玄武巖纖維混凝土梁中氯離子濃度分布規(guī)律研究

1、浙江建筑，第28卷，第5期，2011年5月ZhejiangConstruction，Vo128，No5，May2011玄武巖纖維混凝土梁中氯離子濃度分布規(guī)律研究StudyonDistributionLawofChlorideDensityinBasaltFiberReinforcedConcreteBeams王建東WANGJian—dong(浙江工業(yè)大學建筑工程學院，浙江杭州310014)摘要：通過設計人工氣候環(huán)境下的混凝土梁腐蝕試驗，

2、測定腐蝕梁中不同部位處的混凝土氯離子濃度值，分析梁中摻加玄武巖纖維對氯離子濃度分布的影響，比較在彎曲荷載作用下?lián)郊有鋷r纖維梁和無纖維梁中混凝土氯離子濃度分布。結論表明：在混凝土中摻加玄武巖纖維后，氯離子的濃度分布是有規(guī)律的。和無纖維梁一樣，也存在對流區(qū)和擴散區(qū)，但在混凝土中摻加玄武巖纖維后能阻礙氯離子的侵入，并且梁的上部純彎段作用最明顯?！P鍵詞：玄武巖纖維；人工氣候環(huán)境；腐蝕；彎曲荷載；氯離子中圈分類號：TU5281文獻標識碼：A文

3、章編號：1008—3707(2011)05—0070—02國內外的研究表明，在混凝土中加入纖維，能有效抑制混凝土塑性收縮開裂，改善混凝土抗凍、抗?jié)B、抗沖磨、抗沖擊等性能。近年來，纖維增強混凝土在建筑、道路交通、橋梁隧道等基礎設施建設領域已經得到廣泛應用。玄武巖連續(xù)纖維(英文簡寫CBF)是21世紀新型的環(huán)保型纖維。它是以天然玄武巖礦石作為原料，通過鉑銠合金拉絲漏板制成連續(xù)纖維。具有抗拉強度高、彈性模量大、耐腐蝕和化學穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性，使

4、之在航空航天、冶金化工、建筑等領域得到了應用。本文主要通過對試驗梁的氯鹽腐蝕試驗，研究混凝土梁中摻入玄武巖纖維后，在彎曲荷載作用下梁中氯離子侵蝕效果。試驗梁加載與腐蝕試驗11試驗梁設計試驗梁為鋼筋混凝土梁，其混凝土質量配合比采用1：060：188：400，梁的尺寸是100mm150mmx1100mm?！旱撞颗浣?8的鋼筋，架立筋為26的鋼筋，箍筋為‘D6@150，混凝土保護層設計為25mm。試驗梁在人工氣候試驗室內采用兩點加載法，中間

5、純彎段長度為200mill，重物加載量為混凝土對比梁實測開裂荷載值的80％(對比粱不放人人工氣候試驗室，養(yǎng)護28d后就進行破壞試驗)。根據(jù)試驗測得的實際開裂荷載值，得出摻加玄武巖纖維梁重物加載量為65kN，而無纖維梁上所加的重物加載量為23kN。試驗所用玄武巖纖維為橫店集團上海俄金玄武巖纖維有限公司的連續(xù)玄武巖纖維(無捻粗紗)，其單絲直徑為12～15m，密度是2800ks／m，拉伸強度為4lO0～4500MPa。在鋼筋混凝土梁中摻加長度

6、為15mm，體積摻量為01％(與水泥體積比)的玄武巖纖維。12人工腐蝕方法氯鹽腐蝕試驗在多功能氣候試驗室內完成，室內尺寸為3500mmx4100mmx2000mm，共可模擬7種人工環(huán)境。收稿日期：201l—O3—14基金項目：浙江省建設廳2010年建設科技科研和推廣項目(自籌)，水利部公益性行業(yè)科研專項經費項目(編號200901065)。作者簡介：王建東(1975一)，男，浙江紹興人，工程師，主要從事建筑材料與結構試驗研究。第5期陳揚：

7、建筑給水系統(tǒng)設計秒流量計算方法研究77比，也就是與每戶當量成正比。(5)用水設備的出流量：衛(wèi)生器具的使用概率與出流量成反比，其值大小與用水設備的構造、口徑及流出水頭有關。我國規(guī)定一個排水當量為：020L／s。322確定的方法本文采用概率論的流量計算公式的新方法，經過推導，得到衛(wèi)生器具給水概率P。一：：r、NqT3600式(5)中：一經驗系數(shù)，給水系統(tǒng)取06。不同用水單位和不同用水器具可以根據(jù)改變m、K、g、71等參數(shù)計算出P。33給水設

8、計秒流量公式的推導用水器具的給水使用概率應服從離散型隨機變量的二項概率分布。根據(jù)概率論的中心極限定理，可以將服從二項分布曰(n，P)的隨機變量做正態(tài)分布Ⅳ(np，np(1一P))近似計算，經過推導與化簡，得到給水系統(tǒng)設計秒流量g的公式：廠————————————一g=s。／∑qnp(1一p)∑gn。p(6)1l134算例將公式(6)運用在普通住宅Ⅱ型進行設計秒流量的計算，額定用水人數(shù)35人；用水定額250L／d；用水時數(shù)24h；時變化系

9、數(shù)28；額定配置衛(wèi)生器具：廚房洗滌盆1個(N=10，P=008507)，坐便器1個(N=05，P：i017014)，洗臉盆1個(N=075，P=011343)，浴盆1個(N=10，P=008507)，洗衣機1臺(Ⅳ=10，P=008507)，額定當量425。以用水器具的總數(shù)作為橫坐標，設計秒流量為縱坐標，繪制用水器具設計秒流量圖，并和規(guī)范方法進行比較。見圖1。0用戶數(shù)規(guī)范方法本文方法圖1普通住宅Ⅱ型設計秒流量比較圖由圖1可以看出，用戶數(shù)

10、少時，本文方法和規(guī)范方法計算結果相差不大；隨著用戶數(shù)量的增加，本文方法的計算結果逐漸大于規(guī)范方法計算結果。4結語本文方法通過重新定義衛(wèi)生器具使用概率，利用過正態(tài)分布和泊松分布近似代替二項分布，運用大數(shù)定律和隨機變量的函數(shù)關系，導出概率法設計秒流量的具體計算公式。概率法的水設計秒流量計算方法比我國現(xiàn)行計算方法更充分的考慮了影響用水量的多種因素。如單位器具負荷人數(shù)、不同類型器具不同組合、用水定額、用水習慣等，能夠更準確地反映客觀實際用水情況

11、。當衛(wèi)生器具使用概率越小時，越接近實際。本文方法為工程設計提供了有效的參考價值。參考文獻[1]呂彩忠，胡云世，汪小超室內給水設計流量計算方法的探討[J]浙江工業(yè)大學學報，2004(8)：482—484[2]邢艷紅，張冬冬室內給水系統(tǒng)中設計秒流量計算方法比較[J]青海大學學報(自然科學版)，2003(6)：33—35[3]李金燕室內給水管網設計秒流量的概率計算方法[J]西南給排水，2004，26(2)：25—26[4]王冬改居住小區(qū)給水設

12、計秒流量概率計算方法[J]大眾科技，2005(3)：8—9(上接第71頁)度值也隨距離表面深度的增加而降低，都存在對流區(qū)和擴散區(qū)兩部分，對流區(qū)距混凝土表面深度約10mm。(2)在混凝土中摻加玄武巖纖維，能有效阻礙氯離子的侵人，提高了混凝土抗氯鹽腐蝕能力。(3)梁在受載狀態(tài)下，上部純彎段的濃度值相對支座處要小，而下部純彎段的濃度值則相對支座處大。參考文獻[1]廉杰，楊勇新，楊萌，等短切玄武巖纖維增強混凝土力學性能的試驗研究[J]工業(yè)建筑，

13、2007，37(6)：8—1O2]李韌，畢重，王玉，等切玄武巖纖維自密實混凝土力學性能的試驗研究[J]混凝土與水泥制品，2008(4)：48—50[3]王飆鵬，張偉玄武巖纖維的性能與應用[J]建筑技術與應用，2002(4)：17—18[4]胡顯奇，申屠年連續(xù)玄武巖纖維在軍工及民用領域的應用[J]高科技纖維與應用，2005，30(6)：7—13[5]張燕，田風玄武巖連續(xù)纖維的性能與應用[J]中國個體防護裝置，2004(6)：13—15[6