超声波测试下聚丙烯腈纤维海工混凝土抗侵蚀试验与研究

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发布时间：2021-09-07

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超声波测试下聚丙烯腈纤维海工混凝土
抗侵蚀试验与研究
梁霆浩，薛亚东，李淋露，刘逸祥，张晶晶
(同济大学土木工程学院，上海200092)
摘要：海工混凝土在海洋环境下的抗侵蚀性能是影响混凝土耐久性的一个重要因素。为研究聚丙烯腈纤维海工混凝土抗侵蚀性及其
在受力状态下的工作性态，对聚丙烯腈纤维海工混凝土进行了侵蚀和力学试验。通过用浸烘循环的试验方法模拟海洋环境下混凝土侵蚀
过程，并在对其加载时用超声波检测受力状态下混凝土的工作性态。试验结果表明：聚丙烯腈纤维可在海工混凝土的开裂面上继续承担
受力作用，抑制裂缝的开展。对于侵蚀后的海工混凝土，这样的工作方式是有利的。
关键词：聚丙烯腈纤维；海工混凝土；抗侵蚀；耐久性；超声波检测
中图分类号： TU528．Ol 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)11-0031-03
Corrosion test of polyacrylonitrile fiber reinforced marine concrete under ultrasonic testing
LIANG Ting-hao，XUE Ya—dong，uLin—lu，LIUYi-xiang，ZHANGJing-jing
(The College ofCivil Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China)
Abstract： Being a very important factor relate to the dura bility ofmarine concrete，the resistance power ofmarine concrete to the seawater cotrosion
have got a lot of attention by research scholars．For the purpose ofresearching its resistance power to the seawater corrosion and operating
performan ce under applied loads，the polyacrylonitrile fiber reinforced marine concrete was used by authors for corrosion and mechanics tests．W e
used wet—dry cycling method to simulate the corosion ofconcrete in the sea environment and UT(ultrasonic testing)when loading the concrete
to study its operating performance．The results ofthe test indicate that polyacrylonitrile fiber carl bear stress role on the cracked area ofmarine concrete
and restrain the development offissure that is advantageous to the corrode concrete．
Key WOrds： polyacrylonitrile fibers；marine concrete；seawater corrosion resistance；dura bility；ultrasonic
0 引言
海工混凝土因处在海洋恶劣环境下，其耐久f生问题一直备受关
注。实践表明，在海水环境下，混凝土容易受到海水的侵蚀，若采用普
通混凝土，其耐久寿命很低，只有10年左右[1】。冯乃谦圆、谢详明3J、
金伟良Ⅲ等人的调查研究后也得出了相同的结论。天津大学林跃
忠博士翻总结前面学者的研究成果后，指出海水环境下，海盐的离
子组分会和混凝土相互作用，通过各种物理与化学反应导致混凝土
腐蚀、开裂崩碎和表面剥蚀。现代}萄岸工程—嬲置过采用矿渣水泥等
办法可以提高海洋环境中钢筋混凝土的耐久寿命。此外，莫海鸿旧等
^、也提出抗氯离子侵蝴力能为优秀的大掺量矿渣微粉混凝土。
复合纤维增强混凝土起步于20世纪初的美国，由于纤维的
掺人增强了混凝土的相关力学性能而在近年获得大量使用。笔
者[刀在早期的试验研究中发现，在海工混凝土中添加聚丙烯腈
纤维可以明显提高海工混凝土韧性，增强其抗裂性能。混凝土
抗裂性能的提高在一定程度上有可能会对混凝土抗腐蚀性能
的提高有所帮助。林跃忠、王铁成嗍通过对4根碳纤维增强混凝
土试验梁在人工海水侵蚀后进行抗弯能力试验后发现，混凝土
掺人碳纤维梁的抗侵蚀能力明显提高。这个试验为复合纤维混
收稿日期：2011_o5_30
基金项目：国家自然科学基金(40772179)
凝土抗海水腐蚀性能提供了一定的事实依据。然而该试验采用
的是一个钢筋混凝土的综合体系，不能忽视钢筋对整个体系受
力的影响。另外，该试验缺乏对纤维在对腐蚀混凝土受力状态下
的工作性状的探究。因此，笔者在前期的研究成果上对聚丙烯腈
海工混凝土进行海水侵蚀试验，利用超声波这一无损检测技术
来探究聚丙烯腈纤维在在腐蚀混凝土受力状态下的工作性状。
1 试验设计
1．1 原材料
试验采用海螺P·Ⅱ42．5级水泥，其陛能参数见表1；宝田海工
I型矿粉；镇江谏壁粉煤灰，其性能参数见表2；麦斯特SP．8CR
减水剂；长度24 mm的海川聚丙烯腈纤维，其性质见表3。
1．2 试验配合比
本试验在前期试验的基础上进行，为了控制变量尽量保持
试验结果的可￡眭，本试验采用与前期试验相同的混凝土配合LLo
试验砂率设计为42％，采用强制式小型搅拌机，干拌30 S
后湿拌60 s。抗裂试件尺寸为100 mmxlO0 mmxl00 InlTl，试件在
振动台上振动成型，拆模后送入标准养护室养护28 d，养护温
度(20+3)℃ ，相对湿度95％。