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(xué)建筑工程學(xué)院，浙江杭州310014)摘要：通過(guò)設(shè)計(jì)人工氣候環(huán)境下的混凝土梁腐蝕試驗(yàn)，

2、測(cè)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(duì)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(wú)纖維梁中混凝土氯離子濃度分布。結(jié)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(wú)纖維梁一樣，也存在對(duì)流區(qū)和擴(kuò)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(guān)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(hào)：TU5281文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文

3、章編號(hào)：1008—3707(2011)05—0070—02國(guó)內(nèi)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(lái)，纖維增強(qiáng)混凝土在建筑、道路交通、橋梁隧道等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。玄武巖連續(xù)纖維(英文簡(jiǎn)寫CBF)是21世紀(jì)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(guò)鉑銠合金拉絲漏板制成連續(xù)纖維。具有抗拉強(qiáng)度高、彈性模量大、耐腐蝕和化學(xué)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(lǐng)域得到了應(yīng)用。本文主要通過(guò)對(duì)試驗(yàn)梁的氯鹽腐蝕試驗(yàn)，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(yàn)梁加載與腐蝕試驗(yàn)11試驗(yàn)梁設(shè)計(jì)試驗(yàn)梁為鋼筋混凝土梁，其混凝土質(zhì)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(hù)層設(shè)計(jì)為25mm。試驗(yàn)梁在人工氣候試驗(yàn)室內(nèi)采用兩點(diǎn)加載法，中間

5、純彎段長(zhǎng)度為200mill，重物加載量為混凝土對(duì)比梁實(shí)測(cè)開裂荷載值的80％(對(duì)比粱不放人人工氣候試驗(yàn)室，養(yǎng)護(hù)28d后就進(jìn)行破壞試驗(yàn))。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的實(shí)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(wú)纖維梁上所加的重物加載量為23kN。試驗(yàn)所用玄武巖纖維為橫店集團(tuán)上海俄金玄武巖纖維有限公司的連續(xù)玄武巖纖維(無(wú)捻粗紗)，其單絲直徑為12～15m，密度是2800ks／m，拉伸強(qiáng)度為4lO0～4500MPa。在鋼筋混凝土梁中摻加長(zhǎng)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(yàn)在多功能氣候試驗(yàn)室內(nèi)完成，室內(nèi)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(xiàng)目：浙江省建設(shè)廳2010年建設(shè)科技科研和推廣項(xiàng)目(自籌)，水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(編號(hào)200901065)。作者簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究。第5期陳揚(yáng)：

7、建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算方法研究77比，也就是與每戶當(dāng)量成正比。(5)用水設(shè)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(shè)備的構(gòu)造、口徑及流出水頭有關(guān)。我國(guó)規(guī)定一個(gè)排水當(dāng)量為：020L／s。322確定的方法本文采用概率論的流量計(jì)算公式的新方法，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)，得到衛(wèi)生器具給水概率P。一：：r、NqT3600式(5)中：一經(jīng)驗(yàn)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(jì)算出P。33給水設(shè)

8、計(jì)秒流量公式的推導(dǎo)用水器具的給水使用概率應(yīng)服從離散型隨機(jī)變量的二項(xiàng)概率分布。根據(jù)概率論的中心極限定理，可以將服從二項(xiàng)分布曰(n，P)的隨機(jī)變量做正態(tài)分布Ⅳ(np，np(1一P))近似計(jì)算，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)與化簡(jiǎn)，得到給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yùn)用在普通住宅Ⅱ型進(jìn)行設(shè)計(jì)秒流量的計(jì)算，額定用水人數(shù)35人；用水定額250L／d；用水時(shí)數(shù)24h；時(shí)變化系

9、數(shù)28；額定配置衛(wèi)生器具：廚房洗滌盆1個(gè)(N=10，P=008507)，坐便器1個(gè)(N=05，P：i017014)，洗臉盆1個(gè)(N=075，P=011343)，浴盆1個(gè)(N=10，P=008507)，洗衣機(jī)1臺(tái)(Ⅳ=10，P=008507)，額定當(dāng)量425。以用水器具的總數(shù)作為橫坐標(biāo)，設(shè)計(jì)秒流量為縱坐標(biāo)，繪制用水器具設(shè)計(jì)秒流量圖，并和規(guī)范方法進(jìn)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(shè)計(jì)秒流量比較圖由圖1可以看出，用戶數(shù)

10、少時(shí)，本文方法和規(guī)范方法計(jì)算結(jié)果相差不大；隨著用戶數(shù)量的增加，本文方法的計(jì)算結(jié)果逐漸大于規(guī)范方法計(jì)算結(jié)果。4結(jié)語(yǔ)本文方法通過(guò)重新定義衛(wèi)生器具使用概率，利用過(guò)正態(tài)分布和泊松分布近似代替二項(xiàng)分布，運(yùn)用大數(shù)定律和隨機(jī)變量的函數(shù)關(guān)系，導(dǎo)出概率法設(shè)計(jì)秒流量的具體計(jì)算公式。概率法的水設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算方法比我國(guó)現(xiàn)行計(jì)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(fù)荷人數(shù)、不同類型器具不同組合、用水定額、用水習(xí)慣等，能夠更準(zhǔn)確地反映客觀實(shí)際用水情況

11、。當(dāng)衛(wèi)生器具使用概率越小時(shí)，越接近實(shí)際。本文方法為工程設(shè)計(jì)提供了有效的參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)[1]呂彩忠，胡云世，汪小超室內(nèi)給水設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法的探討[J]浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004(8)：482—484[2]邢艷紅，張冬冬室內(nèi)給水系統(tǒng)中設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算方法比較[J]青海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003(6)：33—35[3]李金燕室內(nèi)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)秒流量的概率計(jì)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(shè)

12、計(jì)秒流量概率計(jì)算方法[J]大眾科技，2005(3)：8—9(上接第71頁(yè))度值也隨距離表面深度的增加而降低，都存在對(duì)流區(qū)和擴(kuò)散區(qū)兩部分，對(duì)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(duì)支座處要小，而下部純彎段的濃度值則相對(duì)支座處大。參考文獻(xiàn)[1]廉杰，楊勇新，楊萌，等短切玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)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(shí)混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)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(yīng)用[J]建筑技術(shù)與應(yīng)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(lǐng)域的應(yīng)用[J]高科技纖維與應(yīng)用，2005，30(6)：7—13[5]張燕，田風(fēng)玄武巖連續(xù)纖維的性能與應(yīng)用[J]中國(guó)個(gè)體防護(hù)裝置，2004(6)：13—15[6