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纤维混凝土与普通混凝土相比,具有一系列优越的物理和力学性能,而纤维在混凝土中的稳定性是发挥纤维混凝土作用的关键。混凝土内部是一个碱性环境,为了使混凝土的长期性能得到保证,这就要求掺入的纤维应具有良好的耐碱性能,尤其近几年迅速发展的合成纤维成为关注焦点。因此,研究不同合成纤维在水泥混凝中的应用性能,尤其是力学性能和耐碱性能就显得尤为重要,这对促进纤维在土木工程领域的推行具有重要意义。本文以聚丙烯纤维(PP)、聚丙烯腈纤维(PAN)、聚乙烯醇纤维(PVA)和聚甲醛纤维(POM)为研究对象,采用NaOH溶液、基准水泥上层清液、硅灰-基准水泥上层清液以及混合溶液对合成纤维进行碱处理,通过纤维溶胀率和断裂强度保留率研究纤维单丝的耐碱性能,结合微观形貌图和化学结构变化探究纤维腐蚀机理,总结4种合成纤维耐碱性能强弱,为实际工程中水泥混凝土用合成纤维提供借鉴;以强度保留率为准,对比分析纤维在NaOH溶液加温浸泡后分别与基准水泥上层清液浸泡和混合溶液浸泡老化时间的对应关系,为推算合成纤维在水泥基材和复杂碱环境中的有效使用期限提供参考;另外,进行4种合成纤维水泥砂浆强度试验,通过砂浆抗折强度和抗压强度反映纤维对水泥基材的增强作用以及纤维在水泥碱环境中的耐腐蚀性能,并结合碱溶液浸泡试验结果,综合评价合成纤维的耐碱性能。经过相关试验的研究和分析得出以下主要结论:经高浓度的NaOH溶液(pH=14)加温浸泡6h后,4种合成纤维强度保留率均在95%左右,说明合成纤维具有较好的耐碱性能。随着时间增加,纤维表现出溶胀率逐渐增加,强度逐渐减小的变化规律,当温度和溶液浓度升高时,纤维强度损失较大,受溶液腐蚀相对严重,耐碱性能降低,但4种合成纤维之间的耐碱性有一定差异,表现出了不同的力学变化趋势。微观研究发现碱溶液对4种合成纤维腐蚀是一个从外向内逐层腐蚀的过程,纤维表面出现的变化与纤维的力学性能密切相关,但浸泡后的纤维整体结构仍保持不变。基准水泥上层清液和混合溶液浸泡后的试验结果与pH=14的NaOH溶液浸泡试验结果最为相似,说明pH=14的NaOH溶液与水泥混凝土孔溶液环境最为接近。当以强度保留率相近为准时,4种合成纤维在pH=14的NaOH溶液加温浸泡6h均相当于基准水泥上层清液浸泡28d。随着处理时间延长,纤维在两种碱溶液浸泡后均能找到相对应的时间节点,根据整体变化规律,可推断合成纤维在混凝土碱环境中的长期性能。对比不同养护龄期合成纤维水泥砂浆与基准水泥砂浆的抗折强度和抗压强度,发现合成纤维对水泥基材具有一定的阻裂性能,可有效提高试件的抗折强度,但对抗压强度的作用不明显。合成纤维水泥砂浆强度试验结果与碱溶液浸泡试验结果具有高度的一致性,即合成纤维具有较好的耐碱性能,尤其POM纤维在4种合成纤维里耐碱性能最好,可适用于属性为碱性环境的水泥混凝土中,但这只能考虑一年左右的强度,一年后纤维强度削弱,失去对水泥基材的增强作用。