氯鹽環(huán)境下聚丙烯纖維混凝土耐久性能研究.pdf

1、西安建筑科技大學博士學位論文氯鹽環(huán)境下聚丙烯纖維混凝土耐久性能研究專業(yè)：結構工程博士生：王晨飛指導教師：牛荻濤教授摘要聚丙烯纖維混凝土作為對普通混凝土的改良，以其優(yōu)良的阻裂和抵抗變形的能力廣泛應用于重大工程中，聚丙烯纖維混凝土在服役過程中同樣會經受各種腐蝕介質的侵蝕，其耐久性失效的問題同樣無法忽視。氯鹽環(huán)境中氯離子侵蝕與鋼筋銹蝕是混凝土結構耐久性的主要研究內容，其中氯離子侵蝕引起的鋼筋銹蝕是海工混凝土耐久性失效的重要原因，研究氯離子在聚

2、丙烯纖維混凝土中的傳輸規(guī)律，對進一步研究聚丙烯纖維混凝土結構的耐久性及壽命預測具有非常重要的意義。本文通過試驗研究了海洋水下區(qū)、海洋潮汐區(qū)、海洋鹽凍環(huán)境、嚴寒地區(qū)海洋潮汐區(qū)四種氯鹽環(huán)境下聚丙烯纖維混凝土的耐久性能，分析了混凝土中氯離子的輸運機制，并建立了相應的氯離子擴散模型，具體內容如下：利用干燥失水法和掃描電鏡試驗研究了聚丙烯纖維混凝土的微觀結構，結果表明，當聚丙烯纖維摻量從0增加到0.1%，混凝土內部結構越來越來致密，有效孔隙率逐漸

3、降低；當聚丙烯纖維摻量從0.1%增加到0.5%，混凝土內部結構逐漸疏松，有效孔隙率逐漸增加。根據理論分析與試驗結果，建立了聚丙烯纖維混凝土孔隙率的計算方法，為建立聚丙烯纖維混凝土中氯離子輸運模型奠定基礎。采用長期浸泡和干濕交替方式分別模擬海洋水下區(qū)與海洋潮汐區(qū)環(huán)境，研究了纖維摻量對聚丙烯纖維混凝土中氯離子擴散性能的影響，結果表明，適量的聚丙烯纖維可降低侵入混凝土內部的氯離子含量；干濕交替作用下混凝土中氯離子峰值含量與長期浸泡作用下的峰值

4、含量接近；長期浸泡作用下混凝土中氯離子峰值出現于混凝土表面；由于對流作用以及孔隙類似“墨水瓶束管”微結構的存在，干濕交替作用下氯離子在距離混凝土表面一定深度處存在峰值。根據試驗結果與理論分析，分別建立了聚丙烯纖維混凝土中峰值氯離子含量與氯離子擴散系數隨纖維摻量變化的數學模型。采用在氯鹽溶液中凍融循環(huán)的方式模擬海洋鹽凍環(huán)境，結果表明，聚丙烯纖維抑制了混凝土表層剝蝕和內部微裂縫的擴展，有效降低了混凝土的質量損失率、相對動彈性模量以及抗折強度