津市软土特性与工程环境 重点实验室 ,天津 300384;4.天津市建筑垃圾 与燃煤废弃物利用技术工程中心 ,天津 300384) 摘 要 :通过分析混凝土裂缝愈合前后的力学性能 、裂缝宽度、物相组成和组织结构,研究了不 同浓度 NaC1溶液(0、2%、4%、 6%)环境下混凝土裂缝的自愈合性能。结果表明 :NaC1溶液对混凝土裂缝的 自愈合效果明显优于水 ;不 同浓度 NaC1溶液环境 下,混凝土的强度、波速均随龄期延长逐渐增大 ,且增长速率前期较大,然后 随龄期的延长趋于平缓 ;6%NaC1溶液环境下,混凝土 强度恢复效果最明显,35d时完全恢复,60d时强度恢复率增至 108.3%。2%NaC1溶液环境下 ,混凝土强度 60d时接近完全恢 复,强度恢复率为 96.2%。4%NaC1溶液环境下,混凝土强度恢复效果处于两者之间;随 NaC1溶液浓度的增大 ,裂缝中 C—S—H凝 胶、钙矾石 、F盐等水化产物逐渐增多 ,体积增大,三者通过填充作用和胶结作用,使裂缝逐渐愈合。 关键词 :氯化钠溶液 ;混凝土;裂缝;自愈合 ;强度 ;裂缝宽度 中 图分类 号 :TU528.01 文献标 志码 :A 文章编 号 :1002—3550(2016)O卜 0079—05 Self—healing capacity ofconcrete in thesodium chloridesolution environment U USurui ,YANG Jiujun1,3,4,WANGZhanzhong ,ZHAN GLei1,3,4,RONGHui (1.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,TianjinChengjianUniversity,Tianjin300384,China;2.ChinaRailway18th BureauGroupthe4th EngineeringCompanyLimited,Tianjin300222,China;3.KeyLaboratoryofSoftSoilEngineering CharacterandEngineeringEnvironmentofTianjin,Tianjin300072,China;4.EngineeringResearchCentreof ConstructionWasteandCoalWasteRecycleTechnologyofTianjin,Tianjin300384,China) Abstract:Concreteself—healingperformanceunderdifferentconcentrationofsosium chloridesolution(0,2%,4%,6%)onconcrete self—heatingcapacity werestudiedbyanalyzisingmechanicalproperty,crack width ,phasecomposition and microstructurebeforean d aftertherepalrmentofconcretecrack.Theexperimentalresultsindicatethattheself—healingcapacity ofconcretecuring in sodium chloridesolutionismuchbetterthan thatofconcretecuringin water.Inacertainran geofcuringage,theearlyrisingrateofstrength and ultrasonicvelocity ofconcretesampleishigh,alongwith theprolongationofcuringage,therisingrateofstrengthandultrasonicveloci— ty levelledof.Concretecuring in the6% sodium chloride solution showed the bestself— healing performance and itscompressive strengthrecovered completelyinthecuringageof35d.andthestrength restorationratiois108.3%inthecuringageof60d.The4%so— diumchloridesolutionshowamiddleself—healingperform ance.Theamountandsizeofhydrationproducts,suchasettringite、C—S—H gelandFreide salt.increased with theincrease ofsodium chloride solutionconcentration.Thesehydration productsmadethecrack healed gradully through filling action an d cem entation action. Keywords:sodium chloridesolution;concrete;cracks;self—healing;strength;crackwidth 0 引 言 在我 国有相当一部分混凝土结构处于氯盐 环境 中,如 东南沿海岸 、内陆甘肃青海等 盐湖地 区的混凝 土工程 等 , 混凝土结构 在此类 环境 中遭 受 C1一侵蚀 极 为严重 。通 常 ,c1一是 以扩散 、渗透 、吸附、毛细管作用或其组合方式侵 入混凝土 一z ,并对 混凝土造 成侵蚀 ,从 而导致混凝 土结 构开裂破坏 。国内铁道科学研究所 的研究人 员 认为 :氯 盐是一把“双刃剑 ”,当 c1一含量较低时 ,cl一对水泥石 的水 化具有促进作 用 ,而含量过高 时 ,就会 使混凝土结 构发生 各种腐蚀和溃坏 的现象 。叶东忠 发现掺入适量 NaC1可 收稿 日期 :2015—03—01 基 金 项 目 :国家 自然科 学基 金资助(51372163) 以不 同程度地提高粉煤灰水泥 的水化程度与抗压强度 。王 复生等 “研究了 NaC1对 普通硅酸盐 水泥和矿渣水 泥 的影响 ,研究结果发现 :将少量 NaC1掺入普通硅酸盐水泥 中,可 以产生 明显 的早强作 用 ,掺 量过 多时 ,强 度有所 下 降。将 0.5%~4%的 NaC1掺人矿渣粉配制的硅酸盐混合水 泥中,当掺量低于 l%时 ,水泥石早期强 度显著提 高 ,具 有 明显 的活性激发和早强作用 。目前有关氯盐对混凝土性能 影响方面的研究 主要集 中在氯盐对混凝土腐蚀破坏方面 , 而有关氯盐环境下混凝土 自愈合性 能方面 的研究 尚没 有 相关报道 。 尽管混凝土裂缝具有 自我愈合 的能力 ,但仅 靠
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