玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土硫酸盐腐蚀试验研究

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发布时间：2021-09-03

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玄武岩一聚丙烯混杂纤维混凝土硫酸盐腐蚀试验研究
王学志，贺晶晶，邹浩飞，郑淑文，M U S t a P h a Abd U 1 h a d 1
(辽宁工业大学土木建筑工程学院，锦州121001)
摘要：通过对单掺和三种不同混杂比例混掺的方式，以体积掺加率O．3％、0．6％、0．9％、1．2％将玄武岩、聚丙烯纤
维掺入普通C30混凝土中形成混杂纤维混凝土，对其进行7d、14d、28d龄期的抗硫酸盐腐蚀性能试验研究。结果表
明．对基体混凝土在龄期为7d的抗压强度耐蚀系数提高最为显著的是单掺纤维系列与1．1、1：2混杂纤维系列纤维
混凝土各系列纤维对基体混凝土14d耐蚀系数提高的最佳纤维掺加率在O．3％附近；单掺聚丙烯纤维系列、单掺玄
武岩纤维系列对基体28d耐蚀系数提高的最佳纤维掺加率分别在0．3％、0．9％附近。总体上混杂纤维系列纤维混凝土
的抗硫酸静泡腐蚀能力优于单掺纤维系列纤维混凝土。
关键词：玄武岩纤维；聚丙烯纤维；混杂纤维混凝土；硫酸盐腐蚀
Abstract：Using different manners of the single ratio and three different hybrid ratios and adding the basalt and
polypropylene fibers in the ordinary C30 concrete with the volume mixing ratios of 0-3％，0．6％，0．9％ and 1-2％，hybrid
fiber reinforced concrete is produced，and the sulphate resisting corrosion properties of 7d，14d，28d concrete specimens are
tested for．The results show that the 7d compressive strength corosion resistance coefficient of the matrix concrete is most
significantly improved by single doped fiber and 1：1．1：2 hybrid fiber of fiber reinforced concrete．The optimal mixing
amount of the fibers is about 0-3％．which can improve the 14d compressive strength corrosion resistance coefficient most
significantly．And the optimal mixing amount of single doped polypropylene fiber and single—doped basalt fiber are 0_3％
and 0．9％ for 28d corrosion resistance coefficient．Overall sulphate static bubble corosion resistance capacity of hybrid
fiber reinforced concrete is better than that of single—doped fiber reinforced concrete．
Key words：Basalt fiber；Polypropylene fiber；Hybrid fiber reinforced concrete；Sulfate corosion
中图分类号：TV313 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2014)05—5O—O5
0 前言
混凝土抗硫酸盐腐蚀性是指混凝土在硫酸盐
环境条件下．保持原性能的性质。我国已有许多关
于混凝土抗硫酸盐腐蚀性的研究，研究方法也很
多，如：膨胀试验法(P法)、浸泡抗蚀试验法(K法)
和硫酸盐等级法l1l。国外对混凝土抗硫酸腐蚀的研
究也已经很成熟，主要代表有圄：美国ASTM C
452—06标准和ASTM C 1012—04标准的砂浆条
膨胀法、ASTM E 632—82(1996年修订)的加速试
验法等。欧洲EN 206-1：2000将硫酸盐对混凝土的
侵蚀划分为轻度化学侵蚀(XA1)、中度化学侵蚀
(XA2)和高度化学侵蚀(XA3)。
混杂纤维混凝土(HFRC)是指在混凝土基体中
加入两种或两种以上不同纤维或不同几何特性的
同一品种纤维而组成的纤维混凝土。国内外大量研
究表明[3-63：将不同品种纤维或不同特性的纤维按一
定比例混杂掺入混凝土基体中，可取长补短，发挥
各自优势、产生混杂效应，使混凝土基体性能在多
基金项目：辽宁省教育厅基金项目(L2011103)；辽宁省百千
万人才千人层次项目(201 1921059)。
一50一
相、多结构、多层次上得到改善。本研究选用了低弹
性模量的聚丙烯纤维与高弹性模量的玄武岩纤维
以单掺、不同比例混掺到C30混凝中，对其7d、14d、
28d龄期的抗硫酸盐腐蚀性能进行试验研究。
1 试验设计
1．1 试验用原材料
水泥：32．5A级矿渣硅酸盐水泥。
骨料：符合JGJ 52《普通混凝土用砂、石质量及
检验方法标准》同要求，细骨料采用天然河砂(中
砂)，砂率0．3；粗骨料采用粒径小于20mm的碎石。
水：普通自来水，符合JGJ 63-2006(~E凝土用
水标准》[8]要求。
纤维：本试验选用两种纤维：玄武岩纤维和聚
丙烯纤维，纤维的性能指标见表1。
1．2 试验配合比设计
根据JGJ 55—20l1《普通混凝配合比设计规
程》配制C30普通混凝土，水灰比0．5，具体配合比
见表2。选低弹模聚丙烯、高弹模玄武岩两种纤维，
以0-3％、0．6％、0．9％、1．2％的掺加量、以单掺和不同
混杂比(1：1、1：2、2：1)的方式掺人普通C30混凝土中
王学志，贺晶晶，邹浩飞，等玄武岩一聚丙烯混杂纤维混凝土硫酸盐腐蚀试验研究
表2 试验用C30混凝土配合比 kg／m 1．4 试验步骤
制成混杂纤维混凝土。
1．3 试验方法
本试验模拟长期处于含5％硫酸钠工业废水中
的混凝土，测试其耐硫酸盐腐蚀性能。采用lOOmmx
100mmxlOOmm的立方体试件，每组3块。试件的制
作过程，投料次序、搅拌时间、搅拌方式等对混凝土
的各种性能都有直接影响【圳。本试验采用强制式搅
拌机搅拌，首先将砂、石子倒人搅拌机干拌30s，再
加入水泥和纤维干拌30s，最后加入水湿拌。将拌好
的纤维混凝土装入试模后．放在振动台上振捣成
型。24h后拆模，拆模后即放人温度为(20~2)℃ ，相
对湿度95％以上．且室内湿度均匀的标准养护室进
行养护。将试件在标准养护室养护28d取出，放入
5％的硫酸钠溶液中浸泡至7d、14d、28d龄期，测试
其抗压强度并与同龄期标准养护的普通混凝土试
件进行比较。以抗压强度耐蚀系数来评价混凝土抗
硫酸盐浸泡腐蚀性能。
首先将混凝土试件从标准养护室取出．检查表
面尺寸；接着将试件放入水槽中。相邻试件之间保
持20ram距离整齐排放，试件与水槽侧壁距离不小
于20ram，水槽放在室外，尽量与实际环境接近；然
后将配制好的5％硫酸钠溶液倒入水槽内。溶液至
少超过试件上表面20mm，开始浸泡，每隔7d换一
次硫酸钠溶液，使水槽内的硫酸钠溶液浓度保持在
5％。最后将浸泡至规定龄期的试件从水槽中取出．
在自然条件下风干，检查其表面有无明显变化．随
后测其抗压强度。
2 试验结果分析
2．1 试验结果
如上试验步骤进行试验，混凝土抗压强度耐蚀
系数应按式(1)进行计算：
= -xlO0％
式中，为抗压强度耐蚀系数，％；为浸泡至
规定龄期混凝土的抗压强度，MPa；。为同龄期标
准养护的一组对比试件的抗压强度，MPa