文摘

本研究调查basalt-polypropylene纤维混凝土的氯离子传输性能(BPFRC)受到drying-wetting周期。强度等级的影响,玄武岩纤维(BF),聚丙烯纤维(PF)和混合BF-PF孔隙溶液的pH值,氯化氯浓度分布,峰值浓度(C_马克斯)和明显的氯离子扩散系数(D_一个)BPFRC分析和多因素模型D_一个成立。此外,BPFRC的微观结构的影响进行了研究探讨纤维混凝土对氯离子传输性能的理论孔隙体积,fiber-matrix接口,纤维粘结性能和腐蚀形态。BPFRC的结果表明,氯离子浓度增加,孔隙溶液的pH值BPFRC减少曝光时间的增加。氯离子浓度和D_一个的BPFRC与强度等级的增加减少。纤维体积含量的0.1%,新增的男朋友和PF氯浓度和减少D_一个BPFRC;纤维体积含量为0.2%,添加混合BF-PF氯浓度和增加D_一个的混凝土。氯浓度峰值出现在混凝土内部2毫米的深度、氯浓度峰值的变化和曝光时间遵循幂函数模型。最初的理论孔隙体积BPFRC标本减少然后增加曝光时间的增加。FE-SEM发现男朋友和矩阵之间的结合性能优于PF,可以有效地控制微裂隙的发展。

1。介绍

混凝土是世界上使用最广泛的建筑材料(1]。然而,其典型quasibrittle特点,低抗拉强度、低应变能力有显著影响混凝土结构的应用和发展2,3]。短和无序分布的纤维可以抑制混凝土中微裂隙的生成和发展,控制裂纹尖端的应力,并发挥桥梁作用,从而显著提高混凝土的韧性(4- - - - - -6),增加其应用程序。目前,两种类型的纤维混合成concrete-rigid纤维和弹性纤维。刚性纤维,如钢纤维,碳纤维,和玄武岩纤维(BF),具有较高的弹性模量,可以提高混凝土的强度和承载能力,和钢纤维可以提高混凝土的延性7,8]。弹性纤维,如聚乙烯纤维和聚丙烯纤维(PF)、低弹性模量和良好的化学稳定性和延展性,可以显著提高延性和抑制混凝土开裂的9,10]。

实现各种类型的纤维和节约成本的好处,相似或不同类型和大小的混合纤维已经成为一个重要的研究领域。混合steel-polypropylene纤维是目前使用最广泛的混合纤维,及其协同效应可以显著提高混凝土的力学性能和韧性,同时改善其不透过性(11,12]。然而,混合steel-polypropylene纤维有一个内在的致命缺点钢纤维的化学成分相似,钢棒和在海洋环境中容易生锈。因此,迫切需要找到其他刚性纤维来取代钢纤维。

男朋友是一种新型的环保纤维,具有优良的化学稳定性,弹性模量大,耐磨性好,和低成本13]。这是一个合适的替代钢纤维混合光纤系统在海洋环境中。由于他们的物理和机械性能的差异,男朋友和PF混凝土可以降低混凝土的脆性,抑制内部裂缝的发展,提高密封性(14]。混合纤维的分散混合纤维系统是另一个重要的考虑因素。外加剂的加入可以增加分散的均匀混合纤维,提高纤维和混凝土之间的粘结性能矩阵(15),提高混凝土的耐久性16]。

的一个主要因素,威胁到海洋环境混凝土结构的耐久性是氯侵蚀。根据建筑物的位置在海洋环境中,氯离子侵蚀环境可以进一步分为海洋水下区(全浸)和潮汐区(drying-wetting周期)。由于drying-wetting周期的作用,结构的恶化率在潮汐区混凝土结构性能明显高于在水下区,和氯离子的扩散速度在潮汐区混凝土结构在水下区高于[17- - - - - -19]。因此,所需的时间达到混凝土中钢筋腐蚀的氯浓度极限降低(20.),很容易引起钢筋腐蚀,缩短建筑物的使用寿命。

目前,大多数研究者研究basalt-polypropylene纤维混凝土的耐久性(BPFRC)通过快速氯离子渗透和水吸收(16,21- - - - - -24]。然而,很少有研究存在于BPFRC的氯离子传输性能受到drying-wetting周期。在这项研究中,长期的氯离子传输性能BPFRC受到drying-wetting周期进行了研究。自由氯离子浓度和孔隙溶液pH值在BPFRC测量在不同深度和强度等级的影响,男朋友,PF,和混合BF-PF孔隙溶液的pH值、氯离子浓度、氯离子浓度峰值(C_马克斯)和明显的氯离子扩散系数(D_一个)进行了分析。此外,多因素模型D_一个建立了考虑曝光时间的影响,强度等级和纤维内容(BF和PF)。最后,BPFRC侵蚀前后的微观结构,如理论总孔隙体积(P),纤维和混凝土之间的粘结性能矩阵,和腐蚀形态,是由热重量分析法评估(TG)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)。

2。材料和实验方法

2.1。原材料

准备使用的胶结材料BPFRC标本包括p . o . 42.5普通硅酸盐水泥(C)、粉煤灰(FA)、硅灰(SF)和粒状高炉矿渣(矿渣微粉)。胶结材料的化学成分和物理性质表中列出1- - - - - -3。男朋友的外观和PF如图1。长度、直径、密度、抗拉强度、弹性模量、延伸率,和男朋友的长宽比,由航天Tuoxin玄武岩工业有限公司,有限公司,四川,中国18毫米,15μ米,2.56克/厘米³4500 MPa, 75000 MPa, 3.15%,到1200年,分别和PF,由Subote新材料有限公司,有限公司,江苏,中国,19毫米,30μ米,0.91克/厘米³270 MPa, 3000 MPa, 40%,和633年,分别。粗骨料(CA)是石灰岩碎石粒径的5 - 20毫米,表观密度2.7克/厘米³。河流砂的细度模数和表观密度2.8和2.63克/厘米³分别是作为细骨料(S),混合水(W)实验室的自来水。一个polycarboxylate强塑剂(PBS)使用减率为30%。

2.2。混合比例和样品制备

七组BPFRC标本是捏造的。BPFRC标本的详细的混合比例如表所示4。组1 - 3被用来比较不同强度等级的影响使用的最佳混合比例从正交试验获得。组2和4 - 7被用来比较单一和混合的影响纤维混凝土的氯离子传输性能和制作基于C40强度等级的最佳混合比例。HC,公元前,PC, BPC代表没有纤维混凝土,钢筋混凝土,男朋友PF钢筋混凝土,分别和混合BF-PF钢筋混凝土。男朋友和PF等体积混合,这样的内容。第一组数字后的字母表示的混凝土强度等级和第二组数字表示纤维体积含量。例如,bpc - 30 - 0.1表示纤维的类型是混合BF和PF, C30混凝土的强度等级,纤维体积含量为0.1%。

BPFRC的混合过程如下:(我)干CA和年代涌入30年代的搅拌和混合;(2)胶结材料(C、FA、科幻和矿渣微粉)被添加,搅拌2分钟;(3)PF和男朋友被添加到混合和搅拌2分钟,3分钟,分别;(iv)W和PBS涌入的混合和搅拌2分钟。

均匀混合的混凝土混合物注入100毫米×100毫米×100毫米的立方体模具和振实振动台15 s。24小时后,标本demolded和放置在一个标准养护室的温度保持在(20±2)°C,湿度95% 28 d。随后,氯离子扩散试验。

2.3。实验和测试方法

2.3.1。氯Drying-Wetting循环测试

高温和drying-wetting周期被用来模拟海洋潮汐的极端高温和湿度区。在实验之前,每个标本采用环氧树脂密封,只留下一个表面自由的侵蚀面,研究氯运输在一维空间。标本都沉浸在一个封闭的盒子装满氯化钠溶液(28°C的温度和浓度的3.5%)为1 d然后干50°C 1 d,如图2。五drying-wetting周期持续时间被模拟,包括30 d(15周期),60 d(30周期),90 d(45周期),120 d(60周期),180 d(90次)。浸泡温度高于普通环境,氯化钠溶液取代每5 d来确保持续集中的解决方案。drying-wetting循环测试后,标本在地面层使用磨床(1 - 10毫米,1层/ 1毫米;11日至20日毫米,1层/ 2毫米),通过一个0.16毫米筛。粉末是存储在一个密封袋的氯离子浓度、孔隙溶液pH值,和TG测试。

2.3.2。氯浓度和孔隙溶液pH值测试

自由氯离子浓度和孔隙溶液pH值在BPFRC测量使用固液萃取法(25)和电位法(26]。固液萃取是分离液体从固体物质的操作;即侵蚀混凝土粉浸泡在去离子水中,氯离子是溶解在去离子水浸泡相应时间后,过滤,滤液提取。测试过程如图3。滤液中的氯离子浓度测量使用PXSJ−216 f滴定仪与氯离子电极和饱和硫酸钾参比电极。自由氯离子浓度BPFRC计算如下: 在哪里W_Cl⁻自由氯离子的浓度在BPFRC标本,%;米是一个氯离子的摩尔质量,35.45克/摩尔;pX的负对数自由氯离子浓度;V体积的去离子水中浸泡,100毫升;和G泡粉的质量,5.000 g。

2.3.3。热重测试

BPFRC样品的热重差示扫描受到各种drying-wetting周期持续时间进行使用梅特勒-托利多TGA / DSC 2。测试样本的质量是15毫克,加热速度是10°C /分钟,加热范围是30 - 900°C,并在测试期间使用的保护气体N₂(纯度99%)。

2.3.4。孔隙度测试

钻石(27]表明,混凝土的理论总孔隙体积可以评估基于样本以TG的质量损失。虽然没有获得详细的孔隙大小分布,该方法作为评价方法描述混凝土的孔隙结构(27,28]。理论孔隙体积计算方法建立了金刚石是只适用于砂浆标本;混凝土标本,粗骨料的影响必须考虑。因此,方程计算的理论孔隙体积具体如下: 在哪里P是理论孔隙体积,V_P气孔的体积,V_W混合水的体积,V_G其他组件的体积(包括C、FA、科幻、矿渣微粉、钙,和S),米_W混合水的质量,米_G是所有其他组件除了水的质量(包括C、FA、科幻、矿渣微粉、钙,和S),ρ_G代表的密度值C、FA、科幻、矿渣微粉、钙、和S,分别BW是束缚水的内容和1.3的平均密度BW(29日),米_C,米_足总,米_科幻小说,米_矿渣微粉,米_CA,米_年代群众的C、FA、科幻、矿渣微粉、钙、和S,分别ρ_C,ρ_足总,ρ_科幻小说,ρ_矿渣微粉,ρ_CA,ρ_年代的密度是C、FA、科幻、矿渣微粉、钙、和S,分别和米₅₀和米_550年代表样本的质量值衡量TG在50°C和550°C。

2.3.5。微观测试

0 d、180 d侵蚀后,BPFRC标本被打破,砂浆碎片,直径约5毫米,光滑整洁的表面被选为测试样本。在测试期间,样本首先坚持双面导电胶的托架,然后样品喷金。最后,纤维的分布在混凝土和侵蚀混凝土的微观结构观察使用蔡司GeminiSEM 500 FE-SEM。

3所示。结果与讨论

3.1。孔隙溶液的pH值BPFRC受到Drying-Wetting周期

3.1.1。强度等级对孔隙溶液pH值的影响

孔隙溶液的pH值BPFRC标本不同强度等级图所示4。如图所示,pH值逐渐随曝光时间的增加而减小。这是因为,为了平衡阴离子电荷在流失,哦⁻离子溶出,而氯离子进入混凝土通过毛细管吸附和扩散,导致连续孔隙溶液的pH值下降(30.]。BPFRC结果的高强度等级更高的pH值。的pH值在1毫米深度C50混凝土C30混凝土的2.43%高出-3.77%。drying-wetting周期期间,pH值降低的速率慢,和不断上升的pH值范围很小。180 d的曝光时间后,pH值在混凝土表面减少2毫米深度从11.92 C50混凝土(bp - 50 - 0.05) 11.60 C30混凝土(bpc - 30 - 0.1)。强度等级下降,孔隙度增加。在干燥过程中,孔隙中的水更容易蒸发,而混凝土饱和度降低了。在随后的润湿过程中,毛细吸附增强,氯离子交换增加了。因此,孔隙溶液的pH值低威力年级BPFRC迅速下降。

3.1.2。纤维对孔隙溶液pH值的影响

男朋友的影响、PF和混合BF-PF C40混凝土孔隙溶液pH值的图所示5。从图可以看出55(一个)HC-40混凝土的pH值明显低于180 d的侵蚀后,120 d后,特别是在3 - 10毫米的深度。主要原因是氯离子进入混凝土通过毛细管吸附和扩散的过程中连续drying-wetting周期,和氯浓度在不同深度增加随着腐蚀时间的增加。当氯离子进入混凝土,Ca^{2 +}碱性物质会溶解,使水化产物分解由于脱钙作用,导致混凝土的pH值是大大减少后期的侵蚀。的纤维混凝土的孔隙大小分布是广泛的,这导致了更加突出“墨水瓶效应”drying-wetting循环过程中,蒸发越困难和吸附的水在混凝土。因此,纤维混凝土的pH值下降是统一的过程中流失。表面深度2毫米以下的标本,标本没有纤维的pH值是最高的30 d的侵蚀,这是12.13,和标本的pH值0.1%高炉最高在180 d的侵蚀,这是11.75。当纤维体积含量为0.1%,高炉,PF,和混合BF-PF增加曝光时间的pH值在180 d,而0.2%的混合纤维含量降低混凝土的pH值。结果表明,合适的纤维含量,仅是男朋友还是PF,或者混合BF-PF,可以抑制减少孔隙溶液的pH值在后期的侵蚀。这是因为适量的纤维可以优化孔隙大小分布,降低孔隙度和阴离子交换的程度。纤维含量高,纤维和基质之间的界面增加,形成一个松散的矩阵和毛孔周围的纤维,混凝土的密实度减小,毛细管孔隙增加(31日,32),氯离子扩散速度增加,碱性物质溶解的增加,孔隙溶液的pH值下降过程中迅速侵蚀。

3.2。氯浓度BPFRC受到Drying-Wetting周期

3.2.1之上。强度等级对氯离子浓度的影响

BPFRC标本中的氯离子浓度分布与不同强度等级图所示6。从混凝土表面氯离子浓度增加,C_马克斯和对流区出现在混凝土表面的深度2毫米;随后,它降低和稳定。氯浓度在每个深度逐渐增加了曝光时间,但是增加范围逐渐减少。4毫米的深度在bpc - 30 - 0.1标本,60 d的侵蚀后的氯浓度高出15.72%,30 d后的侵蚀,而氯浓度在180 d的侵蚀高出4.83%,经过120 d的侵蚀。这是因为胶结材料的水化仍在进步在drying-wetting周期,降低氯离子的渗透速率(33]。

随着强度等级的增加,混凝土的氯浓度在给定深度下降,氯分布曲线平滑,氯扩散范围小。后30 d的侵蚀,氯浓度在2毫米深度从0.32%下降C30混凝土(bpc - 30 - 0.1) 0.21%的C50混凝土(bc - 50 - 0.05),下降了34.4%。然而,180 d的侵蚀后,氯浓度从0.48%下降C30混凝土(bpc - 30 - 0.1) 0.36%的C50混凝土(bc - 50 - 0.05),下降了25%。BPFRC强度较高,较低的孔隙度和传输速率的氯润湿过程中速度更快。在干燥过程中,孔隙中的水低威力混凝土更容易蒸发,混凝土表面的干燥程度更大,和毛细负压较高。因此,在接下来的润湿过程中,毛细吸附是显而易见的,和更多的氯离子进入混凝土(34]。

3.2.2。纤维对氯离子浓度的影响

男朋友的影响、PF和混合BF-PF BPFRC标本中的氯离子浓度分布如图7。的纤维含量不到0.1%,添加纤维阻碍了氯离子进入混凝土。然而,当男朋友和PF涨跌互现,纤维含量达到0.2%,氯离子进入具体的加速。考虑到各种侵蚀,BPFRC氯浓度从低到高的顺序是:bc - 40 - 0.1 < bpc - 40 - 0.1 < pc - 40 - 0.1 < HC-40 < bpc - 40 - 0.2。在同一卷的内容,效果的混合BF-PF氯浓度在给定深度混凝土之间的两个纤维单独行动。30 - 180 d的侵蚀后,氯浓度在公元前2毫米深度- 40 - 0.1,pc - 40 - 0.1, bpc - 40 - 0.1,和bpc - 40 - 0.2混凝土6.07% -3.26%,2.19%,-1.11%,-2.21%,4.07%和−−0.91%低于3.2% HC-40混凝土,分别。这是因为混合纤维含量过多,光纤色散减少,更多的毛孔,介绍的男朋友和PF和混凝土之间的粘结性能矩阵减少,导致增加混凝土内部缺陷的数量(35]。因此,在侵蚀混凝土的毛细管效应增加,对流区中的氯离子浓度高,和扩散驱动力增加,导致增加氯浓度在给定深度。

3.3。氯BPFRC浓度峰值

位于海洋潮汐区混凝土结构通常是处于不饱和状态。表面氯离子积累由于孔隙液体的蒸发和氯离子的对流,形成一个峰值浓度的对流区。它可以作为混凝土内部氯离子扩散的驱动力的结构。混凝土内部氯浓度深度也相应增加。图8礼物C_马克斯七组BPFRC不同的曝光时间。可以看出,虽然C_马克斯展品随机波动的强度等级、纤维类型,和内容不同,C_马克斯每组的具体波动在±15%的平均价值在不同的曝光时间。随着曝光时间的增加,C_马克斯BPFRC逐渐增加,但是增加的范围逐渐减小,最后趋于稳定。因此,的变化C_马克斯BPFRC时间。一些研究表明,的变化C_马克斯随着时间的推移可以被描述为线性的,权力,指数,平方根和对数函数(36- - - - - -39]。

上面的五个功能被用来适应的平均值C_马克斯BPFRC标本的曝光时间,拟合结果如图9。可以看出,拟合精度的线性函数,指数函数和平方根函数相对较低。虽然对数函数的拟合精度是最高的,它的初始值是负的,这并不符合实际情况。终于选定了因此,幂函数模型来描述氯浓度峰值的变化与曝光时间BPFRC,见以下方程: 在哪里C_马克斯(t)是氯浓度峰值在不同曝光时间(%)t的曝光时间是BPFRC (d)。

3.4。BPFRC的氯离子扩散系数

3.4.1。氯离子扩散系数影响因素的分析

在混凝土受drying-wetting周期,具体不饱和,和对流区C_马克斯形成后的表层混凝土氯离子进入了。的价值D_一个使用菲克第二定律计算是不可靠的。安德拉德et al。40提出了一个新颖的方法来计算D_一个首先去除氯离子增加阶段,那么调整的深度位置坐标C_马克斯零点,最后符合下一节。Chang et al。41计算验证该方法的适用性D_一个在混凝土受drying-wetting周期。方程来计算D_一个如下: 在哪里C(x,t)是混凝土的氯离子浓度drying-wetting持续时间t和在一个深度x,C₀是初始氯浓度,C_年代,△x是氯浓度的深度对流区,小块土地()误差函数,然后呢D_一个(t)是明显的氯离子扩散系数。

D_一个BPFRC标本在不同曝光时间的计算使用(4),如图10。D_一个为所有BPFRC标本减少与增加曝光时间。强度等级有显著的影响D_一个;BPFRC下降的明显的氯离子扩散系数与强度等级的增加。D_一个bpc - 30 - 0.1后30 d, 90 d和180 d的侵蚀是47.67%,73.99%,和77.09%高于bc - 50 - 0.05,分别。混凝土强度等级高的低孔隙度和密度矩阵,降低氯离子的扩散速率。HC-40相比,30 d后的侵蚀,D_一个bc - 40 - 0.1, pc - 40 - 0.1, bpc - 40 - 0.1,和bpc - 40 - 0.2下降了5.79%,1.75%,2.91%,和−3.53%,分别;180 d的侵蚀后,D_一个bc - 40 - 0.1, pc - 40 - 0.1, bpc - 40 - 0.1,和bpc - 40 - 0.2下降了5.38%,1.54%,3.45%,分别和−1.46%。这表明纤维的影响D_一个混凝土的侵蚀时间的增加减少。

3.4.2。多因素模型的明显的氯离子扩散系数

调查曝光时间的影响,强度等级,纤维含量D_一个BPFRC,一个明显的氯离子扩散系数模型建立了基于多因素的方法,见以下方程: 在哪里D_一个(t,年代,V)是明显的氯离子扩散系数考虑曝光时间,强度等级,和纤维含量,分别;D_裁判氯离子扩散系数的参考;和f₁(t),f₂(年代),f₃(V曝光时间的校正系数,强度等级,分别和纤维含量。

(1)时间校正因子f₁(t)。当只考虑的时间系数D_一个,D_一个模型可以表示如下: 在哪里t_裁判通常是参考时间,28 d [42),而米是时间系数。

时间系数是一个重要参数,影响混凝土寿命预测的准确性,通常与强度等级、胶结材料、固化时间和接触条件(38]。参考扩散系数和时间系数计算使用(6),结果呈现在图11和表5。可以看出,拟合精度值R²的所有BPFRC标本都大于0.95。强度等级越高,时间系数越大米,表明混凝土的氯离子扩散系数明显降低迅速随着曝光时间的增加,这是符合黄等人的研究成果。37]。与无纤维混凝土相比,高炉的影响,PF,或混合BF-PF时间系数。

所有BPFRC标本规范化根据C40混凝土(bc - 40 - 0.1),即。氯离子扩散系数,参考D_裁判=D_裁判(bc - 40 - 0.1) = 12.76×10⁻¹²米²/ s。的影响因素f₁(t曝光时间的),考虑到效果明显的氯离子扩散系数,可以定义如下:

强度等级的影响系数和纤维(BF和PF)内容时间系数米可以表示如下: 在哪里k_年代和k_V强度等级和纤维含量的校正系数。

(2)强度等级修正系数f₂(年代)。的校正因子f₂(年代),考虑强度等级的效果明显的氯离子扩散系数,可以定义如下: 在维_裁判(年代)是引用的氯离子扩散系数与不同强度等级。

(3)纤维含量校正因子f₃(V)。的校正因子f₃(V),考虑纤维的影响内容(BF和PF)明显的氯离子扩散系数,定义如下: 在维_裁判(V)是引用的氯离子扩散系数与各种纤维的内容BF和PF。

基于回归分析的测试结果,明显的氯离子扩散系数的多因素模型BPFRC考虑曝光时间,强度等级,并建立了纤维含量如下: 在哪里年代强度等级和吗V_B和V_P男朋友和PF内容。

的预测与实验值之间的关系D_一个BPFRC标本在不同的曝光时间图所示12。之间的误差模型的预测值和实验值小于15%,满足误差要求。因此,该模型可以用来预测D_一个BPFRC受到drying-wetting周期。

3.5。BPFRC理论孔隙体积

图13提出的理论孔隙体积BPFRC标本在不同侵蚀时间。可以看出BPFRC标本最初的理论孔隙体积减少,然后增加随着时间流失的增加。的理论孔隙体积BPFRC标本至少30 d后的侵蚀。在初始阶段的侵蚀,形成连续混凝土水化和弗里德的氯离子和水合盐的产品减少BPFRC的理论总孔隙体积。随着腐蚀时间的增加,碱性物质等具体的Ca(哦)₂、氢氧化钠和KOH不断溶解,混凝土矩阵结构变得松散。因此,理论总孔隙体积增加。如图(13日)理论总孔隙体积减少,强度等级的增加。180 d的侵蚀后,C30混凝土的理论总孔隙体积(bpc - 30 - 0.1)的1.17倍和2.32倍C40混凝土(bc - 40 - 0.1)和C50混凝土(bc - 50 - 0.05),分别。

男朋友的影响和PF和混合BF-PF理论孔隙体积的具体如图13 (b)。侵蚀,之前的理论孔隙体积bc - 40 - 0.1, pc - 40 - 0.1, bpc - 40 - 0.1,和bpc - 40 - 0.2标本为13.13%,2.91%,5.41%,分别低于HC-40−6.71%。180 d的侵蚀后,bc - 40 - 0.1的理论孔隙体积,pc - 40 - 0.1, bpc - 40 - 0.1, 0.2和bpc - 40 - 11.61%, 2.17%, 6.82%,低于HC-40−1.74%。混凝土相比单一的男朋友,PF和混凝土之间的粘结性能矩阵是可怜的,这就增加了理论孔隙体积的pc - 40 - 0.1。当男朋友和PF混合纤维含量是0.1%,两个纤维有一定程度的影响混合过程中,光纤的色散和凝聚力降低。因此,bpc - 40 - 0.1的理论孔隙体积略大于bc - 40 - 0.1。然而,当男朋友和PF与纤维含量为0.2%,混合纤维和混凝土之间的界面矩阵增加由于过多的纤维。不均匀色散会导致附着力下降,增加混凝土的理论孔隙体积。

妞妞et al。43)测量basalt-polypropylene纤维混凝土的累积孔隙体积与不同纤维含量的汞入侵porosimetry (MIP),和累积孔体积如图14。可以看出的孔隙体积测量水星porosimetry是11.59% - -14.59%,这比通过TG计算。这是由于孔隙大小,可以用MIP技术是在0.005μm - 1000μ米,包括凝胶孔、毛细血管和大毛孔,而计算出的总孔隙体积TG是自由水蒸发形成的孔隙体积。Fallah和Nematzadeh44)计算聚合物和聚丙烯纤维混凝土的孔隙率,根据毛细吸水,孔隙度是7.0% - -9.39%,略高于相同强度等级的混凝土。除了孔隙体积的不同测试方法,在这项研究中,添加矿物掺合料可以改善混凝土的水化程度,产生更多的结合水,从而降低自由水的含量,这也是混凝土孔隙率的减少的原因。

之间的关系的理论孔隙体积BPFRC和D_一个30 d后的侵蚀图所示15。如图所示,一个好的理论孔隙体积和之间存在相关性D_一个。D_一个理论孔隙体积增加而增加。理论孔隙体积,越低越好混凝土的密实度,混凝土中氯离子传输速率越小。因此,具体提出了耐氯性能优异。

3.6。FE-SEM分析

分析高炉的影响和PF BPFRC氯离子传输性能,通过FE-SEM BPFRC的形态学观察。图16显示了男朋友的分布和PF BPFRC没有侵蚀。从图可以看出16(一)一定的水化产品附在表面的男朋友,男朋友的界面结构致密,和男朋友之间的债券和矩阵是紧;有微裂隙分布到男朋友,和微裂隙之间没有联系,表明的男朋友能有效抑制混凝土收缩裂缝的产生和发展的初始阶段水化。PF的分布具体数据所示16(b)和16(c),可以看出,与男朋友相比,PF与混凝土粘结性能差矩阵,纤维和基体之间有明显的差距。最后PF经纱张力后,和PF可以消耗一定量的断裂能量的过程中张力,从而抑制裂缝的发展(45]。图16(d)提出了bpc - 40 - 0.2混凝土的纤维分布。可以看出,光纤色散是由于过多的纤维含量不均匀。纤维和混凝土之间的粘结性能矩阵减少,这不仅增加了纤维与混凝土之间的弱界面矩阵和减少混凝土的密实度也削弱了抑制和控制纤维对裂缝的影响,从而提供更多的氯离子的运输渠道。因此,有更多的氯离子在混凝土bpc - 40 - 0.2。

bpc的形态——40 - 180 d后0.1混凝土侵蚀图所示17。如数据所示17(一)和17(b),大量的氯化钠晶体分布在BPFRC,和水化产品展览宽松和多孔特征由于脱钙作用,形成许多小孔。从图可以看出17(c)盐结晶和腐蚀产物表面附着在男朋友和fiber-matrix界面过渡区,但纤维和基体之间的结合强度降低,这是由于减少孔隙溶液的碱度和严重损失后混凝土的水化产物侵蚀。图17(d)显示了PF的形态在混凝土侵蚀。氯化钠晶体存在于纤维表面,但很少有水化产品附在纤维。

4所示。结论

在这项研究中,一个热带海洋潮汐区模拟使用drying-wetting循环测试系统在高温环境中。强度等级的影响,纤维类型和纤维含量BPFRC氯离子传输性能的研究。主要结论如下:(1)孔隙溶液的pH值BPFRC标本减少曝光时间的增加,和表面混凝土孔隙溶液的pH值迅速下降。侵蚀过程中,高强度混凝土的pH值下降速度较慢,和不断上升的pH值范围小。男朋友的影响、PF和混合BF-PF C40混凝土孔隙溶液pH值的如下:bc - 40 - 0.1 > bpc - 40 - 0.1 > pc - 40 - 0.1 > HC-40 > bpc - 40 - 0.2。(2)氯浓度在给定深度BPFRC标本与曝光时间的增加逐渐增加;它最初迅速增加,逐步在后期。和纤维强度几乎没有影响的深度对流区,和深度的对流区所有标本在每个侵蚀时间是2毫米。BPFRC标本中的氯离子浓度与强度等级的增加减少。纤维体积含量的0.1%,单掺杂男朋友有最大的影响减少BPFRC C40混凝土中氯离子浓度。混合的效果BF-PF氯浓度的减少之间的男朋友单独或独自PF。混合纤维含量为0.2%时,纤维的加入增加了混凝土氯浓度在给定深度。(3)氯浓度BPFRC提出了一个两级分布,和氯浓度峰值出现在2毫米的深度。C_马克斯在C30混凝土(bpc - 30 - 0.1) -48.84% 16.78% -22.61%和33.23%高于bc -公元前40 - 0.1和- 50 - 0.05,分别。C_马克斯C40混凝土与男朋友是最低的0.1%,这是5.95%低于-3.24%的标本没有纤维(HC-40)。添加0.2%的混合纤维增加C_马克斯C40混凝土的0.93% - -3.21%。(4)氯浓度峰值增加曝光时间。幂函数被认为是最好的拟合公式来描述BPFRC的氯浓度峰值模型。(5)D_一个的BPFRC标本减少曝光时间的增加,表现出幂函数衰减法。D_一个C30混凝土(bpc - 30 - 0.1)高于47.67% - -77.09% C50混凝土(bc - 50 - 0.05)。随着腐蚀时间的增加,单纤维的降低效果D_一个混合纤维混凝土的减少,而增加。多因素模型建立了考虑曝光时间的影响,强度等级,BF和PF的内容D_一个BPFRC。计算和实验值之间的误差明显的氯离子扩散系数在15%。(6)最初的理论孔隙体积BPFRC标本降低,然后增加曝光时间增加。强度等级越高,理论孔隙体积越小。高炉、PF和混合BF-PF有积极和消极影响的理论孔隙体积C40混凝土。180 d的侵蚀后,添加纤维C40混凝土的孔隙率减少了11.61%−1.74%。理论孔隙体积具有良好相关性D_一个。(7)FE-SEM结果表明,高炉和混凝土之间的债券矩阵是优于PF侵蚀之前,可以有效地控制微裂隙的发展。包含0.2%的标本混合纤维,男朋友和PF聚集和分散不均匀。180 d的侵蚀后,大量的盐晶体分布在BPFRC,纤维和基体之间的结合性能下降。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金(批准号51590914)和陕西省自然科学基金(批准号金桥2019 - 481)。