聚丙烯纤维对高强混凝土高温作用后氯离子渗透性的影响研究.pdf

2 0 1 5年 第 3期 (总 第 3 0 5期 ) Nu mb e r 3 i n 2 0 1 5( T o t a l N o 3 0 5) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 M_ATERI AL AND ADM I NI CL E d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 0 3 0 2 3 聚丙烯纤维对 高强混凝 土高温作 用后氯 离子 渗透 性 的影响研 究 张琦 ， 高雪 ， 杜红秀 ( 太原理工大学 a 建筑与土木工程学院； b 数学学院，山西 太原 0 3 0 0 2 4 ) 摘要 ： 对 C 8 0高强混凝土经受 1 0 0 7 0 0 o C 高温作用后的氯离子渗透性进行试验研究。 对 比未掺加聚丙烯纤维的素混凝土， 以 分析掺加聚丙烯纤维是否对高强混凝土高温作用后氯离子的渗透性有所影响。 并得出结论 ： 作用温度在 1 0 0 2 0 0 o C时， 掺入聚丙 烯纤维会提高高强混凝土的氯离子渗透性 ， 作用温度在 3 0 0 - 4 0 0 o C时反之 ， 其余温度下影响不大。 关键词：聚丙烯纤维 ； 高强混凝土； 高温； 氯离子渗透性 中图分类号： T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码 ： A 文章编号：1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 8 7 0 3 St u d y or l t h e e ffe c t o f p ol y p r op y l e n e f i b e r a b ou t c h l o r i d e p e r me a b i l i t y o f h i g h p e r f o r ma n c e c on c r e t e a f t e r h i g h t e mp e r a t u r e ZH ANG Qj 。 ， G AO Xu e ， DUHo n g x i u ( a C o l l e g e o f Ar c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e fi n g； b Co l l e g e of Ma t h e ma ti c s ， T a i y u an Un i v e r s i ty o f T e d molo g y ， T a i y u a n 0 3 0 0 2 4， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I t s t u d i e d t h e c h l o ri d e p e r me a b i l i ty o f C 8 0 h i g h p e r f o rm a n c e c o n c r e t e a f f e c t e d b y h i 曲 t e mp e r a t u r e s b e t w e e n 1 0 0 - 7 0 0 Co mp a r i ng wi th the p l a i n c on c r e t e tha t di d nt mi x e d wi th p o l y p r o p yl e n e fib e r， we mi x e d p o l y pr o p yl e n e fib e r， t o a n a l yz e i f the mi x tur e o f p o l y p r o p y l e n e fi b e r h a v e a n y i n fl u e n c e o n the c h l o ri d e per me a b i li ty o f hi gh p e r f o r manc e c o n c r e t e u n d e r h i g h t e mper a tu r e I t f i n a l l y d r a w a n c o n c l u s i o n that the mi x tu r e o f p o l y p r o p y l e n e fi b e r wo u l d e n h a n c e the c h l o ri d e per me a b i l i ty wh e n the t e mp e r a tur e r a n g e d f r o m 1 0 0 - 2 0 0 oC a n d h a d a n o p p o s i t e e ffe c t wh e n t h e t e mp e r a t u r e r a n g e d f r o m 3 0 0 - 4 0 0 oC ，wh e r e a s h a d l i t t l e i n f l u e n c e u n d e r t he hig h e r temp e r a t u r e Ke y wor ds： po l y p r o p y l e n e fib e r ； h i g h pe rfo r man c e c o n c r e t e； hi g h t e mpe r a tur e； c h l o rid e pe r me a b i l i t y 0引言 1 试验设计 近年来 ， 随着建筑高度的不断提升与施工工艺的不断 发展， 高强混凝土的应用越来越广泛， 但是高强混凝土有 高温作用下容易发生爆裂的特点 ， 这影响了它的工作能 力 。 许 多专家认 为， 可 以通过在混凝 土中掺加聚丙烯纤维 来改善高强混凝土 的抗爆裂 性能。 其 中 K a l i f a 研究发现 ， 高温作用后 ， 混凝 土中聚丙烯纤维蒸发 留下的孔道 可作为 混凝土内部孔压力的泄压通道 。 但是 在西部地 区、 部分 化工厂 、 沿海等环境严酷 的地 区 ， 氯离子与硫酸 根离子对 昆 凝 土的侵蚀也是建筑结构损伤的一个重要原 因 。 一旦 发生火灾， 高强混凝土中掺加的聚丙烯纤维蒸发后留下的 孔道可能会成为氯离子侵蚀的通道 ， 从 而导致混凝 土结构 使用寿命下降。 笔者在杜红秀等人试验研究的基础上 ， 在高强混凝土中掺人聚丙烯纤维 ， 以氯离子非稳态迁移系 数为指标 ， 具体探讨聚丙烯纤维对高温作用后高强混凝土 氯离子渗透性 的影响。 1 1 试验原材料 本试验采用的水泥为山西太原本地产 的 P O 5 2 5级 水泥 ， 粗骨料为公称粒径 5 1 6 m i n 、 级配 良好 的碎石 ， 细骨 料为细度模数 2 9 6 、 级配良好的豆罗砂； 掺合料为埃肯微 硅灰、 粉煤灰和粒化高炉矿渣粉； 减水剂为聚羧酸高效减水 剂； 聚丙烯纤维长 8 m l 1 、 直径为 2 5 m。 1 2 混凝 土配合 比设计及试件制作 混凝土配合比设计如表 1 所示 。 表 1 C 8 0高性能混凝土配合比 k g m。 水水泥矿粉粉煤灰砂 碎石 减水剂 硅灰 聚丙烯纤维 】 5 4 41 7 8 3 6 O 6 2 7 1 】 】 4 】 6 7 3 6 】5 试件采用圆柱 体试件 ( l O 0 m m x( 5 0 2 ) m m) 。 本 试验中将养护 好 的试 件按 G B T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 普通混凝 土长期性能和耐久性能试验方法标准 进行试件制作 ， 然 后再进行高温试验 。 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 8 1 3 基 金项 目： 国家 自然科学基金 资助项 目( 5 1 2 7 8 3 2 5 ) ； 山西省 自然科学基金项 目( 2 0 1 1 0 1 1 0 2 4 2 ) 8 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 3 混凝土试件 高温试验 试件升温采用 S R J X型箱式 电阻炉， 额定功率 1 5 k W ， 工作温度 1 0 0 1 2 0 0 oC， 加热 速率 7 o C rai n 。 且配有 自动 控温仪 ， 可 自动保持恒温。 高温试验 目标温度为 1 0 0 7 0 0 o C， 温度间隔为1 0 0 o C。 试件升温机制为： 将空炉膛温升至预设值； 将试件 放人炉膛内， 关闭炉门继续升温； 到达目标温度后恒温 1 5 - 2 h使试件 中心温度达到预设值 ； 取 出试件于干燥 环境下 自然冷却后进行后续试验 。 1 4 快速氯 离子迁移 系数 法( R C M) 试验 R C M 氯离子扩 散 系数 试验 方法参 照 G B T 5 0 o 8 2 2 0 0 9 ( 普通混凝土长期性和耐久性能试验方法标准 中的 快速氯离子迁移系数法 ( R C M) 进行试验。 2试验 结果及 分析 2 1 不 同温度 下氯 离子非稳 态迁移 系数 根据 G B T 5 0 0 8 2 - - - 2 0 0 9 ( 普通混凝土长期性能和耐久 性能试验方法标准 ， D R c M ( 氯离子迁移系数) 依式( 1 ) 算得 ： D RC = 苦 皿 X d - 0 o2 3 8( 27 3 + r ) d ) ( 1 ) 式中： D 。 混凝土非稳态氯离子迁移系数 ， 精确到 0 1 1 0一 m s ； u 所用 电压的绝对值 ； 试件的厚度 ； 氯离子渗透深度的平均值 ， m m， 精确到 0 1 m m； 卜一 试验持续时间。 经过筛选处理后 的各个 温度下的试块氯离 子渗透非 稳态迁移系数如表 2 、 3 、 图 1 、 2 所示 。 表2 掺入纤维试块的 D R C M 1 0 。 s 温度常温 1 0 0 2 0 0 3 0 0 o C 4 0 0 5 0 0 o C 6 0 O 7 0 0 DR C M 1 0 7 6 8 5 2 5 995 2 l 1 1 9 5 1 2 3 5 4 1 628 0 46 79 1 8 098 9 表 3 未掺入纤维试块的 D R c M 1 0 m s 温度常温 1 0 0 oC 2 0 0 3 0 0 oC 4 0 0 5 0 0 oC 6 0 0 7 0 0 oC DR c M 1 0 5 1 7 5 51 7 6 21 1 1 7 5 4 1 4 9 51 1 6 2 5 4 4 6 7 2 5 8 0 8 5 6 温度 图 1 掺入纤维试块灼烧温度与混凝土氯离子 非稳态迁移系数的关系 掺入纤维试块灼烧温度与非稳态氯离子迁移系数的关 系： DR c M=0 8 0 8 8 T 一 8 3 3 9 7 + 2 7 6 1 7 T一1 9 2 4 6 ( 2) R = 0 9 9 1 7 ( 2 0 T7 0 0 ) 88 DR C M-0 7 3 9 2 一 7 4 6 5 1 + 2 4 7 6 7 T一1 7 5 0 5 ( 3 ) R =0 9 8 8 ( 2 0 o CT 唤起“ 工匠精神” 强健 中国制造业 中联重科 今年 的全国两会上 ， “ 如何实现从制造大国向制造强国的转变” 成为代表委员们热议 的焦点话题。 全 国人大代表 、 中联重 科董事长詹纯新结合企业发展实践指 出， 中国装备制造业要实现“ 由大到强” 的转变 ， 就必须发扬“ 工匠精神” 。 詹纯新认为 ， 与全球领先的装备制造企业相 比， 中国企业不缺技术 ， 而是缺少一种“ 工匠精神” ， 如果 不唤起 “ 工匠精 神” ， 中国就谈不上成为世界制造强国。 中联重科是全球领先的集工程机械、 环境产业、 农业机械、 金融服务等多位一体的装备制造企业。 从创建伊始， 中联重科便严格追求产品质量 ， 精益求精。 2 0 0 7年， 中联重科引入美国质量大师克劳士比“ 零缺陷” 质量管 理的理念 ， 并通过举办“ 创建零缺陷文化高层研讨会” 和全员零缺陷质量文化培训 ， 使得“ 零缺陷” 质量理念在全公 司得到了 广泛传播 ， 改变和提升了员工的质量观念和质量责任感。 同时 ， 为激发全体员工参与质量改进的积极性 ， 中联重科还颁布了 质量管理奖励方案 ， 设立了质量改进项 目奖 、 质量 卓越奖等 ， 以表彰质量管理水平有明显提升的集体和在质量管理中有突出贡献的员工。 凭借着这种精益求精的工匠精神， 中联重科先后开发出1 0 1 m世界最长碳纤维臂架泵车、 1 1 3 m全球最高的登高平台消 防车、 5 2 0 0 t 世界最大水平臂塔机2 0 1 4年 ， 全球最大平头塔机再次诞生于此。 卓越的质量和优异的表现， 也使中联重科先后在要求苛刻的欧美市场和制造强国日本市场站稳脚跟。 在詹纯新看来 ， 与国外百年品牌企业相 比， 中联重科仍然相对年轻 ， 企业内精锐的技术老手数量也相对不足 ， 尤其是大批 8 0 后 、 9 o后技术工人还需要加大技术钻研程度。 3 月 5 E t ， 国务院总理在政府工作报告中着重指出， 要“ 推动产业结构迈 向中高端” 、 “ 加快从制造大国转 向制造强国” 。 对 于中国装备制造业而言， 要实现李克强总理的殷切期望， 不仅是 中联重科 ， 还需要更多的企业 意识到 ， 必须 以“ 工匠精神” 武装产业变革思想。惟有如此 ， 才能在工业革命中立于不败之地。 89 - 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m