李玄昆 陳菲 方靜 邱洪志 趙蒙 吳紅剛 朱寶龍

摘 要：對(duì)鋼纖維和玻璃纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度，以及收縮性能進(jìn)行了研究，設(shè)置8組纖維體積摻量在0～1.2 %之間的混凝土試件組，探究不同的纖維添加量對(duì)早齡期的混凝土試件抗壓強(qiáng)度和收縮率的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明，摻入纖維能夠較大幅度提高混凝土的7 d抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)所得的提升量最高達(dá)到29.53%；此外，由于纖維的摻入，混凝土的變形得到了有效抑制，當(dāng)鋼纖維和玻璃纖維摻量均為0.6%時(shí)，對(duì)混凝土收縮有最好的抑制效果，其收縮率較未摻入纖維的普通混凝土減小了57% .

關(guān)鍵詞：纖維混凝土；鋼纖維；玻璃纖維；抗壓強(qiáng)度；收縮率

中圖分類(lèi)號(hào)：TU528.572

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

收縮性能是混凝土的重要性能之一，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已有大量的相關(guān)研究.劉先國(guó)等^[1]用只有硅酸鹽水泥的配合比作為基準(zhǔn)配合比，然后用不同摻量的粉煤灰和礦粉替代水泥，結(jié)果表明，粉煤灰和鋼纖維都能夠有效地減小混凝土的體積收縮，但是混合雙摻會(huì)影響到混凝土的力學(xué)性能.粉煤灰的水化反應(yīng)主要是在后期，收縮更小，提升混凝土的抗壓強(qiáng)度的效果更優(yōu)^[2-3].曾國(guó)東等^[4]選擇了強(qiáng)度等級(jí)為C40的混凝土，水膠比0.3，改變礦物摻合料的種類(lèi)和用量，用粉煤灰和花崗巖石粉等量替代水泥的用量，一共設(shè)置7組不同配合比的混凝土試件，結(jié)果表明，摻入15%～20%原狀粉煤灰或15%摻量的花崗巖石粉對(duì)混凝土的開(kāi)裂時(shí)間、裂縫寬度和裂縫數(shù)量有顯著的抑制和減小作用.肖樹(shù)豪^[5]指出，聚丙烯纖維摻入混凝土中，能夠增強(qiáng)其韌性并減小收縮，抑制內(nèi)部裂縫產(chǎn)生與擴(kuò)展，并且還能夠使混凝土泌水均勻，從而阻礙沉降裂縫的產(chǎn)生.任若松^[6]指出，纖維分散在混凝土中能夠增大混凝土基體的均勻性，減少應(yīng)力集中及滲水路徑，并且纖維還能夠承擔(dān)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，避免混凝土開(kāi)裂.汪丕明等^[7]指出，纖維混凝土內(nèi)部的微裂紋相較于普通混凝土要致密一些，但是纖維混凝土的泵送性能會(huì)比較差.周靜海等^[8]將廢棄纖維加入到再生混凝土中，結(jié)果表明，廢棄纖維可以有效地改善混凝土孔隙結(jié)構(gòu)，減少混凝土的收縮與開(kāi)裂.

對(duì)于大體積混凝土而言，存在著水化熱高，收縮大，容易開(kāi)裂的問(wèn)題，并且混凝土是一種典型的脆性材料，具有抗壓不抗拉的性質(zhì).通過(guò)添加礦物摻合料或外加劑的方法，雖然可以抑制混凝土的收縮，但無(wú)法改變混凝土的脆性性質(zhì)及抗拉強(qiáng)度.在建筑重要性等級(jí)較高或者有特殊需求時(shí)，就要提高混凝土標(biāo)號(hào)即混凝土強(qiáng)度，增大水泥用量，但這也導(dǎo)致水化熱更大，建筑容易開(kāi)裂，脆性也更大.故選擇在混凝土中摻入適量纖維，因?yàn)槔w維本身就具有高彈性模量和高抗拉強(qiáng)度，在抑制混凝土收縮的同時(shí)，還能夠顯著地改善混凝土的脆性性質(zhì)，使其具有延性，同時(shí)能夠承擔(dān)混凝土的拉應(yīng)力，約束裂紋的發(fā)展.在相同的強(qiáng)度和變形要求下，摻入纖維能夠改善建筑物的收縮大、脆性大、易開(kāi)裂與不抗拉的問(wèn)題.因此，本研究綜合選擇了價(jià)格較低且抗拉強(qiáng)度高的2種纖維，即鋼纖維和玻璃纖維，通過(guò)單摻和混合摻入這2種纖維來(lái)探究其對(duì)混凝土收縮和內(nèi)部微裂紋發(fā)展的影響效果.

1 材料與方案

1.1 儀 器

抗壓試驗(yàn)采用尺寸為150 mm×150 mm×150 mm的混凝土抗壓試模和微機(jī)控制WHY-3000型壓力試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)機(jī)基本參數(shù)見(jiàn)表1，基本工作原理如圖1所示.

WHY-3000型壓力試驗(yàn)機(jī)配置3 000 kN主機(jī)（含液壓源）1臺(tái)、CTS-600型多通道閉環(huán)控制器1臺(tái)、上壓板（Φ300mm）1塊、下壓板（320mm×320mm）1塊、計(jì)算機(jī)和電腦操作臺(tái)1套，以及地腳螺栓2件.使用計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制，并采用電液伺服系統(tǒng)對(duì)加載過(guò)程控制，試驗(yàn)空間通過(guò)電動(dòng)絲杠進(jìn)行調(diào)節(jié)，兼具自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)行載荷加減的功能.通過(guò)配置不同空間的主機(jī)可以滿足不同試驗(yàn)的要求.在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按應(yīng)力速率或預(yù)先設(shè)置好的曲線進(jìn)行加載，該實(shí)驗(yàn)機(jī)還具有負(fù)荷、速率、時(shí)間及試驗(yàn)曲線動(dòng)態(tài)顯示功能.試驗(yàn)參數(shù)輸入之后，該試驗(yàn)機(jī)即可按給定的參數(shù)對(duì)整個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行自動(dòng)化操作.同時(shí)采用中文Windows 2000/XP平臺(tái)下的控制軟件，對(duì)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)求解，并輸出試驗(yàn)報(bào)告及試驗(yàn)曲線.

收縮試驗(yàn)試件采用尺寸100 mm×100 mm×515 mm的混凝土收縮試模和HSP-525型立式混凝土收縮儀.所使用的千分表和HSP-525型立式混凝土收縮儀的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2和表3.HSP-525型立式混凝土收縮儀由底座、立柱、表架、千分表和標(biāo)準(zhǔn)桿等組成，采用接觸法測(cè)量.

1.2 原材料

試驗(yàn)所用的石子、砂、水泥、粉煤灰、水、減水劑、玻璃纖維和鋼纖維均來(lái)自成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)施工現(xiàn)場(chǎng).其中，石子選用5～31.5 mm碎石，碎石級(jí)配合理，壓碎值小，硬度高，含泥量低；砂為機(jī)制砂，選用二區(qū)中砂，級(jí)配合理，含泥量低；水泥選用42.5級(jí)硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，所選用水泥質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，且質(zhì)量穩(wěn)定，與外加劑適應(yīng)性好；粉煤灰采用II級(jí)以上粉煤灰，技術(shù)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求；水為岷江金馬水廠和航都水廠自來(lái)水；減水劑為聚羧酸高性能減水劑，參照GB 8076—2008《混凝土外加劑》進(jìn)行檢驗(yàn)，與水泥具有良好的適應(yīng)性；玻璃纖維實(shí)物及具體參數(shù)見(jiàn)圖2和表4.鋼纖維實(shí)物及具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)圖3和表5.

1.3 方 案

成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目提供的體積配合比為水∶水泥∶粉煤灰∶碎石∶砂∶減水劑=154∶291∶105∶1 093∶760∶10，為保證各組混凝土試件能成型，且S1組新拌混凝土坍落度不能過(guò)大，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的混凝土試拌試驗(yàn)，保持其他材料的配合比不做調(diào)整，對(duì)減水劑的添加量進(jìn)行調(diào)整.減水劑用量為4 kg/m³時(shí)，混凝土拌合物坍落度過(guò)大為24 cm.因此，調(diào)整減水劑用量至3.5 kg/m³，此時(shí)能較好滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的坍落度要求，確定了混凝土試件的配合比，水灰比為0.39.

在基本組分不變的情況下，摻入鋼纖維和玻璃纖維.章四明^[9]研究表明，鋼纖維對(duì)混凝土力學(xué)性能有利，在0.6%～1.2%之間存在最優(yōu)摻量.呂鵬^[10]研究發(fā)現(xiàn)，鋼纖維摻量小于2%時(shí)，對(duì)混凝土的收縮抑制效果較好，纖維摻量超過(guò)一定限值對(duì)收縮的抑制效果沒(méi)有明顯增長(zhǎng).對(duì)玻璃纖維的研究中，纖維摻量大都比較小，通常小于1%，王原原等^[11]研究發(fā)現(xiàn)，玻璃纖維摻量為1%時(shí)，混凝土收縮性能呈現(xiàn)出較好的狀態(tài)，為了進(jìn)一步探究玻璃纖維對(duì)混凝土的收縮性能作用，同時(shí)，考慮到隨著玻璃纖維的摻量增加會(huì)在一定程度上降低混凝土拌合物的流動(dòng)性，將玻璃纖維的最大摻量定為1.2%，作為對(duì)比，鋼纖維的最大摻量也為1.2%.

為了研究單獨(dú)加入鋼纖維、玻璃纖維，以及混合摻入2種纖維的效應(yīng)，設(shè)置1組普通混凝土S1，2組單摻1.2%鋼纖維和1.2%玻璃纖維的混凝土組，分別為S2和S3，5組混摻纖維的混凝土組，分別為S4、S5、S6、S7和S8，纖維總摻量都為1.2%，以0.2%作為纖維增量.因此，根據(jù)纖維種類(lèi)和纖維體積摻量不同，一共設(shè)置了8組不同的配合比，對(duì)S1～S3進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)（見(jiàn)表6），研究不同纖維對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響如圖4所示.

抗壓試驗(yàn)制備3組共9個(gè)尺寸為150 mm×150 mm×150 mm的試件（S1～S3各3塊），澆筑成型后立即用保鮮膜覆蓋表面，之后放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù).養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，將試樣放置到力學(xué)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測(cè)定.收縮試驗(yàn)拌制8組尺寸大小為100 mm×100 mm×515 mm的混凝土試件，每組3個(gè)試件，預(yù)先埋設(shè)銅釘，銅釘尺寸為 6 mm×25 mm.澆筑成型后，立刻覆上保鮮膜，2 d后脫模并放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期.收縮測(cè)定將千分表插入孔中，使千分表與標(biāo)準(zhǔn)桿頂部接觸后擰緊螺釘，固定好千分表的位置.測(cè)量之前，用標(biāo)準(zhǔn)桿校正零位，然后取下標(biāo)準(zhǔn)桿，安裝混凝土試件，讀數(shù)時(shí)宜輕敲儀表或者上下輕輕滑動(dòng)測(cè)頭，讀數(shù)時(shí)正視表盤(pán).

2 混凝土試件抗壓強(qiáng)度特征

混凝土試件的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式為，

式中，f_cc為混凝土試件的抗壓強(qiáng)度，MPa；F為混凝土試件的破壞荷載，N； A為混凝土試件的承壓面積，mm².

在對(duì)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)精確至0.1 MPa.

將每組3個(gè)混凝土試件所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值視作該組試件的強(qiáng)度值（結(jié)果精確至0.1 MPa）；如果在3個(gè)測(cè)量結(jié)果中的最大值或最小值其中有一個(gè)與中間值相差超過(guò)15%時(shí)，這時(shí)應(yīng)該把最大值和最小值一同舍去，然后把中間值作為該組混凝土試件的抗壓強(qiáng)度值；假如最大值和最小值與中間值之差同時(shí)超過(guò)中間值的15%，那么此次測(cè)量結(jié)果為無(wú)效.

2.1 強(qiáng)度及破壞特征

不摻纖維的普通混凝土試件如圖4所示，隨荷載增加，裂紋越來(lái)越明顯且擴(kuò)展迅速.破壞時(shí)無(wú)聲響，有少量碎屑剝落，整體性較好，每個(gè)面有2～4道裂紋，角部壓裂，形成長(zhǎng)裂紋，裂紋寬度1 mm左右.

摻1.2%玻璃纖維的混凝土試件如圖5所示，隨著碎屑剝落開(kāi)始產(chǎn)生裂紋并迅速破壞，破壞時(shí)無(wú)聲響，整體性好.表面有細(xì)小裂紋或完整，并且裂紋寬度很小.

摻1.2%鋼纖維的混凝土試件如圖6所示，破壞時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，整體性很好，各個(gè)面僅1道中、長(zhǎng)裂紋或沒(méi)有明顯破壞，裂紋寬度很小或1 mm左右.

圖7為3組試件破壞特征對(duì)比圖.從左至右分別為普通混凝土試件、摻1.2%鋼纖維混凝土試件和摻1.2%玻璃纖維混凝土試件.可以看到，破壞的整體性依次變好，并且產(chǎn)生的裂紋條數(shù)也在變少.

各組混凝土抗壓強(qiáng)度及破壞時(shí)間見(jiàn)表7，可以發(fā)現(xiàn)，在抗壓試驗(yàn)過(guò)程中，鋼纖維和玻璃纖維對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度均有明顯的改善作用，即對(duì)混凝土力學(xué)性能具有有利作用.同時(shí)，各組混凝土試件也呈現(xiàn)出了不同的破壞特征，在混凝土試件中摻入纖維材料對(duì)其整體性有一定的改善作用，除此之外，還能減少混凝土試件表面的裂紋條數(shù)及縮短裂紋寬度，對(duì)混凝土試件的破壞時(shí)間起到延緩作用.另外，混凝土試件的破壞時(shí)間隨抗壓強(qiáng)度的增大也有所延長(zhǎng).

在混凝土抗壓試驗(yàn)中，S2-3的試驗(yàn)結(jié)果偏離較大.考慮是由于混凝土拌合物體積較大，存在人工攪拌不均勻的情況；并且在振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)密實(shí)時(shí)，骨料和鋼纖維可能下沉到底部，從而導(dǎo)致混凝土試件中鋼纖維和骨料分布不均勻，使得S2-3的抗壓強(qiáng)度明顯低于S2-1和S2-2的抗壓強(qiáng)度.

2.2 機(jī)制分析

鋼纖維和玻璃纖維可以顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，并且能夠改善破壞時(shí)的整體性，呈現(xiàn)出塑性破壞狀態(tài).分析產(chǎn)生的原因主要有2方面：一方面，鋼纖維和玻璃纖維在混凝土中呈三維亂向分布狀態(tài)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)試件受壓時(shí)，縱橫交錯(cuò)的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)試件橫向變形的約束作用較強(qiáng)，使其近似于三向受壓.延遲和限制了沿著軸向方向的內(nèi)部微裂隙的發(fā)生和發(fā)展，從而提高混凝土的抗壓強(qiáng)度.并且，纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠阻止粗、細(xì)骨料在振動(dòng)過(guò)程中發(fā)生沉降與離析，從而使得骨料分布更加均勻，不至于在薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中而先發(fā)生破壞.同時(shí)，試件承受的荷載能夠較多地通過(guò)界面從基體混凝土傳遞到纖維，使得基體混凝土損傷速度和損傷程度減小.另一方面，在沒(méi)有纖維的情況下，由于脆性材料抵抗斷裂的能力是極其微弱的，混凝土在外力作用下易出現(xiàn)裂縫，并貫穿整個(gè)材料，在混凝土中加入一定數(shù)量的纖維后，由于纖維的斷裂應(yīng)變大大高于水泥的開(kāi)裂應(yīng)變，纖維能完好地跨接在縫口，抑制裂縫增長(zhǎng).纖維具有阻裂、增韌的作用，改變了混凝土的脆性特征，使其具有延性，不至于在缺陷處產(chǎn)生微小裂隙后便迅速擴(kuò)展并發(fā)生破壞.本研究表明，在鋼纖維和玻璃纖維摻量都為 1.2%時(shí)，鋼纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度要高于玻璃纖維混凝土，而玻璃纖維混凝土破壞時(shí)的整體性要優(yōu)于鋼纖維混凝土.這是因?yàn)橄嗤w積摻量條件下，鋼纖維形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土的約束作用更好，而玻璃纖維的阻裂增韌作用更強(qiáng).鋼纖維在混凝土中亂向分布形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土的約束作用更強(qiáng)，主要是因?yàn)殇摾w維的剛度與長(zhǎng)度更大，而且鋼纖維具有很好的搭接作用，所以對(duì)混凝土的支撐作用和分散作用更好.其次，在整個(gè)拌制過(guò)程中，隨著玻璃纖維摻量增大，混凝土的流動(dòng)性會(huì)極大地被減弱，幾乎看不到水泥漿體，這就導(dǎo)致了水泥漿體不能完全包裹住骨料和纖維，并填充其間的空隙，使得 S2 組玻璃纖維混凝土的初始孔隙較大.

3 混凝土試件收縮特征

依照GB/T 50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，采用立式千分表測(cè)定試件自澆筑成型后3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、21和28 d的混凝土收縮量.

混凝土收縮率的計(jì)算公式為，

ε_st=L₀-L_t（2）

式中，ε_st為試驗(yàn)時(shí)間為t（d）的試件變形量，t從第1次測(cè)試長(zhǎng)度的時(shí)間開(kāi)始算起；L₀為混凝土試件的初始長(zhǎng)度，mm；L_t混凝土試件在t（d）時(shí)所測(cè)得的試件長(zhǎng)度，mm.

每組收縮率的測(cè)定值應(yīng)取該組3個(gè)試件變形量率的算術(shù)平均值，8組混凝土試件28 d齡期的總變形量如圖8所示.

3.1 收縮特征

隨著齡期增長(zhǎng)，混凝土試件變形量總體上呈下降趨勢(shì).S1、S3、S7和S8組混凝土變形量先增大后減小，即先膨脹后收縮；而S2、S4、S5和S6組混凝土的變形量一直減小，即呈現(xiàn)收縮趨勢(shì).相較于S1組未摻入纖維的混凝土，其他7組混凝土的變形量斜率更小.也就是說(shuō)，摻入纖維后，混凝土的變形速度更慢而且變形量更小.鋼纖維和玻璃纖維均能夠有效抑制混凝土的變形.混摻纖維組中，S7和S8組混凝土的變形量雖然比S1組小，但是大于S2和S3組的變形量，而S4、S5和S6組混凝土的變形量小于S2和S3組.在28 d齡期內(nèi)，相對(duì)于齡期2 d，混凝土試件的變形表現(xiàn)為膨脹變形，但是根據(jù)折線圖中各組混凝土試件折線的發(fā)展趨勢(shì)，可以推測(cè)，在后續(xù)的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，隨著齡期增長(zhǎng)，混凝土試件會(huì)逐漸收縮，并且S1組混凝土試件的收縮速度依舊是最大的，S6組混凝土的變形最小.以第3 d為基準(zhǔn)，計(jì)算混凝土試件3、7、14、21和28 d的收縮率見(jiàn)表8.

前14 d的混凝土收縮量測(cè)量較為密集，變化規(guī)律不太明顯.為了更直觀表示混凝土試件28 d內(nèi)變形量的變化情況，選取3、7、14、21和28 d的試件變形量，如圖9所示.

作出混凝土試件28 d收縮率的折線圖如圖10所示.S1、S3、S7和S8組混凝土試件的收縮率先減小后增大；S2、S4、S5和S6組混凝土的收縮率增大.S6組混凝土試件28 d齡期內(nèi)的收縮率最小且折線的斜率最小，S1組混凝土試件的收縮率最大且折線斜率也最大，可以說(shuō)明摻入纖維對(duì)混凝土的抗收縮性能有明顯改善.8組混凝土試件收縮率最大的S1組為13.59×10^-6，最小S6組為5.83×10^-6.摻入纖維最多可以減小混凝土57%的體積收縮率.

3.2 機(jī)制分析

纖維的摻入能夠有效改善混凝土基體孔隙尺寸，減小毛細(xì)孔的數(shù)量，從而減少失水路徑和失水量.同時(shí)，可以分散毛細(xì)管收縮應(yīng)力，防止局部應(yīng)力集中，減小不均勻收縮變形.另外，對(duì)玻璃纖維而言，纖維的存在會(huì)堵塞滲水通道或使?jié)B水通道的曲折性增加，減少失水面積和水分遷移的通道.相較于單摻鋼纖維或者玻璃纖維而言，當(dāng)玻璃纖維摻量逐漸減少為 1%和0.8%時(shí)，對(duì)混凝土收縮的抑制效果減弱；當(dāng)鋼纖維摻量減少為1%和0.8%時(shí)，抑制效果增強(qiáng)；而當(dāng)玻璃纖維的摻量和鋼纖維的摻量都為0.6%時(shí)，對(duì)混凝土的收縮有最好的抑制效果.分析產(chǎn)生的原因可能是當(dāng)減少玻璃纖維的摻量，增加鋼纖維摻量時(shí)，鋼纖維的摻量較小，無(wú)法形成骨架作用，同時(shí)削弱了玻璃纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且會(huì)降低玻璃纖維的分散性，無(wú)法有效改善孔隙尺寸，增大了混凝土試件失水量.因此，會(huì)削弱對(duì)混凝土收縮的抑制效果.減小鋼纖維的摻量，增加玻璃纖維摻量時(shí)，因?yàn)殇摾w維的剛度、長(zhǎng)度和直徑都更大，相對(duì)于玻璃纖維來(lái)說(shuō)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的削弱作用要小得多.摻入適量的玻璃纖維，由于相同體積摻量下玻璃纖維根數(shù)要多得多，分散在混凝土拌合物中，能夠改善混凝土基體的均勻性，并且改善混凝土孔結(jié)構(gòu)的效果要優(yōu)于鋼纖維，所以對(duì)混凝土收縮的抑制效果反而會(huì)增強(qiáng).當(dāng)鋼纖維和玻璃纖維摻量都為0.6%時(shí)，鋼纖維和玻璃纖維可以形成不同層次和尺度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，來(lái)約束混凝土的收縮變形.在相同的體積摻量下，玻璃纖維的根數(shù)更多，有更好的分散性，并且能夠有效改善孔徑，堵塞滲水通道，所以在養(yǎng)護(hù)初期，玻璃纖維形成的亂向分布體系，能夠有效地約束混凝土變形.隨著齡期增長(zhǎng)，鋼纖維骨架的高彈性模量和抗拉強(qiáng)度，能夠更好地約束裂紋的發(fā)展.

4 結(jié) 論

通過(guò)抗壓試驗(yàn)分別對(duì)玻璃纖維和鋼纖維在混凝土抗壓強(qiáng)度方面的作用機(jī)制和影響效果進(jìn)行分析.改變鋼纖維和玻璃纖維的混合摻入比例產(chǎn)生疊加效應(yīng)，獲得使混凝土收縮量最小的纖維混摻比，并從宏觀與微觀結(jié)合的角度分析纖維材料在混凝土試件收縮性能方面的作用機(jī)制.得出如下結(jié)論：

1）纖維會(huì)在不同程度上降低混凝土拌合物的流動(dòng)性.普通混凝土拌合物流動(dòng)性最好，摻入鋼纖維和玻璃纖維后，混凝土拌合物的流動(dòng)性會(huì)降低，并且玻璃纖維對(duì)流動(dòng)性的影響大于鋼纖維.

2）纖維材料的摻入對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度能夠有效提高.摻入1.2%鋼纖維，混凝土試件7 d抗壓強(qiáng)度提高了29.53%；摻入1.2%玻璃纖維，7 d抗壓強(qiáng)度提高了16.08%.還能夠改善破壞時(shí)的整體性，呈現(xiàn)出塑性破壞狀態(tài).

3）纖維的摻入對(duì)混凝土的收縮可以有效抑制.其本質(zhì)原因是具有高彈性模量和抗拉強(qiáng)度的玻璃纖維和鋼纖維在混凝土中隨機(jī)分布，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，承擔(dān)并分散了混凝土的收縮應(yīng)力，并一定程度上阻礙了裂縫的發(fā)展路徑，從而對(duì)混凝土的收縮起到抑制作用.

4）當(dāng)鋼纖維和玻璃纖維的體積摻量都為0.6%時(shí)，對(duì)混凝土的變形和內(nèi)部微裂紋發(fā)展有最好的抑制效果.

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（實(shí)習(xí)編輯：羅 媛）

Experimental Study on Compression Resistance and Shrinkage Properties of Mass Fiber Reinforced Concrete

LI Xuankun¹，CHEN Fei²，F(xiàn)ANG Jing³，QIU Hongzhi⁴，ZHAO Meng⁴，WU Honggang⁵，ZHU Baolong⁶

（1.College of Mechanical Engineering， Chengdu University， Chengdu 610106，China;

2.College of Architecture and Civil Engineering， Chengdu University， Chengdu 610106，China;

3.Airbus （Chengdu） Aircraft Life Cycle Services Co.， Ltd.，Chengdu 610000，China;

4.Engineering Research Centre for Unsaturated Soil Mechanical Properties

and Engineering Technology， Chengdu University， Chengdu 610106，China;

5.Northwest Research Institute Co.， Ltd.， CREC，Lanzhou 730000，China;

6.China Railway 14th Bureau Construction Engineering Company， Jinan 250200，China）

Abstract：The paper studies the compression resistance strength and shrinkage performance of steel fiber and glass fiber reinforced concrete.The method is also used to set up the eight groups of concrete specimen whose fiber volume content is between 0 to 1.2% to explore the influence of different fiber content on compression resistance strength and shrinkage of early-age concrete specimen.The test results show that the 7-day compression resistance strength of concrete can be greatly increased by adding fiber，and the maximum increase is 29.5%.In addition，due to the incorporation of fiber，the deformation of concrete is effectively inhibited.When the content of steel fiber and glass fiber is 0.6%，the shrinkage of concrete has the best inhibition effect，and the shrinkage rate is reduced by 57% compared with that of ordinary concrete without fiber incorporation.

Key words：fiber reinforced concrete;steel fiber;glass fiber;compression resistance strength;shrinkage