张广泰等：硫酸盐侵蚀作用下纤维锂渣混凝土裂缝的分形特征 215 220 的抗压强度呈现先增加后降低的规律，侵蚀天数 为120d时抗压强度最大. 210 (2)纤维锂渣混凝土试块裂缝分布具有分形 200 特征，试块表面裂缝分形维数随侵蚀天数的增加 呈现先增加后减少再增加的规律，裂缝分形维数 190 随立方体试块抗压强度的增加而减少 180 -PC (3)混凝土大偏心受压柱破坏时表面裂缝具 4一PLiC 有明显的分形特征，构件破坏时表面裂缝分形维 17 0 30 60 90 120150 数与构件侵蚀天数的关系呈现震荡上升的趋势， Time/d 分形维数随构件极限承载力的增加呈现下降趋 图12构件极限承载力与侵蚀天数 Fig.12 Ultimate bearing capacity and erosion days of members 势，因此可将分形维数作为衡量构件损伤的指标， 为今后预测在役混凝土结构损伤和寿命预测提供 1.35 参考 参考文献 [1]Han Y D,Liu C,Wang Z B,et al.Uniaxial compressive behavior of ECC under sulfate erosion in drying-wetting cycles.J Build Mater,2020,23(4):846 (韩宇栋，刘畅，王振波，等.硫酸盐干湿循环下ECC的轴压力学 1.15 一PC ◆一PLiC 行为.建筑材料学报，2020,23(4)：846) 1.10 [2] Zhang Z Y,Zhou J T,Zou Y,et al.Effect of sulfate attack on the 30 60 90 120 150 Time/d shear performance of concrete.China Civil Eng J,2020,53(7):64 图13侵蚀天数与分形维数的关系 (张中亚，周建庭，邹杨，等.硫酸盐侵蚀对混凝土抗剪性能的影 Fig.13 Relationship between erosion days and fractal dimension 响.土木工程学报，2020,53(7)：64) [3] Wee T H,Suryavanshi A K,Wong S F,et al.Sulfate resistance of 随构件极限承载力的提高呈下降趋势，可通过在 concrete containing mineral admixtures.ACI Mater J.2000, 役构件表面裂缝分形维数预测构件极限承载力， 97(5):536 进而对构件进行损伤评价，但由于数据量不足，相 [4] Mangat P S,Khatib J M.Influence of fly-ash,silica fume,and slag 关研究内容有待进一步开展 on sulfate resistance of concrete.ACI Mater,1993,9(5):542 [5] Bai W F,Liu L A,Guan J F,et al.The constitutive model of concrete subjected to sulfate attack based on statistical damage 1.35 theory.Eng Mech,2019,36(2):66 (白卫峰，刘霖艾，管俊峰，等.基于统计损伤理论的硫酸盐侵蚀 ◆ 混凝土本构模型研究.工程力学，2019,36(2)：66) [6]Kou J L,Liu FF,Zhao DD,et al.Experimental study on resistance to sulfate attack of active powder concrete under normal 1.20 ◆ temperature curing condition.J Nat Disast,2020,29(3):76 1.15 (寇佳亮，刘菲菲，赵丹丹，等.常温养护条件下活性粉末混凝土 ◆ ◆ 抗硫酸盐侵蚀性能试验研究.自然灾害学报，2020,29(3)：76) 0 180190200210 220 [7] ShiL Xie D.Wang X M,et al.Effect of liquid erosion inhibitor Ultimate bearing capacity/kN on water absorption and salt crystallization resistance of concrete. 图14分形维数与极限承载力的关系 Materi Rev,2020,34(14):14093 Fig.14 Relationship between fractal dimension and ultimate bearing (石亮，谢德擎，王学明，等，抗侵蚀抑制剂对混凝土吸水性能及 capacity 抗盐结品性能的影响.材料导报，2020,34(14)：14093) [8] Li B X,Fang Q.Fang P.Durability of high-volume mineral 5结论 admixture concrete half immersed in sodium sulfate solution.J Harbin Eng Univ,2020,41(6):892 (1)部分锂渣取代水泥后可提高混凝土抗压 (李北星，方晴，方鹏.大掺量穆合料混凝土半浸泡于硫酸盐溶 强度，随侵蚀天数的增加，PC和PLiC立方体试块 液中的耐久性.哈尔滨工程大学学报，2020,41(6)：892)随构件极限承载力的提高呈下降趋势，可通过在 役构件表面裂缝分形维数预测构件极限承载力， 进而对构件进行损伤评价，但由于数据量不足，相 关研究内容有待进一步开展. 170 180 190 200 210 220 1.10 1.35 Fractal dimension/Df Ultimate bearing capacity/kN 1.20 1.30 1.25 1.15 图 14    分形维数与极限承载力的关系 Fig.14     Relationship  between  fractal  dimension  and  ultimate  bearing capacity 5    结论 （1）部分锂渣取代水泥后可提高混凝土抗压 强度，随侵蚀天数的增加，PC 和 PLiC 立方体试块 的抗压强度呈现先增加后降低的规律，侵蚀天数 为 120 d 时抗压强度最大. （2）纤维锂渣混凝土试块裂缝分布具有分形 特征，试块表面裂缝分形维数随侵蚀天数的增加 呈现先增加后减少再增加的规律，裂缝分形维数 随立方体试块抗压强度的增加而减少. （3）混凝土大偏心受压柱破坏时表面裂缝具 有明显的分形特征，构件破坏时表面裂缝分形维 数与构件侵蚀天数的关系呈现震荡上升的趋势， 分形维数随构件极限承载力的增加呈现下降趋 势，因此可将分形维数作为衡量构件损伤的指标， 为今后预测在役混凝土结构损伤和寿命预测提供 参考. 参    考    文    献 Han Y D, Liu C, Wang Z B, et al. Uniaxial compressive behavior of  ECC  under  sulfate  erosion  in  drying-wetting  cycles. J Build Mater, 2020, 23（4）: 846 （韩宇栋, 刘畅, 王振波, 等. 硫酸盐干湿循环下ECC的轴压力学 行为. 建筑材料学报, 2020, 23（4）：846） [1] Zhang Z Y, Zhou J T, Zou Y, et al. Effect of sulfate attack on the shear performance of concrete. China Civil Eng J, 2020, 53（7）: 64 （张中亚, 周建庭, 邹杨, 等. 硫酸盐侵蚀对混凝土抗剪性能的影 响. 土木工程学报, 2020, 53（7）：64） [2] Wee T H, Suryavanshi A K, Wong S F, et al. Sulfate resistance of concrete  containing  mineral  admixtures. ACI Mater J,  2000, 97（5）: 536 [3] Mangat P S, Khatib J M. Influence of fly-ash, silica fume, and slag on sulfate resistance of concrete. ACI Mater J, 1993, 92（5）: 542 [4] Bai  W  F,  Liu  L  A,  Guan  J  F,  et  al.  The  constitutive  model  of concrete  subjected  to  sulfate  attack  based  on  statistical  damage theory. Eng Mech, 2019, 36（2）: 66 （白卫峰, 刘霖艾, 管俊峰, 等. 基于统计损伤理论的硫酸盐侵蚀 混凝土本构模型研究. 工程力学, 2019, 36（2）：66） [5] Kou  J  L,  Liu  F  F,  Zhao  D  D,  et  al.  Experimental  study  on resistance to sulfate attack of active powder concrete under normal temperature curing condition. J Nat Disast, 2020, 29（3）: 76 （寇佳亮, 刘菲菲, 赵丹丹, 等. 常温养护条件下活性粉末混凝土 抗硫酸盐侵蚀性能试验研究. 自然灾害学报, 2020, 29（3）：76） [6] Shi L, Xie D, Wang X M, et al. Effect of liquid erosion inhibitor on water absorption and salt crystallization resistance of concrete. Materi Rev, 2020, 34（14）: 14093 （石亮, 谢德擎, 王学明, 等. 抗侵蚀抑制剂对混凝土吸水性能及 抗盐结晶性能的影响. 材料导报, 2020, 34（14）：14093） [7] Li  B  X,  Fang  Q,  Fang  P.  Durability  of  high-volume  mineral admixture  concrete  half  immersed  in  sodium  sulfate  solution. J Harbin Eng Univ, 2020, 41（6）: 892 （李北星, 方晴, 方鹏. 大掺量掺合料混凝土半浸泡于硫酸盐溶 液中的耐久性. 哈尔滨工程大学学报, 2020, 41（6）：892） [8] 0 30 60 90 120 150 170 220 UItimate bearing capacity/kN Time/d 190 210 200 180 PLiC PC 图 12    构件极限承载力与侵蚀天数 Fig.12    Ultimate bearing capacity and erosion days of members 0 30 60 90 120 150 1.10 1.35 Fractal dimension/Df Time/d 1.20 1.30 1.25 1.15 PLiC PC 图 13    侵蚀天数与分形维数的关系 Fig.13    Relationship between erosion days and fractal dimension 张广泰等： 硫酸盐侵蚀作用下纤维锂渣混凝土裂缝的分形特征 · 215 ·