李永，孫兵，李長龍，從志勇，謝懷洋，周明明

（淮安蓋特建材科技有限公司，江蘇 淮安 223300）

0 前言

混凝土是工程建設所必需的量大、面廣的材料，它是一種抗壓強度大但抗拉強度相對低的脆性材料，易產生裂縫。纖維混凝土是在混凝土中摻入纖維而改善混凝土性能的復合材料，它具有普通混凝土所不具備的諸多優(yōu)良品質，在抗拉、抗裂、抗沖擊等方面較普通混凝土有明顯改善。本課題將分析纖維混凝土的工作機理并對纖維混凝土的性能進行試驗研究分析。

1 試驗原材料

（1）水泥：P·O52.5 水泥，其性能見表 1。

表 1 水泥性能

（2）碎石：玄武巖 5～25mm 連續(xù)級配，壓碎值8.8%，含泥量 0.8%，泥塊含量 0，針片狀含量 4.7%。

（3）黃砂：湖砂中砂，細度模數 2.6，Ⅱ 區(qū)，含泥量 1.0%，泥塊含量 0.2%。

（4）粉煤灰：電廠干排，Ⅱ級灰，性能見表 2。

表 2 粉煤灰性能檢測表

（5）外加劑：某外加劑廠生產膨脹劑 JM-Ⅲ 和高效減水劑 PCA。

（6）聚丙烯纖維：100% 聚丙烯纖維，其性能見表3。

2 性能試驗及分析

為實現(xiàn)試驗目標，符合混凝土各項性能要求，采用復合外加劑（膨脹劑 JM-Ⅲ 和高效減水劑 PCA）與聚丙烯纖維和粉煤灰復摻技術。具體配合比及坍落度試驗結果見表 4。

表 3 纖維性能

表 4 混凝土試驗配合比及坍落度檢測結果

2.1 纖維對混凝土的工作性能的影響

由表 4 中可以看出，摻加了纖維的混凝土坍落度明顯下降，且摻加了纖維的混凝土比普通混凝土的坍落度損失更大。但其保水性、粘聚性較好，這是由于纖維通過攪拌所形成的三維亂向支撐體系能夠有效地阻礙了骨料的沉降，降低了泌水性，減少混凝土中的泌水通道，使孔隙率大大降低。

2.2 復合外加劑和纖維對混凝土力學性能的影響

由上述試驗可知，隨著纖維摻量的增加，其初始坍落度下降幅度逐步增大，坍落度損失隨之亦大。從表 4可以看出，摻 0.6% 纖維工作性能效果較好，能夠滿足設計要求，因此以下纖維摻量固定為 0.6%，改變外加劑摻量進行混凝土力學性能的試驗研究。結果見表 5。

表 5 混凝土力學性能試驗結果 MPa

由表 5 可以看出，摻纖維混凝土的 7 天抗壓強度相對于基準混凝土均有不同程度的提高，28 天抗折、抗壓強度的增長率較明顯。這說明纖維在混凝土中分散均勻，對密實度的影響小，且隨著齡期增長，混凝土內部的開放孔數量和體積率大幅度減小，在試驗中摻加Ⅱ級粉煤灰和 JM-Ⅲ 形成了更致密的復合膠凝體系，使混凝土的抗折、抗壓強度顯著提高。

2.3 復合外加劑和纖維對混凝土耐久性的影響

2.3.1 復合外加劑和纖維混凝土抗?jié)B性能試驗（表 6）

表 6 抗?jié)B試驗結果

由表 6 試驗結果可見，纖維與 JM-Ⅲ 及粉煤灰的摻入，可以改善混凝土的抗?jié)B性能。這是因為纖維形成的三維亂向支撐體能有效地減少混凝土的泌水和沉降，降低混凝土中的 50～100mm 和大于 100mm 的孔隙率，另由于纖維在混凝土中良好的分散性及其物理力學性能，削弱了混凝土的塑性應變力，減少了混凝土的塑性裂縫，因此能夠大幅度地提高混凝土的抗?jié)B性。

2.3.2 復合外加劑和纖維對混凝土的抗裂作用

在混凝土中添加少量的纖維，可以顯著減少塑性裂縫與早期干縮裂縫，主要是因為纖維在混凝土中形成的均勻的亂向支撐體系，能夠有助于削弱混凝土塑性收縮的張力，極為有效地增強了混凝土的韌性，抑制了微細裂縫的產生和發(fā)展。

3 小結

（1）纖維混凝土比普通混凝土具有更優(yōu)良的抗裂性能，在混凝土中復合摻加纖維和 JM-Ⅲ 及粉煤灰是克服混凝土開裂的有效途徑，尤其是塑性裂縫。

（2）混凝土中添加聚丙烯纖維后，對混凝土的抗壓、抗折強度有增強作用，無明顯的不良影響。尤其在纖維摻量增加后混凝土的抗拉、抗折強度增長幅度較大。

（3）纖維所形成的三維亂向支撐體系能夠有效地減少混凝土泌水，降低混凝土中的孔隙率，并減少塑性裂縫，能夠大幅度提高混凝土的抗裂性能。

（4）在混凝土中添加聚丙烯纖維隨著摻量增加，坍落度會明顯下降，且損失增大，但能夠改善拌合物的保水性和粘聚性。經過調整完全可以滿足泵送施工要求。

（5）混凝土中添加適量纖維，其抗?jié)B、抗裂性能提高，混凝土的耐久性得到了改善。