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摘 要：本研究针对不同环境对混凝土的性能影响展开研究，较全面的分析了目前实际工程中的问题。
关键词：特殊环境;混凝土;性能;分析
1 低温环境对混凝土性能的影响
混凝土作为工程建设中不可缺少的建筑材料，面对各种恶劣环境的挑战已经无法避免。我国北方地区气候寒冷，高温或低温混凝土性能的影响是非常巨大的。在负温环境下，随着温度降低，低温对混凝土徐变和收缩的综合影响是不确定的，混凝土的轴心抗压强度和弹性模量不断增大。因为混凝土内部水分凝结形成的冰参与了内部受力。但是低温同样对早期混凝土强度有负面影响，低温减缓了混凝土内部水泥的水化作用，导致早期强度减弱。对混凝土耐久性下降的最大影响之一是温度。有研究描述了保护混凝土免受温度影响的方法。进行的实验室试验表明，温度降低对抗压强度的增加有负面影响。与参考混凝土相比，抗压强度下降最大的是由水泥CEMⅱ/BV 32.5R制成的混凝土，在+18℃的水中熟化2小时，一旦在空气中冻结至-8℃，下降52.3 %。对试验结果进行分析后发现，负温对新拌混凝土的影响在任何情况下都是有害的，尽管这种危害程度不同。因此，有必要保护年轻混凝土免受这种天气条件的影响。
2 干燥大温差环境对混凝土性能的影响
在干燥过程中，混凝土的含水量从完全饱和到完全干燥不等。混凝土的孔隙率随温度而增加。高温下孔隙率的变化以压汞孔隙率法和N 2吸附法为特征。含水量和孔隙率的变化导致混凝土强度的变化。我国西部地区气候普遍具有干燥和温差大的环境特征。在混凝土浇筑后的养护期间，由于外界环境温度的剧烈变化和水泥水化作用放热，导致混凝土构件内外温度分布不均匀，引起构件变形，当变形受到约束，构件内部便会产生相应的应力，当应力大于构件自身的抗拉强度时，构件便會产生裂缝。在干燥环境下，混凝土构件表面水分蒸发同样较快，在水泥水化作用不够充分的条件下，混凝土中各种材料的结合不足，结构松散，抗渗性差，孔隙率大，构件的强度受到极大的影响。
3 酸环境对混凝土性能的影响
各种酸性环境对混凝土的力学性能同样有较大的影响，随着大量资源的消耗和污染的加重，大气中各种硫氧化物和氮氧化物的含量高居不下，随之产生的酸性降雨对建筑物混凝土耐久性和力学性能有着较大的影响。以硫酸对混凝土性能的影响为例。将在标准溶液下养护3d龄期的混凝土浸泡在不同浓度的硫酸溶液中，随着硫酸溶液浓度的增大，混凝土试块的抗压强度不断减小，随着硫酸侵蚀龄期的增长，混凝土试块的抗压强度整体呈先增大后减小的趋势。侵蚀溶液随着混凝土毛细结构渗入其中，与水泥等胶凝材料发生化学反应，生成硫酸钙等盐类物质溶解在溶液中，导致水泥的劣化程度不断增大而最终影响混凝土的力学性能。
4 水环境对混凝土力学性能的影响
我国江海密布，道路桥梁的架设离不开水环境。桥梁的墩柱或者海底隧道的混凝土构件需要长期经受水流的冲刷影响，混凝土构件本身带有丰富的毛细结构，容易吸收水分，产生较大的膨胀应力，致使构件破坏的同时，又加速了水分的进入，所有基于渗透性的耐久性性能都受到水环境的影响。在水流的冲刷下，构件的抗渗性遭到破坏，其本身带有的孔隙也在冲刷作用下不断扩大，水体中复杂的对流环境和压强因素使得混凝土构件受到了极为复杂的应力作用
5 侵蚀环境对混凝土力学性能的影响
我国国土面积广袤，例如甘肃新疆等地区存在的侵蚀环境对混凝土力学性能有着非常大的影响，侵蚀环境会对混凝土的内部结构造成损坏，产生裂缝，这些裂缝往往会随着时间的推移而扩展和增加。当水渗透时，这会带来失效的风险，腐蚀钢筋会缩短混凝土的寿命。具体的侵蚀类型包括硫酸盐侵蚀、盐类结晶侵蚀、酸性侵蚀、二氧化碳侵蚀和镁盐侵蚀。这些地区的土壤类型以盐渍土为主。当这些盐类进入混凝土空隙中不断积聚，随着时间推移，导致混凝土发生盐类膨胀破坏，孔隙率增大，结构完整性遭到破坏，轴心抗压强度。钢筋的破坏也使得混凝土构件的抗弯抗压性能下降。也有研究为了模拟混凝土的侵蚀环境，测量了碱水解前后纤维的直径、机械性能和回潮率等性能。利用扫描电镜和红外光谱对碱水解可能导致的纤维降解进行了评估。纤维以0.55%的相同纤维体积分数用于混凝土。将碳纤维固化28天，并测量抗压、抗拉和抗弯强度。结果表明，在侵蚀环境处理初期，涤纶纤维发生了严重的失重，但超过一定时间后，失重率增加，减缓。同时，盐渍土发布地区气候较为干旱，风沙侵蚀情况也较为严重，混凝土表面在风沙的撞击下，剥落脱离，给盐类化学侵蚀创造了良好的条件。两大因素互相作用，混凝土的耐久性受到非常大的影响。.
6 混凝土性能得以改善的方法
已有研究引入聚乙烯醇纤维来改善橡胶混凝土的性能，聚乙烯醇纤维颗粒用碱溶液预处理以增强与水泥浆的界面结合。基于细骨料的体积（15%、20%和25%）和选定的纤维含量（基于混合物总体积的0.5%），制备具有不同细骨料替代率的纤维增强橡胶混凝土样品。对于这些样品，评估机械性能，包括抗压强度、弯曲性能和断裂能，以与对照样品进行比较。结果表明，纤维增强试样能大大提高开裂后的拉伸和断裂能。电阻率测试结果表明，纤维增强橡胶混凝土的渗透性降低。研究了碱-硅反应膨胀、干燥收缩和抗冻融性能，并与对照样品进行了比较。通过橡胶应力释放和纤维裂纹桥接，提高了耐久性。因此，聚乙烯醇纤维增强橡胶混凝土可以提高结构施工用胶凝材料的耐久性和延展性，还可以促进废橡胶再循环成胶凝材料。
参考文献
[1]武越锋，马昆林，黄正华，傅熙，李文旭.酸性环境对不同材料组成混凝土侵蚀深度的试验研究[J].中外公路，2019，39（04）：224-228.
[2]Ahmed A.Abouhussien，Assem A.A.Hassan.Classification of damage in self-consolidating rubberized concrete using acoustic emission intensity analysis[J].Ultrasonics，2020，100.
[3]Juan Carlos Quezada，Cyrille Chazallon.Complex modulus modeling of asphalt concrete mixes using the Non-Smooth Contact Dynamics method[J].Computers and Geotechnics，2020，117.
作者简介：
蔡耀（1999-），浙江台州人，土木工程专业，本科生。
关键词：特殊环境;混凝土;性能;分析
1 低温环境对混凝土性能的影响
混凝土作为工程建设中不可缺少的建筑材料，面对各种恶劣环境的挑战已经无法避免。我国北方地区气候寒冷，高温或低温混凝土性能的影响是非常巨大的。在负温环境下，随着温度降低，低温对混凝土徐变和收缩的综合影响是不确定的，混凝土的轴心抗压强度和弹性模量不断增大。因为混凝土内部水分凝结形成的冰参与了内部受力。但是低温同样对早期混凝土强度有负面影响，低温减缓了混凝土内部水泥的水化作用，导致早期强度减弱。对混凝土耐久性下降的最大影响之一是温度。有研究描述了保护混凝土免受温度影响的方法。进行的实验室试验表明，温度降低对抗压强度的增加有负面影响。与参考混凝土相比，抗压强度下降最大的是由水泥CEMⅱ/BV 32.5R制成的混凝土，在+18℃的水中熟化2小时，一旦在空气中冻结至-8℃，下降52.3 %。对试验结果进行分析后发现，负温对新拌混凝土的影响在任何情况下都是有害的，尽管这种危害程度不同。因此，有必要保护年轻混凝土免受这种天气条件的影响。
2 干燥大温差环境对混凝土性能的影响
在干燥过程中，混凝土的含水量从完全饱和到完全干燥不等。混凝土的孔隙率随温度而增加。高温下孔隙率的变化以压汞孔隙率法和N 2吸附法为特征。含水量和孔隙率的变化导致混凝土强度的变化。我国西部地区气候普遍具有干燥和温差大的环境特征。在混凝土浇筑后的养护期间，由于外界环境温度的剧烈变化和水泥水化作用放热，导致混凝土构件内外温度分布不均匀，引起构件变形，当变形受到约束，构件内部便会产生相应的应力，当应力大于构件自身的抗拉强度时，构件便會产生裂缝。在干燥环境下，混凝土构件表面水分蒸发同样较快，在水泥水化作用不够充分的条件下，混凝土中各种材料的结合不足，结构松散，抗渗性差，孔隙率大，构件的强度受到极大的影响。
3 酸环境对混凝土性能的影响
各种酸性环境对混凝土的力学性能同样有较大的影响，随着大量资源的消耗和污染的加重，大气中各种硫氧化物和氮氧化物的含量高居不下，随之产生的酸性降雨对建筑物混凝土耐久性和力学性能有着较大的影响。以硫酸对混凝土性能的影响为例。将在标准溶液下养护3d龄期的混凝土浸泡在不同浓度的硫酸溶液中，随着硫酸溶液浓度的增大，混凝土试块的抗压强度不断减小，随着硫酸侵蚀龄期的增长，混凝土试块的抗压强度整体呈先增大后减小的趋势。侵蚀溶液随着混凝土毛细结构渗入其中，与水泥等胶凝材料发生化学反应，生成硫酸钙等盐类物质溶解在溶液中，导致水泥的劣化程度不断增大而最终影响混凝土的力学性能。
4 水环境对混凝土力学性能的影响
我国江海密布，道路桥梁的架设离不开水环境。桥梁的墩柱或者海底隧道的混凝土构件需要长期经受水流的冲刷影响，混凝土构件本身带有丰富的毛细结构，容易吸收水分，产生较大的膨胀应力，致使构件破坏的同时，又加速了水分的进入，所有基于渗透性的耐久性性能都受到水环境的影响。在水流的冲刷下，构件的抗渗性遭到破坏，其本身带有的孔隙也在冲刷作用下不断扩大，水体中复杂的对流环境和压强因素使得混凝土构件受到了极为复杂的应力作用
5 侵蚀环境对混凝土力学性能的影响
我国国土面积广袤，例如甘肃新疆等地区存在的侵蚀环境对混凝土力学性能有着非常大的影响，侵蚀环境会对混凝土的内部结构造成损坏，产生裂缝，这些裂缝往往会随着时间的推移而扩展和增加。当水渗透时，这会带来失效的风险，腐蚀钢筋会缩短混凝土的寿命。具体的侵蚀类型包括硫酸盐侵蚀、盐类结晶侵蚀、酸性侵蚀、二氧化碳侵蚀和镁盐侵蚀。这些地区的土壤类型以盐渍土为主。当这些盐类进入混凝土空隙中不断积聚，随着时间推移，导致混凝土发生盐类膨胀破坏，孔隙率增大，结构完整性遭到破坏，轴心抗压强度。钢筋的破坏也使得混凝土构件的抗弯抗压性能下降。也有研究为了模拟混凝土的侵蚀环境，测量了碱水解前后纤维的直径、机械性能和回潮率等性能。利用扫描电镜和红外光谱对碱水解可能导致的纤维降解进行了评估。纤维以0.55%的相同纤维体积分数用于混凝土。将碳纤维固化28天，并测量抗压、抗拉和抗弯强度。结果表明，在侵蚀环境处理初期，涤纶纤维发生了严重的失重，但超过一定时间后，失重率增加，减缓。同时，盐渍土发布地区气候较为干旱，风沙侵蚀情况也较为严重，混凝土表面在风沙的撞击下，剥落脱离，给盐类化学侵蚀创造了良好的条件。两大因素互相作用，混凝土的耐久性受到非常大的影响。.
6 混凝土性能得以改善的方法
已有研究引入聚乙烯醇纤维来改善橡胶混凝土的性能，聚乙烯醇纤维颗粒用碱溶液预处理以增强与水泥浆的界面结合。基于细骨料的体积（15%、20%和25%）和选定的纤维含量（基于混合物总体积的0.5%），制备具有不同细骨料替代率的纤维增强橡胶混凝土样品。对于这些样品，评估机械性能，包括抗压强度、弯曲性能和断裂能，以与对照样品进行比较。结果表明，纤维增强试样能大大提高开裂后的拉伸和断裂能。电阻率测试结果表明，纤维增强橡胶混凝土的渗透性降低。研究了碱-硅反应膨胀、干燥收缩和抗冻融性能，并与对照样品进行了比较。通过橡胶应力释放和纤维裂纹桥接，提高了耐久性。因此，聚乙烯醇纤维增强橡胶混凝土可以提高结构施工用胶凝材料的耐久性和延展性，还可以促进废橡胶再循环成胶凝材料。
参考文献
[1]武越锋，马昆林，黄正华，傅熙，李文旭.酸性环境对不同材料组成混凝土侵蚀深度的试验研究[J].中外公路，2019，39（04）：224-228.
[2]Ahmed A.Abouhussien，Assem A.A.Hassan.Classification of damage in self-consolidating rubberized concrete using acoustic emission intensity analysis[J].Ultrasonics，2020，100.
[3]Juan Carlos Quezada，Cyrille Chazallon.Complex modulus modeling of asphalt concrete mixes using the Non-Smooth Contact Dynamics method[J].Computers and Geotechnics，2020，117.
作者简介：
蔡耀（1999-），浙江台州人，土木工程专业，本科生。