混凝土開裂成為工程中普遍存在的問題,而收縮是導致混凝土開裂的重要原因。為了增強混凝土抵抗開裂的能力,減小混凝土收縮,均采用摻加聚丙烯纖維的方法。摻加聚丙烯腦微細纖維、聚丙烯網狀纖維和鋼纖維三種不同種類纖維在較低對混凝土收縮性能的限制作用,并對纖維在混凝土中限制收縮機理作出了解釋,同時應用ACI提出的收縮預測公式推導出評價餛凝土早期收縮性能參數。

由于原材料的價廉易得,強度等級靈活等突出優(yōu)點使得水泥混凝土成為世界上用量最大的建筑材料。但隨著大量的工程應用,普通水泥混凝土逐漸暴露出抗拉強度低、體積穩(wěn)定性差、抗沖擊性能差以及脆性較大等缺點。正是這些不足導致混凝土開裂成為工程應用中的普遍間題,不少混凝土整體結構的損壞往往是裂縫擴展的結果?；炷亮芽p的存在使混凝土結構構件承載能力降低,撓度增大,同時它也是侵蝕性介質向混凝土基體滲透、遷移的通道,嚴重影響混凝土結構的耐久性?；炷潦湛s是導致混凝土開裂的重要原因。這主要是因為硬化成型后的混凝土在水泥繼續(xù)水化、水分的遷移等作用下要產生收縮。在實際工程應用中,混凝土構件要受到各種約束,因此限制了混凝土的收縮,在混凝土內就會產生應力。當應力超過材料本身的極限應力時,混凝土就會產生裂縫?；炷恋氖湛s裂縫阻礙和限制了混凝土在結構工程上更廣泛的應用。

為了解決混凝土的收縮開裂問題,國內外眾多學者均采用在混凝土中加人某種纖維來改善其收縮性能。例如:摻加2緯體積摻量的鋼纖維混凝土28d收縮比相同條件下素混凝土減少33.3%,摻加1%體積摻量的3mm碳纖維水泥漿14d收縮比同等條件水泥漿減少48%,單獨摻加聚丙烯纖維可以有效改善混凝土的塑性收縮但是對混凝土干縮影響不大,混摻1%體積摻量鋼纖維和聚丙烯混凝土收縮則與相同條件下的素混凝土幾乎沒有區(qū)別。上述研究都是在較大摻量條件下對混凝土收縮性能予以改進,但是在實際工程應用中,我們對聚丙烯精纖維、聚丙烯網狀纖維以及鋼纖維等三種常用的纖維在較低摻t下對混凝土收縮性能予以比較,同時對纖維限制混凝土收縮的作用機理做了進一步的探討。并且依據ACI預測混凝土干縮公式,推導得到一個反映混凝土早期收縮性能參數,可以根據這一參數對混凝土早期收縮性能指標化。

國內外很多研究纖維在混凝土中作用主要表現(xiàn)在纖維在基體中的網絡結構,但是筆者認為纖維對混凝土收縮的限制作用主要有兩方面原因:一方面是纖維在混凝土基體中能夠形成均勻分布的、互相搭接的、間距較小的纖維網絡,所以當基體因失水收縮而引起收縮應力時,大量互相搭接的纖維網絡起到了分散應力的作用,從而了提高額混凝土的限縮能力,這一方面因素主要取決于纖維在混凝土基體中分散狀況、纖維直徑、摻量和纖維根數;另一方面是在纖維混凝土中不僅起到一個分散應力的作用,同時還承擔收縮應力,因此如果纖維的剛性越大,即彈性模量越大,可承擔的應力越大,對分布在纖維網格中基體的限制作用越強,從而上限制了整個混凝土的干縮。而纖維對混凝土收縮的限制取決于兩方面作用的組合,理論上認為:具有較高彈性模量的微細纖維對混凝土收縮的限制作用最為明顯。針對混凝土收縮的限制作用取決于纖維的網絡作用和彈性模量的組合效應。但是這種組合效應并不是兩者單純的相加,是網絡作用與彈性模量的協(xié)調結果。

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