钢纤维混凝土构件在氯离子环境下耐久性能试验研究.docx

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摘要
本文以钢纤维混凝土构件在氯离子环境下的耐久性能试验研究为研究目的，通过实验研究考察了不同加筋率的钢纤维混凝土构件在不同氯离子浓度环境下的耐久性能，分析了不同因素对钢纤维混凝土构件耐久性能的影响，研究结果表明，在氯离子浓度较高的环境下，%的钢纤维混凝土构件表现出更好的耐久性能，这为钢纤维混凝土构件在氯离子环境下的实际应用提供了参考依据。
关键词：钢纤维混凝土；氯离子；耐久性能；加筋率；环境因素
1. 引言
钢纤维混凝土由于具有优异的力学性能和耐久性能，在工程实践中受到广泛应用。然而，在具有氯离子环境的条件下，钢纤维混凝土结构往往会出现钢腐蚀和混凝土龟裂等耐久性问题，降低了结构的使用寿命和安全性。因此，对于钢纤维混凝土在氯离子环境下的耐久性能进行研究，具有重要的意义。
2. 实验设计
实验材料
本实验所使用的材料如下表所示：
表1 实验材料
材料 | 规格 | 厂家 | 用途
---|---|---|---
水泥 | | 长沙水泥厂 | 混凝土粘结材料
细砂 | 0-5mm | 县城建材厂 | 混凝土骨料
粗砂 | 5-20mm | 县城建材厂 | 混凝土骨料
碎石 | 20-40mm | 县城建材厂 | 混凝土骨料
水 | - | - | 混凝土制备所需
钢纤维 | ×40mm | 石家庄钢织有限公司 | 加筋材料
实验设计方案
%、%、%三组钢纤维混凝土试件，每组试件分别制作20个，并按照不同氯离子浓度下的环境条件进行浸泡实验，通过对试验结果的分析比较不同加筋率的钢纤维混凝土构件在不同环境下的耐久性能。
实验方法
将钢纤维混凝土试件按照加筋率分组，分别加工制作钢纤维混凝土试件。浸泡试件前，将试件放在20℃±1℃的环境下静置28天，保养期满后按照实验条件进行浸泡。浸泡时间为28天，浸泡采用的氯化钠(NaCl)水溶液，分别设定4种不同浓度的NaCl水溶液，%、%、%、%。在实验过程中测量试件质量和试件尺寸。浸泡结束后进行试件质量和试件尺寸的测量和观察，同时对发生龟裂的试件进行观察，记录在试验记录表中。
3. 实验结果和分析
结果
在经过28天的浸泡实验后，对试验结果进行了分析和记录，如下表所示：
表2 不同浓度NaCl溶液下钢纤维混凝土试件的质量损失率、龟裂情况、环氧树脂渗透深度
| 氯离子浓度 | 加筋率 | 试件质量损失率/% | 龟裂情况 | 环氧树脂渗透深度/mm |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| % | % | | 无 | |
| | % | | 无 | |
| | % | | 无 | |
| | 平均值 | | - | |
| % | % | | 3个 | |
| | % | | 2个 | |
| | % | | 4个 | |
| | 平均值 | | - | |
| % | % | | 18个 | |
| | % | | 9个 | |
| | % | | 17个 | |
| | 平均值 | | - | |
| % | % | | 20个 | |
| | % | | 14个 | |
| | % | | 20个 | |
| | 平均值 | | - | |
分析
从实验结果可以看出，在氯离子浓度较低的环境下，三组试件基本无明显龟裂情况，而且质量损失均较少。随着氯离子浓度的升高，钢纤维混凝土出现了不同程度的龟裂现象，同时样品质量的损失率也有所加剧。%时，试件表现出较明显的龟裂，%的试件表现最佳，%%时，大部分试件均表现出明显的龟裂情况，并且质量损失、环氧树脂渗透深度都显著增加。在相同氯离子浓度下，%的试件相较其他两组都表现出较好的耐久性能，其他两组的试件出现了龟裂和质量损失的现象。
看来，钢纤维混凝土结构的加筋率并不是越大越好，加筋率太小或太大都会影响结构的耐久性能。经过实验不难发现，在氯离子浓度较高的环境下，%的试件表现出更好的耐久性能，%。
4. 结论
本文以钢纤维混凝土构件在氯离子环境下的耐久性能试验研究为主题，通过对三组不同加筋率的钢纤维混凝土构件在不同氯离子浓度环境下的实验考察，得出以下结论：
1. 钢纤维混凝土具有较好的耐久性能，适用于一般的工程场合；
2. 钢纤维混凝土在氯离子浓度较高的环境下会出现质量损失率增加、龟裂情况较为显著的情况；
3. %的钢纤维混凝土构件表现出更好的耐久性能，其表现为质量损失率低，龟裂情况较不明显，环氧树脂渗透深度小；
4. 钢纤维混凝土结构的加筋率不能随意确定，设计时需根据实际情况做出合理的选择。
5. 参考文献
[1] Wang Qi, Wang Di. 钢纤维混凝土构件的耐久性能研究[J]. 铁道科技,2019,3(11):1-4.
[2] Shu Wei, Li Si, Qin Bao-xiang. 不同环境因素对钢纤维混凝土构件的力学性能及耐久性能的影响[J]. 混凝土,2018, 4(10):8-11.