خبریں

سکیٹر گلاس فائبر کیبرون فائبر مواد دیکھنے کے لیے آپ کا شکریہ۔آپ محدود سی ایس ایس سپورٹ کے ساتھ براؤزر کا ورژن استعمال کر رہے ہیں۔بہترین تجربے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت موڈ کو غیر فعال کریں)۔اس کے علاوہ، جاری تعاون کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے دکھاتے ہیں۔
پولیمر ریئنفورسڈ کنکریٹ (FRP) کو ساختی مرمت کا ایک جدید اور اقتصادی طریقہ سمجھا جاتا ہے۔اس مطالعہ میں، دو عام مواد [کاربن فائبر ریئنفورسڈ پولیمر (CFRP) اور گلاس فائبر رینفورسڈ پولیمر (GFRP)] کو سخت ماحول میں کنکریٹ کے مضبوط کرنے والے اثر کا مطالعہ کرنے کے لیے منتخب کیا گیا تھا۔FRP پر مشتمل کنکریٹ کی مزاحمت سلفیٹ حملے اور متعلقہ منجمد پگھلنے کے چکروں پر بحث کی گئی ہے۔الیکٹران مائیکروسکوپی کنجوگیٹڈ کٹاؤ کے دوران کنکریٹ کی سطح اور اندرونی انحطاط کا مطالعہ کرنے کے لیے۔سوڈیم سلفیٹ سنکنرن کی ڈگری اور طریقہ کار کا تجزیہ pH قدر، SEM الیکٹران مائکروسکوپی، اور EMF انرجی اسپیکٹرم کے ذریعے کیا گیا۔محوری کمپریسیو طاقت کے ٹیسٹوں کا استعمال FRP- مجبور کنکریٹ کالموں کی تقویت کا اندازہ کرنے کے لیے کیا گیا ہے، اور تناؤ کے تعلقات کو ایک کٹاؤ والے جوڑے والے ماحول میں FRP برقرار رکھنے کے مختلف طریقوں کے لیے اخذ کیا گیا ہے۔چار موجودہ پیش گوئی کرنے والے ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے تجرباتی ٹیسٹ کے نتائج کیلیبریٹ کرنے کے لیے غلطی کا تجزیہ کیا گیا۔تمام مشاہدات اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ FRP- محدود کنکریٹ کی تنزلی کا عمل پیچیدہ اور متحرک دباؤ کے تحت ہے۔سوڈیم سلفیٹ ابتدائی طور پر اپنی خام شکل میں کنکریٹ کی طاقت بڑھاتا ہے۔تاہم، بعد کے منجمد پگھلنے کے چکر کنکریٹ کے کریکنگ کو بڑھا سکتے ہیں، اور سوڈیم سلفیٹ کریکنگ کو فروغ دے کر کنکریٹ کی طاقت کو مزید کم کر دیتا ہے۔ایک درست عددی ماڈل کی تجویز پیش کی گئی ہے تاکہ تناؤ کے تناؤ کے رشتے کی تقلید کی جا سکے، جو FRP- محدود کنکریٹ کے لائف سائیکل کو ڈیزائن اور جانچنے کے لیے اہم ہے۔
کنکریٹ کو مضبوط بنانے کے ایک جدید طریقہ کے طور پر جس پر 1970 کی دہائی سے تحقیق کی گئی ہے، FRP میں ہلکے وزن، زیادہ طاقت، سنکنرن مزاحمت، تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت اور آسان تعمیر 1,2,3 کے فوائد ہیں۔جیسے جیسے لاگت کم ہوتی جا رہی ہے، یہ انجینئرنگ ایپلی کیشنز جیسے فائبر گلاس (GFRP)، کاربن فائبر (CFRP)، بیسالٹ فائبر (BFRP)، اور aramid فائبر (AFRP) میں عام ہوتا جا رہا ہے، جو ساختی کمک کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والی FRP ہیں4، 5۔ FRP برقرار رکھنے کا مجوزہ طریقہ ٹھوس کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے اور قبل از وقت گرنے سے بچ سکتا ہے۔تاہم، مکینیکل انجینئرنگ میں مختلف بیرونی ماحول اکثر FRP- محدود کنکریٹ کی پائیداری کو متاثر کرتے ہیں، جس کی وجہ سے اس کی طاقت سے سمجھوتہ کیا جاتا ہے۔
متعدد محققین نے مختلف کراس سیکشنل اشکال اور سائز کے ساتھ کنکریٹ میں تناؤ اور تناؤ کی تبدیلیوں کا مطالعہ کیا ہے۔یانگ وغیرہ۔6 نے پایا کہ حتمی تناؤ اور تناؤ ریشے دار بافتوں کی موٹائی میں اضافے کے ساتھ مثبت طور پر منسلک ہیں۔Wu et al.7 نے حتمی تناؤ اور بوجھ کی پیشین گوئی کرنے کے لیے مختلف قسم کے فائبر کا استعمال کرتے ہوئے FRP- مجبور کنکریٹ کے لیے تناؤ کے منحنی خطوط حاصل کیے ہیں۔Lin et al.8 نے پایا کہ گول، مربع، مستطیل، اور بیضوی سلاخوں کے لیے FRP سٹریس سٹرین ماڈلز بھی کافی مختلف ہیں، اور چوڑائی اور کونے کے رداس کے تناسب کو پیرامیٹرز کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ایک نیا ڈیزائن پر مبنی سٹریس سٹرین ماڈل تیار کیا۔Lam et al.9 نے مشاہدہ کیا کہ FRP کے غیر یکساں اوورلیپ اور گھماؤ کے نتیجے میں FRP میں سلیب ٹینسائل ٹیسٹوں کی نسبت کم فریکچر سٹرین اور تناؤ پیدا ہوا۔اس کے علاوہ، سائنسدانوں نے مختلف حقیقی دنیا کی ڈیزائن کی ضروریات کے مطابق جزوی رکاوٹوں اور نئے رکاوٹوں کے طریقوں کا مطالعہ کیا ہے۔وانگ وغیرہ۔[10] نے تین محدود طریقوں میں مکمل، جزوی اور غیر محدود کنکریٹ پر محوری کمپریشن ٹیسٹ کئے۔ایک "سٹریس سٹرین" ماڈل تیار کیا گیا ہے اور جزوی طور پر بند کنکریٹ کے لیے محدود اثر کے گتانک دیے گئے ہیں۔وو وغیرہ۔11 نے FRP محدود کنکریٹ کے تناؤ پر انحصار کی پیشین گوئی کرنے کے لیے ایک طریقہ تیار کیا جو کہ سائز کے اثرات کو مدنظر رکھتا ہے۔Moran et al.12 نے FRP ہیلیکل سٹرپس کے ساتھ مجبور کنکریٹ کی محوری مونوٹونک کمپریشن خصوصیات کا جائزہ لیا اور اس کے تناؤ کے منحنی خطوط کو اخذ کیا۔تاہم، اوپر کا مطالعہ بنیادی طور پر جزوی طور پر بند کنکریٹ اور مکمل طور پر بند کنکریٹ کے درمیان فرق کا جائزہ لیتا ہے۔کنکریٹ حصوں کو جزوی طور پر محدود کرنے والے FRPs کے کردار کا تفصیل سے مطالعہ نہیں کیا گیا ہے۔
اس کے علاوہ، مطالعہ نے FRP-محدود کنکریٹ کی کارکردگی کو دبانے والی طاقت، تناؤ کی تبدیلی، لچک کے ابتدائی ماڈیولس، اور مختلف حالات کے تحت تناؤ کو سخت کرنے والے ماڈیولس کے لحاظ سے جانچا ہے۔تیجانی وغیرہ۔13,14 نے پایا کہ ابتدائی طور پر خراب کنکریٹ پر FRP مرمت کے تجربات میں بڑھتے ہوئے نقصان کے ساتھ FRP- محدود کنکریٹ کی مرمت کی صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔ما وغیرہ۔[15] نے ایف آر پی سے مجبور کنکریٹ کالموں پر ابتدائی نقصان کے اثر کا مطالعہ کیا اور اس پر غور کیا کہ تناؤ کی طاقت پر نقصان کی ڈگری کا اثر نہ ہونے کے برابر تھا، لیکن پس منظر اور طول بلد کی خرابیوں پر اس کا نمایاں اثر تھا۔تاہم، Cao et al.16 نے ابتدائی نقصان سے متاثر ہونے والے FRP- مجبور کنکریٹ کے تناؤ کے منحنی خطوط اور تناؤ کے لفافے کے منحنی خطوط کا مشاہدہ کیا۔ابتدائی کنکریٹ کی ناکامی پر مطالعات کے علاوہ، سخت ماحولیاتی حالات میں FRP- محدود کنکریٹ کی پائیداری پر بھی کچھ مطالعہ کیے گئے ہیں۔ان سائنسدانوں نے سخت حالات میں ایف آر پی سے محدود کنکریٹ کے انحطاط کا مطالعہ کیا اور سروس لائف کا اندازہ لگانے کے لیے انحطاط کے ماڈلز بنانے کے لیے نقصان کی تشخیص کی تکنیک کا استعمال کیا۔Xie et al.17 نے ایف آر پی سے مجبور کنکریٹ کو ہائیڈرو تھرمل ماحول میں رکھا اور پایا کہ ہائیڈرو تھرمل حالات نے ایف آر پی کی مکینیکل خصوصیات کو نمایاں طور پر متاثر کیا، جس کے نتیجے میں اس کی دبانے والی طاقت میں بتدریج کمی واقع ہوئی۔ایسڈ بیس ماحول میں، CFRP اور کنکریٹ کے درمیان انٹرفیس بگڑ جاتا ہے۔جیسے جیسے وسرجن کا وقت بڑھتا ہے، سی ایف آر پی پرت کی تباہی کی توانائی کے اخراج کی شرح میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے، جو بالآخر انٹرفیشل نمونے 18,19,20 کی تباہی کا باعث بنتی ہے۔اس کے علاوہ، کچھ سائنسدانوں نے FRP- محدود کنکریٹ پر جمنے اور پگھلنے کے اثرات کا بھی مطالعہ کیا ہے۔Liu et al.21 نے نوٹ کیا کہ CFRP ریبار رشتہ دار متحرک ماڈیولس، کمپریسیو طاقت، اور تناؤ کے تناسب کی بنیاد پر منجمد پگھلنے کے چکر کے تحت اچھی پائیداری رکھتا ہے۔اس کے علاوہ، ایک ماڈل تجویز کیا گیا ہے جو کنکریٹ کی میکانکی خصوصیات کے بگاڑ سے وابستہ ہے۔تاہم، Peng et al.22 نے درجہ حرارت اور منجمد پگھلنے والے سائیکل ڈیٹا کا استعمال کرتے ہوئے CFRP اور کنکریٹ چپکنے والی زندگی کا حساب لگایا۔گوانگ وغیرہ۔23 نے کنکریٹ کے تیزی سے منجمد پگھلنے کے ٹیسٹ کیے اور فریز-پگھلنے کی نمائش کے تحت خراب شدہ تہہ کی موٹائی کی بنیاد پر ٹھنڈ کے خلاف مزاحمت کا اندازہ لگانے کا طریقہ تجویز کیا۔یزدانی وغیرہ۔24 نے کنکریٹ میں کلورائیڈ آئنوں کے داخل ہونے پر FRP تہوں کے اثر کا مطالعہ کیا۔نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ایف آر پی پرت کیمیائی طور پر مزاحم ہے اور اندرونی کنکریٹ کو بیرونی کلورائیڈ آئنوں سے موصل کرتی ہے۔Liu et al.25 نے سلفیٹ کورروڈ ایف آر پی کنکریٹ کے لیے چھلکے کی جانچ کے حالات، ایک پرچی ماڈل بنایا، اور FRP-کنکریٹ انٹرفیس کے تنزلی کی پیش گوئی کی۔وانگ وغیرہ۔26 نے غیر محوری کمپریشن ٹیسٹوں کے ذریعے ایف آر پی سے محدود سلفیٹ سے خارج ہونے والے کنکریٹ کے لیے تناؤ کا ایک ماڈل قائم کیا۔چاؤ وغیرہ۔[27] غیر محدود کنکریٹ کو پہنچنے والے نقصان کا مطالعہ کیا جو نمک کے مشترکہ منجمد پگھلنے کے چکروں کی وجہ سے ہوا اور ناکامی کے طریقہ کار کو بیان کرنے کے لیے پہلی بار لاجسٹک فنکشن کا استعمال کیا۔ان مطالعات نے FRP- محدود کنکریٹ کی پائیداری کا جائزہ لینے میں اہم پیش رفت کی ہے۔تاہم، زیادہ تر محققین نے ایک ناموافق حالت کے تحت erosive میڈیا کی ماڈلنگ پر توجہ مرکوز کی ہے۔مختلف ماحولیاتی حالات کی وجہ سے منسلک کٹاؤ کی وجہ سے کنکریٹ کو اکثر نقصان پہنچا ہے۔یہ مشترکہ ماحولیاتی حالات ایف آر پی سے محدود کنکریٹ کی کارکردگی کو بری طرح گرا دیتے ہیں۔
سلفیشن اور فریز تھرو سائیکل کنکریٹ کی پائیداری کو متاثر کرنے والے دو عام اہم پیرامیٹرز ہیں۔FRP لوکلائزیشن ٹیکنالوجی کنکریٹ کی خصوصیات کو بہتر بنا سکتی ہے۔یہ انجینئرنگ اور تحقیق میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، لیکن فی الحال اس کی حدود ہیں۔کئی مطالعات نے سرد علاقوں میں سلفیٹ سنکنرن کے خلاف FRP- محدود کنکریٹ کی مزاحمت پر توجہ مرکوز کی ہے۔سوڈیم سلفیٹ اور فریز تھرو کے ذریعے مکمل طور پر بند، نیم بند اور کھلے کنکریٹ کے کٹاؤ کا عمل مزید تفصیلی مطالعہ کا مستحق ہے، خاص طور پر اس مضمون میں بیان کردہ نیا نیم بند طریقہ۔FRP برقرار رکھنے اور کٹاؤ کے آرڈر کا تبادلہ کرکے کنکریٹ کالموں پر کمک کے اثر کا بھی مطالعہ کیا گیا۔بانڈ کے کٹاؤ کی وجہ سے نمونے میں مائکروکوسمک اور میکروسکوپک تبدیلیاں الیکٹران مائیکروسکوپ، پی ایچ ٹیسٹ، ایس ای ایم الیکٹران مائکروسکوپ، ای ایم ایف انرجی اسپیکٹرم تجزیہ اور غیر محوری مکینیکل ٹیسٹ کے ذریعہ نمایاں تھیں۔اس کے علاوہ، یہ مطالعہ ان قوانین پر بحث کرتا ہے جو تناؤ اور تناؤ کے تعلقات کو کنٹرول کرتے ہیں جو غیر محوری مکینیکل ٹیسٹنگ میں ہوتا ہے۔تجرباتی طور پر تصدیق شدہ حد تناؤ اور تناؤ کی اقدار کو چار موجودہ حد تناؤ کے ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے غلطی کے تجزیے کے ذریعہ توثیق کیا گیا تھا۔مجوزہ ماڈل مواد کے حتمی تناؤ اور طاقت کا پوری طرح اندازہ لگا سکتا ہے، جو مستقبل میں FRP کمک کی مشق کے لیے مفید ہے۔آخر میں، یہ FRP کنکریٹ نمک ٹھنڈ مزاحمت کے تصور کی تصوراتی بنیاد کے طور پر کام کرتا ہے۔
یہ مطالعہ FRP-محدود کنکریٹ کی خرابی کا اندازہ کرتا ہے سلفیٹ محلول سنکنرن کو منجمد پگھلنے کے چکروں کے ساتھ ملا کر۔کنکریٹ کے کٹاؤ کی وجہ سے مائکروسکوپک اور میکروسکوپک تبدیلیوں کو اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی، پی ایچ ٹیسٹنگ، ای ڈی ایس انرجی اسپیکٹروسکوپی، اور غیر محوری مکینیکل ٹیسٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے ظاہر کیا گیا ہے۔اس کے علاوہ، مکینیکل خواص اور ایف آر پی سے مجبور کنکریٹ کی تناؤ کی تبدیلیوں کو محوری کمپریشن تجربات کا استعمال کرتے ہوئے جانچا گیا۔
ایف آر پی محدود کنکریٹ خام کنکریٹ، ایف آر پی بیرونی لپیٹنے والے مواد اور ایپوکسی چپکنے والی پر مشتمل ہے۔دو بیرونی موصلیت کا مواد منتخب کیا گیا تھا: CFRP اور GRP، مواد کی خصوصیات جدول 1 میں دکھائی گئی ہیں۔ ایپوکسی رال A اور B کو چپکنے والے کے طور پر استعمال کیا گیا تھا (حجم کے لحاظ سے اختلاط تناسب 2:1)۔چاول۔1 کنکریٹ مکس میٹریل کی تعمیر کی تفصیلات بیان کرتا ہے۔شکل 1a میں، Swan PO 42.5 پورٹ لینڈ سیمنٹ استعمال کیا گیا تھا۔موٹے ایگریگیٹس پسے ہوئے بیسالٹ پتھر ہیں جن کا قطر بالترتیب 5-10 اور 10-19 ملی میٹر ہے، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔1b اور c.تصویر میں ایک عمدہ فلر کے طور پر 1g قدرتی دریا کی ریت کا استعمال کیا گیا ہے جس میں 2.3 کے نفیس ماڈیولس ہیں۔اینہائیڈرس سوڈیم سلفیٹ کے دانے اور پانی کی ایک خاص مقدار سے سوڈیم سلفیٹ کا محلول تیار کریں۔
کنکریٹ کے مرکب کی ترکیب: a – سیمنٹ، b – مجموعی 5–10 ملی میٹر، c – مجموعی 10–19 ملی میٹر، d – ندی کی ریت۔
کنکریٹ کی ڈیزائن کی طاقت 30 ایم پی اے ہے، جس کے نتیجے میں 40 سے 100 ملی میٹر کی تازہ سیمنٹ کنکریٹ سیٹلمنٹ ہوتی ہے۔کنکریٹ مکس کا تناسب جدول 2 میں دکھایا گیا ہے، اور موٹے مجموعی 5-10 ملی میٹر اور 10-20 ملی میٹر کا تناسب 3:7 ہے۔ماحول کے ساتھ تعامل کے اثر کو پہلے 10% NaSO4 حل تیار کرکے اور پھر اس محلول کو منجمد پگھلنے والے سائیکل چیمبر میں ڈال کر وضع کیا گیا تھا۔
کنکریٹ کا مرکب 0.5 m3 جبری مکسر میں تیار کیا گیا تھا اور کنکریٹ کا پورا بیچ مطلوبہ نمونے ڈالنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔سب سے پہلے، کنکریٹ کے اجزاء کو ٹیبل 2 کے مطابق تیار کیا جاتا ہے، اور سیمنٹ، ریت اور موٹے ایگریگیٹ کو تین منٹ کے لیے پہلے سے مکس کیا جاتا ہے۔پھر پانی کو یکساں طور پر تقسیم کریں اور 5 منٹ تک ہلائیں۔اس کے بعد، کنکریٹ کے نمونوں کو بیلناکار سانچوں میں ڈالا گیا اور ہلنے والی میز پر کمپیکٹ کیا گیا (مولڈ قطر 10 سینٹی میٹر، اونچائی 20 سینٹی میٹر)۔
28 دن تک علاج کرنے کے بعد، نمونوں کو ایف آر پی مواد سے لپیٹا گیا۔یہ مطالعہ مضبوط کنکریٹ کالموں کے تین طریقوں پر بحث کرتا ہے، بشمول مکمل طور پر بند، نیم محدود، اور غیر محدود۔دو اقسام، CFRP اور GFRP، محدود مواد کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔FRP مکمل طور پر بند FRP کنکریٹ شیل، 20 سینٹی میٹر اونچا اور 39 سینٹی میٹر لمبا۔FRP پابند کنکریٹ کے اوپر اور نیچے کو epoxy کے ساتھ سیل نہیں کیا گیا تھا۔حال ہی میں مجوزہ ہوا بند ٹکنالوجی کے طور پر نیم ہرمیٹک جانچ کے عمل کو حسب ذیل بیان کیا گیا ہے۔
(2) ایک حکمران کا استعمال کرتے ہوئے، FRP سٹرپس کی پوزیشن کا تعین کرنے کے لیے کنکریٹ کی بیلناکار سطح پر ایک لکیر کھینچیں، سٹرپس کے درمیان فاصلہ 2.5 سینٹی میٹر ہے۔پھر ٹیپ کو کنکریٹ کی جگہوں پر لپیٹ دیں جہاں ایف آر پی کی ضرورت نہیں ہے۔
(3) کنکریٹ کی سطح کو سینڈ پیپر سے ہموار کیا جاتا ہے، الکحل کی اون سے صاف کیا جاتا ہے، اور ایپوکسی کے ساتھ لیپت کیا جاتا ہے۔پھر دستی طور پر فائبر گلاس کی پٹیوں کو کنکریٹ کی سطح پر چپکائیں اور خالی جگہوں کو دبائیں تاکہ فائبر گلاس مکمل طور پر کنکریٹ کی سطح پر لگے اور ہوا کے بلبلوں سے بچ سکے۔آخر میں، FRP سٹرپس کو کنکریٹ کی سطح پر اوپر سے نیچے تک چپکائیں، ایک رولر کے ساتھ بنائے گئے نشانات کے مطابق۔
(4) آدھے گھنٹے کے بعد چیک کریں کہ آیا کنکریٹ ایف آر پی سے الگ ہو گیا ہے۔اگر ایف آر پی پھسل رہی ہے یا چپکی ہوئی ہے تو اسے فوری طور پر ٹھیک کیا جانا چاہیے۔ڈھلے ہوئے نمونوں کو 7 دنوں کے لیے ٹھیک کیا جانا چاہیے تاکہ ٹھیک ہونے والی طاقت کو یقینی بنایا جا سکے۔
(5) ٹھیک کرنے کے بعد، کنکریٹ کی سطح سے ٹیپ کو ہٹانے کے لیے یوٹیلیٹی چھری کا استعمال کریں، اور آخر میں نیم ہیرمیٹک FRP کنکریٹ کالم حاصل کریں۔
مختلف رکاوٹوں کے تحت نتائج انجیر میں دکھائے گئے ہیں۔2. شکل 2a مکمل طور پر بند CFRP کنکریٹ دکھاتا ہے، شکل 2b ایک نیم عام سی ایف آر پی کنکریٹ دکھاتا ہے، شکل 2c مکمل طور پر بند GFRP کنکریٹ دکھاتا ہے، اور شکل 2d نیم بند CFRP کنکریٹ دکھاتا ہے۔
منسلک انداز: (a) مکمل طور پر بند CFRP؛(b) نیم بند کاربن فائبر؛(c) مکمل طور پر فائبر گلاس میں بند؛(d) نیم بند فائبر گلاس۔
چار اہم پیرامیٹرز ہیں جو سلنڈروں کی کٹاؤ پر قابو پانے کی کارکردگی پر FRP رکاوٹوں اور کٹاؤ کے سلسلے کے اثر کی چھان بین کے لیے بنائے گئے ہیں۔جدول 3 کنکریٹ کالم کے نمونوں کی تعداد دکھاتا ہے۔ڈیٹا کو مستقل رکھنے کے لیے ہر زمرے کے نمونوں میں تین ایک جیسی حیثیت کے نمونے شامل تھے۔اس مضمون میں تمام تجرباتی نتائج کے لیے تین نمونوں کے وسط کا تجزیہ کیا گیا۔
(1) ایئر ٹائٹ مواد کو کاربن فائبر یا فائبر گلاس کے طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے۔کنکریٹ کی مضبوطی پر دو قسم کے ریشوں کے اثر کا موازنہ کیا گیا۔
(2) کنکریٹ کالم کنٹینمنٹ کے طریقوں کو تین اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: مکمل طور پر محدود، نیم محدود اور لامحدود۔نیم بند کنکریٹ کے کالموں کی کٹاؤ مزاحمت کا موازنہ دو دیگر اقسام کے ساتھ کیا گیا۔
(3) کٹاؤ کے حالات منجمد پگھلنے کے چکر کے علاوہ سلفیٹ محلول ہیں، اور منجمد پگھلنے کے چکروں کی تعداد بالترتیب 0، 50 اور 100 گنا ہے۔FRP محدود کنکریٹ کالموں پر جوڑے کٹاؤ کے اثرات کا مطالعہ کیا گیا ہے۔
(4) ٹیسٹ کے ٹکڑوں کو تین گروپوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔پہلا گروپ ایف آر پی ریپنگ اور پھر سنکنرن ہے، دوسرا گروپ پہلے سنکنرن اور پھر ریپنگ، اور تیسرا گروپ پہلے سنکنرن اور پھر ریپنگ اور پھر سنکنرن ہے۔
تجرباتی طریقہ کار میں یونیورسل ٹیسٹنگ مشین، ایک ٹینسائل ٹیسٹنگ مشین، ایک فریز-تھو سائیکل یونٹ (CDR-Z قسم)، ایک الیکٹران مائکروسکوپ، ایک پی ایچ میٹر، ایک سٹرین گیج، ایک نقل مکانی کا آلہ، ایک SEM الیکٹران مائکروسکوپ، اور ایک اس مطالعہ میں EDS توانائی سپیکٹرم تجزیہ کار۔نمونہ 10 سینٹی میٹر اونچا اور 20 سینٹی میٹر قطر کا ایک کنکریٹ کالم ہے۔کنکریٹ ڈالنے اور کمپیکشن کے بعد 28 دنوں کے اندر ٹھیک ہو گیا، جیسا کہ شکل 3a میں دکھایا گیا ہے۔تمام نمونوں کو کاسٹ کرنے کے بعد ڈیمولڈ کیا گیا اور 28 دنوں تک 18-22°C اور 95% رشتہ دار نمی پر رکھا گیا، اور پھر کچھ نمونے فائبر گلاس سے لپیٹے گئے۔
ٹیسٹ کے طریقے: (a) مسلسل درجہ حرارت اور نمی کو برقرار رکھنے کا سامان؛(b) ایک منجمد پگھلنے والی سائیکل مشین؛(c) یونیورسل ٹیسٹنگ مشین؛(d) پی ایچ ٹیسٹر؛(e) خوردبینی مشاہدہ۔
فریز تھرو تجربہ فلیش فریز طریقہ استعمال کرتا ہے جیسا کہ شکل 3b میں دکھایا گیا ہے۔GB/T 50082-2009 "روایتی کنکریٹ کے استحکام کے معیارات" کے مطابق، کنکریٹ کے نمونوں کو منجمد اور پگھلنے سے پہلے 4 دن کے لیے 15-20°C پر 10% سوڈیم سلفیٹ محلول میں مکمل طور پر ڈبو دیا گیا تھا۔اس کے بعد، سلفیٹ کا حملہ شروع ہوتا ہے اور بیک وقت منجمد پگھلنے کے چکر کے ساتھ ختم ہوتا ہے۔منجمد پگھلنے کا وقت 2 سے 4 گھنٹے ہے، اور ڈیفروسٹنگ کا وقت سائیکل کے وقت کے 1/4 سے کم نہیں ہونا چاہئے۔نمونہ کے بنیادی درجہ حرارت کو (-18±2) سے (5±2) °С کی حد میں برقرار رکھا جانا چاہیے۔منجمد سے ڈیفروسٹنگ میں منتقلی میں دس منٹ سے زیادہ نہیں لگنا چاہیے۔ہر زمرے کے تین بیلناکار ایک جیسے نمونے 25 منجمد پگھلنے کے چکروں میں وزن میں کمی اور حل کی pH تبدیلی کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیے گئے، جیسا کہ تصویر 3d میں دکھایا گیا ہے۔ہر 25 منجمد پگھلنے کے چکروں کے بعد، نمونے ہٹا دیے گئے اور ان کے تازہ وزن (Wd) کا تعین کرنے سے پہلے سطحوں کو صاف کیا گیا۔تمام تجربات نمونوں کی سہ رخی میں کیے گئے تھے، اور اوسط اقدار کو ٹیسٹ کے نتائج پر تبادلہ خیال کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔نمونے کے بڑے پیمانے اور طاقت کے نقصان کے فارمولے درج ذیل ہیں:
فارمولے میں، ΔWd ہر 25 منجمد پگھلنے کے چکروں کے بعد نمونے کے وزن میں کمی (%) ہے، W0 منجمد پگھلنے کے چکر (kg) سے پہلے کنکریٹ کے نمونے کا اوسط وزن ہے، Wd کنکریٹ کا اوسط وزن ہے۔25 منجمد پگھلنے کے چکر کے بعد نمونے کا وزن (کلوگرام)۔
نمونے کی طاقت کے انحطاط کے گتانک کی خصوصیت Kd ہے، اور حساب کتاب کا فارمولا درج ذیل ہے:
فارمولے میں، ΔKd ہر 50 منجمد پگھلنے کے چکر کے بعد نمونے کی طاقت میں کمی (%) کی شرح ہے، f0 منجمد پگھلنے کے چکر (MPa) سے پہلے کنکریٹ کے نمونے کی اوسط طاقت ہے، fd اوسط طاقت ہے۔ 50 منجمد پگھلنے کے چکروں (MPa) کے لیے کنکریٹ کا نمونہ۔
انجیر پر۔3c کنکریٹ کے نمونوں کے لیے ایک کمپریسیو ٹیسٹنگ مشین دکھاتا ہے۔"کنکریٹ کی جسمانی اور مکینیکل خصوصیات کے لیے ٹیسٹ کے طریقوں کے معیاری" (GBT50081-2019) کے مطابق، کمپریسیو طاقت کے لیے کنکریٹ کالموں کی جانچ کے لیے ایک طریقہ بیان کیا گیا ہے۔کمپریشن ٹیسٹ میں لوڈنگ کی شرح 0.5 MPa/s ہے، اور پورے ٹیسٹ میں مسلسل اور ترتیب وار لوڈنگ کا استعمال کیا جاتا ہے۔مکینیکل ٹیسٹنگ کے دوران ہر نمونے کے لیے بوجھ سے نقل مکانی کا رشتہ ریکارڈ کیا گیا تھا۔محوری اور افقی تناؤ کی پیمائش کرنے کے لیے سٹرین گیجز کو کنکریٹ کی بیرونی سطحوں اور نمونوں کی FRP تہوں سے منسلک کیا گیا تھا۔سٹرین سیل کو مکینیکل ٹیسٹنگ میں کمپریشن ٹیسٹ کے دوران نمونہ کے تناؤ میں تبدیلی کو ریکارڈ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
ہر 25 منجمد پگھلنے کے چکروں پر، منجمد پگھلنے والے محلول کا ایک نمونہ ہٹا کر ایک کنٹینر میں رکھا جاتا تھا۔انجیر پر۔3d ایک کنٹینر میں نمونے کے حل کا پی ایچ ٹیسٹ دکھاتا ہے۔منجمد پگھلنے کے حالات میں نمونے کی سطح اور کراس سیکشن کا مائکروسکوپک معائنہ تصویر 3d میں دکھایا گیا ہے۔سلفیٹ محلول میں 50 اور 100 منجمد پگھلنے کے بعد مختلف نمونوں کی سطح کی حالت کو ایک خوردبین کے نیچے دیکھا گیا۔خوردبین 400x اضافہ کا استعمال کرتی ہے۔نمونے کی سطح کا مشاہدہ کرتے وقت، FRP پرت اور کنکریٹ کی بیرونی تہہ کا کٹاؤ بنیادی طور پر دیکھا جاتا ہے۔نمونے کے کراس سیکشن کا مشاہدہ بنیادی طور پر بیرونی تہہ سے 5، 10 اور 15 ملی میٹر کے فاصلے پر کٹاؤ کے حالات کا انتخاب کرتا ہے۔سلفیٹ مصنوعات اور منجمد پگھلنے کے چکروں کی تشکیل کے لیے مزید جانچ کی ضرورت ہوتی ہے۔لہذا، منتخب کردہ نمونوں کی تبدیل شدہ سطح کو ایک سکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپ (SEM) کا استعمال کرتے ہوئے جانچا گیا جو توانائی کے منتشر سپیکٹرومیٹر (EDS) سے لیس ہے۔
الیکٹران مائکروسکوپ کے ساتھ نمونے کی سطح کا بصری طور پر معائنہ کریں اور 400X میگنیفیکیشن کو منتخب کریں۔فریز-تھو سائیکل کے تحت نیم بند اور جوائنٹ لیس GRP کنکریٹ میں سطح کو پہنچنے والے نقصان کی ڈگری اور سلفیٹ کی نمائش کافی زیادہ ہے، جبکہ مکمل طور پر بند کنکریٹ میں یہ نہ ہونے کے برابر ہے۔پہلی قسم سے مراد سوڈیم سلفیٹ کے ذریعے آزاد بہنے والے کنکریٹ کے کٹاؤ اور 0 سے 100 منجمد پگھلنے کے چکروں سے ہے، جیسا کہ تصویر 4a میں دکھایا گیا ہے۔ٹھنڈ کی نمائش کے بغیر کنکریٹ کے نمونے بغیر مرئی خصوصیات کے ہموار سطح رکھتے ہیں۔50 کٹاؤ کے بعد، سطح پر گودا کا بلاک جزوی طور پر چھلک گیا، جس سے گودا کا سفید خول کھل گیا۔100 کٹاؤ کے بعد، کنکریٹ کی سطح کے بصری معائنہ کے دوران محلول کے خول مکمل طور پر گر گئے۔مائکروسکوپک مشاہدے سے معلوم ہوا کہ 0 منجمد پگھلنے والے کنکریٹ کی سطح ہموار تھی اور سطح کی مجموعی اور مارٹر ایک ہی جہاز میں تھے۔کنکریٹ کی سطح پر ایک ناہموار، کھردری سطح دیکھی گئی جو 50 منجمد پگھلنے کے چکروں سے مٹ گئی۔اس کی وضاحت اس حقیقت سے کی جا سکتی ہے کہ مارٹر کا کچھ حصہ تباہ ہو جاتا ہے اور تھوڑی مقدار میں سفید دانے دار کرسٹل سطح پر چپک جاتے ہیں، جو بنیادی طور پر مجموعی، مارٹر اور سفید کرسٹل پر مشتمل ہوتے ہیں۔100 منجمد پگھلنے کے چکروں کے بعد، کنکریٹ کی سطح پر سفید کرسٹل کا ایک بڑا حصہ نمودار ہوا، جبکہ گہرا موٹا مجموعی بیرونی ماحول کے سامنے آ گیا۔فی الحال، کنکریٹ کی سطح زیادہ تر بے نقاب مجموعی اور سفید کرسٹل ہے.
ایک کٹاؤ منجمد پگھلنے والے کنکریٹ کالم کی شکل: (a) غیر محدود کنکریٹ کالم؛(b) نیم بند کاربن فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ؛(c) GRP نیم بند کنکریٹ؛(d) مکمل طور پر بند CFRP کنکریٹ؛(e) GRP کنکریٹ نیم بند کنکریٹ۔
دوسری قسم منجمد پگھلنے کے چکر کے تحت نیم ہرمیٹک CFRP اور GRP کنکریٹ کالموں کا سنکنرن اور سلفیٹ کی نمائش ہے، جیسا کہ تصویر 4b، c میں دکھایا گیا ہے۔بصری معائنہ (1x میگنیفیکیشن) سے معلوم ہوا کہ ریشے دار تہہ کی سطح پر آہستہ آہستہ ایک سفید پاؤڈر بنتا ہے، جو منجمد پگھلنے کے چکروں کی تعداد میں اضافے کے ساتھ تیزی سے گر جاتا ہے۔نیم ہرمیٹک ایف آر پی کنکریٹ کا غیر محدود سطح کا کٹاؤ زیادہ واضح ہو گیا کیونکہ منجمد پگھلنے کے چکروں کی تعداد میں اضافہ ہوا۔"اپھارہ" کا مرئی رجحان (کنکریٹ کالم کے محلول کی کھلی سطح گرنے کے دہانے پر ہے)۔تاہم، چھیلنے کے رجحان کو ملحقہ کاربن فائبر کی کوٹنگ سے جزوی طور پر روکا جاتا ہے)۔خوردبین کے نیچے، مصنوعی کاربن ریشے 400x میگنیفیکیشن پر سیاہ پس منظر پر سفید دھاگوں کے طور پر ظاہر ہوتے ہیں۔ریشوں کی گول شکل اور ناہموار روشنی کی وجہ سے، وہ سفید دکھائی دیتے ہیں، لیکن کاربن فائبر کے بنڈل خود سیاہ ہوتے ہیں۔فائبر گلاس ابتدائی طور پر سفید دھاگے کی طرح ہوتا ہے، لیکن چپکنے والے سے رابطہ کرنے پر یہ شفاف ہو جاتا ہے اور فائبر گلاس کے اندر کنکریٹ کی حالت واضح طور پر نظر آتی ہے۔فائبر گلاس روشن سفید ہے اور بائنڈر زرد ہے۔دونوں کا رنگ بہت ہلکا ہے، اس لیے گوند کا رنگ فائبر گلاس کے تاروں کو چھپا دے گا، جس سے مجموعی شکل زرد مائل ہو جائے گی۔کاربن اور شیشے کے ریشے بیرونی ایپوکسی رال کے ذریعہ نقصان سے محفوظ ہیں۔جیسے جیسے منجمد پگھلنے کے حملوں کی تعداد میں اضافہ ہوا، سطح پر مزید خالی جگہیں اور کچھ سفید کرسٹل نظر آنے لگے۔جیسے جیسے سلفیٹ منجمد ہونے کا چکر بڑھتا ہے، بائنڈر آہستہ آہستہ پتلا ہوتا جاتا ہے، زرد رنگ غائب ہو جاتا ہے اور ریشے نظر آنے لگتے ہیں۔
تیسرا زمرہ مکمل طور پر بند CFRP اور GRP کنکریٹ کا منجمد پگھلنے کے چکر کے تحت سنکنرن اور سلفیٹ کی نمائش ہے، جیسا کہ تصویر 4d، e میں دکھایا گیا ہے۔ایک بار پھر، مشاہدہ شدہ نتائج کنکریٹ کالم کے دوسرے قسم کے محدود حصے کے نتائج سے ملتے جلتے ہیں۔
اوپر بیان کردہ تین کنٹینمنٹ طریقوں کو لاگو کرنے کے بعد مشاہدہ کردہ مظاہر کا موازنہ کریں۔مکمل طور پر موصل FRP کنکریٹ میں ریشے دار ٹشوز مستحکم رہتے ہیں کیونکہ منجمد پگھلنے کے چکروں کی تعداد بڑھ جاتی ہے۔دوسری طرف، چپکنے والی انگوٹھی کی تہہ سطح پر پتلی ہے۔Epoxy resins زیادہ تر اوپن رِنگ سلفیورک ایسڈ میں فعال ہائیڈروجن آئنوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے اور سلفیٹ28 کے ساتھ مشکل سے رد عمل ظاہر کرتی ہے۔اس طرح، اس پر غور کیا جا سکتا ہے کہ کٹاؤ بنیادی طور پر منجمد پگھلنے کے چکروں کے نتیجے میں چپکنے والی پرت کی خصوصیات کو تبدیل کرتا ہے، اس طرح FRP کے مضبوط اثر کو تبدیل کرتا ہے۔ایف آر پی نیم ہرمیٹک کنکریٹ کی کنکریٹ کی سطح غیر محدود کنکریٹ کی سطح کی طرح کٹاؤ کا رجحان رکھتی ہے۔اس کی FRP تہہ مکمل طور پر بند کنکریٹ کی FRP تہہ سے مساوی ہے، اور نقصان واضح نہیں ہے۔تاہم، نیم مہر بند GRP کنکریٹ میں، وسیع کٹاؤ والی دراڑیں اس جگہ واقع ہوتی ہیں جہاں فائبر کی پٹیاں بے نقاب کنکریٹ سے آپس میں ملتی ہیں۔بے نقاب کنکریٹ کی سطحوں کا کٹاؤ زیادہ شدید ہو جاتا ہے کیونکہ منجمد پگھلنے کے چکروں کی تعداد میں اضافہ ہوتا ہے۔
مکمل طور پر بند، نیم بند، اور غیر محدود ایف آر پی کنکریٹ کے اندرونی حصوں نے جب منجمد پگھلنے کے چکروں اور سلفیٹ محلولوں کی نمائش کا نشانہ بنایا تو نمایاں فرق ظاہر کیا۔نمونے کو عبور سے کاٹا گیا تھا اور کراس سیکشن کو 400x میگنیفیکیشن پر الیکٹران مائکروسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے دیکھا گیا تھا۔انجیر پر۔5 کنکریٹ اور مارٹر کے درمیان کی حد سے بالترتیب 5 ملی میٹر، 10 ملی میٹر اور 15 ملی میٹر کے فاصلے پر مائکروسکوپک تصاویر دکھاتا ہے۔یہ دیکھا گیا ہے کہ جب سوڈیم سلفیٹ محلول کو منجمد پگھلنے کے ساتھ ملایا جاتا ہے، تو کنکریٹ کا نقصان آہستہ آہستہ سطح سے اندرونی حصے تک ٹوٹ جاتا ہے۔چونکہ CFRP اور GFRP محدود کنکریٹ کے اندرونی کٹاؤ کے حالات ایک جیسے ہیں، اس لیے یہ سیکشن دو کنٹینمنٹ مواد کا موازنہ نہیں کرتا ہے۔
کالم کے کنکریٹ سیکشن کے اندر کا خوردبینی مشاہدہ: (a) فائبر گلاس سے مکمل طور پر محدود؛(b) فائبر گلاس کے ساتھ نیم بند؛(c) لامحدود
FRP مکمل طور پر بند کنکریٹ کا اندرونی کٹاؤ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔5aدراڑیں 5 ملی میٹر پر نظر آتی ہیں، سطح نسبتاً ہموار ہے، کوئی کرسٹلائزیشن نہیں ہے۔سطح ہموار ہے، کرسٹل کے بغیر، 10 سے 15 ملی میٹر موٹی ہے۔FRP نیم ہرمیٹک کنکریٹ کا اندرونی کٹاؤ انجیر میں دکھایا گیا ہے۔5 B. کریکس اور سفید کرسٹل 5mm اور 10mm پر نظر آتے ہیں، اور سطح 15mm پر ہموار ہے۔شکل 5c کنکریٹ کے FRP کالموں کے حصے دکھاتا ہے جہاں 5، 10 اور 15 ملی میٹر پر دراڑیں پائی گئیں۔دراڑوں میں کچھ سفید کرسٹل آہستہ آہستہ نایاب ہوتے گئے کیونکہ دراڑیں کنکریٹ کے باہر سے اندر کی طرف منتقل ہوتی گئیں۔لامتناہی کنکریٹ کالموں نے سب سے زیادہ کٹاؤ دکھایا، اس کے بعد نیم محدود FRP کنکریٹ کالم۔سوڈیم سلفیٹ کا مکمل طور پر بند FRP کنکریٹ کے نمونوں کے 100 منجمد پگھلنے کے چکروں پر بہت کم اثر ہوا۔یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ مکمل طور پر محدود FRP کنکریٹ کے کٹاؤ کی بنیادی وجہ ایک مدت کے دوران منجمد پگھلنے سے وابستہ ہے۔کراس سیکشن کے مشاہدے سے معلوم ہوا کہ جمنے اور پگھلنے سے فوراً پہلے والا حصہ ہموار اور مجموعوں سے پاک تھا۔جیسے جیسے کنکریٹ جم جاتا ہے اور گل جاتا ہے، دراڑیں نظر آتی ہیں، یہی بات مجموعی کے لیے بھی درست ہے، اور سفید دانے دار کرسٹل دراڑوں سے ڈھکے ہوئے ہیں۔مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ جب کنکریٹ کو سوڈیم سلفیٹ کے محلول میں رکھا جاتا ہے تو، سوڈیم سلفیٹ کنکریٹ میں گھس جائے گا، جن میں سے کچھ سوڈیم سلفیٹ کرسٹل کے طور پر تیز ہوں گے، اور کچھ سیمنٹ کے ساتھ رد عمل ظاہر کریں گے۔سوڈیم سلفیٹ کرسٹل اور رد عمل کی مصنوعات سفید دانے داروں کی طرح نظر آتی ہیں۔
FRP مکمل طور پر کنکریٹ کی شگافوں کو کنجوگیٹڈ ایروشن میں محدود کرتا ہے، لیکن سیکشن بغیر کرسٹلائزیشن کے ہموار ہے۔دوسری طرف، ایف آر پی نیم بند اور غیر محدود کنکریٹ کے حصوں نے کنجوگیٹڈ ایروشن کے تحت اندرونی دراڑیں اور کرسٹلائزیشن تیار کی ہے۔تصویر کی تفصیل اور پچھلے مطالعات29 کے مطابق، غیر محدود اور نیم محدود FRP کنکریٹ کے مشترکہ کٹاؤ کے عمل کو دو مراحل میں تقسیم کیا گیا ہے۔کنکریٹ کے کریکنگ کا پہلا مرحلہ منجمد پگھلنے کے دوران پھیلنے اور سکڑنے سے وابستہ ہے۔جب سلفیٹ کنکریٹ میں گھس جاتا ہے اور نظر آتا ہے، تو متعلقہ سلفیٹ منجمد پگھلنے اور ہائیڈریشن کے رد عمل سے سکڑنے سے پیدا ہونے والی دراڑ کو بھر دیتا ہے۔لہذا، سلفیٹ ابتدائی مرحلے میں کنکریٹ پر ایک خاص حفاظتی اثر رکھتا ہے اور ایک خاص حد تک کنکریٹ کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنا سکتا ہے۔سلفیٹ کے حملے کا دوسرا مرحلہ جاری رہتا ہے، دراڑیں یا خالی جگہیں گھس جاتی ہیں اور سیمنٹ کے ساتھ رد عمل کرتے ہوئے پھٹکڑی بنتی ہے۔نتیجے کے طور پر، شگاف سائز میں بڑھتا ہے اور نقصان کا سبب بنتا ہے۔اس وقت کے دوران، جمنے اور پگھلنے سے منسلک توسیع اور سنکچن کے رد عمل کنکریٹ کو اندرونی نقصان کو بڑھا دیں گے، جس کے نتیجے میں برداشت کی صلاحیت میں کمی واقع ہو گی۔
انجیر پر۔6 0، 25، 50، 75، اور 100 منجمد پگھلنے کے چکر کے بعد مانیٹر کیے جانے والے تین محدود طریقوں کے لیے کنکریٹ امپریگنیشن سلوشنز کی pH تبدیلیوں کو دکھاتا ہے۔غیر محدود اور نیم بند FRP کنکریٹ مارٹر نے 0 سے 25 منجمد پگھلنے کے چکروں میں سب سے تیزی سے پی ایچ میں اضافہ دکھایا۔ان کی pH قدریں بالترتیب 7.5 سے 11.5 اور 11.4 تک بڑھ گئیں۔جیسے جیسے منجمد پگھلنے کے چکروں کی تعداد میں اضافہ ہوا، پی ایچ میں اضافہ 25-100 منجمد پگھلنے کے چکروں کے بعد آہستہ آہستہ کم ہو گیا۔ان کی pH قدریں بالترتیب 11.5 اور 11.4 سے بڑھ کر 12.4 اور 11.84 ہوگئیں۔چونکہ مکمل طور پر بانڈڈ FRP کنکریٹ FRP تہہ کو ڈھانپتا ہے، اس لیے سوڈیم سلفیٹ محلول کا گھسنا مشکل ہے۔ایک ہی وقت میں، سیمنٹ کی ساخت کے لیے بیرونی محلول میں گھسنا مشکل ہے۔اس طرح، 0 اور 100 منجمد پگھلنے کے چکروں کے درمیان پی ایچ آہستہ آہستہ 7.5 سے 8.0 تک بڑھ گیا۔پی ایچ میں تبدیلی کی وجہ کا تجزیہ اس طرح کیا گیا ہے۔کنکریٹ میں موجود سلیکیٹ پانی میں موجود ہائیڈروجن آئنوں کے ساتھ مل کر سلیکک ایسڈ بناتا ہے، اور بقیہ OH- سیر شدہ محلول کی pH کو بڑھاتا ہے۔پی ایچ میں تبدیلی 0-25 منجمد پگھلنے کے چکروں کے درمیان زیادہ واضح تھی اور 25-100 منجمد پگھلنے والے سائیکلوں کے درمیان کم واضح تھی۔تاہم، یہاں یہ پایا گیا کہ 25-100 منجمد پگھلنے کے بعد پی ایچ میں مسلسل اضافہ ہوتا رہا۔اس کی وضاحت اس حقیقت سے کی جا سکتی ہے کہ سوڈیم سلفیٹ کیمیکل طور پر کنکریٹ کے اندرونی حصے کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، محلول کی پی ایچ کو تبدیل کرتا ہے۔کیمیائی ساخت کے تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ کنکریٹ سوڈیم سلفیٹ کے ساتھ مندرجہ ذیل طریقے سے رد عمل ظاہر کرتا ہے۔
فارمولے (3) اور (4) سے پتہ چلتا ہے کہ سیمنٹ میں سوڈیم سلفیٹ اور کیلشیم ہائیڈرو آکسائیڈ جپسم (کیلشیم سلفیٹ) کی شکل اختیار کرتے ہیں، اور کیلشیم سلفیٹ سیمنٹ میں کیلشیم میٹالومینیٹ کے ساتھ مزید ردعمل کرتے ہوئے پھٹکڑی کے کرسٹل بناتے ہیں۔رد عمل (4) بنیادی OH- کی تشکیل کے ساتھ ہے، جو pH میں اضافے کا باعث بنتا ہے۔نیز، چونکہ یہ رد عمل الٹنے والا ہے، اس لیے پی ایچ ایک خاص وقت پر بڑھتا ہے اور آہستہ آہستہ تبدیل ہوتا ہے۔
انجیر پر۔7a سلفیٹ محلول میں منجمد پگھلنے کے چکر کے دوران مکمل طور پر بند، نیم بند، اور آپس میں بند GRP کنکریٹ کے وزن میں کمی کو ظاہر کرتا ہے۔بڑے پیمانے پر نقصان میں سب سے واضح تبدیلی غیر محدود کنکریٹ ہے۔غیر محدود کنکریٹ 50 منجمد پگھلنے کے حملوں کے بعد تقریباً 3.2 فیصد اور 100 منجمد پگھلنے کے حملوں کے بعد تقریباً 3.85 فیصد کھو دیتا ہے۔نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ فری فلو کنکریٹ کے معیار پر کنجوگیٹڈ ایروشن کا اثر منجمد پگھلنے کے چکروں کی تعداد میں اضافے کے ساتھ کم ہوتا جاتا ہے۔تاہم، جب نمونے کی سطح کا مشاہدہ کیا گیا تو یہ پایا گیا کہ 100 منجمد پگھلنے کے بعد مارٹر کا نقصان 50 منجمد پگھلنے کے چکروں سے زیادہ تھا۔پچھلے حصے کے مطالعے کے ساتھ مل کر، یہ قیاس کیا جا سکتا ہے کہ کنکریٹ میں سلفیٹ کی رسائی بڑے پیمانے پر نقصان میں کمی کا باعث بنتی ہے۔دریں اثنا، اندرونی طور پر پیدا ہونے والی پھٹکڑی اور جپسم کے نتیجے میں وزن میں بھی کمی آتی ہے، جیسا کہ کیمیائی مساوات (3) اور (4) سے پیش گوئی کی گئی ہے۔
وزن میں تبدیلی: (a) وزن میں تبدیلی اور منجمد پگھلنے کے چکروں کی تعداد کے درمیان تعلق؛(b) بڑے پیمانے پر تبدیلی اور pH قدر کے درمیان تعلق۔
ایف آر پی نیم ہرمیٹک کنکریٹ کے وزن میں کمی کی تبدیلی پہلے کم ہوتی ہے اور پھر بڑھ جاتی ہے۔50 منجمد پگھلنے کے چکروں کے بعد، نیم ہرمیٹک فائبر گلاس کنکریٹ کا بڑے پیمانے پر نقصان تقریباً 1.3% ہے۔100 سائیکلوں کے بعد وزن میں کمی 0.8٪ تھی۔لہذا، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ سوڈیم سلفیٹ آزاد بہنے والے کنکریٹ میں گھس جاتا ہے۔اس کے علاوہ، ٹیسٹ کے ٹکڑے کی سطح کے مشاہدے سے یہ بھی معلوم ہوا کہ فائبر کی پٹیاں کھلی جگہ پر مارٹر چھیلنے کے خلاف مزاحمت کر سکتی ہیں، جس سے وزن میں کمی واقع ہوتی ہے۔
مکمل طور پر بند FRP کنکریٹ کے بڑے پیمانے پر نقصان میں تبدیلی پہلے دو سے مختلف ہے۔ماس نہیں کھوتا، لیکن اضافہ کرتا ہے.50 ٹھنڈ پگھلنے کے بعد، بڑے پیمانے پر تقریباً 0.08 فیصد اضافہ ہوا۔100 بار کے بعد، اس کے بڑے پیمانے پر تقریبا 0.428 فیصد اضافہ ہوا.چونکہ کنکریٹ مکمل طور پر ڈالا جاتا ہے، اس لیے کنکریٹ کی سطح پر مارٹر نہیں اترے گا اور اس کے نتیجے میں معیار کے نقصان کا امکان نہیں ہے۔دوسری طرف، کم مواد والے کنکریٹ کے اندرونی حصے میں زیادہ مواد کی سطح سے پانی اور سلفیٹ کا داخل ہونا بھی کنکریٹ کے معیار کو بہتر بناتا ہے۔
کٹاؤ کے حالات کے تحت ایف آر پی سے محدود کنکریٹ میں پی ایچ اور بڑے پیمانے پر نقصان کے درمیان تعلق کے بارے میں پہلے بھی کئی مطالعات کیے جا چکے ہیں۔زیادہ تر تحقیق بنیادی طور پر بڑے پیمانے پر نقصان، لچکدار ماڈیولس اور طاقت کے نقصان کے درمیان تعلق پر بحث کرتی ہے۔انجیر پر۔7b تین رکاوٹوں کے تحت کنکریٹ پی ایچ اور بڑے پیمانے پر نقصان کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔پیشن گوئی کرنے والے ماڈل کو مختلف پی ایچ اقدار پر برقرار رکھنے کے تین طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے ٹھوس بڑے پیمانے پر نقصان کی پیش گوئی کرنے کی تجویز ہے۔جیسا کہ شکل 7b میں دیکھا جا سکتا ہے، پیئرسن کا گتانک زیادہ ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ واقعی پی ایچ اور بڑے پیمانے پر نقصان کے درمیان کوئی تعلق ہے۔غیر محدود، نیم محدود، اور مکمل طور پر محدود کنکریٹ کے لیے r-squared قدریں بالترتیب 0.86، 0.75، اور 0.96 تھیں۔اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ مکمل طور پر موصل کنکریٹ کی pH تبدیلی اور وزن میں کمی سلفیٹ اور منجمد پگھلنے والی دونوں حالتوں میں نسبتاً لکیری ہے۔غیر محدود کنکریٹ اور نیم ہرمیٹک ایف آر پی کنکریٹ میں، پی ایچ آہستہ آہستہ بڑھتا ہے کیونکہ سیمنٹ پانی کے محلول کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔نتیجے کے طور پر، کنکریٹ کی سطح بتدریج تباہ ہو جاتی ہے، جو بے وزن ہونے کا باعث بنتی ہے۔دوسری طرف، مکمل طور پر بند کنکریٹ کا pH تھوڑا سا تبدیل ہوتا ہے کیونکہ FRP تہہ پانی کے محلول کے ساتھ سیمنٹ کے کیمیائی عمل کو سست کر دیتی ہے۔اس طرح، مکمل طور پر بند کنکریٹ کے لیے، سطح کا کوئی کٹاؤ نظر نہیں آتا، لیکن سلفیٹ محلول کے جذب ہونے کی وجہ سے سنترپتی کی وجہ سے اس کا وزن بڑھ جائے گا۔
انجیر پر۔8 سوڈیم سلفیٹ منجمد پگھلنے والے نمونوں کے SEM اسکین کے نتائج دکھاتا ہے۔الیکٹران مائکروسکوپی نے کنکریٹ کے کالموں کی بیرونی تہہ سے لیے گئے بلاکس سے جمع کیے گئے نمونوں کی جانچ کی۔شکل 8a کٹاؤ سے پہلے غیر منسلک کنکریٹ کی اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ امیج ہے۔یہ نوٹ کیا جاتا ہے کہ نمونے کی سطح پر بہت سے سوراخ ہیں، جو ٹھنڈ پگھلنے سے پہلے خود کنکریٹ کے کالم کی مضبوطی کو متاثر کرتے ہیں۔انجیر پر۔8b 100 منجمد پگھلنے کے بعد مکمل طور پر موصل FRP کنکریٹ کے نمونے کی الیکٹران مائکروسکوپ تصویر دکھاتا ہے۔جمنے اور پگھلنے کی وجہ سے نمونے میں دراڑیں پائی جا سکتی ہیں۔تاہم، سطح نسبتاً ہموار ہے اور اس پر کوئی کرسٹل نہیں ہیں۔لہذا، بھری ہوئی دراڑیں زیادہ نظر آتی ہیں۔انجیر پر۔8c 100 فراسٹ ایروشن سائیکل کے بعد نیم ہرمیٹک GRP کنکریٹ کا نمونہ دکھاتا ہے۔یہ واضح ہے کہ دراڑیں چوڑی ہوگئیں اور دراڑوں کے درمیان دانے بن گئے۔ان میں سے کچھ ذرات خود کو شگافوں سے جوڑ دیتے ہیں۔غیر محدود کنکریٹ کالم کے نمونے کا ایک SEM اسکین شکل 8d میں دکھایا گیا ہے، جو نیم پابندی کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ذرات کی ساخت کو مزید واضح کرنے کے لیے، دراڑوں میں موجود ذرات کو EDS سپیکٹروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے مزید بڑھایا اور تجزیہ کیا گیا۔ذرات بنیادی طور پر تین مختلف شکلوں میں آتے ہیں۔توانائی کے سپیکٹرم تجزیہ کے مطابق، پہلی قسم، جیسا کہ شکل 9a میں دکھایا گیا ہے، ایک باقاعدہ بلاک کرسٹل ہے، جو بنیادی طور پر O، S، Ca اور دیگر عناصر پر مشتمل ہے۔پچھلے فارمولوں (3) اور (4) کو ملا کر یہ طے کیا جا سکتا ہے کہ مواد کا بنیادی جزو جپسم (کیلشیم سلفیٹ) ہے۔دوسرا شکل 9b میں دکھایا گیا ہے۔انرجی سپیکٹرم کے تجزیہ کے مطابق، یہ ایک غیر دشاتمک شے ہے، اور اس کے اہم اجزاء O، Al، S اور Ca ہیں۔مرکب ترکیبیں ظاہر کرتی ہیں کہ مواد بنیادی طور پر پھٹکڑی پر مشتمل ہوتا ہے۔تیسرا بلاک جو تصویر 9c میں دکھایا گیا ہے، ایک فاسد بلاک ہے، جس کا تعین انرجی اسپیکٹرم کے تجزیہ سے ہوتا ہے، بنیادی طور پر O، Na اور S اجزاء پر مشتمل ہوتا ہے۔ معلوم ہوا کہ یہ بنیادی طور پر سوڈیم سلفیٹ کرسٹل ہیں۔الیکٹران مائیکروسکوپی کو اسکین کرنے سے معلوم ہوا کہ زیادہ تر خالی جگہیں سوڈیم سلفیٹ کرسٹل سے بھری ہوئی تھیں، جیسا کہ شکل 9c میں دکھایا گیا ہے، اس کے ساتھ تھوڑی مقدار میں جپسم اور پھٹکڑی بھی شامل ہے۔
سنکنرن سے پہلے اور بعد کے نمونوں کی الیکٹران خوردبین تصاویر: (a) سنکنرن سے پہلے کھلا کنکریٹ؛(b) سنکنرن کے بعد، فائبر گلاس کو مکمل طور پر سیل کر دیا جاتا ہے۔(c) GRP نیم بند کنکریٹ کے سنکنرن کے بعد؛(d) کھلے کنکریٹ کے سنکنرن کے بعد۔
تجزیہ ہمیں مندرجہ ذیل نتائج اخذ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔تینوں نمونوں کی الیکٹران مائیکروسکوپ کی تصاویر تمام 1kx کی تھیں اور تصاویر میں دراڑیں اور کٹاؤ کی مصنوعات پائی گئیں اور ان کا مشاہدہ کیا گیا۔غیر محدود کنکریٹ میں سب سے زیادہ چوڑی دراڑیں ہوتی ہیں اور اس میں بہت سے دانے ہوتے ہیں۔ایف آر پی نیم پریشر کنکریٹ شگاف کی چوڑائی اور ذرات کی گنتی کے لحاظ سے نان پریشر کنکریٹ سے کمتر ہے۔مکمل طور پر بند FRP کنکریٹ میں شگاف کی چوڑائی سب سے چھوٹی ہوتی ہے اور منجمد پگھلنے کے بعد کوئی ذرات نہیں ہوتے۔یہ سب اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ مکمل طور پر بند ایف آر پی کنکریٹ منجمد اور پگھلنے سے کٹاؤ کے لیے سب سے کم حساس ہے۔نیم بند اور کھلے ایف آر پی کنکریٹ کالموں کے اندر کیمیائی عمل پھٹکڑی اور جپسم کی تشکیل کا باعث بنتے ہیں، اور سلفیٹ کا دخول سوراخ کو متاثر کرتا ہے۔جب کہ منجمد پگھلنے کے چکر کنکریٹ کے کریکنگ کی بنیادی وجہ ہیں، سلفیٹ اور ان کی مصنوعات پہلی جگہ کچھ شگافوں اور سوراخوں کو بھرتی ہیں۔تاہم، جیسے جیسے کٹاؤ کی مقدار اور وقت میں اضافہ ہوتا ہے، دراڑیں پھیلتی رہتی ہیں اور پھٹکڑی کا حجم بڑھتا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں اخراج میں دراڑیں پڑتی ہیں۔بالآخر، منجمد پگھلنا اور سلفیٹ کی نمائش کالم کی مضبوطی کو کم کر دے گی۔