210 工程科学学报，第44卷，第2期 表2聚丙烯纤维参数 Table 2 Parameters of polypropylene fibers Fiber type Length/mm Density/(g'cm) Tensile strength/MPa Diameter/um Elasticity modulus/GPa Polyprorylene fiber 19 0.91 530 33 >3.5 表3混凝土配合比 Table 3 Mix proportions of concrete Type of test Polypropylene fiber/ Lithium slag/ Cement/ Cobblestone/ Sand/ Water/ Water reducer/ block (kg'm) % (kg-m) (kg'm) (kg-m) (kgm) (kg.m) PC 1.2 0 382 1161 682 172.8 1.92 PLiC 30 308 1161 682 172.8 1.92 1.3试块设计 实用新型发明专利一加载装置及混凝土梁荷载 试验共制作22组150mm×150mm×150mm立 与环境耦合试验装置，首先对加载装置进行标定， 方体试块，每组3块，其中11组聚丙烯纤维混凝土 通过试验确定弹簧压缩量与荷载的关系，通过压 试块(P℃)，11组聚丙烯纤维锂渣混凝土试块 缩柱两端的蝶形弹簧片施加荷载，在施加荷载时， (PLiC),标准养护28d后分别浸泡在清水和溶液 采用对称施加，均匀受力，并避免螺栓产生松弛现 浓度为5%的硫酸钠溶液中 象.图2(a)为已施加荷载的钢筋混凝土柱 1.4试件设计 1.6加载方案 试验共制作16根混凝土大偏心受压柱，其中 立方体抗压强度试验按照GB/T50081一2019 8根聚丙烯纤维混凝土大偏心受压柱，8根聚丙烯 《混凝土物理力学性能试验方法标准》阿进行.混 纤维锂渣混凝土大偏心受压柱.试件主要变量为 凝土柱加载方案按照GB/T50152一2012《混凝土 硫酸盐溶液侵蚀天数、应力比和锂渣取代率.试 结构试验方法标准》2进行，加载分两阶段，第一 件几何尺寸及配筋图如图1所示.混凝土柱截面 阶段为力控制加载，加载速率为02kNs,每增加 尺寸为1200mm×350mm×150mm,混凝土保护层 5kN为一级荷载，每级荷载持荷2min,加载至160kN 厚度为20mm 时进入第二阶段，第二阶段为位移控制加载，加载 200150 速率为0.02mms,直至荷载下降到破坏荷载的 80%时停止试验.钢筋混凝土柱大偏心受压试验 如图2(b)所示 412 2试验结果分析 中8@150 1 2.1试块分析 50 图3为不同侵蚀天数下纤维锂渣混凝土试块 1-1 受硫酸盐溶液侵蚀的情况，将试块从侵蚀溶液取 出晾干后，由于试块表面水分蒸发，导致在试块表 Unit:mm 20050 面析出白色硫酸钠晶体，侵蚀天数为30d和60d 图1试件尺寸及配筋 的试块表面未有明显坑蚀，侵蚀痕迹不明显，侵蚀 Fig.1 Specimen size and reinforcement 时间大于90d的试块表面出现坑蚀现象，且随着 1.5试验内容及方法 侵蚀时间的增加，侵蚀现象逐渐加重，试块表面坑 本次试验采用实验室加速全浸泡法，配置质 蚀现象明显 量分数为5%的硫酸钠溶液，将试块及试件经标准 2.2试块破坏过程 养护28d后浸泡在溶液中，侵蚀龄期为0、30、60、 不同侵蚀时间下混凝土试块的破坏特征大致 90、120和150d.为保证硫酸钠溶液的浓度，每月 相同，但随侵蚀天数的增加，试块破坏时表面裂缝 更换一次溶液.同时考虑混凝土柱在服役期间长 条数逐渐增多，裂缝宽度逐渐增加.由于混凝土内 期受荷载的影响，本次试验选取0.1、0.2和0.35的 部的聚丙烯纤维的“侨联作用”，试块破坏时只有 应力比对混凝土柱施加荷载.加载装置采用团队 少量混凝土碎屑掉落，试块整体较为完整，在达到1.3    试块设计 试验共制作 22 组 150 mm×150 mm×150 mm 立 方体试块，每组 3 块，其中 11 组聚丙烯纤维混凝土 试块 （ PC） ， 11 组聚丙烯纤维锂渣混凝土试块 （PLiC），标准养护 28 d 后分别浸泡在清水和溶液 浓度为 5% 的硫酸钠溶液中. 1.4    试件设计 试验共制作 16 根混凝土大偏心受压柱，其中 8 根聚丙烯纤维混凝土大偏心受压柱，8 根聚丙烯 纤维锂渣混凝土大偏心受压柱. 试件主要变量为 硫酸盐溶液侵蚀天数、应力比和锂渣取代率. 试 件几何尺寸及配筋图如图 1 所示. 混凝土柱截面 尺寸为 1200 mm×350 mm×150 mm，混凝土保护层 厚度为 20 mm. 1 1 200 150 200 150 100 700 200 150 Unit: mm 1-1 A8@150 4C12 1200 150 100 150 图 1    试件尺寸及配筋 Fig.1    Specimen size and reinforcement 1.5    试验内容及方法 本次试验采用实验室加速全浸泡法，配置质 量分数为 5% 的硫酸钠溶液，将试块及试件经标准 养护 28 d 后浸泡在溶液中，侵蚀龄期为 0、30、60、 90、120 和 150 d. 为保证硫酸钠溶液的浓度，每月 更换一次溶液. 同时考虑混凝土柱在服役期间长 期受荷载的影响，本次试验选取 0.1、0.2 和 0.35 的 应力比对混凝土柱施加荷载. 加载装置采用团队 实用新型发明专利——加载装置及混凝土梁荷载 与环境耦合试验装置，首先对加载装置进行标定， 通过试验确定弹簧压缩量与荷载的关系，通过压 缩柱两端的蝶形弹簧片施加荷载，在施加荷载时， 采用对称施加，均匀受力，并避免螺栓产生松弛现 象. 图 2（a）为已施加荷载的钢筋混凝土柱. 1.6    加载方案 立方体抗压强度试验按照 GB/T50081—2019 《混凝土物理力学性能试验方法标准》[25] 进行. 混 凝土柱加载方案按照 GB/T50152—2012《混凝土 结构试验方法标准》[26] 进行，加载分两阶段，第一 阶段为力控制加载，加载速率为 0.2 kN∙s−1，每增加 5 kN 为一级荷载，每级荷载持荷 2 min，加载至 160 kN 时进入第二阶段，第二阶段为位移控制加载，加载 速率为 0.02 mm∙s−1，直至荷载下降到破坏荷载的 80% 时停止试验. 钢筋混凝土柱大偏心受压试验 如图 2（b）所示. 2    试验结果分析 2.1    试块分析 图 3 为不同侵蚀天数下纤维锂渣混凝土试块 受硫酸盐溶液侵蚀的情况，将试块从侵蚀溶液取 出晾干后，由于试块表面水分蒸发，导致在试块表 面析出白色硫酸钠晶体，侵蚀天数为 30 d 和 60 d 的试块表面未有明显坑蚀，侵蚀痕迹不明显，侵蚀 时间大于 90 d 的试块表面出现坑蚀现象，且随着 侵蚀时间的增加，侵蚀现象逐渐加重，试块表面坑 蚀现象明显. 2.2    试块破坏过程 不同侵蚀时间下混凝土试块的破坏特征大致 相同，但随侵蚀天数的增加，试块破坏时表面裂缝 条数逐渐增多，裂缝宽度逐渐增加. 由于混凝土内 部的聚丙烯纤维的“侨联作用”，试块破坏时只有 少量混凝土碎屑掉落，试块整体较为完整，在达到 表 2 聚丙烯纤维参数 Table 2 Parameters of polypropylene fibers Fiber type Length/mm Density/(g·cm−3) Tensile strength/MPa Diameter/μm Elasticity modulus/GPa Polyprorylene fiber 19 0.91 530 33 >3.5 表 3 混凝土配合比 Table 3 Mix proportions of concrete Type of test block Polypropylene fiber/ (kg·m−3) Lithium slag/ % Cement/ (kg·m−3) Cobblestone/ (kg·m−3) Sand/ (kg·m−3) Water/ (kg·m−3) Water reducer/ (kg·m−3) PC 1.2 0 382 1161 682 172.8 1.92 PLiC 1.2 20 308 1161 682 172.8 1.92 · 210 · 工程科学学报，第 44 卷，第 2 期