羅資軍 劉乙丁

（長安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064）

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性越來越受到工程界的重視。然而氯離子的侵入，不僅影響鋼纖維混凝土的耐久性，而且還會(huì)對(duì)其抗凍性產(chǎn)生一定的影響[1]?；炷恋穆入x子含量與抗凍性指標(biāo)的變化是隨著環(huán)境因素和時(shí)間因素的不同而變化的。因此，本文設(shè)計(jì)的試驗(yàn)分別測定了不同環(huán)境、不同齡期的鋼纖維混凝土的氯離子含量與抗凍性指標(biāo)，并進(jìn)行了相關(guān)分析。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)原材料

水泥：冀東盾石牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥；石子：05號(hào)石子，連續(xù)級(jí)配；砂子：楊凌渭河砂，級(jí)配良好，細(xì)砂；鋼纖維：采用德州路邦鋼纖維生產(chǎn)廠生產(chǎn)的低碳鋼剪切矩型鋼纖維，長35mm，等效直徑為0.44mm，長徑比為60，抗拉強(qiáng)度為700Mpa。

1.2 試驗(yàn)配合比

試驗(yàn)配合比為C:W:S:G=1:0.43:1.95:1.95，ρf=1.28%

1.3 試驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)

從鋼纖維混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域可知，鋼纖維混凝土常應(yīng)用于道路、橋梁等自然環(huán)境當(dāng)中以及水利、海洋等軟水腐蝕環(huán)境當(dāng)中。鑒于此，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、自然環(huán)境養(yǎng)護(hù)以及模擬海水腐蝕環(huán)境三種試驗(yàn)環(huán)境。其中腐蝕環(huán)境以模擬海水環(huán)境進(jìn)行，模擬配置的海水中含有2.75%的氯化鈉、0.39%的氯化鎂、2.24%的硫酸鎂、0.05%氯化鈣的以及0.11%的硫酸鈣，養(yǎng)護(hù)時(shí)45d更換溶液一次。

2 試驗(yàn)測定方案及方法

本文分別測定了在三種不同的環(huán)境中不同齡期鋼纖維混凝土的砂漿氯離子含量與抗凍指標(biāo)。試件的制作和養(yǎng)護(hù)嚴(yán)格按照《鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法》[2]（CECS 13:89）和《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）中要求進(jìn)行。

鋼纖維混凝土立方體抗凍試件(150mm×150mm×150mm)共計(jì)3×4組，每組6個(gè)試件，分別對(duì)三種環(huán)境中不同齡期的試件進(jìn)行抗凍性能試驗(yàn)。試驗(yàn)嚴(yán)格按照中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法》[2]（CECS 13:89）中“第十九章抗凍性能試驗(yàn)第一節(jié)慢凍法”的要求進(jìn)行。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過測定，當(dāng)齡期為 28d、178d、206d、298d 時(shí)：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下鋼纖維混凝土的氯離子含量分別為0.000945%、0.002588%、0.00243%及0.002688%，對(duì)應(yīng)的相對(duì)抗壓強(qiáng)度為0.979197MPa、0.985989MPa、0.978819MPa 及 0.984663MPa。

自然環(huán)境養(yǎng)護(hù)條件下鋼纖維混凝土的氯離子含量分別為0.000945%、0.002588%、0.00253%及0.002788%，對(duì)應(yīng)的相對(duì)抗壓強(qiáng)度為 0.979197MPa、0.98822MPa、0.982114MPa 及 0.979579MPa。

模擬海水環(huán)境條件下試件的氯離子含量分別為0.000945%、0.209326%、0.220638%及0.249622%，與之對(duì)應(yīng)的相對(duì) 抗 壓 強(qiáng) 度 為 0.979197MPa、0.93859MPa、0.91754MPa 以 及0.852459MPa。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

試塊的砂漿氯離子含量隨著齡期的增長而增長。其中腐蝕環(huán)境中增長趨勢(shì)比較明顯，298天齡期測定時(shí)，試塊的砂漿氯離子含量是標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)環(huán)境中的92.87倍。反映出環(huán)境因素對(duì)試塊氯離子含量的影響存在一定差異，海水環(huán)境下氯離子含量隨齡期的增加顯著增大。

隨著齡期的增長，不同環(huán)境中試塊的抗凍性能變化不同。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)及自然環(huán)境中抗凍指標(biāo)變化幅度較小。模擬海水環(huán)境中，試塊抗凍性能在測定齡期內(nèi)下降了87%?？梢婟g期和環(huán)境因素對(duì)試塊的抗凍性能的影響比較明顯。

對(duì)兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析可以看出，同一齡期時(shí)，試件的抗壓強(qiáng)度隨著氯離子含量的加大而減小。178d齡期測定時(shí)，氯離子含量增長80.89倍，相對(duì)抗壓強(qiáng)度下降0.95倍；206d天齡期時(shí)，氯離子含量增長90.82倍，相對(duì)抗壓強(qiáng)度下降0.94倍；298天齡期時(shí)，氯離子含量增長92.87倍，相對(duì)抗壓強(qiáng)度下降0.87倍。

分析腐蝕環(huán)境中的試塊，隨著齡期的增長，砂漿氯離子含量不斷增大，抗凍指標(biāo)呈下降趨勢(shì)。相同環(huán)境下不同齡期時(shí)，隨著氯離子含量的增大，抗凍性能下降明顯。當(dāng)氯離子含量過大時(shí)，會(huì)使得試塊的抗凍性能持續(xù)下降。

由以上分析，試塊的砂漿氯離子含量與其抗凍性能有著相關(guān)性，因此對(duì)數(shù)擬合結(jié)果如下：

178天：y=-0.011Ln(x)+0.9213

206天：y=-0.014Ln(x)+0.8964

298天：y=-0.0287Ln(x)+0.8126

4 結(jié)論

鋼纖維混凝土的砂漿氯離子含量及抗凍性能，受不同的環(huán)境因素和時(shí)間因素的影響，將會(huì)呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。在海水腐蝕環(huán)境中，混凝土的氯離子含量會(huì)隨著齡期的增長而顯著增加。隨著砂漿氯離子含量的增大，鋼纖維混凝土的抗凍指標(biāo)隨齡期下降的幅度逐漸增大。

[1] 高丹盈.鋼纖維混凝土設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2] 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn).鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法[S].(CECS13:89)，1989.