·1608* 工程科学学报，第38卷，第11期 细孔变小、毛细管细化甚至堵塞.因此，由于改性聚酯 度变化引起的内部温度应力，进而阻止温度裂缝的发 纤维在混凝土的广泛分布削弱或抑制了C0,的扩散途 展，从而改善混凝土的抗冻性能 径，使得在混凝土的抗碳化能力方面，改性聚酯纤维混 凝土普遍高于基准混凝土. -20 根据混凝土材料的传统碳化理论，对混凝土的碳 0 化时间的平方根和碳化深度进行线性拟合，得到混凝 60 土的碳化速率系数，结果如表5所示。由结果可以发 -80 ◆R 现，掺加纤维后混凝土抗碳化能力提高，能够延缓混凝 g-100 F1.1 土的碳化速率12.6%~18.9%， -120 ★F1.3 表5基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土的碳化速率系数 -140 Table 5 Carbonation rate coefficient of reference concrete and fiber re- -16 0 100 200 300 inforced concrete 冻融循环次数 混凝土 碳化速率系数/(mm·dds) 降幅 图6基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土在不同冻融循环次数 R 1.59 时的质量损失 Fig.6 Weight loss of the reference concrete and the fiber reinforced F1.1 1.39 12.6% concrete after different freeze-thaw cycles F1.3 1.29 18.9% 100n 2.4改性聚酯纤维混凝土的抗氯盐侵蚀能力 90 采用混凝土氯离子扩散系数快速测定方法对基准 混凝土和改性聚酯纤维混凝土的氯离子渗透性能进行 80 研究，试验结果如表6所示.两种掺加改性聚酯纤维 70 ◆R 的混凝土的氯离子扩散系数均降低10%左右，说明在 F1.1 ★F1.3 混凝土中添加改性聚酯纤维有利于降低氯离子扩散系 数，提高混凝土的抗渗透能力.原因是纤维的无规则 网状分布，把混凝土分割成无数小块，混凝土的抗渗能 00 100 200 300 冻融循环次数 力得以增强.随着纤维掺量逐步增加，抗氯盐侵蚀能 力不再变化，说明达到一定程度后增大纤维掺量对抗 图7基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土在不同冻融循环次数 时的相对动弹性模量变化 氯盐侵蚀意义不大 Fig.7 Changes in relative dynamic elastic moduli of the reference 表6基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土的氯离子扩散系数(RCM concrete and the fiber reinforced concrete after different freeze-thaw 方法) cycles Table 6 Chloride diffusion coefficient measured by RCM method for the reference concrete and the fiber reinforced concrete 3 结论 编号 氯离子扩散系数/(10~2m2s1) 降幅 3.08 (1)建立并采用图像分析方法，研究五种搅拌方 F1.1 2.79 9.4% 式对改性聚酯纤维混凝土内部纤维分散度的影响.不 F1.3 2.76 10.4% 同搅拌工艺时，纤维分散的集中度在较大范围内基本 相同，细分时有一定差距，综合分析后认为“砂石胶材 2.5改性聚酯纤维混凝土的抗冻性 60s+水60s+纤维60s”的搅拌方式得到的纤维分散 对基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土进行冻融循 性最好，与肉眼直接观察的效果一致. 环试验，混凝土在冻融循环过程中的质量损失和相对 (2)掺加改性聚酯纤维后混凝土抗压强度提高， 动弹性模量变化分别如图6和图7所示.改性聚酯纤 1.1kg°m3掺量时28d强度提高约14%，继续增加掺 维混凝土的质量损失率低于普通混凝土，分析原因是 量时掺量大小对强度提高效果不敏感 改性聚酯纤维和水泥基材料界面间存在着较强的黏结 (3)改性聚酯纤维混凝土中纤维的存在与分布能 力和机械啮合力，从而能够有效阻止在冻融过程中混 够削弱CO,的扩散途径，减缓CO,的渗透，从而提高混 凝土表层材料的剥落.同时，在冻融循环过程中，改性 凝土的抗碳化能力，碳化速度减小12.6%~18.9%： 聚酯纤维混凝土的相对动弹性模量损失也比普通混凝 纤维掺量越多，抗碳化能力越好. 土小得多.在混凝土中，改性聚酯纤维缓解部分因温 (4)掺加改性聚酯纤维能够降低混凝土的氯离子工程科学学报，第 38 卷，第 11 期 细孔变小、毛细管细化甚至堵塞． 因此，由于改性聚酯 纤维在混凝土的广泛分布削弱或抑制了 CO2的扩散途 径，使得在混凝土的抗碳化能力方面，改性聚酯纤维混 凝土普遍高于基准混凝土． 根据混凝土材料的传统碳化理论，对混凝土的碳 化时间的平方根和碳化深度进行线性拟合，得到混凝 土的碳化速率系数，结果如表 5 所示． 由结果可以发 现，掺加纤维后混凝土抗碳化能力提高，能够延缓混凝 土的碳化速率 12. 6% ～ 18. 9% ． 表 5 基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土的碳化速率系数 Table 5 Carbonation rate coefficient of reference concrete and fiber re￾inforced concrete 混凝土 碳化速率系数/( mm·d － 0. 5 ) 降幅 Ｒ 1. 59 — F1. 1 1. 39 12. 6% F1. 3 1. 29 18. 9% 2. 4 改性聚酯纤维混凝土的抗氯盐侵蚀能力 采用混凝土氯离子扩散系数快速测定方法对基准 混凝土和改性聚酯纤维混凝土的氯离子渗透性能进行 研究，试验结果如表 6 所示． 两种掺加改性聚酯纤维 的混凝土的氯离子扩散系数均降低 10% 左右，说明在 混凝土中添加改性聚酯纤维有利于降低氯离子扩散系 数，提高混凝土的抗渗透能力． 原因是纤维的无规则 网状分布，把混凝土分割成无数小块，混凝土的抗渗能 力得以增强． 随着纤维掺量逐步增加，抗氯盐侵蚀能 力不再变化，说明达到一定程度后增大纤维掺量对抗 氯盐侵蚀意义不大． 表 6 基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土的氯离子扩散系数( ＲCM 方法) Table 6 Chloride diffusion coefficient measured by ＲCM method for the reference concrete and the fiber reinforced concrete 编号 氯离子扩散系数/( 10 － 12 m2 ·s － 1 ) 降幅 Ｒ 3. 08 — F1. 1 2. 79 9. 4% F1. 3 2. 76 10. 4% 2. 5 改性聚酯纤维混凝土的抗冻性 对基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土进行冻融循 环试验，混凝土在冻融循环过程中的质量损失和相对 动弹性模量变化分别如图 6 和图 7 所示． 改性聚酯纤 维混凝土的质量损失率低于普通混凝土，分析原因是 改性聚酯纤维和水泥基材料界面间存在着较强的黏结 力和机械啮合力，从而能够有效阻止在冻融过程中混 凝土表层材料的剥落． 同时，在冻融循环过程中，改性 聚酯纤维混凝土的相对动弹性模量损失也比普通混凝 土小得多． 在混凝土中，改性聚酯纤维缓解部分因温 度变化引起的内部温度应力，进而阻止温度裂缝的发 展，从而改善混凝土的抗冻性能． 图 6 基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土在不同冻融循环次数 时的质量损失 Fig． 6 Weight loss of the reference concrete and the fiber reinforced concrete after different freeze--thaw cycles 图 7 基准混凝土和改性聚酯纤维混凝土在不同冻融循环次数 时的相对动弹性模量变化 Fig． 7 Changes in relative dynamic elastic moduli of the reference concrete and the fiber reinforced concrete after different freeze--thaw cycles 3 结论 ( 1) 建立并采用图像分析方法，研究五种搅拌方 式对改性聚酯纤维混凝土内部纤维分散度的影响． 不 同搅拌工艺时，纤维分散的集中度在较大范围内基本 相同，细分时有一定差距，综合分析后认为“砂石胶材 60 s + 水 60 s + 纤维 60 s”的搅拌方式得到的纤维分散 性最好，与肉眼直接观察的效果一致． ( 2) 掺加改性聚酯纤维后混凝土抗压强度提高， 1. 1 kg·m － 3 掺量时 28 d 强度提高约 14% ，继续增加掺 量时掺量大小对强度提高效果不敏感． ( 3) 改性聚酯纤维混凝土中纤维的存在与分布能 够削弱 CO2的扩散途径，减缓 CO2的渗透，从而提高混 凝土的抗碳化能力，碳化速度减小 12. 6% ～ 18. 9% ; 纤维掺量越多，抗碳化能力越好． ( 4) 掺加改性聚酯纤维能够降低混凝土的氯离子 ·1608·