纤维素纤维混凝土渗透性试验

1试验概况

1.1原材料与混凝土配合比

试验采用天瑞集团郑州水泥有限公司PO42.5普通硅酸盐水泥；细骨料为焦作产中砂，细度模数2.9；粗骨料为新密产碎石，连续级配5~25mm；外加剂为郑州同辉建材有限公司TH-2A型高效减水剂，减水率18%；纤维采用泰安同伴纤维有限公司生产的纤维素纤维（性能指标见表1）；混凝土拌和与养护用水为试验采用郑州市自来水，符合国家标准要求.混凝土配合比设计依照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）［9］，综合考虑原材料状况、强度、耐久性等要求，通过配合比计算、试配和调整，确定混凝土的实际配合比如表2所示.

1.2试验方法及设备

混凝土试块在标准养护室养护28d，取出后自然晾干.将混凝土试块放入高温炉内，目标温度分别为200，400，600，800℃，升温速率为10℃/min，达到目标温度后恒温180min，自动关机停止加热，试块随炉冷却至室温.试验采用洛阳高温仪器设备厂生产的GWL型高温电阻炉（见图1）.试验依据《公路工程混凝土结构防腐技术规范》（JTG/TB07—01—2006）［10］，采用快速氯离子迁移系数法（RCM法）测试混凝土试件的氯离子扩散系数.试件尺寸为Ф100mm×50mm，试验设备采用RCM-NTB型氯离子扩散系数测定仪（见图2）.

2试验结果及分析

2.1混凝土外观变化

对混凝土外观的观察分析可以作为混凝土结构火灾后损伤程度的评判方法之一，对火灾后建筑物的鉴定评判和后期修缮能起到一定的指导作用.不同温度作用后纤维素纤维混凝土试块的表观损伤特征如表3所示.由表3可见，纤维素纤维混凝土试件遭受200℃高温后，颜色呈青灰色，试件表面完整，无裂缝、掉皮、缺角现象；400℃后颜色变为略白，有少量、细微裂缝出现，试件表面无掉皮、缺角、疏松等现象；600℃后，试件颜色变为暗红色，裂缝变多，有少量的掉皮、个别缺角、轻度疏松；800℃后，试件颜色变为灰白色、裂缝变得宽得多、少数几个面出现贯通裂缝、轻微掉皮、四角出现缺角、试件明显变得疏松.混凝土试件在高温过程中没有出现爆裂现象.与素混凝土相比，纤维素纤维混凝土高温后的外观相对较好，纤维素纤维掺量不同的情况下，混凝土外观损伤并无明显差异.

2.2混凝土渗透性

高温后纤维混凝土的氯离子扩散系数按下式计算［11］：根据表4的计算结果绘制出高温后纤维素纤维混凝土试件的氯离子扩散系数与温度的关系，如图3所示.由图3可见，4条曲线的变化趋势大致相同.高温作用后，纤维素纤维混凝土的氯离子扩散系数随着温度的升高逐渐增大，且上升趋势随着温度的升高而减缓.当温度在200℃左右时，混凝土的氯离子扩散系数提高比较明显，大约是常温下的3倍左右，原因是一方面试件内纤维素纤维融化，原来纤维素纤维占据的位置融化后形成通道，另一方面粗细骨料和水泥浆体的温度膨胀系数值不等，应变差的增大使骨料的界面形成裂纹，有利于氯离子扩散［11］.

3结论

1）与素混凝土相比，纤维素纤维混凝土高温后的外观相对较好；纤维素纤维掺量不同的情况下，混凝土外观损伤并无明显差异.2）高温后纤维素纤维混凝土的氯离子扩散系数随着温度的升高逐渐增大，且上升趋势随着温度的升高而减缓.温度在200℃左右时，混凝土的氯离子扩散系数提高比较明显，大约是常温下的3倍左右；温度达到400℃时，混凝土氯离子扩散系数的提高开始减缓，大约是常温下的4倍左右；当温度升高到600℃时，混凝土的氯离子扩散系数继续提高，大约是常温下的5倍左右.3）纤维素纤维的掺入降低了混凝土常温及高温后的氯离子渗透性，纤维掺量为0.6~0.9kg/m3时，效果最为显著，可视为最优掺量.随着纤维掺量的增加，纤维素纤维混凝土的氯离子渗透性有所增大.

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