如何选择高品质的混凝土纤维？

　　混凝土处在高温环境中，内部发生了一系列复杂的变化，而这一系列变化往往对混凝土结构耐久性能起到了劣化的作用，为此，对混凝土高温以后的耐久性能进行研究就非常重要。

　　抗冻性在混凝土耐久性方面占有非常重要的地位。20 世纪 90 年代初，在一次耐久性国际会议上，Mehta 教授做了名为“混凝土耐久性发展现状与展望”的主题报告,他在报告中重点说明：“钢筋的腐蚀对混凝土结构危害性最大，除此之外，寒冷气候下的冻害对混凝土结构的影响也应越来越引起重视”。所以冻融是混凝土耐久性问题的重要方面。混凝土的抗冻性能由内部孔隙特征(孔隙率、孔隙分布和孔隙状况等)和外部环境共同决定，其中混凝土内部的孔隙特征往往对混凝土耐久性有决定性作用。

　　由外界环境所造成的孔隙饱水程度、降温幅度和冻融循环次数等指标最终都是作用在混凝土内部的孔结构上。用宏观(表观损伤、强度、质量、动弹性模量)评价指标与微观(结构组成与形貌)评价指标相结合的手法分析复杂环境下(高温和冻融耦合作用)混凝土耐久性能退化规律很有意义。

　　我们进行高温损伤后聚丙烯纤维混凝土抗冻性能研究，采用快速冻融法研究高温损伤聚丙烯纤维混凝土的抗冻耐久性能退化规律。

　　冻融破坏在混凝土内外表面均有体现。在内部以开裂破坏形式为主，因为在冻融循环作用下，混凝土内部孔隙水溶液结冰后，体积增大，积累在孔隙壁上的膨胀压力越来越大，孔隙壁内部的微裂缝出现并增多，使混凝土结构变得日益疏松，力学性能指标不断下降直至发生破坏。

　　在混凝土表面主要体现为剥蚀损伤，剥蚀损伤是在冻融循环作用下，混凝土表面的水泥浆和砂浆颗粒逐渐剥落，刚开始剥落时，混凝土表面剥落量较少，剥落颗粒粒径较小，呈粒状形式，随着冻融破坏的加重，剥落程度大大增加，剥落颗粒呈块状形式。剥落由表及里，剥落一经开始，发展速度迅速增加，逐渐导致粗骨料脱落，经过相关研究表明，一般剥落深度可以达到 10～20mm，在混凝土冻融破坏中，表面剥蚀损伤最明显，破坏由表及里，由外到内，表面不再平整，骨料露出。

　　由此可以得出，高温和冻融循环耦合作用对混凝土损伤比较明显，当纤维掺量在0.6kg/m3以内时，增加聚丙烯纤维掺量使混凝土相对动弹性模量不增反减，这是由于一方面聚丙烯纤维是低弹模人工合成纤维，叠加效果导致这一结果,另一方面掺入聚丙烯纤维对混凝土的抗冻性有双重影响：因为聚丙烯纤维流动度差，表面不易吸附水，对抗冻性不利，而掺入聚丙烯纤维又可以减少混凝土的塑性变形，对抗冻性有利。所以纤维掺量在一定范围之内，第一种效应占主导，随着纤维掺量的提高，第二种效应占主导，对抗冻性有利。

　　当掺入的聚丙烯纤维大于0.6kg/m3时，继续增加纤维掺量，混凝土相对动弹性模量下降幅度相比于基准混凝土大为减小，这说明在混凝土中加入聚丙烯纤维，在较高掺量聚丙烯纤维作用下，对混凝土内部不密实的孔结构起到了有效的束箍效应，显著增强薄弱界面的抗冻性能。聚丙烯纤维在混凝土中充分展现了阻裂作用，对混凝土的抗冻性能起了强化效应。

　　经历400℃，600℃和800℃作用，在冻融循环过程中，各组掺量的聚丙烯纤维混凝土动弹性模量均有显著下降，说明400℃以上的高温对混凝土内部结构的劣化起到了加剧的作用。冻融循环促进了劣化的持续进行。