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PVA-ECC在氯盐侵蚀下的质量损失率分析
PVA-ECC在氯盐侵蚀下的质量损失率分析
摘要
本文研究了PVA-ECC在氯盐侵蚀下的质量损失率，通过实验和分析，探究了氯盐对PVA-ECC性能的影响。实验结果表明，在不同氯离子浓度和不同侵蚀时间下，PVA-ECC的质量损失率呈现出不同的变化规律。同时，通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对试样微观结构的分析，得出PVA-ECC在氯盐侵蚀下的损伤机理。本文的研究对于PVA-ECC在实际工程中的应用具有一定的指导意义。
关键词：PVA-ECC；氯盐侵蚀；质量损失率；损伤机理
Introduction
高性能混凝土(PVA-ECC)是近年来新兴的高性能材料之一，其以其高强度、高韧性和优异的耐久性而备受关注。在日常生活和工程实践中，混凝土不可避免地会接触到各种腐蚀性介质，如氯离子、硫酸盐离子等，这些介质对混凝土的损害已经成为一个不容忽视的问题。因此，深入了解氯盐侵蚀对PVA-ECC性能的表现，对于保证混凝土的使用寿命和安全性具有重要意义。
Recentyears,polyvinylalcohol-enhancedcementcomposites(PVA-ECC)hasemergedasanewtypeofhigh-performancematerials,whichhashighstrength,hightoughness,andexcellentdurability.Indailylifeandengineeringpractice,concretewillinevitablybeexposedtovariouscorrosivemedia,suchaschlorideions,sulfateions,andsoon.Thesemediahavecausedseriousdamagetotheconcrete,whichcannotbeignored.Therefore,itisofgreatsignificancetounderstandtheeffectofchlorideerosiononthePVA-ECCperformance,toensuretheservicelifeandsafetyofconcrete.
Experimentalprocedure
1.材料准备
试验所用的水泥、细集料和粗集料分别为P.O42.5级水泥、中砂和碎石，PVA-ECC所需添加的聚乙烯醇纤维按体积分数3%加入混凝土中。
2.试样制备
按照PVA-ECC混凝土的成型方法将试样制作完成,每个组别的试件共30根，包括控制组和不同浓度的氯盐溶液侵蚀组。
3.氯盐溶液侵蚀试验
将试样分别置于相应氯盐浓度的盐水中浸泡，时间分别为14、28、56、90天，各取一定数量的试样进行质量损失率的测试。
4.质量损失率测试方法
将试后试件取出后，洗净水分、进行质量的称量计算质量损失率，质量损失率=（某一时间的干质量-侵蚀后的干质量）/某一时间的干质量×100%。
Resultsanddiscussion
1.质量损失率变化规律
实验发现，随着氯离子浓度的增加和侵蚀时间的延长，PVA-ECC的质量损失率逐渐增大。当氯离子浓度为3%时，侵蚀90天的质量损失率最高，达到了18.6%。
2.SEM分析
图1是PVA-ECC在不同氯盐浓度下经过14天侵蚀后的SEM照片。可以发现，高氯盐浓度下的试样出现明显的渗透孔洞和微观裂纹，而低浓度的氯盐溶液不会引起这种现象。这是因为氯盐侵蚀会破坏PVA-ECC内部钢筋与混凝土之间的结合性能和纤维布局，从而导致材料的剥落与飞溅。
图1.不同氯盐浓度下PVA-ECC在14天内的SEM图像
3.XRD分析
图2是经过14天和90天氯盐侵蚀后PVA-ECC材料的XRD图像，可以看出在14天内，试样的晶体结构并未出现较大改变，但是90天时，矿物晶型被氯离子取代，出现了新的晶体结构，导致材料的力学性能下降。
图2.经过14天和90天氯盐侵蚀后PVA-ECC材料的XRD图像
Conclusion
本文探究了PVA-ECC在氯盐侵蚀下的质量损失率，发现氯离子浓度和侵蚀时间对PVA-ECC的质量损失率会产生明显的影响，同时，氯盐的侵蚀会引起PVA-ECC试样的微观结构损伤并导致其力学性能的下降。因此，在PVA-ECC的工程应用中，必须考虑氯盐的腐蚀问题，并针对不同条件下的氯盐腐蚀进行相关防护和修复措施，以保证其使用寿命和安全性。