預(yù)加荷載下聚丙烯纖維混凝土抗?jié)B機(jī)理研究

梁寧慧，嚴(yán)如，田碩，劉新榮，許益華，郭哲奇

（1.重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045；2.山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（重慶大學(xué)），重慶 400030）

耐久性能不足是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)服役壽命銳減的主要原因之一，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的安全性和耐久性，已成為學(xué)術(shù)界和工程界重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題[1].在氯鹽環(huán)境中，混凝土構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的損傷微裂紋會(huì)成為氯離子的侵入通道，加速混凝土構(gòu)件內(nèi)鋼筋銹蝕，造成構(gòu)件耐久性能劣化[2-3].研究表明：纖維的摻入可以抑制荷載作用下混凝土裂縫的產(chǎn)生并延緩其發(fā)展，能有效提高混凝土的抗氯離子滲透性能，改善其耐久性能[4-5].聚丙烯纖維化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與混凝土材料親和性較好，具有造價(jià)低、質(zhì)輕、摩擦因數(shù)高和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在工程中得到了廣泛應(yīng)用[6].

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于聚丙烯纖維混凝土（polypropylene fiber reinforced concrete，PFRC）的抗?jié)B性能已有較多研究.徐曉雷等[7]研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)聚丙烯纖維體積摻量為0.15%時(shí)，對(duì)混凝土抗?jié)B性能提升最大.Wang等[8]研究表明：聚丙烯纖維能夠顯著提高C50 高性能混凝土的抗?jié)B性能.何亞伯等[9]研究表明：當(dāng)應(yīng)力比在0.2 以下時(shí)，氯離子擴(kuò)散系數(shù)出現(xiàn)略微下降；應(yīng)力比超過(guò)0.2 時(shí)，氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨荷載增大而增大，而纖維的摻入改善了混凝土裂紋形態(tài)及分布，減小了裂紋尖端的應(yīng)力集中.孫家瑛[10]研究了植物纖維素纖維和聚丙烯纖維對(duì)混凝土在荷載作用下滲透性能的影響，結(jié)果表明：在一定荷載范圍內(nèi)，纖維混凝土的抗?jié)B能力有所提高，當(dāng)荷載超過(guò)混凝土破壞荷載30%左右時(shí)，其抗?jié)B能力隨之下降.張?jiān)茋?guó)等[11]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：未施加荷載時(shí)，摻入聚丙烯纖維可以降低混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，但施加荷載后聚丙烯纖維無(wú)法顯著改善混凝土抗氯離子滲透能力.文獻(xiàn)[12]將不同尺寸的聚丙烯纖維按一定比例混摻到混凝土中，試驗(yàn)結(jié)果表明：多尺寸聚丙烯纖維能夠發(fā)揮協(xié)調(diào)作用，對(duì)混凝土抗裂性能提升較為顯著，粗細(xì)纖維的混摻可在不同時(shí)期發(fā)揮阻裂效果.

綜上所述，纖維的摻入可以抑制混凝土裂縫開(kāi)展，提升混凝土的抗?jié)B性能.但目前研究多集中于單摻聚丙烯纖維混凝土，對(duì)于不同尺寸的聚丙烯纖維混摻對(duì)混凝土抗?jié)B性能的影響研究較少，同時(shí)對(duì)于施加荷載后，聚丙烯纖維對(duì)混凝土抗?jié)B性能的提升效果存在爭(zhēng)議.因此，本文選用3 種尺寸的聚丙烯纖維進(jìn)行單摻和不同比例的混摻，通過(guò)氯離子滲透試驗(yàn)研究了荷載大小和聚丙烯纖維尺寸對(duì)混凝土抗?jié)B性能的影響，并運(yùn)用壓汞法和掃描電鏡，探究了混摻多尺寸PFRC 的抗?jié)B機(jī)理.

1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)材料

水泥選用P·O 42.5 重慶小南海普通硅酸鹽水泥.細(xì)骨料選用細(xì)度模數(shù)為0.8、堆積密度為1 294 kg/m3的特細(xì)砂和細(xì)度模數(shù)為2.9、堆積密度為1 530 kg/m3的天然水洗河砂，二者質(zhì)量比例為2 ∶8.粗骨料選用粒徑為5～10 mm 和10～25 mm 的石灰石碎石，質(zhì)量比例為4 ∶6，其表觀密度分別為2 680 kg/m3和2 690 kg/m3.減水劑采用聚羧酸減水劑，減水率為15%～30%.試驗(yàn)采用的兩種聚丙烯細(xì)纖維（FF1、FF2）和一種聚丙烯粗纖維（CF1）的外觀形狀如圖1所示，性能參數(shù)見(jiàn)表1.

圖1 聚丙烯纖維外觀形狀Fig.1 Appearance and shape of polypropylene fibers

表1 聚丙烯纖維性能參數(shù)Tab.1 Property parameters of polypropylene fibers

1.2 配比參數(shù)

混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，試驗(yàn)基準(zhǔn)配合比為：水泥380 kg/m3，水175 kg/m3，砂701 kg/m3，石灰石碎石1 144 kg/m3，減水劑3.8 kg/m3.根據(jù)試驗(yàn)研究及工程經(jīng)驗(yàn)，細(xì)纖維單摻最佳摻量為0.9 kg/m3，粗纖維單摻最佳摻量為6.0 kg/m3.為保證各組試驗(yàn)結(jié)果的可比性，各試驗(yàn)組的配合比保持一致，混摻聚丙烯纖維的總量為6.0 kg/m3.試驗(yàn)采用3 種尺寸的聚丙烯纖維進(jìn)行單摻及混摻，各組試件纖維摻量見(jiàn)表2.

表2 試件纖維摻量Tab.2 Fiber content of specimen

1.3 試驗(yàn)過(guò)程

1.3.1 NEL 氯離子擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)

試驗(yàn)采用NEL 氯離子擴(kuò)散系數(shù)法測(cè)定聚丙烯纖維混凝土的滲透性能.該方法是基于離子擴(kuò)散和電遷移的一種飽鹽電導(dǎo)率法，結(jié)果可靠性、穩(wěn)定性較好[13].參照《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[14]，混凝土試件澆筑共兩批、第一批9 組尺寸為100 mm×100 mm×100 mm 的立方體試件，每組3 個(gè)試件.第一批試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d 后進(jìn)行混凝土立方體抗壓強(qiáng)度測(cè)試，各組試件的立方體抗壓強(qiáng)度見(jiàn)表3.

表3 各組混凝土的抗壓強(qiáng)度Tab.3 Compressive strength of concrete specimens MPa

將第二批尺寸為150 mm×150 mm×150 mm 立方體混凝土試件，采用單軸加載的方式進(jìn)行預(yù)壓，分別施加0、0.2、0.4、0.6、0.8 倍的極限抗壓荷載.混凝土承受的軸向荷載水平用λ 表示，即混凝土試件承受荷載F 與極限荷載Fcu的比值，表達(dá)式為：

試件取樣以0.5 MPa/s 的速率將立方體混凝土試件加載至對(duì)應(yīng)荷載并維持荷載30 min 后，使用鉆芯機(jī)垂直于試件受壓方向進(jìn)行鉆芯，并使用磨平機(jī)打磨試件，在鉆芯打磨過(guò)程中取試件中間部分，避免表面浮漿層的影響，保證上下表面平整，同時(shí)使用千分尺量取試件中心厚度，得到Φ100 mm×50 mm 的試件，將試件放入4 mol/L 的NaCl 鹽溶液中并靜置8 h，飽鹽后，使用NEL 型混凝土滲透性電測(cè)儀測(cè)量試樣的氯離子擴(kuò)散系數(shù).真空飽水設(shè)備為UJS 型智能混凝土真空飽水機(jī)，滲透性電測(cè)儀為NEL-PEU 型混凝土滲透性電測(cè)儀.試驗(yàn)試件制作如圖2 所示.

1.3.2 壓汞試驗(yàn)及電鏡掃描試驗(yàn)

混凝土的孔結(jié)構(gòu)特征直接影響混凝土抗?jié)B性能[15-16]，為研究聚丙烯纖維尺寸和荷載大小對(duì)混凝土微觀孔結(jié)構(gòu)的影響、探究多尺寸PFRC 的抗?jié)B機(jī)理，進(jìn)行了壓汞和電鏡掃描試驗(yàn).壓汞試驗(yàn)采用A0、A3、A6、A8 四組尺寸為150 mm×150 mm×150 mm 的混凝土立方體試件，分別對(duì)各組試件施加λ=0、λ=0.4 和λ=0.8 的荷載進(jìn)行120 min 預(yù)壓.預(yù)壓后選取完整、無(wú)人為損傷、大小約為5 mm 的細(xì)顆粒，經(jīng)無(wú)水乙醇浸泡處理1 d 后取出，在100 ℃恒溫烘箱中烘至恒重后，進(jìn)行壓汞試驗(yàn).壓汞儀選用Pore-master-33型全自動(dòng)壓汞儀.

電鏡掃描試樣取自立方體抗壓強(qiáng)度測(cè)試后試件中心的碎塊，制成大小約為1 cm3的試塊，經(jīng)無(wú)水乙醇浸泡、烘干、噴金后，置于TESCAN-7718 型電鏡掃描儀下觀察.

2 氯離子擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 結(jié)果分析

9 組混凝土試件在不同荷載水平作用下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)如圖3 所示.

圖3 不同荷載水平下混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)的變化曲線(xiàn)Fig.3 Variation curve of chloride diffusion coefficient of concrete under different load levels

由圖3 可知，未施加軸向荷載時(shí)，添加纖維的A1～A8 試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)均比素混凝土A0低，即聚丙烯粗細(xì)纖維的摻入均能提高混凝土抗氯離子滲透能力.A1～A8 的氯離子擴(kuò)散系數(shù)相較A0分別降低了32.6%、27%、10.7%、37.8%、72.9%、93.3%、88%和93.9%，其中混摻纖維的A4～A8 試件比單摻聚丙烯纖維的A1～A3 試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)低50%左右，即不同尺寸聚丙烯纖維混摻對(duì)混凝土抗?jié)B性能的提升優(yōu)于聚丙烯纖維單摻.

隨著荷載的增加，氯離子擴(kuò)散系數(shù)呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì).在荷載水平λ 由0 增加到0.2 的過(guò)程中，各組試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)變化不大，此時(shí)混凝土尚處在彈性階段，自身結(jié)構(gòu)有一定的抵抗能力和恢復(fù)能力.在荷載水平λ 超過(guò)0.4 之后，各組試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)的增幅顯著提高，這是由于在荷載水平λ 達(dá)到0.4 之后，在荷載作用下試件內(nèi)部開(kāi)始產(chǎn)生微裂紋并逐漸貫通形成通道，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的氯離子擴(kuò)散速度顯著增加.對(duì)比單摻纖維的A1、A2和A3 試件可以發(fā)現(xiàn)，在荷載水平λ 低于0.4 時(shí)，單摻粗纖維的A3 混凝土試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)高于單摻細(xì)纖維的A1 和A2，表明在低荷載水平下細(xì)纖維對(duì)于混凝土抗?jié)B性能的提升優(yōu)于粗纖維，一方面細(xì)纖維的摻入能有效控制混凝土的塑性收縮，減少混凝土的初始孔洞[17]；另一方面，當(dāng)荷載較低時(shí)，混凝土內(nèi)部主要以微裂紋為主，而此時(shí)細(xì)纖維由于其較小的直徑，能較好地抑制微裂紋的擴(kuò)展.荷載水平在0.6 以后，A0～A6 試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)出現(xiàn)了陡增現(xiàn)象，即出現(xiàn)了臨界應(yīng)力現(xiàn)象.A1 試件在λ=0.2、0.4、0.6、0.8 四種荷載水平作用下，相較于未加荷載時(shí)，氯離子擴(kuò)散系數(shù)增長(zhǎng)率分別為11.26%、55.89%、95.31%、314.07%.當(dāng)荷載水平達(dá)到臨界應(yīng)力后，界面處產(chǎn)生的裂縫與砂漿中的裂縫相互貫通，裂縫發(fā)展很不穩(wěn)定，呈快速擴(kuò)展趨勢(shì)，混凝土的抗?jié)B性能大幅下降[18].

多尺寸聚丙烯纖維混摻A8 試件相對(duì)于A0 試件在λ=0、0.2、0.4、0.6、0.8 五種軸向荷載水平作用下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)分別降低了93.9%、90.8%、77.5%、63.5%、66.5%，均為降低幅度最大的一組，這表明不同尺寸的聚丙烯纖維混摻能夠產(chǎn)生正向效應(yīng).不同尺寸的聚丙烯纖維混摻能在不同的荷載階段發(fā)揮阻裂作用，發(fā)揮協(xié)同作用，可以更有效地提高混凝土試件在各個(gè)荷載水平下的抗氯離子滲透性能.A7、A8 均為多尺寸纖維混凝土，但A8 在五種軸向荷載水平作用下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)均低于A7，但A7、A8在五種軸向荷載水平作用下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)降低幅度相差最大不超過(guò)10%，說(shuō)明在纖維類(lèi)型相同、總摻量相同的情況下，不同的混雜比例對(duì)混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)也有所影響，但影響幅度有限.

2.2 數(shù)學(xué)模型

同時(shí)由圖3 可以看出，混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)D 與荷載水平λ 呈近似滿(mǎn)足二次函數(shù)關(guān)系，即

式中：D0是無(wú)荷載時(shí)混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)；λ 為荷載水平；a、b 為擬合常數(shù).根據(jù)上述關(guān)系式，對(duì)A0～A8 混凝土試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)與荷載水平之間的關(guān)系式進(jìn)行擬合，可以得到不同纖維摻量下混凝土試件隨荷載水平變化的氯離子擴(kuò)散系數(shù)方程，各方程的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表4.

表4 氯離子擴(kuò)散方程系數(shù)Tab.4 Coefficient of chloride diffusion equation

由表4 可以看出，按照式（2）擬合所得的氯離子擴(kuò)散方程系數(shù)的R2值均在0.92 以上，擬合相關(guān)度較高，也驗(yàn)證了運(yùn)用式（2）表達(dá)氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨荷載水平的變化關(guān)系是比較準(zhǔn)確的.

3 孔結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)壓汞試驗(yàn)可以得到不同荷載水平下的孔徑分布曲線(xiàn)，縱坐標(biāo)為進(jìn)汞體積增量與孔徑的對(duì)數(shù)之比（dV/dlgr），橫坐標(biāo)為孔徑r，如圖4 所示.曲線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的峰值即為最可幾孔徑，它表示混凝土試樣中出現(xiàn)概率最大的孔徑.根據(jù)壓汞試驗(yàn)結(jié)果還可以得到不同應(yīng)力比下的混凝土試件的孔隙率、平均孔徑和孔徑分布等孔結(jié)構(gòu)參數(shù)，見(jiàn)表5.混凝土按孔徑分為以下3 類(lèi)：孔徑＜20 nm 為對(duì)抗?jié)B性能幾乎無(wú)影響的無(wú)害孔，孔徑20～100 nm 為對(duì)抗?jié)B性能影響較小的少害孔，孔徑＞100 nm 為對(duì)抗?jié)B性能影響較大的有害孔和多害孔[19].

圖4 不同荷載水平λ 下的孔徑分布曲線(xiàn)Fig.4 Aperture distribution curves under different loading level

3.1 未加載時(shí)孔徑分布

由表5 可以看出，在未加載時(shí)，摻入纖維對(duì)混凝土孔隙率影響很小，5 組試件孔隙率均在3.3%左右.對(duì)比A0、A1、A3 的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)可知，A1、A3 的最可幾孔徑和平均孔徑均小于A0，表明摻入粗細(xì)聚丙烯纖維減小了混凝土內(nèi)部孔隙的尺寸.從孔徑分布上看，A0 的有害孔與多害孔占比達(dá)到了41.22%，而A1、A3 僅為31.46%和33.27%，有害孔占比減少了9.76%和7.95%，同時(shí)A1 的無(wú)害孔的孔徑占比增加了5%，而粗纖維A3 組僅略有增加，提升了1.37%，即聚丙烯粗纖維主要通過(guò)減小有害孔、多害孔的占比來(lái)提升混凝土的抗?jié)B性能，而聚丙烯細(xì)纖維還能減小孔隙孔徑增加無(wú)害孔占比、進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土密實(shí)度.同時(shí)，當(dāng)不同尺寸的聚丙烯纖維混摻時(shí)，A6和A8 的無(wú)害孔占比均得到了進(jìn)一步的增加，分別較A1 增加了3.31%和5.59%，表明不同尺寸的聚丙烯纖維混摻在混凝土內(nèi)部形成的纖維網(wǎng)架能更好地改善混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)，提升混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，更進(jìn)一步地提升混凝土的抗?jié)B性能.

表5 混凝土孔結(jié)構(gòu)參數(shù)表Tab.5 Structural parameters of concrete pore

3.2 加載后孔徑分布

隨著荷載水平的增大，5 組試件的孔隙率、最可幾孔徑、平均孔徑和有害孔與多害孔占比均隨之增大，無(wú)害孔占比下降，這與氯離子滲透試驗(yàn)結(jié)果比較吻合，說(shuō)明荷載會(huì)增加混凝土內(nèi)部的孔隙尺寸和數(shù)量，導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性能下降.

圖5、圖6 分別給出了不同荷載水平下，纖維混摻與孔隙率和最可幾孔徑的關(guān)系變化圖.由圖5 可知，隨著荷載水平的增加，纖維混摻的不同表現(xiàn)出了一定的差異，素混凝土的增長(zhǎng)幅度最大，單摻粗纖維混凝土次之，多尺寸聚丙烯纖維混凝土增長(zhǎng)幅度最小.當(dāng)λ=0.4 時(shí)，A0、A1、A3、A6、A8 試件的孔隙率較未加荷載分別增長(zhǎng)了23.23%、17.96%、17.21%、14.79%和10.06%；當(dāng)λ=0.8 時(shí)，A0、A1、A3、A6、A8試件的孔隙率較未加載分別增長(zhǎng)了93.75%、83.62%、70.46%、62.73%和44.32%.

圖5 不同荷載水平時(shí)混摻纖維與孔隙率關(guān)系Fig.5 The relationship between fiber hybridization and porosity under different loading level

由圖6 可知，最可幾孔徑變化規(guī)律與孔隙率類(lèi)似，纖維混凝土試件在不同荷載水平下的最可幾孔徑均小于素混凝土，細(xì)纖維對(duì)低荷載水平下微小孔隙的發(fā)展影響較大，粗纖維能更有效地抑制較高荷載水平下大孔隙的發(fā)展.當(dāng)荷載水平λ=0.8 時(shí)，A0、A1、A3、A6、A8 的最可幾孔徑增幅分別為106.69%、110.17%、90.23%、69.43%和30.38%，多尺寸纖維混摻表現(xiàn)較優(yōu).

圖6 不同荷載水平時(shí)混摻纖維與最可幾孔徑關(guān)系Fig.6 The relationship between fiber hybridization and optimum aperture under different loading level

另一方面，5 組試件中，A8 試件在所有荷載水平下的孔隙率、最可幾孔徑、平均孔徑和有害孔與多害孔占比均為最小.在荷載水平λ=0.8 時(shí)，A8 比A0的孔隙率降低了26.97%，最可幾孔徑、平均孔徑和有害孔與多害孔占比分別降低了52.82%、22.21%和32.77%，這表明多尺寸聚丙烯纖維能夠發(fā)揮不同尺寸纖維混摻的優(yōu)勢(shì)，均勻分散的多尺寸聚丙烯纖維在承受荷載作用時(shí)可發(fā)揮自身橋接作用，能更好地控制荷載作用下混凝土內(nèi)部裂縫的萌發(fā)和發(fā)展，更有效地提升混凝土的抗?jié)B性能.

4 多尺寸PFRC 抗?jié)B機(jī)理分析

纖維與水泥基體之間的黏結(jié)力主要分為機(jī)械咬合力和摩擦黏結(jié)力[20].圖7 所示為在5 000×?xí)r拍攝的在0.8 荷載水平作用后的多尺寸纖維混凝土A8試件中的細(xì)纖維與混凝土基體的過(guò)渡層界面，可以看出，細(xì)纖維表面存在大量顆粒狀水化產(chǎn)物，能夠產(chǎn)生化學(xué)黏聚力，使得混凝土基體更為密實(shí)，因此細(xì)纖維能夠減少混凝土基體初始缺陷，細(xì)化孔徑.由圖1（c）中可以看到粗纖維表呈波浪狀，這能夠保證粗纖維與水泥基體之間緊密結(jié)合，產(chǎn)生較大的摩擦黏結(jié)力，使得粗纖維能夠分擔(dān)混凝土基體開(kāi)裂時(shí)的荷載，延緩裂紋發(fā)展.圖8 所示為1 000×?xí)r拍攝的在0.8荷載水平作用后A8 試件的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，可以看出，混凝土內(nèi)部遍布著孔隙和微裂紋，粗細(xì)聚丙烯纖維則無(wú)規(guī)律地均勻分散在混凝土基體與孔隙和微裂紋之間.混凝土基體內(nèi)的粗細(xì)纖維相互搭接，形成了具有較好整體性的三維空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，一方面可以降低混凝土拌和料的離析程度，對(duì)骨料起到一定承托作用，減少因骨料沉降而形成的泌水通道；另一方面可以降低混凝土的孔隙率，大幅減少有害孔與多害孔占比，提升無(wú)害孔占比，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗氯離子滲透性能.

圖7 細(xì)纖維過(guò)渡層界面SEM 形貌（5 000×）Fig.7 SEM morphology of ITZ of fine fiber（5 000×）

圖8 混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)（1 000×）Fig.8 Internal microstructure of concrete（1 000×）

在荷載作用下，混凝土內(nèi)部開(kāi)始產(chǎn)生微裂紋，裂紋尖端出現(xiàn)拉應(yīng)力集中，使得微裂紋繼續(xù)發(fā)展成逐漸貫通的、滲透性較高的裂縫.多尺寸PFRC 在低荷載水平下微裂紋產(chǎn)生時(shí)，細(xì)纖維可分擔(dān)裂紋尖端的應(yīng)力，抑制微裂紋的發(fā)展.隨著荷載增大，微裂紋將橫穿細(xì)纖維持續(xù)擴(kuò)展，此時(shí)細(xì)纖維由于與水泥基體之間存在較大的摩擦力，將發(fā)揮橋接作用，承擔(dān)基體開(kāi)裂后的荷載，因此細(xì)纖維可以抑制混凝土在低荷載水平下裂縫產(chǎn)生與發(fā)展，減小混凝土的孔隙率和孔徑大小，提高混凝土在低荷載水平下的抗?jié)B性能.當(dāng)荷載增大到一定程度時(shí)，部分細(xì)纖維由于無(wú)法承受過(guò)大的力而被拔出或拔斷，此時(shí)粗纖維由于與混凝土基體黏結(jié)強(qiáng)度和自身承載力更高，將接替細(xì)纖維繼續(xù)承擔(dān)荷載，阻礙裂縫的發(fā)展與貫通，因此粗纖維對(duì)高荷載水平下裂縫發(fā)展與貫通的抑制作用更明顯，能提高混凝土在高荷載水平下的抗?jié)B性能.

5 結(jié)論

1）聚丙烯纖維能夠提高混凝土在不同荷載水平下的抗氯離子滲透性能，混摻組A8 試件在λ=0、0.2、0.4、0.6、0.8 五種荷載水平下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)均為降低幅度最大的一組，其抗?jié)B性能優(yōu)于素混凝土和單摻聚丙烯纖維混凝土.

2）聚丙烯細(xì)纖維對(duì)微小孔隙的抑制作用較為顯著，在荷載水平低于0.4 時(shí)，微小孔隙較多，此時(shí)細(xì)纖維能更有效地降低混凝土的孔隙率和孔徑大小；粗纖維對(duì)大孔隙抑制作用較為明顯，在荷載水平高于0.6 時(shí)，混凝土的平均孔徑和最可幾孔徑均增大，此時(shí)粗纖維能更有效地降低混凝土的孔隙率和孔徑大小.

3）不同尺寸的聚丙烯纖維混摻可以形成三維空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使得粗細(xì)纖維產(chǎn)生協(xié)同作用，更有效地抑制不同受荷階段、不同孔徑孔隙的產(chǎn)生與發(fā)展，提高混凝土在各個(gè)荷載水平下的抗?jié)B性能.