碳化环境下碳纤维-混凝土复合材料的耐久性分析
发布时间：2021-11-09 10:37
为研究碳化环境下,碳纤维掺量对混凝土耐久性能的影响,通过在混凝土中分别掺入不同掺量的碳纤维（0%、0.5%、1%和2%）,分析纤维混凝土的坍落度、含气量和抗压强度在不同的碳化环境下（二氧化碳浓度分别为0%、20%、60%、80%和100%）的变化规律。结果表明:1)当纤维材料在0%～1%之间时,混凝土的三种耐久性能得到提升;而纤维掺量超过1%时,则会导致混凝土的耐久性能下降;2)随着养护环境二氧化碳浓度的增加,混凝土三种耐久性能逐渐下降,且下降速率逐渐增大;3)养护时间增加,混凝土的三种耐久性能也会随之逐渐下降。在本试验中掺入1%碳纤维的混凝土复合材料耐久性能较佳,且具有一定的抗碳化能力。
【文章来源】：林产工业. 2020,57(08)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
坍落度的变化趋势
在相同的纤维掺量下，混凝土的含气量随着二氧化碳浓度的增加而逐渐增加，并且随着浓度的增加，混凝土含气量的增长率也逐渐增加。如当纤维掺量为1%时，二氧化碳浓度为0%时，混凝土含气量为6.3%；在20%、60%、80%、100%的二氧化碳浓度下，混凝土含气量分别为6.4%、6.6%、7.0%、7.4%。这是因为二氧化碳通过硬化混凝土细孔渗透到混凝土内，与其碱性物质发生化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱性降低，含气量增加。对比图2a和图2b可得，随着二氧化碳养护时间的增加，混凝土含气量也逐渐增加。如当纤维含量为1%时，二氧化碳浓度为100%时，养护14 d后的混凝土含气量为7.4%；养护28 d后的混凝土含气量为7.7%。这是因为随着养护时间的增加，混凝土内部空隙被二氧化碳逐渐侵蚀，导致混凝土的密实性进一步下降，含气量增加。2.3 抗压强度变化趋势
在混凝土中掺入含量为0%、0.5%、1%和2%的碳纤维，测试混凝土在不同碳化环境（0%、20%、60%、80%、100%）及不同养护时间（14、28 d）下的抗压强度的演变关系，结果如图3所示。由图3可见，在相同的二氧化碳浓度（100%）和相同的养护时间（14 d）下，当纤维掺量在0%～1%之间时，随着纤维掺量的增加，混凝土的抗压强度逐渐上升；而纤维掺量在1%～2%之间时，随着纤维掺量的增加，混凝土的抗压强度下降。如当无纤维时（0%），混凝土的抗压强度为35.9 MPa；当纤维掺量为0.5%、1%、2%时，混凝土的抗压强度分别为37.2、39.6、38.9 MPa。这主要是因为，一方面纤维能够填充混凝土内部之间的空隙，提高混凝土的抗压强度。但另一方面，纤维本身无任何强度，过量的纤维会导致混凝土的抗压强度下降。因此，碳纤维掺量以1%为佳。在相同的纤维掺量下，混凝土的抗压强度随着二氧化碳浓度的增加而逐渐下降，混凝土抗压强度的降低率也随着浓度的增加而逐渐增大。如当纤维掺量为1%时，二氧化碳浓度为0%时，混凝土的抗压强度为54.7 MPa；在20%、60%、80%、100%的二氧化碳浓度下，混凝土的抗压强度分别为53.5、50.9、45.7、39.6 MPa。这是因为在二氧化碳的侵蚀下，混凝土内部空隙被破坏，泡孔出现坍塌，造成混凝土的致密性下降，抗压强度增加。对比图3a和图3b可得，随着二氧化碳养护时间的增加，混凝土抗压强度逐渐降低。如当纤维含量为1%时，二氧化碳浓度为100%时，养护14 d后的混凝土抗压强度为39.6 MPa；养护28 d后的混凝土抗压强度为37.4 MPa。这是因为随着养护时间的增加，混凝土内部空隙被二氧化碳逐渐侵蚀，导致混凝土的密实性进一步下降，抗压强度随之下降。
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐候性试验下泡沫混凝土孔结构与热工性能演变规律[J]. 丁杨,董晶亮,王中平,黄神恩. 中国材料进展. 2019(12)
[2]掺合料掺量对混凝土碳化性能的影响[J]. 姚志玉,孟志良,张凤双,丁丽芳. 混凝土世界. 2019(07)
[3]粉煤灰和矿渣影响混凝土碳化的因素及建议[J]. 张成维,何小军,甘世鹏. 混凝土世界. 2019(06)
[4]硫酸铵腐蚀环境下的混凝土碳化深度试验研究与应用[J]. 林志伟,汪小平,帅云飞,张柳春. 科学技术与工程. 2019(15)
[5]纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验[J]. 孟博旭,许金余,彭光. 复合材料学报. 2019(10)
[6]长观试件混凝土自然碳化与加速碳化的相关性试验研究[J]. 孙彬,毛诗洋,王景贤,邸小坛,任荣洪. 建筑结构. 2019(09)
[7]植物基碳纤维研究现状与展望[J]. 陈政豪,李荣荣,曹阳,张双保. 林产工业. 2019(05)
[8]钢-高强高模量聚乙烯纤维混凝土高温后力学性能研究[J]. 滕晓丹,谭又文,李朋原,周蕴婵. 硅酸盐通报. 2019(04)
[9]干湿循环作用下碳酸盐对混凝土腐蚀规律的试验研究及建议[J]. 张睿骁,樊晓一,苏有文. 混凝土与水泥制品. 2018(07)
[10]钢-聚丙烯纤维粉末混凝土碳化试验研究[J]. 程米春. 四川建筑科学研究. 2018(03)
本文编号：3485169
【文章来源】：林产工业. 2020,57(08)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
坍落度的变化趋势
在相同的纤维掺量下，混凝土的含气量随着二氧化碳浓度的增加而逐渐增加，并且随着浓度的增加，混凝土含气量的增长率也逐渐增加。如当纤维掺量为1%时，二氧化碳浓度为0%时，混凝土含气量为6.3%；在20%、60%、80%、100%的二氧化碳浓度下，混凝土含气量分别为6.4%、6.6%、7.0%、7.4%。这是因为二氧化碳通过硬化混凝土细孔渗透到混凝土内，与其碱性物质发生化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱性降低，含气量增加。对比图2a和图2b可得，随着二氧化碳养护时间的增加，混凝土含气量也逐渐增加。如当纤维含量为1%时，二氧化碳浓度为100%时，养护14 d后的混凝土含气量为7.4%；养护28 d后的混凝土含气量为7.7%。这是因为随着养护时间的增加，混凝土内部空隙被二氧化碳逐渐侵蚀，导致混凝土的密实性进一步下降，含气量增加。2.3 抗压强度变化趋势
在混凝土中掺入含量为0%、0.5%、1%和2%的碳纤维，测试混凝土在不同碳化环境（0%、20%、60%、80%、100%）及不同养护时间（14、28 d）下的抗压强度的演变关系，结果如图3所示。由图3可见，在相同的二氧化碳浓度（100%）和相同的养护时间（14 d）下，当纤维掺量在0%～1%之间时，随着纤维掺量的增加，混凝土的抗压强度逐渐上升；而纤维掺量在1%～2%之间时，随着纤维掺量的增加，混凝土的抗压强度下降。如当无纤维时（0%），混凝土的抗压强度为35.9 MPa；当纤维掺量为0.5%、1%、2%时，混凝土的抗压强度分别为37.2、39.6、38.9 MPa。这主要是因为，一方面纤维能够填充混凝土内部之间的空隙，提高混凝土的抗压强度。但另一方面，纤维本身无任何强度，过量的纤维会导致混凝土的抗压强度下降。因此，碳纤维掺量以1%为佳。在相同的纤维掺量下，混凝土的抗压强度随着二氧化碳浓度的增加而逐渐下降，混凝土抗压强度的降低率也随着浓度的增加而逐渐增大。如当纤维掺量为1%时，二氧化碳浓度为0%时，混凝土的抗压强度为54.7 MPa；在20%、60%、80%、100%的二氧化碳浓度下，混凝土的抗压强度分别为53.5、50.9、45.7、39.6 MPa。这是因为在二氧化碳的侵蚀下，混凝土内部空隙被破坏，泡孔出现坍塌，造成混凝土的致密性下降，抗压强度增加。对比图3a和图3b可得，随着二氧化碳养护时间的增加，混凝土抗压强度逐渐降低。如当纤维含量为1%时，二氧化碳浓度为100%时，养护14 d后的混凝土抗压强度为39.6 MPa；养护28 d后的混凝土抗压强度为37.4 MPa。这是因为随着养护时间的增加，混凝土内部空隙被二氧化碳逐渐侵蚀，导致混凝土的密实性进一步下降，抗压强度随之下降。
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐候性试验下泡沫混凝土孔结构与热工性能演变规律[J]. 丁杨,董晶亮,王中平,黄神恩. 中国材料进展. 2019(12)
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[4]硫酸铵腐蚀环境下的混凝土碳化深度试验研究与应用[J]. 林志伟,汪小平,帅云飞,张柳春. 科学技术与工程. 2019(15)
[5]纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验[J]. 孟博旭,许金余,彭光. 复合材料学报. 2019(10)
[6]长观试件混凝土自然碳化与加速碳化的相关性试验研究[J]. 孙彬,毛诗洋,王景贤,邸小坛,任荣洪. 建筑结构. 2019(09)
[7]植物基碳纤维研究现状与展望[J]. 陈政豪,李荣荣,曹阳,张双保. 林产工业. 2019(05)
[8]钢-高强高模量聚乙烯纤维混凝土高温后力学性能研究[J]. 滕晓丹,谭又文,李朋原,周蕴婵. 硅酸盐通报. 2019(04)
[9]干湿循环作用下碳酸盐对混凝土腐蚀规律的试验研究及建议[J]. 张睿骁,樊晓一,苏有文. 混凝土与水泥制品. 2018(07)
[10]钢-聚丙烯纤维粉末混凝土碳化试验研究[J]. 程米春. 四川建筑科学研究. 2018(03)
本文编号：3485169
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