摘要：在我国存在面积较大的混凝土结构硫酸盐腐蚀区，硫酸盐腐蚀对混凝土结构破坏严重，威胁混凝土结构使用寿命。玄武岩纤维混凝土（BF混凝土）作为一种新型建筑材料，能够提高混凝土结构的强度和耐久性。本文综合整理了多位研究人员关于BF混凝土抗硫酸盐腐蚀研究结果，对BF混凝土硫酸盐腐蚀情况下性能进行了总结，有助于BF混凝土在硫酸盐腐蚀区的推广应用。
关键词：玄武岩纤维；纤维混凝土；硫酸盐腐蚀；结构耐久性
引言
我国东部沿海地区、西北内陆盐湖周边地区和其他水盐含量丰富地区的建筑使用环境条件恶劣，由盐类侵蚀造成混凝土结构耐久性下降问题严重。盐类侵蚀中，硫酸盐腐蚀会使混凝土结构内部体积膨胀，产生裂缝，甚至造成混凝土保护层脱落和钢筋外露，对混凝土结构破坏极为严重，在设计时应对其进行充分考虑。
BF混凝土作为一种新型建筑材料，在混凝土结构抗硫酸盐腐蚀设计中应用前景广阔。本文整理总结了多位研究人员[1][2]所做的有关BF混凝土受硫酸盐腐蚀后性能表现的研究成果，对BF混凝土抗硫酸盐腐蚀性能进行总结，以期推广BF混凝土在富硫酸盐环境中的使用，延长建筑使用寿命。
1 机理分析
1.1 硫酸盐腐蚀破坏机理
硫酸盐对混凝土的破坏机理可以简要总结为如下过程：环境中浓度较高的硫酸根离子（ ）渗入混凝土结构中， 会与混凝土中水泥的水化产物 和水化铝酸钙反应，生成石膏和水化硫铝酸钙，体积膨胀，从而从内部把混凝土结构胀裂。裂缝的产生会增加混凝土的透水性，使混凝土结构更易受氯离子侵蚀和冻融破坏，更易碳化，造成混凝土结构风化速度加快和内部钢筋锈蚀，严重危害混凝土结构的承载能力和正常使用。混凝土的硫酸盐腐蚀主要包括钙矾石结晶型、石膏结晶型、镁盐结晶型、碳硫硅钙石结晶型等不同类型[3]。
1.2 BF混凝土抗硫酸盐腐蚀机理
BF混凝土由于内部掺杂适量玄武岩纤维能够改善混凝土内部孔隙特征，降低了硫酸盐的侵蚀能力，另一方面，玄武岩纤维的掺杂提高了混凝土结构内部抗拉强度，在混凝土受硫酸盐腐蚀内部膨胀时减缓了这一趋势，玄武岩纤维的掺杂还能提高混凝土结构的各项初始力学性能指标，综上所述，BF混凝土具有较好的抗硫酸盐腐蚀能力。
2 BF混凝土受硫酸盐腐蚀后性能表现
BF混凝土受硫酸盐腐蚀后其表面状况和力学性能等均会发生变化，为了更好的分析BF混凝土受硫酸盐腐蚀后的性能表现，用普通混凝土在相同腐蚀条件下的性能表现与BF混凝土的性能表现进行比较。
2.1 抗压强度
在其他条件相同的情况下，BF混凝土受硫酸盐腐蚀后抗压强度与玄武岩纤维掺量有关，在一定范围内，掺杂玄武岩纤维可以有效提高混凝土受硫酸盐腐蚀后抗压强度。随着玄武岩纤维掺量的增加，BF混凝土受硫酸盐腐蚀后抗压强度呈现“先增后减”的趋势，而且随着受硫酸盐腐蚀时间的延长，玄武岩纤维的最佳掺量逐渐增大。综合来看，为保证BF混凝土具有较好耐硫酸盐腐蚀抗压强度，玄武岩纤维的掺量应在0.9%左右[4]。
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2.2 劈裂抗拉强度
玄武岩纤维的掺杂能够显著增加混凝土的劈裂抗拉强度，增幅可超过25%。随着混凝土受硫酸盐腐蚀时间的延长，普通混凝土和BF混凝土的劈裂抗拉强度都呈现“先增后减”趋势，但因硫酸盐浓度不同，混凝土的劈裂抗拉强度变化随腐蚀时间变化趋势存在差异：在硫酸盐浓度较小时，BF混凝土和普通混凝土劈裂抗拉强度差异逐渐减小，最终差异基本维持稳定，差异约为普通混凝土劈裂抗拉强度的20%[5]；在硫酸盐浓度较大时，BF混凝土和普通混凝土劈裂抗拉强度差异减小迅速，最终二者劈裂抗拉强度基本相等，BF混凝土劈裂抗拉强度略高于普通混凝土。
2.3 抗折强度
BF混凝土受硫酸盐腐蚀后抗折强度规律类似于劈裂抗拉强度，在其他条件相同的情况下，BF混凝土抗折强度随硫酸盐腐蚀时间增加而下降，玄武岩纤维掺杂存在最佳掺量，在玄武岩纤维掺量约为1%时[6]为最佳，此时从长期角度看，BF混凝土抗折强度与普通混凝土抗折强度差异最大。
2.4 腐蚀表面状态
随着硫酸盐离子浓度的增加，混凝土结构表面状况存在差异。保证较长的腐蚀时间，在硫酸盐浓度约为5%时，结构表面微发白，硫酸盐浓度约为10%时，结构表面出现白色雪花状物质，浓度继续增加盐析现象更加明显，混凝土结构边角处出现腐蚀剥落现象[7]。随着腐蚀时间的进一步延长，混凝土结构的腐蚀剥落现象加剧。
3 结语
本文总结了BF混凝土受硫酸盐腐蚀后表面状态和力学性能等，找到了这些性能与硫酸盐侵蚀时间的关系以及绝大多数性能与玄武岩纤维掺量的关系。可以得到BF混凝土在抗硫酸盐腐蚀性能上具有较高优越性，可以在硫酸盐侵蚀区推广BF混凝土使用，从而减少混凝土结构的硫酸盐侵蚀破坏，延长混凝土结构的使用寿命。
参考文献
[1]王荣.盐腐蚀下玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究[A]..《工业建筑》2016年增刊Ⅰ[C].:,2016:4.
[2]贺晶晶.B-PPHFRC耐久性能试验研究及评价方法分析[D].辽宁工业大学,2014.
[3]尹玉龙.玄武岩纤维混凝土的力学性能和耐久性能研究[D].重庆交通大学,2015.
[4]王学志,贺晶晶,邹浩飞,郑淑文,MustaphaAbdulhadi.玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土硫酸盐腐蚀试验研究[J].混凝土与水泥制品,2014,(05):50-54.
[5]张爽.混杂纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的实验研究[D].东北大学,2014.
[6]姚文,马跃锋,李杰,安虎,李盼盼,王荣.腐蚀环境下玄武岩纤维混凝土性能的研究[J].塔里木大学学报,2015,(03):80-85.
[7]李福青.纤维高强自密实混凝土盐腐蚀性能研究[D].大连交通大学,2015.
作者简介
董学超（1996~），男，汉族，河北省涞水县人，本科，在读学生。
论文作者:董学超
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/28
标签：硫酸盐论文; 混凝土论文; 玄武岩论文; 纤维论文; 抗拉强度论文; 混凝土结构论文; 性能论文; 《基层建设》2017年第14期论文;