碳纤维喷射混凝土硫酸盐冻损伤分析Damage Analysis of Carbon Fiber Reinforced Concrete under Sulfate Freezing
聂红宾,谷拴成,张建鹏
NIE Hong-bin,GU Shuan-cheng,ZHANG Jian-peng
摘要(Abstract)：
为了研究碳纤维混凝土硫酸盐冻侵蚀损伤，以川藏铁路喷射纤维混凝土工程环境为依托进行室内盐冻试验，盐冻最低、最高温度设置为(-37.12、17℃)，(-32.12、12℃)，(-25.12、5℃)，(-20.12、0℃)，硫酸盐质量分数分别为5%、7.5%、10%，纤维体积分数分别为0、0.10%、0.20%、0.24%、0.30%。通过宏观强度试验结果和微观分析可知，随着硫酸盐浓度的增加，碳纤维混凝土损伤越严重。与普通混凝土相比，碳纤维混凝土能够有效阻止开裂，其中0.3%的体积分数为最佳掺量。通过微观分析，揭示碳纤维在混凝土结构内起到类似梁的作用机制，并据此建立损伤模型。
In order to study the sulfate freezing damage of carbon fiber reinforced concrete, the indoor salt freezing test was carried out based on the engineering environment of spraying fiber concrete of Sichuan-Tibet Railway. The highest temperature and the lowest temperature of salt freezing were set as(-37.12,17 ℃),(-32.12, 12 ℃),(-25.12, 5 ℃),(-20.12, 0 ℃). The sulfate mass fraction was 5%, 7.5%, 10%, and the fiber volume fraction was 0, 0.10%, 0.20%, 0.24%, 0.30%, respectively. The results of macroscopic strength test and microscopic analysis show that the damage of carbon fiber reinforced concrete is more serious with the increase of sulfate concentration. Compared with ordinary concrete, carbon fiber reinforced concrete can effectively prevent cracking, and 0.3% volume fraction is the best content. Through microscopic analysis, the mechanism of carbon fiber acting like beam in concrete structure is revealed, and the damage model is established accordingly.
关键词(KeyWords)：
碳纤维混凝土;硫酸盐冻;微观结构分析;最佳掺量;损伤模型
carbon fiber reinforced concrete;sulfate freezing;microstructure analysis;optimum fiber content;damage model
基金项目(Foundation): 陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-420);; 陕西省教育厅专项基金(21JK0584);; 渭南市重点研发计划(2020ZDYF-JCYJ-187);; 陕西铁路工程职业技术学院中青年科技人才项目(KJRC202004);陕西铁路工程职业技术学院科研项目(KY2020-43)
作者(Author):
聂红宾,谷拴成,张建鹏
NIE Hong-bin,GU Shuan-cheng,ZHANG Jian-peng
DOI: 10.16090/j.cnki.hcxw.2022.06.019
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