混凝土与水泥制品
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  • 文章内容

海水腐蚀下钢纤维和PVA-钢混杂纤维对混凝土力学性能影响的对比

作者:蒋 威1,孙 敏1,2,李风雷1    单位:1.苏州科技大学土木工程学院,215011;2.江苏省结构重点实验室,苏州215011

关键词:海工环境;PVA-钢混杂纤维;钢纤维;混凝土;力学性能

摘  要:试验研究了PVA-钢混杂纤维混凝土(PSFRC)和钢纤维混凝土(SFRC)在海水腐蚀环境下抗压强度和劈裂抗拉强度的变化规律,并对试验结果进行了对比。结果表明,腐蚀前期SFRC和PSFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度相差不大;腐蚀后期PSFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度均高于SFRC。

 0   前言

  混凝土因为取材容易、成本低、易成型等优势广泛应用于各类建筑工程,海工建筑也是其中之一。但伴随海洋工程项目的不断加速,海工环境之中存在的钢筋腐蚀问题也逐渐显现出来。钢筋混凝土结构所存在的腐蚀现象,长期以来都是研究的重点,很多结构在后期会出现耐久性严重不足的问题,这往往是由于前期对于耐久性不够重视的原因。很多学者研究发现,裂缝的发展与钢筋的腐蚀速度有一定的关系,由此研究基础可预见,如果在腐蚀环境中能保证构件不开裂,就可以在一定程度上避免构件内部的钢筋锈蚀。因此,如果选择整体抗渗及抗裂性能较为理想的材料,高效阻止或减少构件开裂问题,可以提高构件的使用寿命[1-2]
  有研究表明:在混凝土中加入纤维后成型的混凝土梁相对于素混凝土梁都能显著提升性能。纤维一方面可以高效控制构件存在的裂缝问题,同时在加载过程中还能避免裂缝的持续演变,使混凝土脆性有所下降,构件的破坏从脆性变为延性[3-5]
  文献[6]分析得出:在混凝土中掺入钢纤维,水灰比及渗透性会降低,钢纤维混凝土在海工环境下的阻裂效果明显,掺入钢纤维后,碳化速度和氯离子扩散速度都得到了有效抑制,且钢纤维不易锈蚀。在海工混凝土中掺入钢纤维可大幅提高水工结构的耐腐蚀性能。
  PVA纤维的优势在于可以有效阻止构件微裂缝的产生和发展,但单掺PVA纤维的混凝土抗拉韧性较差。有研究表明,在钢混梁中掺入PVA-钢混杂纤维可以显著提升普通混凝土梁的刚度参数[7];还有研究表明,在桥墩混凝土中混掺PVA-钢纤维可使其抗剪强度、承载力等方面有着显著的提升[8]。文献[9]和文献[10]通过分析PVA-钢混杂方案的抗裂特征得出:PVA-钢纤维混杂有着较为理想的阻裂效果,可使混凝土内部裂缝变细,从而减轻混凝土内部的钢筋锈蚀现象。
  本文在PVA-钢混杂纤维这一国内外研究热点的基础上,对海水腐蚀条件下PVA-钢混杂纤维混凝土(PSFRC)和钢纤维混凝土(SFRC)的抗压强度和抗劈拉强度做了对比试验,试验结果可为相应海工环境建筑的混凝土配合比设计提供参考。
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