混凝土开裂成为工程中普遍存在的问题,而收缩是导致混凝土开裂的重要原因。为了增强混凝土抵抗开裂的能力,减小混凝土收缩,均采用掺加纤维的方法。本文考虑到经济性等因索,比较了掺加聚丙烯脑微细纤维、聚丙烯网状纤维和钢纤维三种不同种类纤维在较低掺t下对混凝土收缩性能的限制作用,并对纤维在混凝土中限制收缩机理作出了解释,同时应用ACI提出的收缩预测公式推导出评价馄凝土早期收缩性能参数。

      由于原材料的价廉易得,强度等级灵活等突出优点使得水泥混凝土成为世界上用量最大的建筑材料。但随着大量的工程应用,普通水泥混凝土逐渐暴露出抗拉强度低、体积稳定性差、抗冲击性能差以及脆性较大等缺点。正是这些不足导致混凝土开裂成为工程应用中的普遍间题,不少混凝土整体结构的损坏往往是裂缝扩展的结果。混凝土裂缝的存在使混凝土结构构件承载能力降低,挠度增大,同时它也是侵蚀性介质向混凝土基体渗透、迁移的通道,严重影响混凝土结构的耐久性。
       混凝土收缩是导致混凝土开裂的重要原因。这主要是因为硬化成型后的混凝土在水泥继续水化、水分的迁移等作用下要产生收缩。在实际工程应用中,混凝土构件要受到各种约束,因此限制了混凝土的收缩,在混凝土内就会产生应力。当应力超过材料本身的极限应力时,混凝土就会产生裂缝。混凝土的收缩裂缝阻碍和限制了混凝土在结构工程上更广泛的应用。

      为了解决混凝土的收缩开裂问题,国内外众多学者均采用在混凝土中加人某种纤维来改善其收缩性能。例如:掺加2纬体积掺量的钢纤维混凝土28d收缩比相同条件下素混凝土减少33.3%,掺加1%体积掺量的3mm碳纤维水泥浆14d收缩比同等条件水泥浆减少48%,单独掺加聚丙烯纤维可以有效改善混凝土的塑性收缩但是对混凝土干缩影响不大,混掺1%体积掺量钢纤维和聚丙烯混凝土收缩则与相同条件下的素混凝土几乎没有区别。上述研究都是在较大掺量条件下对混凝土收缩性能予以改进,但是在实际工程应用中,我们对聚丙烯精纤维、聚丙烯网状纤维以及钢纤维等三种常用的纤维在较低掺t下对混凝土收缩性能予以比较,同时对纤维限制混凝土收缩的作用机理做了进一步的探讨。并且依据ACI预测混凝土干缩公式,推导得到一个反映混凝土早期收缩性能参数,可以根据这一参数对混凝土早期收缩性能指标化。
      国内外很多研究纤维在混凝土中作用主要表现在纤维在基体中的网络结构,但是笔者认为纤维对混凝土收缩的限制作用主要有两方面原因:一方面是纤维在混凝土基体中能够形成均匀分布的、互相搭接的、间距较小的纤维网络,所以当基体因失水收缩而引起收缩应力时,大量互相搭接的纤维网络起到了分散应力的作用,从而了提高额混凝土的限缩能力,这一方面因素主要取决于纤维在混凝土基体中分散状况、纤维直径、掺量和纤维根数;另一方面是在纤维混凝土中不仅起到一个分散应力的作用,同时还承担收缩应力,因此如果纤维的刚性越大,即弹性模量越大,可承担的应力越大,对分布在纤维网格中基体的限制作用越强,从而上限制了整个混凝土的干缩。而纤维对混凝土收缩的限制取决于两方面作用的组合,理论上认为:具有较高弹性模量的微细纤维对混凝土收缩的限制作用最为明显。
      针对混凝土收缩的限制作用取决于纤维的网络作用和弹性模量的组合效应。但是这种组合效应并不是两者单纯的相加,是网络作用与弹性模量的协调结果。
  

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