2.9　玄武岩纤维水工混凝土的抗碳化性能

2.9.1　混凝土抗碳化性能试验

2.9.1.1　试验混凝土的原材料与配合比

试验混凝土原材料与上述试验相同,其中纤维的长度为20mm。

2.9.1.2　试验方法

混凝土的碳化试验按照《水工混凝土试验规程》(SL/T 352—2006)进行操作,并测定混凝土拌和物的和易性及养护。碳化试验每组试件3个,其尺寸均为150mm×150mm×450mm的棱柱体;试件制作完成后1d拆模,标准养护28d后测试碳化深度。碳化箱内的二氧化碳浓度保持在20%±3%,湿度控制在70%±5%,温度控制在20℃±5℃。碳化至3d、7d、14d及28d时测定碳化深度[81]。

2.9.2　混凝土的抗碳化性能

C30混凝土抗碳化试验成果见表2.36。

表2.36　C30混凝土各碳化龄期的碳化深度

从表2.36的结果可知,掺玄武岩纤维的混凝土,在各碳化龄期的碳化深度均小于未掺纤维混凝土的各碳化龄期碳化深度,且随着纤维掺量增加,各碳化龄期的碳化深度减小。因此,掺玄武岩纤维有助于提高混凝土抗碳化能力。

混凝土碳化是一个复杂的物理化学过程,其碳化速度主要取决于CO2在混凝土中的扩散速度,而混凝土密实性对CO2向混凝土内扩散的速度有很大影响。由于混凝土中加入纤维,其均匀分布在水泥砂浆中而彼此相连形成网络,抑制骨料下沉,阻碍混凝土拌和物离析,降低了混凝土的泌水性,从而减少了混凝土中的孔隙通道,改善了混凝土的抗碳化能力。同时,大量分布在砂浆中的纤维会使水泥砂浆中的毛细孔变小,毛细管细化甚至堵塞。纤维的加入,减少或阻止了混凝土中裂缝的形成、生长及扩展,并阻断裂纹的连通,削弱了CO2的扩散途径,抑制了CO2的扩散,故纤维混凝土的抗碳化能力高于普通混凝土[96-97]。

以短切纤维为对象的上述试验研究结论表明,纤维在混凝土中的分散性程度为掺加纤维是否能发挥增强效果的主要条件,纤维混凝土的制备工艺十分关键。掺加适量的短切玄武岩纤维能增强混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯强度、弹性模量、抗剪强度、轴心抗压强度、抗冻与抗碳化等物理力学性能。