基于Wiener退化过程的纤维混凝土抗冻性

摘要

为探究玄武岩纤维(basalt fiber, BF)对风积沙混凝土(aeolian sand concrete, ASC)耐久性及使用寿命的影响，本试验采用风积沙等质量取代河砂，取代后风积沙质量占混凝土中河砂质量的20%,ASC中BF的体积分数选取0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%,制备玄武岩纤维风积沙混凝土(BF-ASC)。在冻融条件下，研究不同BF体积分数对ASC质量、相对动弹性模量的影响，并通过扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)分析BF-ASC的损伤劣化机理。以BF-ASC试块相对动弹性模量作为退化指标，选用一元Wiener函数进行退化过程建模，预测BF-ASC寿命。结果表明：BF的掺入能够降低ASC的孔隙率，增强粗细骨料之间的黏结力，明显提高混凝土的抗冻性能，降低混凝土冻融损伤程度，当BF体积分数为0.20%时，质量损失率最低，相对动弹性模量评价参数降幅最小，抗冻效果最佳；基于Wiener随机分布以BF-ASC相对动弹性模量作为退化指标所得到的BF-ASC可靠度函数，能够有效预测BF-ASC在盐冻环境下的使用寿命，且当ASC中BF体积分数为0.20%时，最长使用寿命约达2 500 h。

关键词

风积沙混凝土 / 玄武岩纤维 / 耐久性 / 寿命预测 / 一元Wiener