圍繞纖維混凝土的早期收縮抗裂性能這一主題,從作用機(jī)理、試驗研究、工程應(yīng)用等方面進(jìn)行了深入廣泛的研究。針對混凝土早期收縮開裂的特點,張佚倫等人選用低摻率的聚丙烯纖維為切入點,在同水灰比、同坍落度兩種不同試驗條件下,利用自行研制的早期收縮試驗裝置對纖維混凝土早期收縮的影響進(jìn)行了對比分析;用圓環(huán)約束試驗裝置對纖維混凝土的早期抗裂性能進(jìn)行研究,并對定量分析混凝土早期收縮抗裂的動態(tài)過程進(jìn)行了有益的嘗試;結(jié)合試驗結(jié)果,從微觀結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)、水分散失率、收縮和徐變、斷裂性能等不同角度分析了纖維的作用機(jī)理;在明確了纖維的減縮抗裂效果之后,又對目前常用的三種減縮抗裂材料的作用效果和機(jī)理進(jìn)行了全面系統(tǒng)地比較分析,以期找到最佳的混凝土減縮抗裂措施。研究表明,纖維的摻入對降低混凝土的早期收縮有一定的效果,但同時會對纖維的坍落度造成一定的影響,如果通過調(diào)整漿骨比保證混凝土的坍落度,則會由于漿體的增加,混凝土的收縮相應(yīng)增大。試驗表明:水分散失率的降低、微觀結(jié)構(gòu)的改善可能是纖維混凝土早期收縮的主要原因。在圓環(huán)約束條件下,由于收縮的降低,收縮產(chǎn)生的彈性拉應(yīng)力隨之降低;同時徐變產(chǎn)生的松弛效應(yīng)增大,從而使纖維混凝土內(nèi)部實際的拉應(yīng)力降低,實際開裂的時間延遲。另外,纖維的摻入還可以增加混凝土的斷裂韌度,顯著增大裂縫擴(kuò)展的能量消耗,從而有效抑制裂縫的擴(kuò)展,大大降低裂縫的長度、寬度和數(shù)量。理論分析的結(jié)果與收縮抗裂試驗的結(jié)果是相對應(yīng)的。綜合考慮試驗研究和理論分析的結(jié)果,確定了纖維的最佳摻量。 三種材料的對比試驗結(jié)果表明:混凝土中摻減縮劑的減縮效果明顯好于單摻聚丙烯纖維和膨脹劑,而聚丙烯纖維和膨脹劑雙摻也表現(xiàn)出良好的復(fù)合效果,結(jié)合抗裂試驗的結(jié)果,找到了效果最佳的措施。通過對比分析三種材料的抗裂機(jī)理,可以看出:減小混凝土早期收縮、增大混凝土的松弛效應(yīng),是解決混凝土早期開裂問題的有效途徑。在此基礎(chǔ)上,提出了今后的研究方向。 在對纖維混凝土早期收縮抗裂性能進(jìn)行相關(guān)研究之外,本文最后還對纖維混凝土的其它性能進(jìn)行分析總結(jié),發(fā)現(xiàn)低摻率的聚丙烯纖維對混凝土的其它性能并無明顯的負(fù)面影響。綜合考慮各個方面,可以得出結(jié)論:纖維是改善混凝土早期收縮抗裂性能的有效措施之一。