Zhaoping Song, Shaohua Li, Qingliang Yu

Chloride induced mechanical degradation of ultra-high performance fiber-reinforced concrete: Insights from corrosion evolution paths

Construction and Building Materials,Volume 395, 2023, 132329, ISSN 0950-0618  https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132329.

超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)的应用前景广阔，但仍不可避免的在服役过程中遭受氯化物的侵蚀，从而影响结构的耐久性。目前对UHPFRC的侵蚀和力学劣化的过程还缺乏足够的认识。本研究采用原子吸收光谱、SEM-EDS、纳米压痕、电化学阻抗谱、宏观力学测试等多种分析方法，从微观到宏观揭示钢纤维侵蚀劣化机理。结果表明:随着腐蚀程度的增加，试件的抗弯强度显著降低，在高腐蚀程度时，试件的抗弯强度明显降低。低掺量时(<2 vol%)，腐蚀溶液通过基体侵蚀钢纤维，腐蚀路径由纤维边缘向纤维内部恶化。考虑到杂质、较大的界面缺陷和高掺量(≥2 vol%)时的宏电池电位差，另一种腐蚀路径是从纤维内部向外扩展至基体。纤维腐蚀破坏了纤维的结构完整性，导致基体劣化，纤维边缘20um处基体的纳米力学性能比混凝土基体降低至少10%。本研究首次从纤维腐蚀路径的角度揭示了UHPFRC的力学劣化。