【摘 要】
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随着钢筋混凝土结构在全球范围上的普遍推广应用,其结构耐久性的问题也引起了各国研究人员的高度重视。目前国内外关于混凝土氯离子渗透性的研究发现,聚丙烯纤维对混凝土的抗氯离子渗透性能有很大的改善,但大多数研究重点主要集中在单掺聚丙烯纤维上。事实上不同尺度的聚丙烯纤维在混凝土基体中的作用有所不同,聚丙烯细纤维可以抑制塑性态混凝土的收缩裂缝与微裂缝,聚丙烯粗可以抑制混凝土硬化后的干缩裂缝,两者可以抑制不同尺
【基金项目】
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“港珠澳大桥珠海连接隧道工程建设关键技术研究”（项目编号:2500000124）
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随着钢筋混凝土结构在全球范围上的普遍推广应用,其结构耐久性的问题也引起了各国研究人员的高度重视。目前国内外关于混凝土氯离子渗透性的研究发现,聚丙烯纤维对混凝土的抗氯离子渗透性能有很大的改善,但大多数研究重点主要集中在单掺聚丙烯纤维上。事实上不同尺度的聚丙烯纤维在混凝土基体中的作用有所不同,聚丙烯细纤维可以抑制塑性态混凝土的收缩裂缝与微裂缝,聚丙烯粗可以抑制混凝土硬化后的干缩裂缝,两者可以抑制不同尺度的裂缝,在适量的纤维掺量下和掺杂比例下,可以形成良好的混杂效应。本文在“港珠澳大桥珠海连接隧道工程建设关键技术研究”（项目编号:2500000124）的资助下,采用自然浸泡法模拟海洋水下区的氯盐环境,研究粗—细混杂聚丙烯纤维混凝土抗氯离子渗透性能,主要工作及研究成果如下:（1）混杂纤维混凝土抗氯离子渗透性能研究。选取海洋水下区（长期浸泡）的氯盐环境通过试验室自然浸泡法研究氯离子在三种水灰比、四种纤维掺量下混杂聚丙烯纤维混凝土的传输性能。主要结论如下:（1）水灰比与混杂纤维掺量两个因素之间存在交互作用,不同的水灰比下,对于混抗氯离子渗透性能来说,最佳混杂纤维掺量有所不同。混杂纤维掺量的掺入对C30混凝土氯离子扩散系数的降低程度大于对C35与C40氯离子扩散系数的降低程度。（2）混杂纤维对混凝土的抗氯离子渗透性能影响较复杂,C30混凝土表观氯离子扩散系数随着混杂纤维掺量的增加而先降低后增加,C35、C40混凝土表观氯离子扩散系数随着混杂纤维掺量的增大先增加后降低。混杂纤维掺量对氯离子扩散系数的时间衰减因数m与表面氯离子表征氯离子累积速率k无显著影响。（2）混杂纤维混凝土的寿命预测。通过建立氯离子扩散模型以及基于可靠度理论预测混凝土的耐久寿命。结构寿命对保护层厚度、时间衰减系数、表面氯离子浓度、氯离子扩散系数的敏感程度依次降低,但掺入混杂纤维比提高混凝土结构的保护层厚度更有效。在掺入0.7%的混杂纤维后,三种水灰比下混凝土的耐久寿命都有显著的改善。（3）混杂聚丙烯粗—细纤维提高混凝土抗氯离子渗透性能方面的混杂效果及机理。根据表达式、其他文献数据以及将氯离子扩散系数与有效孔隙率对比可知,聚丙烯粗纤维相比聚丙烯细纤维可以优化更大孔径的有害孔和多害孔。水灰比越小时,混凝土本身的有害孔和多害孔较少,聚丙烯细纤维增加薄弱界面、增加有害孔这一特点使得混凝土的孔隙结构反而发生劣化的可能性越大。水灰比越小,最佳掺杂方式中聚丙烯细纤维的掺杂比例越小。对于C35与C40混凝土,混杂纤维的混杂效果不是很理想,在纤维掺杂总量为0.7%时,最佳掺杂比例大于6:1。（4）最佳混杂纤维掺量的选择。通过对试件不同浸泡时间的抗压强度以及抗氯离子渗透性能相关参数的对比,以及同时参考其服役寿命的大小。在海洋水下区环境中,最佳混杂纤维掺量为0.7%。在此掺量下混凝土具有良好的力学性能以及抗氯离子渗透性能。
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