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混凝土抗?jié)B性能的影響因素

1.1摻合料摻量對抗?jié)B性能的影響    

已有研究表明，在混凝土中加入適量的礦物摻合料可使其耐久性得到顯著改善。粉煤灰、硅灰與水泥漿體之間存在優(yōu)良的界面整合性能，影響混凝土的抗?jié)B性能。有研究表明，摻入30%、40%的粉煤灰來代替水泥，能夠明顯地改善混凝土的抗氯離子滲透性能，且隨著粉煤灰用量的增加，混凝土氯離子的擴散系數(shù)有下降的趨勢。

錢紅萍等采用RCM氯離子擴散系數(shù)和滲水高度法分析不同種類的礦物摻合料對混凝土抗?jié)B性能的影響，發(fā)現(xiàn)粉煤灰和礦粉的摻入無論是對于氯離子擴散還是滲水性均有明顯的降低。二者以2:3的比例復(fù)摻時效果更為顯著。相較于基準(zhǔn)混凝土而言，氯離子擴散系數(shù)可降低62%，滲水高度可降低63%。

霍俊芳等選用粉煤灰單摻和其他不同種類摻合料雙摻的兩種方式進行研究，結(jié)果表明當(dāng)單摻30%粉煤灰時，與基準(zhǔn)混凝土相比滲水高度可降低69%。這是因為密實填充和火山灰效應(yīng)共同改善了混凝土的孔隙特征。粉煤灰與硅灰雙摻時滲水高度是素混凝土的38%、與礦粉雙摻時為57%、與石粉雙摻時為67%。

李軍將粉煤灰和礦渣粉以15%、25%、35%替代等質(zhì)量水泥分別試驗，結(jié)果表明，在齡期為90d時，不同摻量的混凝土中，氯離子的阻隔性隨粉煤灰用量的增大而減小，而不同摻量的混凝土中氯離子的擴散系數(shù)卻是相近的。當(dāng)單摻硅灰時，混凝土對于氯離子的抗?jié)B性能增強。此外，當(dāng)復(fù)摻摻量為15%時，混凝土的抗?jié)B性能為更優(yōu)。一旦超過該比例，其性能便會有所損失。    

劉數(shù)華等根據(jù)已有的研究進一步探討了粉煤灰對于混凝土抗?jié)B性能增強的更佳摻量，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)摻量為30%時其效果更佳。并且在摻量小于30%時，粉煤灰的摻入量與混凝土的抗?jié)B性能成正比，當(dāng)摻量大于30%時，二者成反比。

1.2水灰比對抗?jié)B性能的影響

在混凝土拌和過程中，水灰比對于混凝土的工作性能和后期凝結(jié)硬化起決定性作用，對已完全硬化混凝土內(nèi)部的孔徑大小和孔隙的數(shù)量起關(guān)鍵作用，進而影響了其抗?jié)B性能。混凝土的水灰比應(yīng)遵循適量原則，如果水灰比過高，會在混凝土中形成大量的氣孔，降低混凝土的緊實度，顯著提高混凝土的孔隙率和滲透性，使得混凝土在面對有害氣體和液體時，更容易被侵蝕。因此對于混凝土結(jié)構(gòu)的長期使用壽命來說，水灰比更需要嚴格把控。

王璟玉等采用0.25、0.30、0.50三種不同比例的水灰比研究水灰比對高強混凝土抗?jié)B性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)水灰比為0.25、0.30時，當(dāng)壓力加到2MPa和3MPa時表面也沒有出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象。而當(dāng)水灰比為0.50時，壓力加到1.3MPa時開始滲水。

吳環(huán)分別采用RCM和電量法對比不同水灰比對再生混凝土氯離子滲透性能的影響，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)降低水灰比有利于加強再生混凝土對于氯離子侵蝕的抵抗能力。也有研究表明，為降低甚至消除混凝土內(nèi)部的毛細管孔隙可通過降低水灰比至0.38以下的方式以達到目的。    

1.3纖維摻量對抗?jié)B性能的影響

有研究表明，摻入纖維后，水泥基體的抗?jié)B性能會得到改善，這是因為纖維本身具有一定的阻裂和限縮的能力。通常認為，在水泥基體中，纖維能提高水泥基體在初始階段的塑性及抗拉強度，有效地防止水泥基體中的早齡期裂縫，并能降低水泥基體中的微裂縫出現(xiàn)的概率，從而提高水泥基體的力學(xué)性能。

鋼纖維的塑性、韌性和抗拉強度均較高，但相對用量較大；玻璃纖維具有較強的抗堿性，但易脆；炭纖維有許多優(yōu)良的特性，但其昂貴的價格卻制約著其廣泛的應(yīng)用；聚丙烯纖維、玄武巖纖維相對而言價格低廉，具有高強度、高機械性能和良好的抗腐蝕性能，是更為理想的纖維增強材料。

當(dāng)前對纖維混凝土抗?jié)B透性能的研究，大多側(cè)重于在一個因素下對纖維含量進行優(yōu)化，但是不同種類的纖維的更佳含量和對抗?jié)B透性能的提高有著很大的差別，對于實際使用條件下的復(fù)合材料纖維增強體的研究更具現(xiàn)實意義。

王紅喜等研究了不同種類的纖維進行混雜后對混凝土抗?jié)B性能的影響，主要用到了鋼纖維、Dura纖維、Dolanit纖維，他們表示雖然單一纖維的增強效果存在一定的局限性，但是對于多種纖維的混雜憑借不同的尺寸和性能，使混凝土在不同結(jié)構(gòu)及性能層次上的阻裂和強化效果增強，使得各種纖維的優(yōu)異性能得以充分發(fā)揮，并且纖維在不同形貌和性能上能夠相互激發(fā)、補充，以達到提高抗?jié)B性能的結(jié)果。研究表明，當(dāng)單摻鋼纖維時，混凝土相對滲透率下降了76.8%；當(dāng)摻入Dura纖維時，混凝土相對滲透率降低了61.4%；在Dolanit纖維摻加后，混凝土的相對滲透率下降了73.2%。并且相對于單摻某一纖維而言，二元或三元混摻纖維能夠更好地提高混凝土的抗?jié)B性能。    

吳剛等對具有不同長度和形態(tài)的聚丙烯纖維進行了研究，結(jié)果表明，向混凝土中添加適量的聚丙烯纖維，對提高其抗裂、抗?jié)B透能力具有重要作用。此外，還對不同長度的纖維對混凝土的抗裂性和滲透性的影響進行了研究。研究表明，少量纖維的加入除了能夠增強其韌性以外，對混凝土內(nèi)部的裂縫也有一定的作用，同時，隨著纖維含量的增加，其抗?jié)B性能也會提高。在混凝土中加入19mm的纖維后，其抗?jié)B性能更好。孫家瑛研究了聚丙烯纖維和植物纖維對受荷混凝土抗?jié)B性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)聚丙烯纖維的摻入可使受荷混凝土的相對滲透高度降低80%；植物纖維的摻入可使其降低96%。

楊成蛟等將鋼纖維、改性聚丙烯纖維混摻，研究混合纖維對于混凝土抗?jié)B性能的影響。試驗表明，在混凝土中添加纖維后，其抗?jié)B性能略有下降，但不會影響其在實際工程中的工作性能，且在1.0%的混合纖維含量下，可提高其抗?jié)B性能，且鋼纖維對裂縫的效果優(yōu)于改性聚丙烯纖維。    

姜雪潔等研究了不同摻量的改性聚丙烯纖維對混凝土抗?jié)B性能的影響，結(jié)果表明改性聚丙烯纖維能夠顯著提高混凝土的抗?jié)B性能。當(dāng)摻入纖維含量為0.1%時，與基準(zhǔn)混凝土相比，抗?jié)B等級提高了200%；當(dāng)摻入纖維含量為0.05%時，混凝土的抗?jié)B效果仍然明顯，抗?jié)B等級提高了63%。