張磊

內(nèi)蒙古新維路橋工程有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010

引言

一般認(rèn)為，混凝土耐久性的內(nèi)部研究主要是針對其內(nèi)部的孔隙進(jìn)行分析，界面過渡區(qū)作為混凝土內(nèi)部的薄弱環(huán)節(jié)，與基體相比孔隙率高、強(qiáng)度較低。在氯鹽環(huán)境中，氯鹽更容易影響到混凝土的宏觀性能和耐久性能，而將PVA纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料凍融前后的結(jié)構(gòu)特征拿到掃描電鏡上放大不同的倍數(shù)，從微觀的角度則會較好的解釋PVA纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的抗鹽凍性能[1-3]。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)內(nèi)容

本試驗(yàn)研究內(nèi)容為通過試驗(yàn)分析、對比，探求聚乙烯醇纖維水泥基復(fù)合材料在鹽侵蝕和凍融循環(huán)雙重作用下的破壞特征及其破壞后的力學(xué)性能性，本試驗(yàn)主要分為兩部分即抗鹽凍試驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)。其他配合比不變的情況下，纖維摻量分別定為0%、0.5%、1%、1.5%、2%及在纖維摻量為1.5%的基礎(chǔ)上，分別摻入粉煤灰和硅粉，是試件制作的主要思路。試驗(yàn)步驟基本分為四步，第一步為試件的制作，試件的制作前期，參考了大量的論文，并親自配比以求試件的最佳結(jié)果。第二步按《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》（GBJ 81-85）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。第三步進(jìn)行28d抗壓強(qiáng)度的測試，在養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行鹽循環(huán)試驗(yàn)。第四步測定凍融后的抗折強(qiáng)度及結(jié)果分析并進(jìn)行微觀分析。

1.2 試件設(shè)計(jì)與制作

本試驗(yàn)考慮試驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)規(guī)范等條件，試驗(yàn)試件共分四類，前兩類每類為8組試件（每組3個），試件尺寸都為100×100×400mm，第一類試件為凍融循環(huán)試驗(yàn)及凍融后的抗折強(qiáng)度試驗(yàn)；第二類為對比試件既作為相應(yīng)配合比的凍融后的抗折強(qiáng)度試驗(yàn)在正常環(huán)境下的抗折強(qiáng)度的對比試件；第三類為凍融過程中的相應(yīng)試件的SEM觀測，每組試件分別對應(yīng)一個試件，尺寸為100×100×100mm；第四類為對應(yīng)每組試件28d抗壓強(qiáng)度檢測試件，共8組（每組3個），試件尺寸為150×150×150mm。PVA纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料在一定鹽凍循環(huán)次數(shù)后，從100×100×100mm試件上取樣后用日本紫臺Hitachi S-3400NⅡ型掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope,簡稱SEM ）掃描電鏡做觀察分析。分別對本研究中八組試件試樣進(jìn)行凍融前、凍融循環(huán)100次、凍融循環(huán)200次、凍融循環(huán)300次后取樣，進(jìn)行纖維—漿體界面過渡區(qū)的界面形貌及微觀結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行觀察。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

圖1為F-1.5組凍融150次放大40倍的SEM照片，根據(jù)圖1所示，PVA纖維在試件中亂向分布，且纖維的分散狀況良好；通過F-1.5組凍融150次放大200倍的SEM照片，摻纖維的基材，由于纖維存在阻裂作用，可顯著減少初始裂縫的數(shù)量，有效地抑制裂縫的寬度和長度，大大降低生成通縫的可能性。

通過SEM觀察，可得纖維摩擦受力由表至內(nèi)分層次破壞。凍融前試件原有微裂縫，在凍融初期階段混凝土相對動彈模量的下降主要由這些初始微孔、微裂縫等缺陷決定。

F-1組、F-1.5組凍融200次放大2000倍的后SEM照片顯示，纖維摻量適量的試件裂紋數(shù)量較少，寬度較窄，PVA纖維的摻入對抗凍性的提高非常有利。

圖1 SEM照片（×40）

3 結(jié)束語

針對在氯鹽侵蝕及凍融循環(huán)耦合作用下的PVA增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，通過試驗(yàn)觀測其微觀性能，得到的結(jié)論如下：

（1）摻纖維的基材，由于纖維存在阻裂作用，可顯著減少初始裂縫的數(shù)量，有效地抑制裂縫的寬度和長度，大大降低生成通縫的可能性。

（2）在凍融初期階段混凝土相對動彈模量的下降主要由這些初始微孔、微裂縫等缺陷決定。

（3）纖維摻量適量的試件裂紋數(shù)量較少，寬度較窄，PVA纖維的摻入對抗凍性的提高非常有利。