早龄期玄武岩纤维自密实混凝土的碱腐蚀性能

魏洁，毕巧巍,张云国

(1.大连交通大学 土木与安全工程学院,辽宁 大连 116028; 2.邢台路桥建设总公司，河北 邢台 054000)*

早龄期玄武岩纤维自密实混凝土的碱腐蚀性能

魏洁1,2，毕巧巍1,张云国1

(1.大连交通大学 土木与安全工程学院,辽宁 大连 116028; 2.邢台路桥建设总公司，河北 邢台 054000)*

为研究早龄期玄武岩纤维自密实混凝土的耐碱腐蚀性能，对养护龄期分别为3 d和14 d的纤维混凝土试件进行了不同程度的腐蚀并测定了其抗压强度和腐蚀系数K，结果表明：碱溶液对早龄期自密实混凝土的强度起到了抑制作用，而掺入一定量的玄武岩纤维能改善早龄期自密实混凝土的耐碱性能.

自密实混凝土；早龄期；玄武岩纤维；碱腐蚀

0 引言

目前国内外关于自密实混凝土耐久性的研究主要集中在抗渗[1]，抗冻融、抗收缩，抗氯离子渗透等性能方面，而关于耐碱腐蚀性能方面的报道比较少，人们普遍认为碱性环境方面是无害的，但是根据已有文献的研究表明[2- 3]，碱溶液对自密实混凝土其实是有害的.此外国内外对自密实混凝土一系列性能的研究大部分都是针对28 d及其后进行的，很少研究自密实混凝土28 d前及更早龄期的性能.浙江大学土木系金玉贤教授通过研究发现，用7 d来定义混凝土早龄期比较合适，她的建议也得到了学者们的认可.本文主要从力学性能方面研究养护3 d和14 d的自密实混凝土的耐碱性，从而为后续研究自密实混凝土在碱性环境中的应用提供了一定的依据.

1 试验概况

1.1 试验材料和配合比

水泥为大连小野田水泥有限公司生产的P.O 42.5普通硅酸盐水泥；砂子采用的是大连河砂，细度模数为2.63；粗骨料采用连续级配的石灰岩碎石，粒径为5～20 mm；粉煤灰为大连华能电厂生产的一级粉煤灰，细度为7.6%；减水剂为大连西卡建筑材料有限公司生产的聚羧酸高效减水剂；玄武岩纤维为浙江石金玄武岩纤维有限公司生产的短切玄武岩纤维，密度为2.65 g/cm3，长度为20 mm.

本文根据《自密实混凝土应用技术规程》CECS 203:2006相关的规定[4]，得到初期设计配合比，然后经过实验试配和调整，配制出了满足自密实混凝土工作性和强度要求的C40自密实混凝土.通过调节减水剂比例，使两组玄武岩纤维自密实混凝土的工作性也满足设计要求.具体配合比见表1.

表1 混凝土配合比

1.2 腐蚀溶液的配制

根据重量法将1 kg无水氢氧化钠固体颗粒加入到9 kg水中，配制成10%的NaOH溶液.同样的方法配制浓度为20%的NaOH溶液.

1.3 试验设计

采取单卧轴混凝土搅拌机搅拌，采用边长为100 mm的立方体试模.各实验组试件分别养护3 d和14 d后，将其放置在清水及两种不同浓度NaOH溶液中，腐蚀天数为14、28、56 d.测其腐蚀后的抗压强度，并计算抗压腐蚀系数(受腐蚀试件的抗压强度与本组清水中养护试件抗压强度的比值).

2 试验结果与分析

经过不同时间的浸泡腐蚀，试验测得各实验组试件在不同浓度腐蚀溶液中的抗压强度值与抗压强度腐蚀系数.见表2和表3.

表2 养护3 d后腐蚀试件抗压强度和腐蚀系数

表3 养护14 d后腐蚀试件抗压强度和腐蚀系数

2.1 碱溶液对早龄期自密实混凝土强度的影响

从表2和表3中都可以看出：相同腐蚀龄期下，S组试件在清水中的抗压强度比碱溶液中的抗压强度高，且随着溶液浓度的升高，其抗压强度呈降低的趋势.表明了碱溶液抑制了早龄期自密实混凝土强度的发展.这是由于早龄期混凝土水化程度不深，内部孔隙率较大，碱溶液进入到混凝土内部，与其同时发生了物理腐蚀和化学腐蚀[5].

从图1可以看出：不同养护龄期下，S组试件随着腐蚀龄期的延长，腐蚀系数在逐渐降低.表明自密实混凝土受腐蚀程度随着时间的延长而在不断的加深.

(a) 养护3 d后

(b) 养护14 d后

2.2 养护龄期对自密实混凝土耐碱性能的影响

图2为20%NaOH溶液下S组腐蚀系数与腐蚀龄期的关系图，结合表中数据可以看出：在相同浓度的碱溶液中，养护龄期为14 d的自密实混凝土的腐蚀系数普遍大于养护龄期为3 d的.这表明养护龄期越长，自密实混凝土受腐蚀程度越低.这是由于养护龄期增大，混凝土水化程度加深，产生的水化产物逐渐增多，从而减小了毛细孔含量，降低了碱溶液的进入[6- 7].

图2 S组腐蚀系数与腐蚀龄期的关系图

2.3 玄武岩纤维对早龄期自密实混凝土耐碱腐蚀的影响

结合表2、3数据和图3可知：不同养护龄期下，掺入玄武岩纤维的自密实混凝土的腐蚀系数都普遍高于未掺的，且体积掺量为0.12%的BF2组耐碱性更强.这表明玄武岩纤维在一定程度上提高了自密实混凝土的耐碱腐蚀能力.这是由于掺入纤维后，纤维的乱向分布划分了混凝土内部较大的孔隙，这些孔隙细小而封闭，很大程度上降低了外部碱溶液的浸入[8- 9].

(a) 养护3 d后

(b) 养护14 d后

3 结论

(1)碱溶液对早龄期自密实混凝土产生了一定的腐蚀性，抑制了其强度的发展.且随着溶液浓度的升高，早龄期自密实混凝土的抗压强度呈降低的趋势.这是由于早龄期自密实混凝土水化程度低，密实程度差，碱溶液进入到混凝土内部，同时发生了物理腐蚀和化学腐蚀，生成了十水碳酸钠晶体和可溶性物质，从而导致了抗压程度的下降；

(2)同一质量分数的碱溶液中，养护龄期越长，自密实混凝土的所受的腐蚀程度越低.这是由于养护龄期增长，水化程度加深，混凝土内部越密实；

(3)掺入一定量玄武岩纤维可以有效改善早龄期自密实混凝土的耐碱腐蚀能力.这是由于纤维的掺入可以有效细化混凝土内部孔隙结构，从而提高其耐碱性能.

[1]樊俊，邹杰明，万夏昊，等.自密实混凝土耐久性研究现状与探讨[J].建筑科技，2014(9)：136- 137.

[2]张猛,毕巧巍.混掺纤维高强自密实混凝土的力学及碱腐蚀性能研究[D].大连：大连交通大学，2015.

[3]黄凯健，邓敏.玄武岩纤维耐碱性及对混凝土力学性能的影响[J].复合材料学报，2010,21(1)：150- 154.

[4]中国建筑标准设计研究院.CECS203:2006 自密实混凝土应用技术规程[S].北京：中国计划出版社，2006.

[5]张猛,毕巧巍,杨帆.短龄期纤维高强混凝土碱腐蚀研究[J].低温建筑技术,2015(8)：15- 17.

[6]刘子心.玄武岩纤维增强混凝土抗冻融性能试验研究[D].沈阳：沈阳工业大学，2014.

[7]林辰.早龄期混凝土断裂性能和微观结构的试验研究[D].浙江：浙江大学，2005.

[8]骆冰冰，毕巧巍.混杂纤维自密实混凝土孔结构对抗压强度影响的试验研究 [J].硅酸盐通报,2012(3)：626- 630.

[9]毕巧巍，王青湘.玄武岩纤维混凝土的微结构及BFRP筋纤维混凝土梁斜截面承载力试验研究[D].大连：大连理工大学，2012.

Study of Alkali Corrosion Resistance of Basalt Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete in Early Age

WEI Jie1,2,BI Qiaowei1,ZHANG Yunguo1

(1.School of Civil and Safety Engineering,Dalian Jiaotong University,Dalian 116028,China; 2.Xingtai Road and Brideg Construction Corporation,Xingtai 054000,China)

In order to study the alkali corrosion resistance of basalt fiber reinforced self-compacting concrete in early age,the fiber concrete specimens of curing age of 3 d and 14 d were corroded by different degree,and the compressive strength and corrosion coefficient were determined.The results show that the alkali solution inhibits the strength development of the self-compacting concrete in early age,and the incorporation of a certain amount of basalt fiber can improve alkali resistant performance of self-compacting concrete in early age.

self-compacting;early age;basalt fiber;alkali corrosion

1673- 9590(2017)05- 0098- 04

A

2016- 10- 08

魏洁(1992-),女，硕士研究生； 毕巧巍(1966-),女，副教授,博士，主要从事纤维混凝土的性能研究

E-mail:1306508536@qq.com.