简述混凝土纤维掺量对混凝土力学性能及抗渗透性能影响学术

论文导读：
摘 要：掺加一定掺量纤维的混凝土具有良好的抗拉抗渗透能力而被广泛采用，但是考虑性能和经济方面，纤维掺量并不是越多越佳。本研究通过对不同掺量纤维混凝土的力学性能进行测试分析，另外采用RCM法测试分析不同纤维掺量下混凝土抗氯离子渗透能力，结果表明：掺加一定量的纤维，能够改善混凝土的力学和抗氯离子渗透性能；随着掺量的增加，混凝土的抗压强度先增加后降低，最佳掺量使其抗压性能最佳，而抗裂性能和抗氯离子渗透性能呈现增加趋势。
关键词：纤维掺量；混凝土；力学性能；抗氯离子渗透

引言
随着我国国民经济的快速发展，桥梁和码头等基础建设的大摘自：本科生毕业论文www.7ctime.com
力发展，高性能混凝土被大量的使用。目前，大跨度的桥梁以及海工工程的迅速发展，增加混凝土性能成为主要的考虑问题，由于纤维添加物以其良好的抗拉能力被应用与混凝土使用过程中，例如钢纤维和碳纤维混凝土的采用，能够很好地改善混凝土的使用性能，但是纤维混凝土中纤维的掺量并不是越多越有利于性能的改善，考虑经济和性能等方面的因素，纤维掺量的变化对混凝土性能的影响是纤维混凝土优越保证的关键因素，基于上述现状，研究纤维掺量的变化对混凝土的抗压以及抗裂能力的影响以及对混凝土抗氯离子渗透能力的影响，用来分析混凝土结构强度性能和耐腐蚀性能的变化规律具有重要的现实意义。
1原材料与试验方案

1.1 原材料技术性能

水泥采用P.Ⅱ42.5硅酸盐水泥，其各项指标检测见表1；矿物掺合料采用磨碎矿粉，各项指标见表2；纤维采用聚乙烯纤维，其长度、直径、密度与抗拉强度分别为13μm、14μm、1.09 g/cm3与3100 MPa；细集料采用中砂，细度模数为2.5，表观密度为2.6 g/cm3；粗集料石灰石碎石制备而成，级配为 5～19 mm，表观密度为2.7 g/cm3；外加剂采用减水率约为19%的萘系的高效减水剂；水采用自来水。
表1 水泥的各项指标

1.2 混凝土的配合比确定

原材料的变化会引起混凝土配合比设计的变化，为了研究纤维掺量变化的可比性，本研究控制纤维掺量单一变化，其他用量不变，试验砂率设计为41%，坍落度控制150mm~180mm，配合比确定见表3。
表3 确定混凝土配合比/kg

2力学性能分析
为了分析纤维掺量的变化对混凝土的立方体抗压与抗压强度的影响，对不同掺量下混凝土力学性能进行测试分析，依据GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》测定混凝土28d抗压强度及劈裂强度强度，所用试件尺寸为100mm×100mm×100mm，测试结果图1所示。

图1 纤维掺量与混凝土强度变化对应关系
经过测试表明，掺加一定量的纤维，可以改变混凝土的力学性能。随着纤维掺量的增加，混凝土的抗压强度呈现先增加后减小的现象，掺量为1Kg时的抗压强度最佳；分析原因是应为当掺加一定量的纤维能够提高混凝土的密实度，从而可以提高抗压强度，当达到一定掺量再增加时，会造成混凝土在拌和时产生不均匀现象，导致混凝土的密实性不均匀，这样就会降低混凝土的抗压强度。另外，从测试的结果可以看出，纤维掺量变化，而抗压强度测试值变化幅度较小，说明掺加少量的纤维对混凝土的抗压强度不会产生明显的变化。
随着纤维掺量在0~1.5Kg的变化，由于，纤维本身特点就是具有良好的抗拉强度，掺加到混凝土中可以很好的与混凝土组合，改变混凝土的性能，使混凝土的抗压强度呈现增长趋势，并且掺量较大时提高幅度越明显，说明掺加一定量的纤维可以明显改善混凝土的劈裂强度。
3抗氯离子渗透性
对不同掺量下混凝土抗氯离子渗透性进行测试分析，来分析混凝土的抗腐蚀性。根据ASTMC1202标准，技术要求见表4；采用直流电量法测试6h总导电量和RCM法对混凝土抗氯离子渗透性能进行评定。试件尺寸为150mm×150mm×150mm，养护条件参照相应规范，最后通过测得的结果计算出氯离子的扩散系数，结果见图2。
表4 混凝土抗氯离子渗透性能要求（90d）

图2 混凝土抗氯离子渗透性测试结果图
研究表明，混凝土的的抗氯离子渗透性能扩散系数都能够满足要求，并且，掺加一定量的纤维，能够明显提高混凝土的抗氯离子渗透性能，分析原因掺入纤维后，可论文导读：体现其优越性，并且掺加过多势必增加了工程的造价。因此，在实际工程应用过程中，选择合适的纤维掺量才能够有效的改善混凝土的使用性能。参考文献:马昆林,谢友均.混凝土固化氯离子影响因素的研究.混凝土,2004,(6):20-21,32．赵铁军.混凝土渗透性.北京:科学出版社,200

6.冯乃谦,邢锋.混凝土与混凝土结

以有效降低混凝土的泌水现象，保证了内部水分均匀性，降低了因失水造成的缩水张力，从而提高其抗渗能力。随着纤维掺量的增加，扩散系数相对降低，混凝土的抗氯离子渗透性能增加，从而说明随着纤维掺量的增大，高混凝土的耐腐蚀性能也会上升。
4结论
掺加一定量的纤维可以改变混凝土的力学性能与抗腐蚀性能，随着纤维掺量在一定范围的增加，其抗拉强度和抗腐蚀性能会随着增大，而抗压强度会出现先增加后降低现象，说明纤维掺量不是越高越能够体现其优越性，并且掺加过多势必增加了工程的造价。因此，在实际工程应用过程中，选择合适的纤维掺量才能够有效的改善混凝土的使用性能。
参考文献:
马昆林, 谢友均.混凝土固化氯离子影响因素的研究[J].混凝土, 2004, (6):20-21, 32．
赵铁军.混凝土渗透性[M]. 北京:科学出版社, 2006.
[3] 冯乃谦, 邢锋. 混凝土与混凝土结构的耐久性[M]. 北京:机械工业出版社，2009．
[4]陆文雄,周海文.改性纤维复合掺和料对混凝土性能的影响[J].建筑材料学报,2009,12（3）.