纤维对混凝土韧性与抗渗性能的影响

纤维对混凝土韧性与抗渗性能的影响

1张淼 ,2袁浩 ,3刘世海

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3身份证号码511602199911175598

摘要：社会经济飞速发展的时代背景下，我国城市化进程不断加快，建筑行业也取得了卓越的发展成就。混凝土作为重要的工程建筑材料正在广泛应用于各类型建筑中，但是不同建筑领域对混凝土材料有着差异化的要求将混凝土韧性与抗渗性能作为重要的参照标准，才能够更好的保障混凝土的全面使用。将纤维掺入混凝土能够限制集中裂缝的发展和扩张，从而提高机体的变形能力，在增强韧性的同时保障混凝土的抗渗性，因此研究纤维对混凝土韧性和抗渗性能的影响具有很强的实践意义。

关键词：纤维；混凝土；韧性；抗渗性能

引言：

混凝土作为建筑行业常用的工程材料，其本身具有较为广泛的应用面，能够在各种建筑类型中发挥一定的作用。混凝土作为一种复合材料，主要由水和水泥生成，混凝土在建筑领域的应用具有强度高，耐久性好，取材容易等基本优点，但是混凝土抗拉能力较弱，脆性大，因此对混凝土进行改进，成为建筑土木行业发展研究的重要方向。纤维混凝土是对混凝土改性的重要尝试，在掺入纤维的情况下能够增强混凝土的韧性和抗渗性能，在一定程度上保障混凝土应用价值的进一步凸显。混凝土在不同工程项目中的应用定位不同，其价值功能也各不一样，以掺入纤维的方式提高混凝土的使用价值，这样所生产的复合材料具有更强的建筑功能价值，在保障建筑质量的同时，能够极大地推动我国建筑行业的发展。

一、纤维混凝土的基本工作性能

纤维混凝土又被称为增强混凝土，是对传统混凝土的有效优化，在解决混凝土因素性收缩干缩的内部应力作用下产生微裂缝方面能够启到重要的作用。相较于普通混凝土纤维混凝土具有更强的韧性以及抗渗性能在使用过程中能够提高建筑结构的整体质量。部分工程由于未能采用有效的抗裂措施，导致混凝土固有的裂缝在内外应力的作用下产生更大的裂纹，甚至影响建筑结构的安全，这就意味着合理使用纤维混凝土能够更好的提高建筑工程质量，有效解决塑性裂缝，干缩等开裂因素的影响。

纤维混凝土的工作性能与施工过程中的各个操作流程及相关，比如在搅拌导致浇筑等各个环节的表现，都具有较强的可观测性，在掺入纤维的情况下，能够改变混凝土的各项工作性能，比如在保证性能方面，传统的混凝土导致容易出现气泡，而纤维混凝土则能极大的改善这一问题。比如在流动性能上纤维，混凝土在通过钢筋间隙流入模板中的特性能够发生变化，流动时内应力增加，流经截面及钢筋间隙阻力变大，甚至出现流动阻塞的情况。因此在掺入纤维量较大的情况下，可以使用胶凝材料保证纤维被胶凝材料包裹，提高施工效率。整体而言，纤维的表面特征、长度以及掺入量与纤维混凝土的工作性能息息相关。

二、纤维对混凝土韧性的影响

纤维混凝土的韧性，对施工质量有着直接的关联，作为混凝土力学性能的重要体现纤维混凝土的韧性必须得到充分分析验证才能得到有效结论。部分施工项目设计和施工流程不同，混凝土需要在有效期发挥作用，确保在大变形的情况下也能具备一定的承载能力，这就意味着纤维混凝土应当与围岩共同变形并控制变形，寻求新的平衡。纤维对混凝土韧性的影响，主要体现在弯曲韧性和弯曲强度两个重要方面，在不同建筑施工项目中需要作出适当的选择，通过对纤维掺入方式及材料的选择做好韧性的控制。

（一）弯曲韧性

弯曲韧性是混凝土韧性的重要，普通混凝土作为一种脆性材料，其本身韧性较差。纤维混凝土通过掺入纤维的方式，能够有效阻止混凝土内部裂纹的发展和扩张，在提高混凝土韧性和延伸性方面有着重要的推动作用。实际上混凝土的基本强度以及纤维的掺入量具有较为直接的影响，比如纤维本身的几何形状和粘粘力对混凝土的弯曲韧性，有着直接的关联，做好相应的调整和把控，才能保障纤维混凝土的韧性在纤维掺入量不断增加纤维韧性得到调整的情况下，机体强度也能得到相应的提升。纤维混凝土在内部结构方面能够具备更强的整体性在纤维基体的描述章节得到有效保障的情况下，纤维混凝土的韧性也能得到相应提升。

（二）弯曲强度

纤维混凝土的弯曲强度对机体性能有着直接的影响，受弯构件在加载的全过程中，通过掺入纤维的方式能够改善梁的均质性，提高梁的初裂荷载和整体刚度。结合现实建筑施工场景中的相关验证，以及国内外专家学者的研究，发现纤维混凝土中纤维的掺入量越大，则纤维混凝土本身的弯曲强度越强，在抗弯初裂强度和抗弯极限承载力方面都能够得到相应的提升。实际上关于纤维混凝土韧性的相关评价标准尚未统一，大多通过对特定能量吸收值进行监测来考量和评价纤维混凝土的韧性性能这样的评价方式被普遍认可，但是仍然拥有改进的空间，关于弯曲强度和弯曲韧性方面的监测必须落到实处。

三、纤维对混凝土抗渗性能的影响

纤维混凝土的抗渗性主要是指在压强差作用下，抵抗液体或气体通过的能力，作为评价混凝土耐久性能的重要指标，抗渗性能对混凝土施工的应用价值能够产生直接影响。在纤维混凝土的实际使用中通过限制干缩开裂，改善内部结构等多种工艺手段，能够有效减少内部微缝隙。掺入纤维的混凝土具有更强的抗渗性能，由于纤维使得机体失水面积减小，在一定程度上降低了毛细管失水收缩形成的毛细管张力，对混凝土抗渗性能能够产生较为直接的影响。

混凝土在使用周期内随着年限的增加，容易受到外部环境的影响，出现不同类型的缺陷，比如各种裂缝层出不穷，这对混凝土的抗渗性能产生了直接的影响。在混凝土内外应力作用下，容易形成细微裂缝，最终发展成为贯通的毛细孔道，在产生裂缝的情况下，外部水流能够透过裂缝掺入墙体内部对混凝土的结构强度产生损害，甚至影响混凝土内部的钢筋腐蚀，导致结构松散，甚至出现结构破坏的极端情况。从力学的角度来看混凝土的力学性能，同样容易由于裂缝中渗水而产生一定的影响，使得混凝土材料从整体的介质变成离散的介质

纤维对混凝土的影响，集中体现在抗渗性能方面，在掺入纤维后，混凝土内部微裂缝的生成和发展能够得到有效控制，从而保障混凝土抗变形能力的持续强化，在降低裂缝尖端应力集中的同时，防止微裂缝，进一步发展扩大。此外，不同类型的纤维对混凝土内部缝隙的控制功能不同，但是在提升抗渗性能方面都能够起到一定的推动作用，为增强混凝土使用的耐久性能够提供一定的支持。当前抗渗系数和抗性标号是混凝土抗渗性能的重要评价依据，在工程设计中需要通过渗透系数的计算，对现场的水压试验进行集中比对，更好的表现混凝土的渗透性能。

总结：

总而言之，纤维对混凝土的韧性及抗渗性能有着直接的影响，在我国建筑施工领域不断发展成熟的背景下，应当结合实际使用需求对纤维混凝土的使用作出创新尝试，通过在混凝土中掺入纤维打造新型混合材料，提升混凝土韧性和抗渗性，保障建筑工程整体质量，为创造经济效益和社会效益贡献一份力量。科研人员应当在纤维混凝土的使用及验证方面做出创新尝试，真正做好对轻微混凝土的推广，在纤维材料选择以及混凝土施工等各个方面做好相应的机制保障，确保纤维混凝土真正得到广泛应用。

参考文献：

[1]蒋勇.聚丙烯纤维对混凝土强度、干缩及抗渗性能的影响[J].福建建材,2016(01):7-8.

[2]刘兰君. 碎砖、聚丙烯纤维对混凝土力学、抗渗、抗冻性能影响[D].华北水利水电大学,2019.

[3]任县伟. 纤维对混凝土力学性能及开裂后抗渗性能的影响[D].大连理工大学,2016.