在實際工程凍融循環(huán)中，當混凝土溫度降低，在其內(nèi)部，自由水會冰結(jié)，體積將會增大，若體積膨脹力不能得到緩解，在內(nèi)部將會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當溫度升高，內(nèi)部溶液解凍后，結(jié)冰造成的膨脹仍然存在，增加的空間則會吸收更多水分。當再次受凍時，膨脹會 進 一步產(chǎn) 生，凍 融循環(huán) 不斷重 復(fù)和積累，造成混凝土破壞。在混凝土中添加高效的減水劑，可在其內(nèi)部生成非常多的微小氣泡，混凝土含氣量提高，孔隙飽水度降低，在凍融過程中，緩解了滲透壓力、凍脹壓力，提高了混凝土抗凍能力。在摻入聚丙烯腈纖維后，混凝土抗凍性作用機理與減水劑有所區(qū)別，相比與工程上的其他有機纖維，聚丙烯腈纖維更短更細，在相同的添加量下，根數(shù)則更多，可其網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)效應(yīng)。在混凝土早期產(chǎn)生的微裂，聚丙烯腈纖維可對其進行有效抑制，將收縮裂縫減少。聚丙烯腈微細纖維在混凝土中均勻分布后，可起承托骨料的作用，并阻礙內(nèi)部空氣的溢出，增大混凝土含氣量，因而在低溫循環(huán)中，滲透壓力及靜水壓力得到緩解；微細纖維使得混凝土內(nèi)部早期缺陷得到改善，裂隙尺度降低，混凝土抗拉極限應(yīng)變的提高，抗拉行為得到改善，圖 １１為混凝土劈拉荷載。

　聚丙烯腈纖維最顯著的優(yōu)點是當溫度降低時，其彈性模量反而增加，這使其在混凝土中傳遞荷載能力較強，約束裂縫擴展能力也同樣很強。凍結(jié)時，彈性模量 增強 可 抵 消水 結(jié)冰 的膨 脹力；融 化時，纖維彈性模量 降低減少了膨脹造成的體積增量，降低吸入的水分，整體上提高了混凝土的抗凍性能。

  我們在凍融交替環(huán)境下，研究了道面聚丙烯腈纖維混凝土的抗凍性能，得出如下結(jié)論：

① 采用高效減水劑的 Ｃ４５組試件，經(jīng)過 ３００次的凍融循環(huán)，摻有 ０１０％ 的混凝土試件比未添加纖維的試件的質(zhì)量損失率要高。經(jīng)過 ３００次的凍融循環(huán)，試件 Ａ— ２、Ａ— ３的抗凍性能較好。試件 Ａ— ２、 Ａ— ３的抗壓強度與抗彎強度均比凍融前要高。

② 采用普通減水劑的 Ｃ５５組試件，在經(jīng)過 １８０次的凍融循環(huán)后，未添加纖維的試件 Ａ— ０質(zhì)量損失率在凍融循環(huán)為 ２７０次時達到最大值 ０５％，摻加纖維的 ３個試件在 ３００次凍融循環(huán)后，質(zhì)量損失率相 差 較 小，３個 試件相對動彈性模量均大于９３０％。試件抗壓強度均出現(xiàn)下降，凍融后，混凝土抗折強度比未 添 加纖 維的 試 件 均要 高，在循 環(huán)２５０次后，Ａ— ０已破壞嚴重，添加纖維的 ３個試件則保持保持較高抗折強度。

③ ＳＥＭ照片表明，在纖維表面，平行刻痕非常多，大量水化產(chǎn)物附著在上面，混凝土和纖維粘結(jié)力有效得到提高，纖維空間網(wǎng)狀協(xié)調(diào)效應(yīng)得到充分發(fā)揮。

④ 摻入高效減水劑后，混凝土抗凍融性能要比普通減水劑效果好。

  聚丙烯腈纖維是一種抗裂強度高，分散效果好，混凝土摻量為每立方米0.5-1.0kg。應(yīng)用領(lǐng)域有：橋梁工程、道路工程、水利港口工程、建筑工程、隧道地鐵工程、機場工程等等。

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