatik ikertu den hormigoizko sendotze-metodo berritzaile gisa, FRP-k pisu arina, erresistentzia handia, korrosioarekiko erresistentzia, nekearekiko erresistentzia eta eraikuntza erosoaren abantailak ditu1,2,3.Kostuak murrizten diren heinean, gero eta ohikoagoa da ingeniaritza-aplikazioetan, hala nola beira-zuntza (GFRP), karbono-zuntza (CFRP), basalto-zuntza (BFRP) eta aramida-zuntza (AFRP), egiturazko errefortzurako FRP gehien erabiltzen dena4, 5. Proposatutako FRP atxikitzeko metodoak hormigoiaren errendimendua hobetu dezake eta kolapso goiztiarra saihestu dezake.Hala ere, ingeniaritza mekanikoko kanpo-ingurune ezberdinek FRP mugatutako hormigoiaren iraunkortasunari eragiten diote sarritan, bere indarra arriskuan jarriz.
Hainbat ikertzailek hormigoiaren tentsio- eta tentsio-aldaketak aztertu dituzte zeharkako forma eta tamaina ezberdinekin.Yang et al.6-k aurkitu zuen azken estresa eta tentsioa positiboki erlazionatu zirela zuntz-ehunen lodieraren hazkundearekin.Wu et al.7-ek tentsio-deformazio kurbak lortu zituzten FRP-k mugatutako hormigoirako, hainbat zuntz mota erabiliz, azken tentsioak eta kargak aurreikusteko.Lin et al.8ek aurkitu zuten barra biribil, karratu, angeluzuzen eta eliptikoen FRP tentsio-tentsio-ereduak ere asko desberdinak direla, eta diseinura zuzendutako tentsio-tentsio-eredu berri bat garatu zuten parametro gisa zabalera eta izkina-erradioaren erlazioa erabiliz.Lam et al.9k ikusi zuten FRParen gainjartze eta kurbadura ez-uniformeak haustura-tentsio eta tentsio gutxiago eragiten zuela FRP-n xafla trakzio-probetan baino.Horrez gain, zientzialariek murrizketa partzialak eta murrizketa metodo berriak aztertu dituzte mundu errealeko diseinu-behar ezberdinen arabera.Wang et al.[10]-k konpresio axialaren probak egin zituen guztiz, partzialki eta mugarik gabeko hormigoian, hiru modu mugatuetan."Estresa-deformazio" eredua garatu da eta partzialki itxitako hormigoiaren efektu mugatzailearen koefizienteak ematen dira.Wu et al.11-ek FRP-k mugatutako hormigoiaren tentsio-tentsioaren menpekotasuna aurreikusteko metodo bat garatu zuen, tamaina-efektuak kontuan hartzen dituena.Moran et al.12-ek hormigoi mugatuaren konpresio-propietate monotoniko axialak ebaluatu zituzten FRP zerrenda helikoideekin eta bere tentsio-deformazio kurbak eratorri zituzten.Hala ere, goiko azterketak batez ere partzialki itxitako hormigoiaren eta guztiz itxitako hormigoiaren arteko aldea aztertzen du.Hormigoizko atalak partzialki mugatzen dituzten FRPen eginkizuna ez da zehatz-mehatz aztertu.
Horrez gain, azterketak FRP mugatutako hormigoiaren errendimendua ebaluatu du konpresio-erresistentziari, tentsio-aldaketari, hasierako elastikotasun-moduluari eta deformazio-moduluari dagokionez, hainbat baldintzatan.Tijani et al.13,14-ek aurkitu zuten FRP mugatutako hormigoiaren konpongarritasuna murrizten dela FRPren konponketa-esperimentuetan hasieran kaltetutako hormigoian kalteak handitu ahala.Ma et al.[15]-ek FRP-k mugatutako hormigoizko zutabeetan hasierako kaltearen eragina aztertu zuen eta kalte-mailaren eragina trakzio-erresistentzian arbuiagarria zela uste zuen, baina eragin handia izan zuela alboko eta luzetarako deformazioetan.Hala ere, Cao et al.16k tentsio-deformazio-kurbak eta tentsio-tentsio-kurbak ikusi dituzte hasierako kalteak eragindako FRP-k mugatutako hormigoiaren.Hasierako hormigoiaren hutsegiteari buruzko azterketez gain, FRP mugatutako hormigoiaren iraunkortasunari buruzko azterketa batzuk ere egin dira ingurune baldintza gogorretan.Zientzialari hauek FRP mugatutako hormigoiaren degradazioa aztertu zuten baldintza gogorretan eta kalteak ebaluatzeko teknikak erabili zituzten degradazio-ereduak sortzeko, zerbitzu-bizitza aurreikusteko.Xie et al.17-k FRP-k mugatutako hormigoia ingurune hidrotermal batean kokatu zuen eta baldintza hidrotermalek FRPren propietate mekanikoetan nabarmen eragiten zutela ikusi zuen, eta ondorioz, bere konpresio-erresistentzia pixkanaka gutxitu zen.Azido-base ingurune batean, CFRP eta hormigoiaren arteko interfazea hondatzen da.Murgiltze-denbora handitzen den heinean, CFRP geruzaren suntsipen-energiaren askapen-tasa nabarmen gutxitzen da, eta horrek, azken batean, lagin interfacialak suntsitzen ditu18,19,20.Horrez gain, zientzialari batzuek izozteak eta desizozteak FRP mugatutako hormigoian dituen ondorioak ere aztertu dituzte.Liu et al.21ek adierazi zuten CFRP zurrumurruak iraunkortasun ona duela izozte-desizozte zikloetan oinarritutako modulu dinamiko erlatiboan, konpresio-erresistentzian eta tentsio-tentsio-erlazioan oinarrituta.Horrez gain, hormigoiaren propietate mekanikoen hondatzearekin lotutako eredu bat proposatzen da.Hala ere, Peng et al.22k CFRP eta hormigoizko itsasgarrien iraupena kalkulatu zuten tenperatura eta izozte-desizotze zikloaren datuak erabiliz.Guang et al.23-k hormigoiaren izozte-desizotze-proba azkarrak egin zituen eta izozte-desizozte esposizioan kaltetutako geruzaren lodieraren arabera izozte-erresistentzia ebaluatzeko metodo bat proposatu zuen.Yazdani et al.24-k FRP geruzek hormigoian kloruro ioiak sartzean duten eragina aztertu zuten.Emaitzek erakusten dute FRP geruza kimikoki erresistentea dela eta barruko hormigoia kanpoko kloruro ioietatik isolatzen duela.Liu et al.25-ek sulfatoz korrodatutako FRP hormigoirako zuritzeko proba-baldintzak simulatu zituzten, irristatze-eredu bat sortu zuten eta FRP-hormigoiaren interfazearen degradazioa iragarri zuten.Wang et al.26-k tentsio-tentsio-eredu bat ezarri zuen FRP-k mugatutako sulfatoz higatutako hormigoirako, konpresio uniaxialaren saiakuntzen bidez.Zhou et al.[27]-k gatzaren izozte-desizozte ziklo konbinatuek eragindako kalteak aztertu zituen eta lehen aldiz funtzio logistiko bat erabili zuen hutsegite-mekanismoa deskribatzeko.Azterketa hauek FRP mugatutako hormigoiaren iraunkortasuna ebaluatzeko aurrerapen garrantzitsuak egin dituzte.Hala ere, ikertzaile gehienek baldintza desegoki batean higadura-medioak modelatzen jarri dute arreta.Hormigoia sarritan hondatzen da ingurumen-baldintza ezberdinek eragindako higaduraren ondorioz.Ingurugiro-baldintza konbinatu hauek FRP-k mugatutako hormigoiaren errendimendua nabarmen hondatzen dute.
Sulfazioa eta izozte-desizotze zikloak hormigoiaren iraunkortasunari eragiten dioten ohiko bi parametro garrantzitsu dira.FRP lokalizazio teknologiak hormigoiaren propietateak hobe ditzake.Ingeniaritzan eta ikerketan asko erabiltzen da, baina gaur egun bere mugak ditu.Hainbat ikerketak FRP mugatutako hormigoiak sulfatoaren korrosioarekiko duen erresistentzian zentratu dira eskualde hotzetan.Sodio sulfatoaren eta izozte-desizotzearen bidez guztiz itxitako, erdi itxitako eta irekitako hormigoiaren higadura prozesuak azterketa zehatzagoa merezi du, batez ere artikulu honetan deskribatutako erdi itxitako metodo berriak.Hormigoizko zutabeen errefortzu-efektua ere aztertu zen, FRP atxikipenaren eta higatzearen ordena trukatuz.Lotura-higadurak eragindako laginaren aldaketa mikrokosmiko eta makroskopikoak mikroskopio elektronikoa, pH proba, SEM mikroskopio elektronikoa, EMF energia-espektroaren analisia eta proba mekaniko uniaxialaren bidez bereiztu ziren.Horrez gain, azterketa mekaniko uniaxialetan gertatzen den tentsio-deformazio erlazioa arautzen duten legeak aztertzen dira.Esperimentuan egiaztatutako muga-tentsioa eta tentsio-balioak erroreen analisiaren bidez balioztatu ziren lehendik zeuden lau muga-tentsio-tentsio-eredu erabiliz.Proposatutako ereduak guztiz aurreikus dezake materialaren azken tentsioa eta indarra, eta hori baliagarria da etorkizuneko FRP indartzeko praktikarako.Azkenik, FRP hormigoizko gatz izoztearekiko erresistentzia kontzeptuaren oinarri kontzeptual gisa balio du.
Azterketa honek FRP mugatutako hormigoiaren narriadura ebaluatzen du sulfato-soluzioaren korrosioa erabiliz izozte-desizozte zikloekin konbinatuta.Hormigoiaren higadurak eragindako aldaketa mikroskopikoak eta makroskopikoak frogatu dira ekorketa-mikroskopia elektronikoa, pH-aren proba, EDS energia-espektroskopia eta saiakuntza mekaniko uniaxialak erabiliz.Horrez gain, loturiko higadura jasan duen FRP-k mugatutako hormigoiaren propietate mekanikoak eta tentsio-tentsio-aldaketak ikertu ziren konpresio axialaren esperimentuak erabiliz.
FRP Confined Concrete hormigoi gordinaz, FRP kanpoko material bilgarriz eta epoxi itsasgarriz osatuta dago.Kanpoko isolamendurako bi material aukeratu ziren: CFRP eta GRP, materialen propietateak 1. taulan ageri dira. A eta B erretxin epoxidikoak itsasgarri gisa erabili ziren (nahaste-erlazioa 2:1 bolumenean).Arroza.1. hormigoizko nahaste-materialen eraikuntzaren xehetasunak azaltzen dira.1a irudian, Swan PO 42.5 Portland zementua erabili zen.Agregatu lodiak 5-10 eta 10-19 mm-ko diametroa duten basaltozko harri birrindua dira, irudian ikusten den moduan.1b eta c.1g irudiko betegarri fin gisa ibaiko harea naturala erabili zuen 2,3ko fintasun-moduluarekin.Prestatu sodio sulfatoaren disoluzio bat sodio sulfato anhidroaren granuletatik eta ur kopuru jakin batekin.
Hormigoi-nahastearen konposizioa: a - zementua, b - agregatua 5-10 mm, c - agregatua 10-19 mm, d - ibaiko harea.
Hormigoiaren diseinuaren indarra 30 MPa da, eta horrek 40 eta 100 mm arteko zementuzko hormigoiaren askapena eragiten du.Hormigoiaren nahasketa-erlazioa 2. taulan ageri da, eta 5-10 mm-ko eta 10-20 mm-ko agregakin lodiaren proportzioa 3:7 da.Ingurunearekiko elkarrekintzaren eragina modelatu zen lehenik % 10eko NaSO4 disoluzioa prestatuz eta, ondoren, disoluzioa izozte-desizozte zikloko ganbera batean isuriz.
Hormigoi-nahasketak 0,5 m3-ko nahasgailu behartu batean prestatu ziren eta hormigoi sorta osoa erabili zen beharrezko laginak jartzeko.Lehenik eta behin, hormigoizko osagaiak 2. taularen arabera prestatzen dira, eta zementua, harea eta agregakin lodia hiru minutuz aurrenahasten dira.Ondoren, banatu ura uniformeki eta nahastu 5 minutuz.Ondoren, hormigoizko laginak molde zilindrikoetan bota eta mahai bibrazio batean trinkotu ziren (moldearen diametroa 10 cm, altuera 20 cm).
28 egunez ondu ondoren, laginak FRP materialarekin bildu ziren.Azterketa honek hormigoi armatuzko zutabeetarako hiru metodo aztertzen ditu, guztiz itxiak, erdi mugatuak eta mugarik gabekoak barne.Bi mota, CFRP eta GFRP, material mugatuetarako erabiltzen dira.FRP Guztiz itxita dagoen FRP hormigoizko estalkia, 20 cm-ko altuera eta 39 cm-ko luzera.FRP loturiko hormigoiaren goiko eta beheko aldea ez ziren epoxiz zigilatu.Proba erdi-hermetikoen prozesua duela gutxi proposatutako teknologia hermetiko gisa deskribatzen da.
(2) Erregela erabiliz, marraztu marra bat hormigoizko gainazal zilindrikoan FRP zerrenden posizioa zehazteko, zerrenden arteko distantzia 2,5 cm-koa da.Ondoren, bildu zinta FRP behar ez den hormigoizko guneetan.
(3) Hormigoizko gainazala leunduta dago lixa-paperarekin, alkoholdun artilearekin garbitzen da eta epoxiarekin estalita dago.Ondoren, itsatsi eskuz beira-zuntzezko zerrendak hormigoizko gainazalean eta sakatu hutsuneak, beira-zuntza hormigoizko gainazalera guztiz atxikitzeko eta aire-burbuilak saihesteko.Azkenik, itsatsi FRP zerrendak hormigoizko gainazalean goitik behera, erregela batekin egindako marken arabera.
(4) Ordu erdi igaro ondoren, egiaztatu hormigoia FRPtik banandu den.FRP labaintzen edo irteten bada, berehala konpondu behar da.Moldeatutako aleak 7 egunez ondu behar dira ondu indarra ziurtatzeko.
(5) Sendu ondoren, erabili labana erabilgarri bat hormigoizko gainazaletik zinta kentzeko eta, azkenik, lortu FRP hormigoizko zutabe erdi-hermetikoa.
Hainbat mugapean dauden emaitzak irudian erakusten dira.2. 2a irudiak guztiz itxitako CFRP hormigoia erakusten du, 2b irudiak erdi orokortutako CFRP hormigoia erakusten du, 2c irudiak guztiz itxita dagoen GFRP hormigoia erakusten du eta 2d irudiak erdi mugatutako CFRP hormigoia erakusten du.
Estilo itxiak: (a) CFRP guztiz itxia;(b) karbono-zuntz erdi itxia;(c) beira-zuntzez erabat itxita;d) Beira-zuntz erdi itxia.
FRP murrizketen eta higadura-sekuentziak zilindroen higadura-kontrolaren errendimenduan duten eragina ikertzeko diseinatutako lau parametro nagusi daude.3. taulan hormigoizko zutabeen lagin kopurua erakusten da.Kategoria bakoitzeko laginak hiru egoera berdineko lagin izan ziren, datuak koherenteak mantentzeko.Artikulu honetan emaitza esperimental guztietarako hiru laginen batez bestekoa aztertu da.
(1) Material hermetikoa karbono-zuntz edo beira-zuntz gisa sailkatzen da.Konparaketa bat egin da bi zuntz motak hormigoiaren armaduran duten eragina.
(2) Hormigoizko zutabeak eusteko metodoak hiru motatan banatzen dira: guztiz mugatua, erdi mugatua eta mugagabea.Erdi itxitako hormigoizko zutabeen higadura-erresistentzia beste bi barietaterekin alderatu zen.
(3) Higadura-baldintzak izozte-desizozte zikloak gehi sulfato-disoluzioa dira, eta izozte-desizozteko zikloen kopurua 0, 50 eta 100 aldiz da, hurrenez hurren.Higadura akoplatuak FRP-k mugatutako hormigoizko zutabeetan duen eragina aztertu da.
(4) Proba-probak hiru taldetan banatzen dira.Lehenengo taldea FRP biltzea eta gero korrosioa da, bigarren taldea korrosioa lehenik eta gero biltzea da, eta hirugarren taldea korrosioa lehenik eta gero biltzea eta gero korrosioa.
Prozedura esperimentalak saiakuntza-makina unibertsala, trakzio-saiakuntza-makina, izozte-desizozte ziklo-unitatea (CDR-Z mota), mikroskopio elektronikoa, pH-neurgailua, deformazio-neurgailua, desplazamendu-gailu bat, SEM mikroskopio elektronikoa eta bat erabiltzen ditu. EDS energia espektro analizatzailea ikerketa honetan.Lagina 10 cm-ko altuera eta 20 cm-ko diametroa duen hormigoizko zutabea da.Hormigoia isuri eta trinkotu eta 28 eguneko epean ondu zen, 3a irudian ikusten den moduan.Lagin guztiak galdaketa ondoren desmoldeatu eta 28 egunez mantendu ziren 18-22 °C eta % 95eko hezetasun erlatiboan, eta, ondoren, lagin batzuk beira-zuntzez bildu ziren.
Proba-metodoak: a) tenperatura eta hezetasuna konstante mantentzeko ekipoak;b) izozte-desizoztu zikloko makina;c) saiakuntzarako makina unibertsala;(d) pH-a probagailua;(e) behaketa mikroskopikoa.
Izozte-desizozte esperimentuak flash izozte metodoa erabiltzen du 3b irudian erakusten den moduan.GB/T 50082-2009 "Durability Standards for Concrete Konbentzionalaren" arabera, hormigoizko laginak % 10eko sodio sulfato disoluzioan murgildu ziren 15-20 °C-tan 4 egunez izoztu eta desizoztu aurretik.Horren ostean, sulfatoaren erasoa izozte-desizoztu zikloarekin batera hasten da eta amaitzen da.Izozte-desizoztu zikloaren denbora 2 eta 4 ordukoa da, eta desizozteko denbora ez da zikloaren denboraren 1/4 baino txikiagoa izan behar.Laginaren nukleoaren tenperatura (-18±2) eta (5±2) °С arteko tartean mantendu behar da.Izoztetik desizozterako trantsizioak ez du hamar minutu baino gehiago iraun behar.Kategoria bakoitzeko hiru lagin zilindriko berdin erabili ziren disoluzioaren pisu galera eta pH-aldaketa 25 izozte-desizozte ziklotan zehar aztertzeko, 3d. irudian ikusten den moduan.25 izozte-desizoztu ziklo bakoitzaren ondoren, laginak kendu eta gainazalak garbitu ziren haien pisu freskoa (Wd) zehaztu aurretik.Esperimentu guztiak laginen hirukoiztuta egin ziren, eta batez besteko balioak erabili ziren probaren emaitzak eztabaidatzeko.Laginaren masa eta indarra galtzeko formulak honela zehazten dira:
Formulan, ΔWd laginaren pisu-galera (%) da 25 izozte-desizozte ziklo bakoitzeko, W0 izozte-desizoztu zikloaren aurretik hormigoi laginaren batez besteko pisua (kg), Wd hormigoiaren batez besteko pisua da.laginaren pisua 25 izozte-desizozte zikloren ondoren (kg).
Laginaren erresistentzia-degradazio-koefizientea Kd-ren ezaugarria da, eta kalkulu-formula hau da:
Formulan, ΔKd laginaren erresistentzia-galeren tasa (%) 50 izozte-desizozte-ziklo bakoitzeko, f0 hormigoi-laginaren batez besteko erresistentzia izozte-desizozteko zikloa (MPa) da, fd batez besteko indarra da. 50 izozte-desizozte zikloetarako (MPa) hormigoizko lagina.
irudian.3c hormigoizko probetarako konpresio-saiakuntza-makina bat erakusten du."Homigoiaren Propietate Fisiko eta Mekanikoetarako Saiakuntza Metodoen Araua" (GBT50081-2019) arabera, hormigoizko zutabeak konpresio-erresistentzia probatzeko metodo bat zehazten da.Konpresio-proban karga-abiadura 0,5 MPa/s-koa da, eta proba osoan karga jarraitua eta sekuentziala erabiltzen da.Proba mekanikoetan lagin bakoitzaren karga-desplazamendu erlazioa erregistratu zen.Deformazio-neurgailuak hormigoiaren eta FRP geruzen kanpoko gainazaletan erantsi ziren tentsio axialak eta horizontalak neurtzeko.Tentsio-zelula proba mekanikoetan erabiltzen da konpresio-proba batean laginaren tentsio-aldaketa erregistratzeko.
25 izozte-desizozte ziklorik behin, izozte-desizozte disoluzioaren lagin bat kendu eta ontzi batean jartzen zen.irudian.3d-k ontzi batean lagin-disoluzio baten pH-test bat erakusten du.Izozte-desizozte baldintzetan laginaren gainazalaren eta ebakidura mikroskopikoa aztertzen da 3d. irudian.Sulfato disoluzioan 50 eta 100 izozte-desizozte zikloren ondoren hainbat laginen gainazalaren egoera mikroskopioan ikusi da.Mikroskopioak 400x handitzea erabiltzen du.Laginaren gainazala behatzean, FRP geruzaren eta hormigoiaren kanpoko geruzaren higadura ikusten da batez ere.Laginaren ebakiduraren behaketak, funtsean, higadura-baldintzak aukeratzen ditu kanpoko geruzatik 5, 10 eta 15 mm-ko distantziara.Sulfatoen produktuak eta izozte-desizozte zikloak eratzeko proba gehiago behar dira.Hori dela eta, hautatutako laginen gainazal aldatua aztertu zen ekorketa-mikroskopio elektronikoa (SEM) energia dispertsio-espektrometroa (EDS) batekin hornitua.
Ikusi laginaren gainazala mikroskopio elektronikoarekin eta hautatu 400X handitzea.Izotze-desizozte zikloetan eta sulfatoen eraginpean dagoen GRP hormigoi erdi itxietan eta junturarik gabeko gainazaleko kalteen maila nahiko handia da, guztiz itxitako hormigoian, berriz, arbuiagarria.Lehenengo kategorian sodio sulfatoaren eta 0tik 100era izozte-desizozte zikloak isurtzen duen hormigoiaren higadura agertzeari dagokio, 4a irudian ikusten den moduan.Izozterik gabeko hormigoizko laginek gainazal leuna dute ezaugarri agerikorik gabe.50 higaduraren ondoren, gainazaleko mami-blokea partzialki zuritu zen, mamiaren oskol zuria agerian utziz.100 higaduraren ondoren, soluzioen maskorrak erabat erori ziren hormigoiaren gainazalaren ikuskapenean.Behaketa mikroskopikoak erakutsi zuen 0 izozte-desizoztu higatutako hormigoiaren gainazala leuna zela eta gainazaleko agregatua eta morteroa plano berean zeudela.Gainazal irregularra eta zakarra ikusi zen 50 izozte-desizozte ziklok higatutako hormigoizko gainazalean.Hori azal daiteke, morteroren zati bat suntsitzen dela eta kristal pikor zuri kopuru txiki bat atxikitzen dela gainazalean, batez ere agregatuz, morteroz eta kristal zuriz osatuta dagoena.100 izozte-desizoztu zikloren ondoren, kristal zurien eremu handi bat agertu zen hormigoiaren gainazalean, eta agregakin lodi iluna kanpoko ingurunera jartzen zen bitartean.Gaur egun, hormigoizko gainazala gehienetan agerian dauden agregatuak eta kristal zuriak dira.
Izotze-desizozte hormigoi zutabe higagarri baten morfologia: (a) mugarik gabeko hormigoi zutabea;b) karbono-zuntzezko hormigoi armatu erdi itxia;(c) GRP hormigoi erdi itxia;(d) guztiz itxita dagoen CFRP hormigoia;(e) GRP hormigoia erdi itxitako hormigoia.
Bigarren kategoria, CFRP eta GRP hormigoizko zutabe erdi-hermetikoen korrosioa da izozte-desizozte zikloetan eta sulfatoen esposizioan, 4b irudian, c.Ikusizko ikuskapenak (1x handitzea) erakutsi zuen hauts zuri bat pixkanaka sortzen zela zuntz-geruzaren gainazalean, eta azkar erori zen izozte-desizozte-zikloen kopurua handituz.FRP hormigoi erdi-hermetikoaren gainazaleko higadura mugagabea nabarmenagoa izan zen izozte-desizozte zikloen kopurua handitu ahala."Puzketaren" fenomeno ikusgaia (hormigoizko zutabearen soluzioaren azalera irekia erortzeko zorian dago).Hala ere, peeling-fenomenoa ondoan dagoen karbono-zuntzezko estaldurak oztopatzen du partzialki).Mikroskopioan, karbono-zuntz sintetikoak hari zuri gisa agertzen dira hondo beltz batean, 400x handituz.Zuntzen forma biribila eta argi irregularraren esposizioagatik, zuriak agertzen dira, baina karbono-zuntz sortak beltzak dira.Beira-zuntza hasieran hari zuria da, baina itsasgarriarekin kontaktuan garden bihurtzen da eta beira-zuntzaren barruko hormigoiaren egoera argi ikusten da.Beira-zuntza zuri distiratsua da eta aglutinatzailea horixka.Biak oso kolore argiak dira, beraz, kolaren koloreak beira-zuntzezko hariak ezkutatu egingo ditu, itxura orokorrari kolore horixka bat emanez.Karbono eta beira-zuntzak kanpoko epoxi erretxina baten bidez babesten ditu kalteetatik.Izozte-desizozte-erasoen kopurua handitu ahala, hutsune gehiago eta kristal zuri batzuk ikusten ziren azalean.Sulfatoa izozte-zikloa handitzen den heinean, aglutinatzailea pixkanaka mehetzen doa, kolore horixka desagertzen da eta zuntzak ikusgai bihurtzen dira.
Hirugarren kategoria erabat itxitako CFRP eta GRP hormigoiaren korrosioa da izozte-desizozte zikloetan eta sulfatoekiko esposizioan, 4d irudian, e.Berriz ere, ikusitako emaitzak hormigoizko zutabearen bigarren sekzio mugatuaren antzekoak dira.
Alderatu goian azaldutako hiru euste-metodoak aplikatu ondoren ikusitako fenomenoak.Guztiz isolatutako FRP hormigoiaren zuntz-ehunak egonkor mantentzen dira izozte-desizozteko zikloen kopurua handitzen den heinean.Bestalde, eraztun itsasgarriaren geruza meheagoa da gainazalean.Epoxi erretxinek batez ere hidrogeno ioi aktiboekin erreakzionatzen dute eraztun irekiko azido sulfurikoan eta apenas erreakzionatzen dute sulfatoekin28.Beraz, kontsidera daiteke higadurak, batez ere, itsasgarri-geruzaren propietateak aldatzen dituela izozte-desizozte-zikloen ondorioz, eta, ondorioz, FRPren indartze-efektua aldatzen du.FRP hormigoi erdi-hermetikoaren hormigoizko gainazalak mugarik gabeko hormigoizko gainazalaren higadura-fenomeno bera du.Bere FRP geruza guztiz itxitako hormigoiaren FRP geruzarekin bat dator, eta kaltea ez da nabaria.Hala ere, GRP hormigoi erdi itxian, higadura pitzadura handiak gertatzen dira zuntz-zerrendak agerian dagoen hormigoiarekin gurutzatzen diren lekuetan.Ageriko hormigoizko gainazalen higadura larriagoa bihurtzen da izozte-desizozte zikloen kopurua handitu ahala.
Guztiz itxitako, erdi itxitako eta mugarik gabeko FRP hormigoiaren barrualdeek alde nabarmenak erakutsi zituzten izozte-desizozte-zikloen eta sulfato-disoluzioen esposizioaren ondorioz.Lagina zeharka moztu zen eta gurutze-sekzioa mikroskopio elektroniko baten bidez behatu zen 400x handitzearekin.irudian.5. irudiak mikroskopikoak erakusten ditu hormigoiaren eta morteroaren arteko mugatik 5 mm, 10 mm eta 15 mm-ko distantziara, hurrenez hurren.Ikusi denez, sodio sulfatoaren disoluzioa izozte-desizoztearekin konbinatzen denean, hormigoiaren kalteak pixkanaka apurtzen dira gainazaletik barrualdera.CFRP eta GFRP-k mugatutako hormigoiaren barne-higadura-baldintzak berdinak direnez, atal honek ez ditu eusteko bi materialak konparatzen.
Zutabearen hormigoizko atalaren barruko behaketa mikroskopikoa: (a) beira-zuntzez guztiz mugatua;(b) beira-zuntzez erdi itxita;c) mugagabea.
FRP guztiz itxitako hormigoiaren barne higadura irudian ageri da.5a.Pitzadurak 5 mm-tan ikusten dira, gainazala nahiko leuna da, ez dago kristalizaziorik.Gainazala leuna da, kristalik gabea, 10 eta 15 mm arteko lodiera.FRP hormigoi erdi-hermetikoaren barne-higadura irudian ageri da.5 B. Pitzadurak eta kristal zuriak 5mm eta 10mm-tan ikusten dira, eta gainazala leuna da 15mm-tan.5c irudiak hormigoizko FRP zutabeen atalak erakusten ditu, non pitzadurak aurkitu diren 5, 10 eta 15 mm-tan.Pitzaduretan kristal zuri batzuk pixkanaka arraroagoak ziren pitzadurak hormigoiaren kanpoaldetik barrura mugitzen ziren heinean.Amaigabeko hormigoizko zutabeek higadura gehien erakutsi zuten, FRP hormigoizko zutabe erdi mugatuek ondoren.Sodio sulfatoak eragin txikia izan zuen guztiz itxitako FRP hormigoi-laginen barnealdean 100 izozte-desizozte zikloetan zehar.Horrek adierazten du guztiz mugatutako FRP hormigoiaren higaduraren kausa nagusia izozte-desizozte-higadura lotzen dela denbora-tarte batean.Zeharkako sekzioa ikusita, izoztu eta desizoztu aurreko sekzioa leuna eta agregaturik gabekoa zela erakutsi zuen.Hormigoia izoztu eta desizozten den heinean, pitzadurak ikusten dira, berdin gertatzen da agregatuarekin, eta kristal pikor zuriak pitzaduraz estalita daude.Ikerketek27 frogatu dutenez, hormigoia sodio sulfatoaren disoluzioan jartzen denean, sodio sulfatoa hormigoian sartuko da, eta horietako batzuk sodio sulfatoaren kristal gisa hauspeatuko dira, eta beste batzuk zementuarekin erreakzionatuko dutela.Sodio sulfatoaren kristalek eta erreakzio-produktuek pikor zuriak dirudite.
FRP-k erabat mugatzen ditu hormigoizko pitzadurak higadura konjokatuan, baina sekzioa leuna da kristalizatu gabe.Bestalde, FRP erdi-itxiak eta mugarik gabeko hormigoi sekzioek barne pitzadurak eta kristalizazioa garatu dituzte higadura konjokatuan.Irudiaren deskribapenaren eta aurreko azterlanen arabera29, mugarik gabeko eta erdi mugatutako FRP hormigoiaren higadura-prozesua bi fasetan banatzen da.Hormigoizko pitzaduraren lehen fasea izozte-desizoztean hedapenarekin eta uzkurdurarekin lotuta dago.Sulfatoa hormigoian sartzen denean eta ikusgarri bihurtzen denean, dagokion sulfatoak izozte-desizotze eta hidratazio erreakzioen ondorioz sortutako pitzadurak betetzen ditu.Hori dela eta, sulfatoak babes-efektu berezia du hasiera batean hormigoian eta hormigoiaren propietate mekanikoak hobetu ditzake neurri batean.Sulfatoen erasoaren bigarren faseak jarraitzen du, pitzadurak edo hutsuneak barneratuz eta zementuarekin erreakzionatuz alumia sortuz.Ondorioz, pitzadura tamaina handitzen da eta kalteak eragiten ditu.Denbora horretan, izoztearekin eta desizoztearekin lotutako hedapen- eta uzkurtze-erreakzioek hormigoiaren barne-kalteak areagotuko dituzte, eta ondorioz, euskarri-ahalmena murriztuko da.
irudian.6 0, 25, 50, 75 eta 100 izozte-desizozte zikloren ondoren kontrolatutako hiru metodo mugatuetarako hormigoizko inpregnazio-soluzioen pH-aldaketak erakusten ditu.Murrizketarik gabeko eta erdi-itxitako FRP hormigoizko morteroek pH-a 0tik 25era izozte-desizozterako igoerarik azkarrena erakutsi zuten.Haien pH balioak 7,5etik 11,5 eta 11,4ra igo ziren, hurrenez hurren.Izozte-desizoztu zikloen kopurua handitu ahala, pH-aren igoera pixkanaka moteldu egin zen 25-100 izozte-desizozte zikloren ondoren.Haien pH balioak 11,5 eta 11,4tik 12,4 eta 11,84ra igo ziren, hurrenez hurren.Erabat loturiko FRP hormigoiak FRP geruza estaltzen duelako, zaila da sodio sulfatoaren soluzioa sartzea.Aldi berean, zaila da zementuaren konposizioa kanpoko soluzioetan sartzea.Horrela, pH-a pixkanaka 7,5etik 8,0ra igo zen 0 eta 100 izozte-desizozketa zikloen artean.pH aldaketaren arrazoia honela aztertzen da.Hormigoizko silikatoa uretan dauden hidrogeno ioiekin konbinatzen da azido silizikoa eratzeko, eta gainerako OH-ak disoluzio saturatuaren pH-a igotzen du.pH-aren aldaketa nabarmenagoa izan zen 0-25 izozte-desizozte zikloen artean eta gutxiago 25-100 izozte-desizozte zikloen artean30.Hala ere, hemen aurkitu zen pH-a hazten jarraitzen zuela 25-100 izozte-desizozte zikloren ondoren.Hori azal daiteke, sodio sulfatoak kimikoki erreakzionatzen duela hormigoiaren barnealdearekin, disoluzioaren pH-a aldatuz.Konposizio kimikoaren analisiak erakusten du hormigoiak sodio sulfatoarekin erreakzionatzen duela honela.
(3) eta (4) formulek erakusten dute sodio sulfatoak eta kaltzio hidroxidoak zementuan igeltsua (kaltzio sulfatoa) eratzen dutela, eta kaltzio sulfatoak gehiago erreakzionatzen duela zementuan dagoen kaltzio metaaluminatoarekin aluun kristalak sortzeko.(4) erreakzioa OH- basikoaren eraketarekin batera doa, eta horrek pH-aren igoera dakar.Gainera, erreakzio hau itzulgarria denez, pH-a denbora jakin batean igotzen da eta poliki-poliki aldatzen da.
irudian.7a-k GRP hormigoi guztiz itxi, erdi itxi eta interblokeatuaren pisu galera erakusten du izozte-desizozte zikloetan sulfato-soluzioan.Masa-galeran aldaketarik nabarmenena mugarik gabeko hormigoia da.Murrizketarik gabeko hormigoiak bere masaren % 3,2 inguru galdu zuen 50 izozte-desizozte erasoren ondoren eta % 3,85 inguru 100 izozte-desozteko erasoren ostean.Emaitzek erakusten dute higadura konjokatuaren eragina isurpen askeko hormigoiaren kalitatean behera egiten dela izozte-desizozte zikloen kopurua handitu ahala.Hala ere, laginaren gainazala behatzean, 100 izozte-desizozte zikloren ondoren morteroaren galera handiagoa zela ikusi zen 50 izozte-desizozte zikloren ondoren baino.Aurreko ataleko ikerketekin batera, sulfatoak hormigoian sartzeak masa-galera moteltzea dakarrela hipotesia daiteke.Bien bitartean, barnean sortutako alunak eta igeltsuak pisu galera motelago eragiten dute, (3) eta (4) ekuazio kimikoek aurreikusi bezala.
Pisu-aldaketa: (a) pisu-aldaketaren eta izozte-desizozketa-ziklo kopuruaren arteko erlazioa;(b) masa-aldaketaren eta pH balioaren arteko erlazioa.
FRP hormigoi erdi-hermetikoaren pisu galeraren aldaketa lehenik txikitu eta gero handitu egiten da.50 izozte-desizozte zikloren ondoren, beira-zuntz erdi-hermetikoko hormigoiaren masa-galera %1,3 ingurukoa da.100 zikloren ondoren pisu galera % 0,8koa izan zen.Hori dela eta, ondorioztatu daiteke sodio sulfatoa isurketa libreko hormigoian sartzen dela.Horrez gain, proben gainazalaren behaketak ere erakutsi zuen zuntz-zerrendek eremu ireki batean mortero zuritzeari aurre egin ziezaioketela, eta, ondorioz, pisu galera murriztuz.
Guztiz itxitako FRP hormigoiaren masa-galeren aldaketa lehenengo bietatik desberdina da.Mezak ez du galtzen, gehitzen baizik.50 izozte-desizozte higaduraren ondoren, masa %0,08 inguru hazi zen.100 aldiz egin ondoren, bere masa % 0,428 inguru handitu zen.Hormigoia guztiz isurtzen denez, hormigoiaren gainazaleko morteroa ez da aterako eta litekeena da kalitatea galtzea eragingo.Bestalde, eduki altuko gainazaletik ura eta sulfatoak eduki baxuko hormigoiaren barrualdera sartzeak hormigoiaren kalitatea ere hobetzen du.
Aurretik hainbat ikerketa egin dira FRPz mugatutako hormigoiaren pH-aren eta masa-galeren arteko erlazioari buruz, higadura-baldintzetan.Ikerketa gehienek masa galeraren, modulu elastikoen eta indar galeraren arteko erlazioa aztertzen dute.irudian.7b-k hormigoizko pH-aren eta masa-galeren arteko erlazioa erakusten du hiru mugapean.Eredu iragarle bat proposatzen da hormigoizko masa-galera iragartzeko hiru atxikipen-metodo erabiliz pH balio desberdinetan.7b Irudian ikus daitekeenez, Pearson-en koefizientea altua da, pH-aren eta masa-galeren artean korrelazio bat dagoela adierazten duena.Hormigoi mugagabe, erdi mugatu eta guztiz mugatuaren r karratuaren balioak 0,86, 0,75 eta 0,96 izan ziren, hurrenez hurren.Horrek adierazten du guztiz isolatutako hormigoiaren pH-aldaketa eta pisu galera nahiko linealak direla sulfato eta izozte-desizotze baldintzetan.Murrizketarik gabeko hormigoietan eta FRP hormigoi erdi-hermetikoan, pH-a pixkanaka handitzen da zementuak disoluzio urtsuarekin erreakzionatzen duen heinean.Ondorioz, hormigoizko gainazala pixkanaka suntsitzen da, eta horrek pisugabetasuna dakar.Bestalde, guztiz itxitako hormigoiaren pHa gutxi aldatzen da, FRP geruzak zementuak ur-disoluzioarekin duen erreakzio kimikoa moteltzen duelako.Horrela, guztiz itxitako hormigoi baterako, ez dago gainazaleko higadura ikusgarririk, baina pisua irabaziko du saturazioaren ondorioz sulfato-disoluzioen xurgapenaren ondorioz.
irudian.8. irudiak sodio sulfatoa izozte-desizoztearekin grabatutako laginen SEM eskaneatu baten emaitzak erakusten ditu.Mikroskopia elektronikoak hormigoizko zutabeen kanpoko geruzatik hartutako blokeetatik jasotako laginak aztertu zituen.8a irudia higadura baino lehen itxi gabeko hormigoiaren ekorketa-mikroskopio elektronikoaren irudia da.Kontuan izan da laginaren gainazalean zulo asko daudela, izozteak desizoztu aurretik hormigoizko zutabearen indarrari eragiten diotenak.irudian.8b irudiak guztiz isolatutako FRP hormigoizko lagin baten mikroskopio elektronikoaren irudia erakusten du 100 izozte-desizozte zikloren ondoren.Izoztearen eta desizotzearen ondorioz laginaren pitzadurak hauteman daitezke.Hala ere, gainazala nahiko leuna da eta ez dago kristalik.Hori dela eta, bete gabeko pitzadurak ikusten dira.irudian.8c irudiak GRP hormigoi erdi-hermetikoaren lagin bat erakusten du 100 izozte higadura-zikloren ondoren.Argi dago pitzadurak zabaldu egin zirela eta pikorren artean aleak sortu zirela.Partikula horietako batzuk pitzadurei atxikitzen zaizkie.Murrizketarik gabeko hormigoizko zutabe baten lagin baten SEM eskaneatzea 8d irudian ageri da, erdi-murrizketarekin bat datorren fenomenoa.Partikulen konposizioa gehiago argitzeko, pitzaduretako partikulak areago handitu eta aztertu ziren EDS espektroskopia erabiliz.Partikulak, funtsean, hiru forma desberdin dituzte.Energia-espektroaren analisiaren arabera, lehenengo mota, 9a irudian ikusten den bezala, bloke-kristal erregularra da, batez ere O, S, Ca eta beste elementuz osatua.Aurreko (3) eta (4) formulak konbinatuz, materialaren osagai nagusia igeltsua (kaltzio sulfatoa) dela zehaztu daiteke.Bigarrena 9b irudian ageri da;energia-espektroaren analisiaren arabera, noranzkorik gabeko objektu azikularra da, eta bere osagai nagusiak O, Al, S eta Ca dira.Konbinazio errezetek erakusten dute materiala batez ere alumez osatuta dagoela.9c irudian erakusten den hirugarren blokea bloke irregular bat da, energia-espektroaren analisiaren bidez zehaztutakoa, batez ere O, Na eta S osagaiez osatua. Horiek batez ere sodio sulfato kristalak direla ikusi zen.Mikroskopio elektronikoaren eskaneatze bidez, hutsune gehienak sodio sulfato kristalez beteta zeudela erakutsi zuen, 9c irudian ikusten den bezala, igeltsu eta alun kantitate txikiekin batera.
Korrosioaren aurretik eta ondoren laginen irudi mikroskopiko elektronikoak: (a) korrosioaren aurretik hormigoia irekia;(b) korrosioaren ondoren, beira-zuntza guztiz itxita dago;(c) GRP hormigoi erdi itxiaren korrosioaren ondoren;(d) irekitako hormigoiaren korrosioaren ondoren.
Azterketak ondoko ondorioak ateratzeko aukera ematen digu.Hiru laginen mikroskopio elektronikoko irudiak 1k× ziren eta pitzadurak eta higadura produktuak aurkitu eta behatu ziren irudietan.Murrizketarik gabeko hormigoiak pitzadurarik zabalenak ditu eta ale asko ditu.FRP erdi-presioko hormigoia presiorik gabeko hormigoia baino txikiagoa da pitzaduraren zabalerari eta partikulen kopuruari dagokionez.Guztiz itxitako FRP hormigoiak pitzadura-zabalera txikiena du eta izozte-desizoztu higaduraren ondoren partikularik ez du.Horrek guztiak adierazten du guztiz itxita dagoen FRP hormigoia izoztearen eta desizotzearen ondoriozko higadura gutxien jasaten dela.FRP hormigoizko zutabe erdi itxietan eta irekietan dauden prozesu kimikoek alumea eta igeltsua eratzen dute, eta sulfatoaren sartzeak porositatean eragiten du.Izozte-desizozte zikloak hormigoiaren pitzaduraren kausa nagusia badira ere, sulfatoek eta haien produktuek pitzadura eta poro batzuk betetzen dituzte lehenik.Hala ere, higadura-kopurua eta denbora handitzen den heinean, pitzadurak hedatzen jarraitzen dute eta sortzen den alunaren bolumena handitzen da, estrusio-pitzadurak eraginez.Azken finean, izozte-desizozte eta sulfatoen esposizioak zutabearen indarra murriztuko du.