凍融和化學(xué)侵蝕下鋼纖維混凝土劣化性能研究

紀(jì)泳丞 徐文文 張秦源 楊清海 吳俊江 賈艷敏

摘?要：為提高纖維混凝土在復(fù)雜環(huán)境影響下的耐久性能，本文以C30強(qiáng)度混凝土為基準(zhǔn)，選取不摻加纖維的素混凝土（0%）和不同鋼纖維摻加率（1%和2%）的鋼纖維混凝土，研究不同環(huán)境侵蝕條件下結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的損傷機(jī)理。選取6種代表性的環(huán)境侵蝕因素，分別為：水、凍融循環(huán)、氯化鈉溶液、硫酸鈉溶液、稀硫酸溶液和氫氧化鈉溶液，對比分析不同侵蝕環(huán)境影響下微觀結(jié)構(gòu)和軸向承載力的退化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼纖維的摻入可以有效地提高混凝土的軸向承載力，但在不同侵蝕條件下的增長規(guī)律各不相同，在氯化鈉和硫酸鈉環(huán)境下鋼纖維摻量為1%最佳，在凍融循環(huán)、稀硫酸和氫氧化鈉環(huán)境下?lián)搅繛?%最佳。該研究成果將為預(yù)測不同侵蝕條件和周期下鋼纖維混凝土的性能劣化規(guī)律提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土;環(huán)境侵蝕作用;凍融循環(huán);微觀結(jié)構(gòu);力學(xué)性能;劣化預(yù)測;耐久性

中圖分類號：U444?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?文章編號：1006-8023（2021）06-0099-10

Abstract：In order to improve the durability of concrete in complex environment and ensure the design service life of the structure， the damage mechanism of mechanical properties of steel fiber reinforced concrete with plain concrete without fiber content （0%） and different steel fiber content （1%， 2%） under different environmental erosion conditions was analyzed based on C30 concrete. Six environmental factors were selected， namely： water， freeze-thaw cycle， sodium chloride solution， sodium sulfate solution， dilute sulfuric acid solution and sodium hydroxide solution. The degradation laws of microstructure and axial bearing capacity under different erosion environments were comparatively analyzed. The test results showed that the addition of steel fiber can effectively improve the axial bearing capacity of concrete， but the growth rules were different under different erosion conditions. The best content of steel fiber was 1% in the environment of sodium chloride and sodium sulfate， and 2% in the environment of freeze-thaw cycle， dilute sulfuric acid and sodium hydroxide. The research results will provide theoretical basis for predicting the performance deterioration of steel fiber reinforced concrete under different erosion conditions and periods.

Keywords：Steel fiber reinforced concrete; environmental effects; freeze-thaw cycle; microstructure; mechanics performance; deterioration predictio; endurance

0?引言

研究鋼纖維混凝土在化學(xué)侵蝕和凍融循環(huán)條件下的力學(xué)性能與破壞機(jī)理非常重要。鋼纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度和由主應(yīng)力控制的抗剪、抗彎、抗扭強(qiáng)度較普通混凝土有明顯改善[1]?，F(xiàn)階段由于材料耐久性失效導(dǎo)致結(jié)構(gòu)提前破壞的案例屢見不鮮，嚴(yán)寒地帶凍融循環(huán)作用導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性降低，在橋梁結(jié)構(gòu)中，這種溫度荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，甚至?xí)^車輛荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，混凝土材料常遭受多種化學(xué)侵蝕作用，混凝土鹽凍循環(huán)對結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度損失量的影響呈指數(shù)增長，在一定年限達(dá)到損失極限，這些侵蝕對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生很大影響[2-4]。

相關(guān)學(xué)者對鋼纖維混凝土力學(xué)性能及環(huán)境侵蝕作用下的混凝土耐久性進(jìn)行了研究。郭光玲[5]研究發(fā)現(xiàn)鋼纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度均有不同程度的提高;Fares等[6]研究發(fā)現(xiàn)，鋼纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度在所有暴露期的酸性環(huán)境中均會降低，且所有摻量的鋼纖維混凝土試件都會發(fā)生不同程度性能退化;辛明等[7]研究發(fā)現(xiàn)，纖維混凝土在耐久性能的各個方面（如抗碳化、抗凍融、抗硫酸鹽腐蝕和抗?jié)B性等）都要優(yōu)于普通混凝土;何文昌等[8]研究發(fā)現(xiàn)鋼纖維與水泥漿體有更好的界面黏結(jié)性能;Singh等[9]研究發(fā)現(xiàn)混凝土配合比中摻入鋼纖維后顯示出良好的抗凍融性;付建[10]研究發(fā)現(xiàn)摻入鋼纖維有效延緩了高性能混凝土裂紋的擴(kuò)展和阻滯宏觀裂縫的發(fā)生。在環(huán)境侵蝕作用下結(jié)構(gòu)耐久性研究方面，王永亮等[11]研究發(fā)現(xiàn)，通過增大水膠比和減少粉煤灰摻量可以有效提高混凝土的密實(shí)性來抵抗氯離子侵蝕;劉炳等[12]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)環(huán)境中硫酸鹽質(zhì)量濃度大于等于5 000 mg/L時，普通混凝土的物理化學(xué)參數(shù)的臨界值將會受到很大程度的影響，耐久性會變差;方小婉等[13]利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)計算混凝土壽命預(yù)測模型中的相關(guān)參數(shù)，評估混凝土在硫酸鹽凍融耦合侵蝕情況下的使用壽命;吳松波等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在硫酸鈉和氯化鈉混合溶液中的凍融循環(huán)環(huán)境下，十水硫酸鈉（ Na2SO4·10H2O）與硫酸鈉晶體之間形態(tài)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的結(jié)晶壓力是導(dǎo)致混凝土破壞的主要原因;柴光宇等[15]研究發(fā)現(xiàn)，凍融狀態(tài)下玄武巖纖維和杜拉纖維的摻入，使混凝土試件內(nèi)的含氣量增大，纖維較長及摻量較大試塊纖維的表面積較大，使抗壓強(qiáng)度下降較多。

目前對不同摻量的鋼纖維混凝土在凍融循環(huán)作用下以及多種化學(xué)侵蝕作用下的微觀結(jié)構(gòu)和軸向承載力的綜合對比研究較少，為提高混凝土在復(fù)雜環(huán)境因素影響下的耐久性能，本文通過在混凝土配合比中摻入不同含量的鋼纖維（0%，1%，2%），研究多種不利環(huán)境因素影響下的力學(xué)性能退化規(guī)律，分析微觀結(jié)構(gòu)劣化過程，為鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計和評估提供理論依據(jù)，從而保障其結(jié)構(gòu)工程安全服役。

1?材料與方法

1.1?鋼纖維混凝土試件制備

試件原材料包括粗骨料、細(xì)骨料、水泥、水和鋼纖維。以碎石為粗骨料，根據(jù)級配要求粒徑大小可分為2種：4.75～9.5、9.5～19 mm，其摻配比例為3∶7。細(xì)骨料。選擇天然河沙，為中砂，細(xì)度模數(shù)為2.3;選用P·O42.5水泥;鋼纖維選用上海哈瑞克斯科技有限公司的鋼錠銑削型鋼纖維，技術(shù)參數(shù)如下：抗拉強(qiáng)度700 MPa，長度32 mm，寬度2.6 mm，長徑比40，密度7 850 kg/m3，如圖1所示。

試驗(yàn)配合比選用的混凝土強(qiáng)度等級為C30，其中水灰比為0.54，鋼纖維的加入對混凝土攪拌過程中的用水量影響不大[16-17]，所以本次試驗(yàn)只考慮鋼纖維摻量變化，不考慮用水量的變化?；炷僚浜媳仍O(shè)計用料具體見表1。

本試驗(yàn)混凝土配合比設(shè)計鋼纖維體積摻量分別為0%、1%、2%（0%為不摻加鋼纖維）。制作混凝土抗壓強(qiáng)度試件，尺寸為150 mm×150 mm×150 mm的立方體，每組試件為3個，3種不同的鋼纖維摻量共9個;制作混凝土軸心抗壓試件，尺寸為Ф100 mm×200 mm的圓柱體，每組試件為4個（其中3個用于力學(xué)試驗(yàn)，1個用于微觀觀測），3種不同的鋼纖維摻量，6種不同的腐蝕環(huán)境，共需試件72個。另外制作3種摻量的混凝土試件，每組3個，共9個，用于沒有環(huán)境侵蝕的對照組試件。每一組配合比制作的3個力學(xué)試件，取試驗(yàn)結(jié)果的均值作為鋼纖維混凝土力學(xué)性能的代表值[18-19]。

首先對粗骨料和細(xì)骨料進(jìn)行篩選，稱取后放入混凝土攪拌機(jī)干攪拌2 min，加入水泥繼續(xù)干攪拌1～2 min，再加水?dāng)嚢?～5 min，最后均勻撒入指定用量的鋼纖維攪拌2～5 min。將攪拌好的鋼纖維混凝土放入模具中分2次振搗密實(shí)，脫模后放入養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行28 d養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)完成的圓柱試件如圖2所示。

1.2?試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)按照《普通混凝土長期性能和耐久性試驗(yàn)方法》（GB/T 50082—2009）中的規(guī)定，配置3.5%NaCl溶液、10%Na2SO4溶液、5%H2SO4溶液、2 mol/L的NaOH溶液，將配置好的30 L溶液倒入大型儲物箱中，另外取30 L水放入同樣的大型儲物箱中作為對照組。液面高度高出試件頂面15 cm，保證試件完全浸泡在溶液中，如圖3所示，將蓋子蓋好以免水分蒸發(fā)。

采用KDR-V5凍融試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行混凝土快速凍融法凍融試驗(yàn)，凍結(jié)臨終時試件中心溫度-18 ℃±2 ℃，融化臨終時試件中心溫度為+7 ℃±2 ℃，2～4 h完成一次凍融循環(huán)[20];將試件放入凍融試驗(yàn)機(jī)中，加入水，液面高于試件表面5 cm，設(shè)定大循環(huán)次數(shù)100次。

使用電子顯微鏡（圖4）進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)觀測。對圖5中的試件表面（位置1）以及橫切面邊緣（位置2）、橫切面中心（位置3）進(jìn)行觀測。

根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50081—2019）進(jìn)行軸壓承載力試驗(yàn)[21]，將凍融循環(huán)100次及6種溶液浸泡28 d的試件取出放到MTS壓力機(jī)上，進(jìn)行連續(xù)均勻加荷直至破壞，加荷速度為0.5 MPa/s。

2?結(jié)果與分析

2.1?顯微鏡微觀分析

100次凍融循環(huán)后對3種摻量試件進(jìn)行橫向切割，對3種摻量的試件表面（位置1）和橫截面（位置2、位置3）進(jìn)行顯微鏡30倍放大微觀觀測。觀測情況：對鋼纖維摻量為0%、1%、2%的試件位置1顯微觀測如圖6所示，0%素混凝土試件表面出現(xiàn)很多小裂縫，纖維混凝土出現(xiàn)少量裂縫;對試件橫切面位置2微觀觀測如圖7所示，素混凝土和摻量1%的試件有裂縫，摻量為2%的混凝土試件有微小裂縫，隨著纖維摻量的增加裂縫減小，該現(xiàn)象說明摻入鋼纖維可以抑制因凍融損傷造成的裂縫;對試件橫切面位置3微觀觀測如圖8所示，素混凝土試件出現(xiàn)少量裂縫，摻量1%纖維混凝土有微裂縫產(chǎn)生，2%摻量纖維混凝土沒有裂縫，由此說明加入鋼纖維可以抑制混凝土試件產(chǎn)生裂縫。

由圖7—圖8中位置2、位置3微觀對比可知，位置2的裂縫寬度和長度均大于位置3。結(jié)果表明裂縫首先產(chǎn)生于試件表面，并逐漸向試件軸心位置發(fā)展，凍融循環(huán)對試件的破壞是由外及里的，摻入鋼纖維可以減少凍融循環(huán)對試件的損傷。

28 d水浸泡后進(jìn)行顯微鏡30倍放大觀測。觀測情況：對鋼纖維摻量為0%、1%、2%的試件位置1顯微觀測如圖9所示，不同摻量的試件在浸泡后表面無差異;對試件橫切面位置2、位置3顯微觀察，3種摻量試件對比未見裂縫產(chǎn)生，由于篇幅限制，只展示位置2顯微結(jié)果，如圖10所示，由圖10可知，鋼纖維對水浸泡混凝土裂縫變化無影響。

28 d NaCl溶液浸泡后進(jìn)行30倍放大顯微觀測：對鋼纖維摻量為0%、1%、2%的試件位置1觀測情況如圖11所示，不同摻量的試件表面產(chǎn)生裂縫大小深度相似，由此可知侵蝕時間對試件表面裂縫的產(chǎn)生有影響，而與纖維摻量無關(guān);對試件橫切面位置2顯微觀察結(jié)果如圖12所示，素混凝土試件出現(xiàn)裂縫，其他試件均無裂縫產(chǎn)生，由此可知加入鋼纖維對NaCl溶液浸泡試件裂縫產(chǎn)生有抑制作用;對試件橫切面位置3顯微觀察結(jié)果如圖13所示，位置3處3種摻量的試件都未見裂縫產(chǎn)生。

由圖12—13中位置2、位置3微觀對比可知，裂縫先產(chǎn)生于試件表面，后逐漸向試件軸心位置發(fā)展，由此可知NaCl侵蝕試件是由外及里的，摻入鋼纖維可以有效抑制NaCl溶液對試件的破壞。

28 d Na2SO4溶液浸泡后進(jìn)行30倍放大顯微觀測：對鋼纖維摻量為0%、1%、2%的試件位置1觀測結(jié)果如圖14所示，不同摻量的試件表面均產(chǎn)生裂縫，鋼纖維摻量對Na2SO4溶液浸泡試件表面裂縫產(chǎn)生無影響;由試件橫切位置2、位置3觀測結(jié)果可知，3種摻量的試件在浸泡后內(nèi)部結(jié)構(gòu)均無裂縫產(chǎn)生，由于篇幅限制，只展示位置2顯微圖，如圖15所示，由圖可知鋼纖維摻量和Na2SO4浸泡時間對試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化無影響。

28 d H2SO4溶液浸泡后進(jìn)行30倍放大顯微觀測：對鋼纖維摻量為0%、1%、2%的試件位置1顯微觀測如圖16所示，不同摻量的試件均產(chǎn)生裂縫，隨著鋼纖維摻量增加，試件裂縫寬度和數(shù)目均有增長，由此可知鋼纖維摻量加速了試件表面裂縫產(chǎn)生;對試件橫切面位置2、位置3顯微觀察，3種摻量試件對比未見變化，由于篇幅限制，只展示位置2顯微圖，如圖17所示，由此可知鋼纖維摻量對混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展無影響。

28 d NaOH溶液浸泡后進(jìn)行30倍放大顯微觀測：對鋼纖維摻量為0%、1%、2%的試件位置1顯微觀測如圖18所示，不同摻量的試件均出現(xiàn)裂縫，摻入鋼纖維的試件裂縫數(shù)目更多，由此可知鋼纖維摻量增加對裂縫發(fā)展有一定的促進(jìn)作用;對試件橫切面位置2、位置3顯微觀察，3種摻量的試件在不同浸泡時間后內(nèi)部結(jié)構(gòu)無差異，由于篇幅限制，只展示位置2顯微圖，如圖19所示，由此可知鋼纖維摻量對混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展無影響。

2.2?鋼纖維混凝土力學(xué)性能劣化分析

（1）混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。在標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)28 d后對立方體試塊進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，如圖20所示，結(jié)果見表2。

由表2可知，鋼纖維混凝土立方體抗壓強(qiáng)度隨纖維摻量增加而增大，用鋼纖維摻量為1%、2%時混凝土抗壓強(qiáng)度和摻量0%混凝土抗壓強(qiáng)度的差值與摻量0%混凝土抗壓強(qiáng)度的比值計算出抗壓強(qiáng)度提升率，摻量為1%、2%時抗壓強(qiáng)度分別比摻量0%試件提高了11.4%、30.6%。在軸向受壓時，鋼纖維對混凝土的橫向變形有約束作用，有利于提高抗壓強(qiáng)度，但由于鋼纖維的摻入，內(nèi)部混凝土和鋼纖維之間界面性能不穩(wěn)定性增加，在受壓荷載達(dá)到一定值后，混凝土?xí)l(fā)生界面區(qū)破壞。

（2）化學(xué)侵蝕軸壓構(gòu)件。對鋼纖維摻量為0%、1%、2%的圓柱體混凝土試件在水、NaCl溶液、Na2SO4溶液、H2SO4溶液和NaOH溶液中浸泡28 d后分別進(jìn)行軸壓試驗(yàn)，其軸心抗壓強(qiáng)度變化如圖21所示。混凝土在摻入鋼纖維后在各種環(huán)境下的抗壓強(qiáng)度大部分隨著鋼纖維的增加而提高，與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土的受壓載荷都有所提高，纖維在構(gòu)件中所受的壓力方向垂直取向時能有效地阻止橫向形變，表現(xiàn)出最佳的增強(qiáng)效果。隨著浸泡時間增加，以水浸泡試件為對照組，其他溶液浸泡后的試件軸心抗壓強(qiáng)度都有所下降，說明各種不利環(huán)境對混凝土試件都有或大或小的破壞作用，而鋼纖維可以有效阻止化學(xué)環(huán)境對混凝土的侵蝕。

（3）凍融軸壓構(gòu)件數(shù)據(jù)分析。對鋼纖維摻量為0%、1%、2%的圓柱體混凝土試件在進(jìn)行了100次凍融循環(huán)后進(jìn)行單向軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)，其軸心抗壓強(qiáng)度變化如圖22所示。纖維混凝土試件軸壓強(qiáng)度始終高于素混凝土，加入鋼纖維后混凝土整體結(jié)構(gòu)擁有了鋼纖維的強(qiáng)度特性，有效改善了素混凝土的高脆性。

根據(jù)強(qiáng)度變化計算出強(qiáng)度損失率（侵蝕前后變化值與侵蝕前抗壓強(qiáng)度比值）如圖23所示，計算纖維混凝土對素混凝土提升率（纖維混凝土侵蝕后強(qiáng)度與素混凝土侵蝕前抗壓強(qiáng)度比值）如圖24所示。

水浸泡28 d后纖維摻量為0%、1%、2%的試件抗壓強(qiáng)度損失率分別為13.6%、16.3%、8.9%（圖23），由此可知在水浸泡過程中試件抗壓強(qiáng)度趨勢為減小，但鋼纖維混凝土強(qiáng)度始終大于素混凝土，摻量為2%的試件強(qiáng)度損失最少，說明最佳摻量為2%。

NaCl溶液浸泡28 d后維摻量為0%、1%、2%的試件抗壓強(qiáng)度分別為29.8、48.6、34.5 MPa（圖21（b）），鋼纖維摻量為1%試件強(qiáng)度最大，摻入1%、2%的鋼纖維后抗壓強(qiáng)度比素混凝土試件提高了62.7%、22.5%（圖24）。由此可知在NaCl溶液浸泡過程中鋼纖維混凝土強(qiáng)度始終大于素混凝土，摻量為1%的試件強(qiáng)度增加且強(qiáng)度提升最多，所以摻量為1%可以有效抑制氯化鈉的侵蝕。

Na2SO4溶液浸泡28 d后纖維摻量為0%、1%、2%的試件抗壓強(qiáng)度為29.2、36、37.4 MPa（圖21（c）），摻量為2%的試件強(qiáng)度最高，摻入1%纖維的試件抗壓強(qiáng)度增加23.5%，纖維摻量為0%、2%的試件抗壓強(qiáng)度相對于浸泡前強(qiáng)度都下降（圖23）。由此可知在Na2SO4溶液浸泡過程中試件抗壓強(qiáng)度呈減小趨勢，摻量為1%的試件抗壓強(qiáng)度增大，且對于素混凝土強(qiáng)度提高較多，所以摻量為1%的混凝土可以有效抑制硫酸鈉的侵蝕。

H2SO4溶液浸泡28 d后纖維摻量為0%、1%、2%的試件抗壓強(qiáng)度損失率分別為29.5%、33.0%、25.6%（圖23），摻入1%、2%的鋼纖維后抗壓強(qiáng)度比素混凝土試件提高了2.6%、64.1%（圖24）。由此可知在H2SO4溶液浸泡過程中試件抗壓強(qiáng)度趨勢減小，鋼纖維混凝土強(qiáng)度始終大于素混凝土，摻入2%的鋼纖維抗壓強(qiáng)度增大明顯，且有效抑制硫酸的侵蝕。

NaOH溶液浸泡28 d后纖維摻量為1%、2%的試件抗壓強(qiáng)度損失分別為5.5%、3.0%（圖23），且摻入1%、2%的鋼纖維后抗壓強(qiáng)度比素混凝土試件提高了3.4%、36.6%（圖24）。由此可知在NaOH溶液浸泡過程中試件抗壓強(qiáng)度趨勢減小，摻量為0%的試件抗壓強(qiáng)度增大，鋼纖維混凝土強(qiáng)度始終大于素混凝土，摻量為2%的混凝土可以有效抑制氫氧化鈉的侵蝕。

100次凍融循環(huán)后摻量為0%、1%、2%的試件抗壓強(qiáng)度分別損失了35.0%、33.7%、34.5%（圖23）。摻量為1%、2%的鋼纖維混凝土試件抗壓強(qiáng)度分別提高17.6%、69.2%（圖24）。由圖22可知軸心抗壓強(qiáng)度隨著凍融次數(shù)增加而降低，但在同一次數(shù)作用下鋼纖維混凝土的強(qiáng)度損失率小于普通混凝土，2%摻量混凝土試件強(qiáng)度損失較小，且抗壓強(qiáng)度較素混凝土有明顯提升，所以抗凍性最好。

2.3?不同侵蝕環(huán)境劣化性能對比分析

根據(jù)顯微鏡觀測和軸壓力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果可知，不同侵蝕環(huán)境對混凝土的劣化影響不盡相同。凍融循環(huán)和化學(xué)侵蝕環(huán)境都對不同摻量的鋼纖維混凝土產(chǎn)生一定不利影響，促進(jìn)其裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。鋼纖維的摻入一定程度上抑制或促進(jìn)部分裂縫的產(chǎn)生，但在不同侵蝕環(huán)境下的有效性差距明顯，因此需要分別確定不同侵蝕環(huán)境下鋼纖維最佳摻量。

通過6種侵蝕環(huán)境位置1的顯微觀測可以發(fā)現(xiàn)，混凝土浸泡在水中表面無裂縫產(chǎn)生，在凍融循環(huán)、氯化鈉、硫酸鈉、稀硫酸和氫氧化鈉環(huán)境中會產(chǎn)生不同程度裂縫。摻入鋼纖維對凍融循環(huán)破壞混凝土有一定抑制作用，而對氯化鈉、硫酸鈉環(huán)境中的混凝土則沒有影響，對稀硫酸和氫氧化鈉環(huán)境中的混凝土則有不利影響，反而促進(jìn)了其表面裂縫產(chǎn)生。因此，通過對不利侵蝕環(huán)境作用后的試件裂縫數(shù)目和長度進(jìn)行對比，裂縫發(fā)展程度由大到小依次為：稀硫酸、凍融循環(huán)、氫氧化鈉、硫酸鈉、氯化鈉、水。

通過6種侵蝕環(huán)境位置2、位置3的顯微觀測可以發(fā)現(xiàn)，凍融循環(huán)下的混凝土產(chǎn)生裂縫，且摻入鋼纖維后有效抑制裂縫發(fā)展，氯化鈉浸泡環(huán)境下不摻纖維混凝土內(nèi)部有裂縫，纖維混凝土則無裂縫，也充分證明了鋼纖維的阻裂作用，其他侵蝕環(huán)境中內(nèi)部無裂縫產(chǎn)生。通過纖維觀測對比可以得出，不利環(huán)境對混凝土的損害程度由大到小為：凍融循環(huán)、氯化鈉、其他。

通過6種侵蝕環(huán)境下混凝土的軸心抗壓試驗(yàn)結(jié)果可知，不同侵蝕環(huán)境對混凝土軸心抗壓強(qiáng)度影響不同，通過抗壓強(qiáng)度損失值計算可以得出不利環(huán)境對混凝土的損害程度由大到小依次為：凍融循環(huán)、稀硫酸、氯化鈉、氫氧化鈉、硫酸鈉、水。通過軸心抗壓數(shù)據(jù)前后對比可發(fā)現(xiàn)，摻入鋼纖維可以有效提高其軸心抗壓強(qiáng)度，在不同環(huán)境中提高程度相差較大，在凍融循環(huán)下提升程度最大，硫酸鈉環(huán)境中提升強(qiáng)度最小。

3?結(jié)論

通過不同摻量鋼纖維混凝土試件在不同條件下的顯微觀測、立方體抗壓試驗(yàn)、軸心抗壓試驗(yàn)研究，可得到以下結(jié)論。

（1）在凍融環(huán)境中，凍融循環(huán)使混凝土抗壓強(qiáng)度損失33.7%～35%，加入鋼纖維可以有提高混凝土抗壓強(qiáng)度17.6%～69.2%，纖維混凝土對于未加固的混凝土強(qiáng)度損失減少0.5%～1.3%，從而改善混凝土的抗凍性，鋼纖維摻量為2%最佳。

（2）在化學(xué)侵蝕試驗(yàn)中，鋼纖維的加入顯著增大了混凝土的抗壓強(qiáng)度，在硫酸鈉和氯化鈉環(huán)境下?lián)搅繛?%最佳，在硫酸和氫氧化鈉環(huán)境下?lián)搅繛?%最佳。

（3）在凍融循環(huán)試驗(yàn)中，鋼纖維的摻入可以抑制混凝土表面砂漿的脫落，并且減少混凝土表面產(chǎn)生裂縫，從而提高混凝土的抗凍性，纖維摻入減輕了凍脹壓力，減少了收縮裂紋，纖維的界面增強(qiáng)效應(yīng)、加筋阻裂效應(yīng)的雙重作用有效延緩了裂紋的擴(kuò)展和阻滯宏觀裂縫的發(fā)生。

（4）在化學(xué)侵蝕試驗(yàn)中，通過微觀結(jié)構(gòu)觀察可知外界環(huán)境對混凝土的破壞由表及里，隨著侵蝕時間的增加混凝土裂縫數(shù)目和長度不斷發(fā)展，摻入鋼纖維可以抑制裂縫產(chǎn)生從而有效提升混凝土的耐久性能。

【參?考?文?獻(xiàn)】

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