0 引言

混凝土广泛应用于建筑领域，在自然环境中盐类侵蚀等的影响下，混凝土内部结构收到损失，使用寿命严重缩短。因此，针对混凝土抗盐蚀性能的优化成为相关领域的研究热点。吴多明等使用玻璃粉和硅粉对混凝土进行改性，并在复合盐溶液腐蚀环境下研究其性能，结果表明，当玻璃粉、硅粉抄量分别为10%、6%时,可改善混凝土气孔结构,提高材料性能。操镜等制备了C35玄武岩纤维混凝土,对其进行腐蚀劣化试验,结果表明，玄武岩纤维的.佳掺量为03%，此时,沉凝土试件具备较好的耐慢蚀性能。通过抄加抗冻防腐剂的方式，采用冻融、盐漫循环试验研究混凝土的腐蚀机理,结果表明，当温凝土强度较低时，其耐久性也较差，但抗冻防腐剂的加入可以使得混凝土内部结构的密实性提高284-53%,从而使得抗压强度损失率减小22%-54%。以上研究为混凝土抗盐蚀性能的优化提供了不同的思路。基于此,本试验以1.0%钢纤维和不同抄量的聚乙烯醇(PVA)纤维改性混凝土,并在NaCI、Na₂SO₄、Mg₂SO₄，复合盐蚀溶液环境下，采用盐蚀-干湿循环法研究混凝土的抗盐蚀性能。

1试验

1.1原材料与仪器设备

水泥：P·O42.5水泥；粉煤灰：〣级；细骨料;河砂,粒径1-2 mm；粗骨料：5-20 mm卵石与20-40 mm卵石按1:1质量比配合使用；聚乙烯醉(PVA)纤维:长度12 mm;钢纤维:长度37mm,直径600μm,端钩型: 聚羧酸高性能减水剂；减水率27%，固含量40%；无水硫酸钠： AR,山东海韵化工：无水硫酸镁:AR,上海妍泰化工:无水氯化钠AR,济南鑫君达化工。

JZC400型混凝土搅拌机:郑州驰邦机械设备:DYE-2000型电液数显压力试验机:沧州奥科仪器设备:GC-27 型电子秤:苏州仲恒衡器;TW-LL型动弹模量测定仪:盛世路通试验仪器:XRD-Tera型街射仪:苏州津工仪器:LE型扫描电镜: 中山安源仪器。

1.2试验方法

1.2.1混凝土配合比设计方案

制备C50高强度混凝土,参考相关文献,确定本研究中钢纤维体积掺量为L.0%，混凝土基准配合比(kg/m³)为：m(水泥)=m(粉煤灰)：m(细骨料):m (粗骨料):m(水):m(减水剂)=300:75:740.5:1148.8:121.5:3.3，PVA纤维体积掺量分别为0、0.1% 、0.2%、0.3%,混凝土编号分别为A0、A1、A2、A3。

1.2.2高强度混凝土的制备

(1)根据配合比设计方案称取原料,先将少量的水、水泥、河砂加入揽拌机，搅拌1 min;然后再加入部分水、水泥、河砂以及卵石,添加适星的粉煤灰,搅拌2 min,并在搅拌过程中逐渐加入钢纤维。

(2)在视拌机中加入剩下的河砂.水泥和适量的水,搅拌2min,并在搅拌过程中缓慢加入PVA纤维,继续搅拌1 min。

(3)依次在搅拌机中加入水和减水剂，搅拌1 min混合均匀,获得混凝土浆体。

(4)将混凝土浆体分别倒入150 mmxl50 mmx150 mm立方体模具和100 mmx100 mmx300mm枝柱体模具中，在振动台上振动30s,报实排出混凝土浆体内部的气泡,然后用抹灰刀抹平混凝土表面，并用塑料薄膜密封。

(5)试件标准养护1d后脱模，再在恒温室内(25℃)养护20d。

1.2.3盐蚀溶液配合比

本研究中盐蚀溶液配合比g为:m(Nacl)：m(Na₂S0₄)：m(MgS0₄)：m(水)=7.10：6.05：6.70：1000，制备盐蚀溶液浓度为1.985%,用于模拟自然盐蚀环境问。

1.2.4盐蚀-干湿循环试验

(1)采用干湿循环法，先用电子天平称取棱柱体试件初始质量，然后将试件放入收纳箱中,再往收纳箱中缓慢倒入配好的盐蚀溶液。

(2)将试件在溶液中浸泡7d,之后取出在室外环境下晾晒8d,每15d为1个循环周期,30d更换1次盐蚀溶液。

(3)干湿循环试验时间为150d,期间每15d用电子天平对试件进行称重并记录。

1.3测试方法

试验参考GB/T 50081- -2019 《混凝土物理力学性能试验方法标准》进行。抗压强度：通过电液数显压力试验机对立方体试件进行测试，分析材料在盐蚀试验中的抗压强度变化情况;相对质量:通过电子天平记录侵蚀试验中不同时间剩余试件的质量，分析侵蚀后剩余试件质量占完整试件质量的相对质量变化；动弹性模量：通过动弹模量测定仪对试件进行测试，分析材料的相对动弹性模量；SEM分析：通过扫描电镜(SEMD)对侵蚀试验后的混凝土试件及其对比试件进行测试，分析其微观形貌和结构。.

2结果与分析

2.1盐蚀对混凝土试件抗压强度的影响(见图1)

图1 盐蚀对混凝土试件抗压强度的影响

由图1可知，随着盐蚀时间的延长，各组试件的抗压强度均呈先提高后降低的趋势。其中，未掺PVA纤维的基准组试件.先达到拐点,然后强度大幅度降低。未进行盐蚀时，PVA纤维体积掺量为0.2%和0.3%的A2、A3试件初始强度分别为50.6、47.5MPa,较基准组试件AO分别提高了11.9% 、5.1%;而PVA纤维体积掺量为0.1%的Al试件初始强度为43.1MPa,反而低于基准组试件。当盐蚀时间为90d时,A1-A3试件的抗压强度均达到峰值，其中,A2试件的峰值抗压强度.高,为58.2MPa;当盐蚀150d时，掺PVA纤维的各组试件抗压强度高于基准组试件，其中，A2试件的抗压强度.高，为52.7MPa,较基准组试件提高了258%.这是因为，PVA纤维和钢纤维的掺入可以提高混凝土内部的密实度和粘结力,而且PVA纤维具备高弹、高模的特点，当其掺量达到一定程度时，能起到分担应力、消耗能量的作用，从而提高材料的抗压强度，但当PVA纤维掺量过高时,混凝土内部的各纤维混乱分布，会打结在一起，从而使泥凝上内部孔隐、裂故增加，降低材料的密实度，从而降低材料的抗压强度司。本试验中,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,制备的混凝土试件具备较高的抗压强度，同时可以减缓硫酸盐复合溶液对溉凝土的侵蚀,材料表现出良好的抗盐蚀性能。

2.2盐蚀对混凝土试件相对质量的影响(见图2)

图2  盐蚀对混凝土试件相对质量的影响

由图2可知,随着盐蚀时间的延长，各组试件的相对质量呈先减小后波动增大的趋势。在盐蚀试验前期，掺PVA纤维的各组试件相对质量均迅速减小；在整个盐蚀试验过程中,除了0.2%PVA纤维掺量的A2试件外，其余试件相对质量变化均有不同程度的波动，其中,PVA纤维体职掺量为0.3%的A3试件,在90d时的相对质量.小。面且整个盐蚀过程相对质量.不稳定，变化波动.大。PVA纤维体积掺量为0.2%的A2试件，在整个盐蚀过程相对质量变化波动.小,相对质量先减小后稳定增加，并在IS0d盐蚀试验结束时相对质量.大。这是因为，在盐蚀试验前期，混凝土试件内部和表面都存在较多的水分，这些水分会随着干循环流失,但浸泡过程中也有水分不断进入混凝土内部，混凝土表面附近会发生水化反应。当水化产物较多时，会附带着混凝土表面浆料等不断脱落，所以,试验前期试件相对质量迅速减少。面随着盐蚀时间延长，盐让溶液中的盐离子会不断进入试件表面裂链或孔隙中，从溶液中析出结晶或发生化学反应生成钙矾石、石膏等产物，这些产物的质量大于水化产物脱落的质量，从而使试件质量增加严月。综合来看,PVA纤维体积掺量为0.2%的A2试件相对质量变化曲线.稳定。表现出良好的抗盐蚀性能。

2.3盐蚀对混凝土试件相对动弹性模量的影响(见图3)

图3  盐蚀对混凝土试件相对动弹性模量的影响

由图3可知，随着盐蚀时间的延长。各组试件的相对动弹性模量先大幅度增大，然后呈现不同程度的波动。可以观察到，在第1次干湿循环之后，各组试件的相对动弹性模量开始迅速增大，并且掺PVA纤维的混凝土试件相对动弹性模量高于基准组试件；然后，随着千湿循环次数的增加，各组试件的相对动弹性模量呈现出不同幅度的波动，其中，波动幅度较稳定的是A0和Al试件,波动幅度较大的是A2和A3试件,但A2试件在75d后波动开始趋于稳定；150 d盐蚀试验结束时，掺PVA纤维的混凝土试件相对动弹性模量均明显高于基准组试件。综合分析可知，在试验初期。干湿循环加速了混凝土水化反应，而盐蚀溶液中的盐离子附着在混凝土表面以及裂缝中，在一定程度上使材料的密实度增加，所以各组试件的相对弹性模量增大。随着干湿循环次数的增加，盐离子通过裂维不断进入混凝土内部，与混凝土材料发生反应，生成的化学物质不断增加，同时结晶也越来越多，增加了混凝土的密实度，从而增大材料的相对动弹性模量。但是，在盐蚀后期，混凝土内部结构因盐蚀会发生一定程度损坏， 导致材料的相对动弹性模.又略微减小。同时，当PVA纤维掺量过高时，这些物理或化学反应的产物在一定程度会破坏混凝士的内部结构，反而降低了材料的密实度，导致试件相对动弹性模量不断波动。本试验中,PVA纤维体积掺量为0.1%的混凝土试件相对动弹性模量波动.稳定,动弹性模量较高。

2.4微观形貌分析

图4为PVA纤维体积掺量为0.2%的A2试件在室外环境下晾晒150d及在盐蚀-干湿循环试验150d后的SEM照片。

图4  A2组混凝土试件的SEM照片

由图4（a）可知.，在经过150d的室外晾晒后，混凝土没有明显的腐蚀痕迹和裂纹出现，混凝土内部已经有针刺状产物生成。这些针制状产物主要是钙矾石。分析可知，在晾晒过程中,混凝土自身会休积膨胀，主要是因为水化产物的影胀,这些不断产生的水化产物附着在混凝土表面和裂缝处，而在混凝土基体表面附近，钙机石等产物会像针则一样穿破表面的水化产物，从而破坏混凝土基体结构。同时，大量的水化产物结合在一起，会和沉凝土表面的菜料-起不断脱落，从而降低混凝土的质量，影响其性能。

由图4（b）可知，在经过盐蚀-干湿循环试验150d后，混凝土内部依然存在针刺状的钙矾石产物，混凝土的监体结构被破坏，出现裂放和孔原，这些针刺状的产物会大量聚集结合在一起,形成块状覆盖裂纹和孔隐。除此之外，在裂纹和孔隙附近，盐蚀溶液中的阳离子已经在混凝土内部发生化学反应生成新的物质，井出现盐结晶，这些产物会在一定程度上填补混凝土因盐蚀环境出现的裂缝，增加混凝土材料的密实度，并且,混凝土中含有钢纤维以及PVA纤维，这些纤维可以增加混凝土内部的粘接性，当发生外都压力作用时这些纤维可以分散应力，面内部形张产物产生的拉应力也可以通过这些纤维传导消耗，从面达到减少裂纹的目的，进而提高材料强度以及动弹性模量。

3.结论

（1）随着盐蚀时间的延长，各组试件的抗压强度均呈先提高后降低的趋势。未盐蚀时，PVA纤维体积掺量为0.2%和0.3%的A2.A3试件初始强度分别为50.6、47.5 MPa，较基准组试件AO分别提高了1.9%、5.1%；而PVA纤维体积抄量为0.1%的A1试件初始强度低于基准组试件。盐蚀150d时,掺PVA纤维的各组试件抗压强度均高于基准组，其中,A2试件的抗压强度.高，为52.7MPa,较基准组提高了25.8%。

②)随着盐蚀时间的延长,各组试件的相对质量呈先减小后波动堆大的趋势。在盐过试验前期,掺PVA纤维的各组试件相对质量均迅速减小。PVA纤维体积掺量为0.2%的A2试件在整个盐蚀过程相对质量变化波动.小，相对质量先减小后稳定增加，并在150d盐蚀试验结束时相对质量.大。

(3)随着盐蚀时间的延长，各组试件的相对动弹性模量先大概度增大,然后呈现不同程度的波动。PVA 纤雄体积抄量为0.1%的试件相对动弹性模量波动较稳定。

（4）本研究中，PVA纤维的.佳体积掺量为0.2%，可以提高混凝土的抗压强度、减少质量损失、增加相对动弹性模量，具有较好的抗盐蚀性能。