为了改善普通混凝土抗拉强度低 、极限应变小、抗冲击性差 、脆性大、易开裂等缺点,满足对混凝土高强度高韧性的要求 ,近年来, 通过在高性能混凝土中掺入短切聚丙烯网状纤维改善其上述缺点正受到广泛重视 。聚丙烯网状纤维是较早进行研究并已用于混凝土的聚合物纤维之一,它通过大量吸收能量,大幅度提高水泥混凝土抗裂能力及改善抗冲击性能,并改进混凝土的整体性 ,除低弹模高延性特点外,聚丙烯网状纤维还有与水泥基体相容性好,能经受水泥水化产物的侵蚀而自身不受损,耐久性能好,价格低廉,不吸水等优点。聚丙烯网状纤维在水泥混凝土中已得到大量应用,在许多工程中取得明显的效益。聚丙烯网状纤维目前已广泛应用于中国和世界许多国家的主要工程之中。

  为了研究聚丙烯纤维混凝土在工程中的耐久性,有必要搞清其抗渗及抗 Cl-1离于渗透能力。我们选用鼎强聚丙烯网状纤维配制纤维混凝土,研究纤维混凝土的抗渗及 C1 -1离子渗透系数与纤维掺量的关系,以及掺硅灰对纤维混凝土抗渗及 Cl-1离子渗透系数的影响。
  各种配合比纤维增韧混凝土的强度见表 3 。由表中结果表明,在水泥基聚丙烯纤维复合材料掺加硅灰时,混凝土抗压 、抗折强度随硅灰掺量增加而提高 。但抗折强度提高幅度大于抗压强度提高幅度。由此可见在高性能混凝土掺加网状聚丙烯纤维可以降低高性能混凝土的脆度。通过对纤维增韧高性能混凝土的力学性能测定 ,并结合市政工程混凝土的应用环境及具体要求 ,我们对各种网状纤维掺量的混凝土进行抗冻试验、抗硫酸盐和 Cl-1离子渗透系数试验。并以此为基础,进一步探讨聚丙烯纤维对混凝土抗渗 、 Cl1离子渗透系数影响以及对耐久性的影响。
表 3 高性能水泥基聚丙烯纤维网复合材料强度
样品    SF     PFM Volume   抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa)
编号  (w t)%          %            R3        R28      R3      R28
 1          0              0              36.9     63.4      5.31   8.53
 2          5              0              43.0     73.9      5.45   9.05
 3         10             0              47.5     82.4      6.06   9.82
 4          0              0.1           29.3     60.8      5.36   8.59
 5          5              0.1           29.9     61.3      5.33   8.72
 6         10             0.1           32.4     66.9      5.45   9.25
 7          0              0.15         38.4     68.5      6.08   9.35
 8          5              0.15         39.9     77.7      6.28   11.02
 9         10             0.15         47.4     82.3      7.55   12.52

  各掺量网状纤维混凝土抗渗试验结果见图 1 。由图中实验结果可以发现 , 随着网状聚丙烯纤维掺量增加,混凝土的渗水高度随之增加。这是由于纤维的加入增加混凝土中的界面 , 从而导致混凝土孔隙率提高的缘故。在纤维增韧混凝土中掺加硅灰可以明显降低混凝土的渗水高度 。由图中结果可知, 当硅灰掺量从0 %～ 10 %,纤维增韧混凝土的渗水高度从 113mm 降低到 28mm 。
a.在普通混凝土中掺加网状聚丙烯纤维会提高混凝土的 Cl-1离子渗透系数和降低其抗渗能力。
b.在纤维增韧混凝土中双掺粉煤灰和硅灰可以大幅度降低混凝土的 Cl-1离子渗透系数和提高其抗渗能力。
c.在纤维增韧混凝土中双掺粉煤灰和硅灰 ,可以有效地提高混凝土的密实度, 降低混凝土的渗透率 ,这是混凝土耐久性得以改善的主要原因, 而掺加网状聚丙烯纤维可以提高混凝土的抗冲击性能以及降低混凝土脆度。

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