混凝土的抗凍性是指混凝土在水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融作用而不被破壞，同時(shí)也不顯著降低強(qiáng)度的性能?；炷潦軆鋈谘h(huán)往往是導(dǎo)致混凝土劣化的主要原因?；炷潦軆鋈谧饔闷茐牡脑?，主要是由于混凝土內(nèi)部孔隙中的水，在負(fù)溫下結(jié)冰后體積膨脹造成的靜水壓力和因冰水蒸汽壓差別推動(dòng)未凍水向凍結(jié)區(qū)的遷移所造成的滲透壓力。當(dāng)這兩種壓力所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫，多次凍融使裂縫不斷擴(kuò)展直至破壞。

軌枕混凝土雖設(shè)計(jì)強(qiáng)度較高，但因軌枕混凝土屬于干硬性混凝土且需要在高溫條件下養(yǎng)護(hù)，這不可避免地造成軌枕混凝土內(nèi)部大量的微細(xì)裂紋的產(chǎn)生。因此，雖然軌枕混凝土強(qiáng)度較高，但其抗凍性能不是很理想?；炷林袚饺?a target="_blank">聚丙烯腈纖維后，由于所選用纖維的直徑非常纖細(xì)，平均直徑僅 13um，每m3 混凝土內(nèi)將含有數(shù)億根纖維。經(jīng)分析，摻纖維軌枕混凝土抗凍性能的提高主要是由于以下幾個(gè)方面綜合交互作用的結(jié)果。

（1）在蒸養(yǎng)期間，由于聚丙烯腈纖維的摻入可以降低混凝土內(nèi)部受熱膨脹造成的裂隙寬度，有效減少混凝土早期產(chǎn)生的內(nèi)部缺陷。因此，在混凝土受凍后，由于混凝土早期內(nèi)部缺陷的改善，可提高混凝土的抗凍性能。

（2）聚丙烯腈纖維的摻入可以提高混凝土硬化后的極限抗拉強(qiáng)度和韌性。因此，在混凝土受凍后，一方面由于混凝土極限抗拉強(qiáng)度和韌性的提高有效阻止了裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展；另一方面還可以防止外界水分的侵入，從而有效降低混凝土的凍脹開裂，提高混凝土的抗凍能力。

（3）聚丙烯腈纖維在混凝土拌和過程中易互相搭連，形成亂向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改變混凝土的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，并會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生少量的微小氣泡，當(dāng)混凝土硬化后，這些微小氣泡可隔斷混凝土的毛細(xì)滲水通道，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的抗凍性能。

小結(jié)：

（1）通過摻加有機(jī)聚丙烯腈纖維可大幅度提高軌枕混凝土的抗凍性能。

（2）聚丙烯腈纖維提高軌枕混凝土抗凍性能的作用機(jī)理可歸納為：聚丙烯腈的加入具有減少蒸養(yǎng)混凝土的早期內(nèi)部缺陷、降低混凝土的凍脹開裂和改善混凝土孔結(jié)構(gòu)等作用。

（3）聚丙烯腈纖維混凝土施工方便，不易結(jié)團(tuán)，混凝土預(yù)期性能受外部環(huán)境影響小，施工質(zhì)量易控制。

聚丙烯腈纖維是一種抗裂強(qiáng)度高，分散效果好，混凝土摻量為每立方米0.5-1.0kg。應(yīng)用領(lǐng)域有：橋梁工程、道路工程、水利港口工程、建筑工程、隧道地鐵工程、機(jī)場(chǎng)工程等等。

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