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高强混凝土具有强度高,节约构件体积、密实度大,耐久性好等特点,在现代建筑中得到了广泛的应用。但其韧性及高温性能的缺陷制约了其在建筑中的应用。在拌合时掺加一定量的聚丙烯纤维可改善高强混凝土的韧性,但却带来了常温下物理性能略微变差、高温后孔隙率增大的问题。由于钢筋混凝土建筑使用环境的多样性,以及城市中火灾发生频率的增大,对于混凝土受热后的损伤状态、修复后的耐久性的研究需求十分迫切。因此,本文对聚丙烯纤维高强混凝土受高温前后的氯离子渗透性能及烧失量进行了对比研究,并结合扫描电子显微镜的观察结果进行了分析。主要内容如下:
(1)通过对试块经受高温后的烧失量进行测量、统计,分析研究了掺加纤维后对混凝土经受高温后的质量损失的影响及其机理。研究表明,混凝土经受高温后,质量损失持续线性增大,800℃高温后,混凝土的质量损失接近10%。裂缝从500℃开始明显,随着温度的升高增多、增大。掺加纤维后,对于经受600℃以下的混凝土的质量损失没有影响,但对于700℃、800℃后的试块,掺加纤维后损失的质量更多。
(2)对高温前后的混凝土试块进行氯离子渗透试验,得出了不同温度下的氯离子迁移系数,分析高温对高强混凝土渗透性的改变。对比不同温度、不同纤维类型对氯离子迁移系数的影响,并结合烧失量、扫描电镜观察,从宏观、微观角度分析混凝土试块经受高温后的变化,及其对氯离子迁移系数的影响。分析结果表明,掺加纤维后,对500℃及以下温度的氯离子渗透性没有明显的影响,在600℃后,掺加纤维的试块迁移系数更大。提出了“相对渗透能力”的概念,表明高温对混凝土的渗透性的改变极大。
(3)运用扫描电子显微镜对不同温度下的混凝土试块进行观察,分析温度、不同种类纤维对混凝土孔隙率、及间接对渗透性的影响。对比分析后发现,掺加纤维会增大高强混凝土的孔隙率,但同一掺量下纤维的类型对孔隙率的影响不大。综合快速氯离子迁移系数法(RCM法)试验结果可知,在500℃以上时孔隙率的增大将会导致氯离子迁移系数的增大。