网状聚丙烯纤维对混凝土渗透性影响研究

　　混凝土网状聚丙烯纤维对混凝土渗透性影响研究瑛斌峰家孙陆栾（上海政工程研究院）（崇明县建设委员会）（上海市市政工程研究院）〔提要」研宄了网状聚丙烯纤维对混凝土渗透性变化影响，以及掺加硅灰对纤维混凝土渗透性的变化规律。试验结果表明，在普通混凝土中掺加网状聚丙烯纤维会增加混凝土的渗透率，而在纤维增韧混凝土中掺加硅灰可以明显提高材料的抗渗性和降低Cr1离子渗透性，从而显著改善混凝土的耐久性能。

　　网状聚丙烯纤维渗透性耐久性混凝土力学性能前言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纤维改善其上述缺点正受到广泛重视w.聚丙烯纤维是较早进行研究并己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。聚丙烯纤维在水泥混凝土中己得到大量应用，在许多工程中取得明显的效益。美国Fibermesh网状聚丙烯纤维目前己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Cr1离于渗透能力。本文选用美国生产的Fibermesh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C厂1离子渗透系数的影响。

　　2实验方法1试验用原材料水泥：采用三航局小野田水泥有限公司生产的江南牌525普通硅酸盐水泥。活性掺合料：采用华联外加剂厂生产的磨细粉煤灰和硅灰，其化学成分列于表1.外加剂：SN-高效减水剂。上海五四助剂厂生产。集料：砂为中粗砂，细度模数2.8；石料采用5 ~8mm的石英石。纤维：米用美国生产的Fibermesh网状聚丙烯纤维，性能见表2.化学成分烧失量重量百分比表2聚丙烯纤维的物理性能吸水率无比重纤维长度（mm）融化温度（°c）燃点（°导电率低热导率低耐酸碱性高抗拉强度弹性模量（MPa）2.2试验方法纤维强混凝土成型及抗压、抗折强度按GB80- 85普通混凝土拌和物性能试验方法；GB81-85普通混凝土力学性能试验方法；C56r84掺减水剂混凝土试验方法进行。分别测定其3天、28天抗折、抗压强度。

　　另一部分试件制成80mm、高32mm的圆柱状，在标准养护室内养护至28天测定其氯离子渗透系数，测试方法采用电导率法。抗冻性按T270-98规定进行。抗渗性能参照GB82-85规定进行，试件为上下底面直径各为175mm和185mm、高度为150mm的圆台体试件养护方法同力学性能测定的立方体试件。

　　结果与讨论各种配合比纤维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Cl1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SFPFMVolume抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）编号（wt）3.1聚丙烯纤维对混凝土抗渗影响bookmark3各掺量网状纤维混凝土抗渗试验结果见。由图中实验结果可以发现，随着网状聚丙烯纤维掺量加，混凝土的渗水高度随之加。这是由于纤维的加入加混凝土中的界面，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%，纤维韧混凝土的渗水高度从113mm降聚丙烯纤维对混凝土氯离子渗透系数的影响3.3聚丙烯纤维增韧混凝土渗透性对耐久性影响3.3.1混凝土抗冻性能从表4的抗冻性能试验结果可知，经过50次和100次冻融循环，纤维韧高性能混凝土试样与普通基准混凝土相比其重量损失和强度损失均大为减少。表4混凝土抗冻性实验结果重量变化品种初始重量冻融50次冻融100次（kg）重量（kg）变化率重量（kg）变化率普通混凝土2.4882435-0.532431-1.7纤维韧高强度变化率品种冻融50次冻融100次抗折抗压抗折抗压普通混凝土-0.63-2.01-158-2.7纤维增韧高性能混凝土-0.普通基准混凝土经冻融循环后，抗压强度变化不大，但抗折强度明显下降；双掺硅灰和粉煤灰的纤维混凝土试样均未明显下降，说明纤维韧高性能混凝土具有很强的抗冻性。

　　2抗硫酸盐侵蚀能力各种涵疑土受硫酸盐侵蚀后臌张测i吉果见。

　　聚丙烯纤维对混凝土抗渗性能的影响3.2聚丙烯纤维对混凝土cr1离子渗透系数影响是普通纤维增韧混凝土和掺硅灰纤维增韧混凝土的C厂1离子渗透性试验结果。由图中结果可知：在素混凝土中掺加聚丙烯纤维，混凝土的氯离子渗透系数明显加大，并随聚丙烯纤维掺量加而加。在掺硅灰高性能混凝土中掺加聚丙烯纤维可以明显降低混凝土的氯离子渗透系数，并且在含有10%硅灰混凝土样品中随聚丙烯纤维掺量加混凝土氯离子渗透系数减小，这是由于掺硅灰高性能混凝土的浆体对纤维的亲和性所造成。

　　试件在5%Na2S4溶液中的长度变化由图中结果可知，经5%（质量分数）Na2S4溶液侵蚀后，纤维韧高性能混凝土和基准混凝土试件都发生了膨胀。但纤维韧高性能混凝土试件比普通混凝土抗硫酸盐侵蚀能力有明显改善，这主要是由于双掺硅灰、粉煤灰混凝土结构致密及纤维约束作用的缘故。

　　33.3纤居增韧高性能混凝土渗透性对耐久性能的影响由以上的实验数据分析可知，在纤维混凝土中双掺粉煤灰和硅灰可以大幅度降低混凝土的cr1离子渗透系数，从而可以改善纤维混凝土的强度和耐久性能。但cr1离子渗透系数降低对改善混凝土强度和耐久性能程度是不同的。双掺粉煤灰和硅灰可以使混凝土cr1离子渗透系数降低一个数量级，从而使其抗冻性能提高3倍，抗硫酸盐侵蚀能力提高4倍、而强度却仅提高了14%.从这些实验的结果可以看到，大幅度提高纤维混凝土耐久性能可以通过改善混凝土渗透性能来加以实现，而提高混凝土的抗冲击性能及降低其脆度则由掺加网状聚丙烯纤维来实现。

　　4结论a在普通混凝土中掺加网状聚丙烯纤维会提高混凝土的cr1离子渗透系数和降低其抗渗能力。

　　b.在纤维韧混凝土中双掺粉煤灰和硅灰可以大幅度降低混凝土的cr1离子渗透系数和提高其抗渗能力。

　　c在纤维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。