纤维复合材料对混凝土性能的影响研究
试验原材料
试验选用基准硅酸盐水泥P・142.5；粗骨料选用优石，粗骨料粒径在4.75~26.5mm，压碎指标为10.2%；细骨料选用河砂，细度模数为2.7，含泥量为0.75%；复合粉体采用三源特种建材有限责任公司研发的新型纳米级高分子活性材料，合成纤维选择混凝土用聚酯纤维和聚乙烯醇纤维。
混凝土配合比
为了研究纤维种类和复合粉体对混凝土基本力学性能及耐久性能的影响，参考标准《用于混凝土中的防裂抗渗复合材料》(T/CECS10001—2019)，坍落度为(80±10)mm，砂率为39.6%。纤维复合材料掺量为1kg/m3，具体配合比如表1所示，其中CG为对照组，XW-PVA为聚乙烯醇纤维复合材料，XW-PET为聚酯纤维复合材料。
混凝土制备及其工作性测试
利用上述配合比进行试验，通过水调节混凝土坍落度，控制在(80±10)mm，同时观察相同水胶比下，纤维复合材料对混凝土状态的影响，并制备相应的试块，包括力学试件以及抗渗、抗氯离子迁移和平板抗裂试件。
混凝土耐久性测试
选择刀口约束法测试混凝土试件在约束条件下的早期抗裂性能。试件规格为800mmX600mmX100mm平面薄板，风速不小于5m/s，同时控制室温为20%，相对湿度60%，保持24h，用40倍放大镜测试混凝土裂缝宽度及长度。
抗渗性能和抗氯离子迁移系数试验
根据标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T50082—2009)的试验方法进行试验。
试件的力学强度结果
混凝土试块力学性能，如图1〜2所示，在相同水胶比的情况下，XW-PVA在7d和28d对混凝土抗压强度均具有改善作用，其中7d强度较CG组增长了5.5%，28d龄期强度较CG组增长4.4%；XW-PET对混凝土强度略有影响，7d强度较CG组降低3.9%，28d强度较CG组降低4.1%。
两种纤维复合材料对劈裂抗拉强度的影响类似，均有较大幅度增长，较CG组约增幅11%。在抗压强度方面，XW-PVA要优于XW-PET。原因是PVA纤维与水泥浆体的相容性优于PET纤维，PVA分子链上拥有较多的羟基可与水泥浆体产生氢键，具有较大的分子间作用力，使XW-PVA混凝土的密实性更高，抗压强度也更大。
另一方面，由于纤维三维乱向分布于混凝土中，产生加强筋效果，连接混凝土间孔隙，从而提高混凝土劈裂抗拉强度。
早期裂缝试验结果
试验结果见表2，CG组产生5条裂缝，宽度分别为0.44.0.51，0.62，0.36.0.42rrnn，单位面积的总开裂面积为1134mm2/m2。XW-PVA只出现一条小裂缝，长度为240mm，宽度为0.16mm，总开裂面积为40mm2/m2，裂缝降低系数为96.5%。
XW-PET的平板出现三条裂缝，宽度分别为0.22，0.20，0.32mm，总开裂面积为214mm2/m2，其裂缝降低系数为81.1%。结果表明XW-PVA的抗裂效果更为显著。
由于纤维与复合粉体相互协同作用，促进水泥水化，细化混凝土内部裂缝和孔隙，使得混凝土密实性增加，宏观上表现为混凝土抗渗抗氯离子渗透高度降低，早期裂缝面积的降低由于纤维通过三维乱向分布与混凝土集体中，发挥纤维在数量上的优势，表面积大，与混凝土有较大接触面积，约束微裂缝，从而降低开裂面积，效果显著。
抗渗性能结果
结果如图3和表3，CG组的渗透高度平均值为29.83mm，渗透高度最大值为32.63mm，最小值为26.56mm，且渗水高度数值波动较大。XW-PVA渗透高度平均值为22.76mm，是空白组的76.3%。
XW-PET渗透高度为26.55nun，渗透高度为空白的89%。标准T/CECS10001—2019要求渗透高度比小于对照组的85%，XW-PET这一项指标不符合要求，其抗渗效果不及XW-PVA明显。
抗氯离子迁移结果
利用式(下图1)计算混凝土非稳态迁移系数。在式中，Drcm为氯离子迁移系数；T为温度1为试件高度；〃为电压讣为时间；Xd为渗透高度。
具体结果如表4所示。
CG的氯离子渗透高度为20.42mm，带入公式计算，CG氯离子迁移系数为14.0X10-12m2/s；XW-PVA的氯离子渗透高度为13.94mm，较CG降低了31.7%，迁移系数较对照组降低了34.3%。
XW-PET的氯离子渗透高度为16.22mm，较CG组降低了20.6%，迁移系数为10.9X10-12m2/s，较CG降低了22.1%，可改善混凝土的抗氯离子性能，效果相比于XW-PVA来说要弱一些。由于混凝土中氯离子含量与钢筋腐蚀有重要影响，氯离子会促进钢筋发生电化学腐蚀，进而影响混凝土的承载能力及工作性。
