2019, Vol. 52文章信息
- 刘素梅, 胡慧莹
- LIU Sumei, HU Huiying
- 混杂粗/细聚丙烯纤维混凝土力学及抗氯离子渗透性能研究
- Study of mechanical and resistance to chloride ion peneration properties of hybrid polypropylene fiber reinforced concrete
- 武汉大学学报(工学版), 2019, 52(2): 131-138
- Engineering Journal of Wuhan University, 2019, 52(2): 131-138
- http://dx.doi.org/10.14188/j.1671-8844.2019-02-005
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文章历史
- 收稿日期: 2017-10-15
在混杂纤维混凝土性能的研究中，钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(SPFRC)更加优异的力学性能和更加合理的经济效果，使得它在桥梁、路面、机场跑道、大型隧道衬砌、大跨度结构等重大工程中拥有广阔的应用前景，但由于钢纤维的易腐蚀性，使其在较为恶劣环境中的使用受到限制.聚丙烯粗纤维是一种新型的聚丙烯纤维，其外形尺寸和钢纤维类似，在限制混凝土收缩裂缝和增韧等方面与钢纤维相当.相比于钢纤维，聚丙烯粗纤维还有耐腐蚀性能好、重量轻、易分散、对搅拌机器损伤小、无磁性干扰、价格低等优点，在环境较为恶劣的工程中可部分代替钢纤维.
Amir Berhavan等[1]对比研究了掺量分别为0.4%、0.6%、0.8%下聚丙烯粗纤维(长径比为52.34，长度为48 mm)与钢纤维的抗氯离子性能，结果表明无论在哪种掺量情况下，聚丙烯粗纤维均比钢纤维的抗氯离子性能要好，能更有效地减少混凝土氯离子渗透深度.因此，若把钢-聚丙烯纤维中的钢纤维替换成相当掺量的聚丙烯粗纤维，不仅在力学性能上可以与钢-聚丙烯纤维混凝土相当，而且具有更好的耐久性能.
聚丙烯纤维多掺杂在混凝土中用以提高混凝土的抗渗透性能.国内学者戴建国等[2]最早在1999年分别掺入体积率为0.05%、0.1%、0.3%的网状聚丙烯纤维，并在1.3 MPa水压力下测定其渗透性，研究了网状聚丙烯纤维对混凝土渗透性的影响.试验结果表明，当聚丙烯纤维掺量为0.05%时，混凝土对水的抗渗性能比素混凝土提高了40%.王瑞兴等[3]在普通混凝土中掺入聚丙烯纤维，研究了聚丙烯纤维对混凝土氯离子渗透性的影响.试验结果表明，氯离子的扩散系数随着聚丙烯纤维掺量的增加呈下降趋势.朱超等[4]、刘竞等[5]、姜健等[6]、李光伟[7]的研究也表明掺杂一定量的聚丙烯纤维可以提高混凝土的抗氯离子渗透性能.吴刚等[8]、岳秀杰[9]、梁霆浩等[10]的研究则表明聚丙烯纤维混凝土的抗氯离子渗透性能与聚丙烯纤维长度也有一定的关系.
本课题组[11]前期采用正交试验，考虑了纤维掺量、混掺纤维长度、长短纤维质量比3个影响因素，通过试验研究了聚丙烯细纤维对混凝土抗氯离子渗透性的影响，结果表明聚丙烯细纤维对混凝土抗氯离子渗透性能影响因素的排序为：混掺纤维长度 > 纤维掺量 > 长短纤维质量比.对提高混凝土抗氯离子渗透性的最优配比为：纤维掺量为0.1%，混掺纤维长度为6 mm与9 mm，长短纤维质量比为1:2.
综上所述，为了比较聚丙烯粗细纤维相互掺杂情况下混凝土力学性能及其抗氯离子渗透性能，本文在课题组前期试验结果[11]的基础上，采用正交试验进行混凝土配比，通过在不同强度混凝土中掺入不同掺量、不同长度、不同直径的聚丙烯纤维，研究了单掺与混掺不同直径的聚丙烯纤维对混凝土抗氯离子渗透性能、劈裂抗拉强度的影响，并找到各种强度下最优的聚丙烯纤维掺杂方式，比较各种因素对混凝土强度及抗氯离子渗透性能的影响，并分析影响机理.
1 试验采用正交试验研究不同混凝土强度等级、不同聚丙烯纤维掺量、聚丙烯不同掺杂方式下纤维混凝土的劈拉强度和氯离子扩散系数，比较各种因素对混凝土劈拉强度及抗氯离子渗透性能的影响，并找到最优聚丙烯纤维掺杂方式.
1.1 正交表设计 1.1.1 因素与水平本试验中分别选取了水灰比、纤维掺量及掺杂方式3个影响因素.
1) 纤维掺杂方式
根据课题组前期试验结果[11]，将不同直径、长度的聚丙烯细纤维混掺时，为获得最佳混凝土抗氯离子渗透性能，最优掺杂方式为长度6 mm与9 mm的细纤维以2:1混掺，体积分数分别为0.067%与0.033%，总体积掺量为0.1%.为研究聚丙烯粗细纤维混掺混凝土的力学性能及其抗氯离子渗透性能，本次试验增加了聚丙烯粗、细纤维混掺的对比情况.
因此，本试验选用4种掺杂方式：单掺长度6 mm细纤维、单掺长度9 mm细纤维、混掺长度6 mm与9 mm细纤维(细细混掺)、混掺长度6 mm细纤维与长度35 mm粗纤维(粗细混掺).
2) 纤维掺量
聚丙烯单丝纤维分散性能较差(聚丙烯细纤维)，掺量受到限制.相较于聚丙烯细纤维，聚丙烯仿钢丝复合纤维(聚丙烯粗纤维)，在混凝土中分散性好，握裹力强，并且可替代钢纤维用于水泥混凝土中，提高混凝土强度和抗氯离子渗透性能(《纤维混凝土应用技术规程》(JGJ/T221-2010)[12]中指出增韧用粗纤维的体积率可大于0.5%，并不宜超过1.5%).
本试验中聚丙烯细纤维基础掺量为0.1%，细细纤维混掺总掺量基准为0.1%，长度6 mm与9 mm细纤维以2:1混掺，体积分数分别为0.067%与0.033%.长度6 mm细纤维与长度35 mm粗纤维则以1:6的比例混掺，其中6 mm的基础掺量保持与细细纤维混杂中6 mm的基础掺量相同，即为0.067%.4种纤维掺杂方式中各种纤维具体基础掺量如表 1所示.
| 掺杂方式 | 纤维掺量(体积分数) |
| 单掺6 mm | 0.1% |
| 单掺9 mm | 0.1% |
| 6 mm与9 mm混掺 | 6 mm 0.067% 9 mm 0.033% |
| 6 mm与35 mm混掺 | 6 mm 0.067% 35 mm 0.4% |
4种掺量水平分别为基础掺量的0.4、0.8、1.2、1.6倍.
3) 水灰比
混凝土选用强度C20、C30、C40与C50，试配所得到的水灰比分别为0.64、0.54、0.47、0.39.
综上所述，本实验中所选择的因素及水平如表 2所示.
| 水平 | 因素 | ||
| 水灰比 | 纤维掺量(基础掺量的倍数) | 掺杂方式(长度组合) | |
| A | 0.64(C20) | 0.4 | 6 mm |
| B | 0.54(C30) | 0.8 | 9 mm |
| C | 0.47(C40) | 1.2 | 6 mm与9 mm混掺，比例2:1 |
| D | 0.39(C50) | 1.6 | 6 mm与35 mm混掺，比例1:6 |
根据本试验所选择的因素与水平，选取L16(45)正交表格设计试验.试验正交表头如表 3所示.
| 试验号 | 水平 | ||
| 水灰比 | 纤维掺量 | 掺量组合 | |
| 1 | A | A | A |
| 2 | A | B | B |
| 3 | A | C | C |
| 4 | A | D | D |
| 5 | B | A | B |
| 6 | B | B | A |
| 7 | B | C | D |
| 8 | B | D | C |
| 9 | C | A | C |
| 10 | C | B | D |
| 11 | C | C | A |
| 12 | C | D | B |
| 13 | D | A | D |
| 14 | D | B | C |
| 15 | D | C | B |
| 16 | D | D | A |
水泥(C)：武汉华新水泥股份有限公司提供的42.5普通硅酸盐水泥.粗骨料(G)：碎石，粒径5~20 mm, 连续级配，密度约为2 800 kg/m3，使用前用水洗净，晾干.细骨料(S)：普通江砂，中砂，细度模数为2.7，含水率5%.减水剂(FDN)：萘系高效减水剂，减水率15%~25%.
聚丙烯细纤维：由武汉市中鼎经济发展有限公司提供的改性聚丙烯单丝纤维，其表面经过特殊工艺处理，使得其在混凝土中的分散性较一般聚丙烯纤维更好.本试验中选用了2种不同尺寸的聚丙烯纤维，长度分别为6 mm、9 mm，如图 1(a).
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| 图 1 聚丙烯纤维外观照片 Fig. 1 Polypropylene fiber appearance photos |
聚丙烯粗纤维：由武汉市中鼎经济发展有限公司提供的改性聚丙烯仿钢丝纤维，长度为35 mm，当量直径为0.5 mm，如图 1(b).粗细纤维的物理性能见表 4~5.
| 纤维类型 | 密度/(g·cm-3) | 初始模量/GPa | 抗拉强度/MPa | 断裂伸长率/% | 直径/μm |
| 聚丙烯单丝纤维 | 0.91 | >3 | >270 | < 40 | 36 |
| 纤维类型 | 密度/(g·cm-3) | 初始模量/GPa | 当量直径/mm | 断裂伸长率/% | 抗拉强度/MPa | 长度/mm |
| 聚丙烯仿钢丝复合纤维 | 0.95 | >4 | 0.8~1.5 | 24 | >500 | 35 |
本试验共设计了20种不同配比的纤维混凝土，本试验中用于氯离子渗透性能试验的混凝土试块尺寸为ϕ100 mm×50 mm.劈裂抗拉试验所用试块尺寸为150 mm×150 mm×150 mm，共20组，每组6个试块.
| kg/m3 | |||||
| 强度 | 水泥 | 水 | 砂 | 石子 | 减水剂 |
| C20 | 273 | 175 | 820 | 1 132 | 2.73 |
| C30 | 327 | 175 | 691 | 1 207 | 3.27 |
| C40 | 373 | 175 | 611 | 1 241 | 3.73 |
| C50 | 450 | 175 | 577 | 1 198 | 4.50 |
| 批次 | 编号 | 强度 | 改性聚丙烯单丝纤维含量/% | 聚丙烯仿钢丝纤维含量/% | |
| 6 mm | 9 mm | ||||
| 1 | P2-0-0FC | C20 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | P2-0.4-6FC | C20 | 0.040 | 0 | 0 |
| 3 | P2-0.8-9FC | C20 | 0 | 0.080 | 0 |
| 4 | P2-1.2-6/9FC | C20 | 0.080 | 0.040 | 0 |
| 5 | P2-1.6-6/35FC | C20 | 0.107 | 0 | 0.640 |
| 6 | P3-0-0FC | C30 | 0 | 0 | 0 |
| 7 | P3-0.4-9FC | C30 | 0 | 0.040 | 0 |
| 8 | P3-0.8-6FC | C30 | 0.080 | 0 | 0 |
| 9 | P3-1.2-6-35FC | C30 | 0.080 | 0 | 0.480 |
| 10 | P3-1.6-6/9FC | C30 | 0.107 | 0.073 | 0 |
| 11 | P4-0-0FC | C40 | 0 | 0 | 0 |
| 12 | P4-0.4-6/9FC | C40 | 0.027 | 0.013 | 0 |
| 13 | P4-0.8-6/35FC | C40 | 0.053 | 0 | 0.320 |
| 14 | P4-1.2-6FC | C40 | 0.120 | 0 | 0 |
| 15 | P4-1.6-9FC | C40 | 0 | 0.160 | 0 |
| 16 | P5-0-0FC | C50 | 0 | 0 | 0 |
| 17 | P5-0.4-6/35FC | C50 | 0.027 | 0 | 0.160 |
| 18 | P5-0.8-6/9FC | C50 | 0.080 | 0.040 | 0 |
| 19 | P5-1.2-9FC | C50 | 0 | 0.120 | 0 |
| 20 | P5-1.6-6FC | C50 | 0.160 | 0 | 0 |
| 注：试块编号第一部分代表试块强度，第二部分代表纤维掺量，第三部分代表纤维掺杂方式，如P4-0.4-6/9FC表示强度为C40，纤维长度6 mm与9 mm 2:1混掺，纤维掺量为基础掺量的0.4倍，即6 mm体积分数为0.027%，9 mm体积分数为0.013%. | |||||
混凝土劈裂试验按GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》规定进行.
氯离子渗透性试验采用的是《中国土木工程学会标准CCES 01-2004》推荐的饱盐NEL法，首先将试件垂直码放到混凝土饱水机中进行真空饱盐.试验过程需要准备10 L浓度为4 mol/L的NaCl溶液.开动电源后饱水机将自动干抽4 h、湿抽2 h、静停18 h.饱盐完成后开盖取出混凝土试块准备测定混凝土的氯离子扩散系数，如图 2所示.
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| 图 2 氯离子扩散系数测定试验 Fig. 2 Test of chloride ion diffusion coefficient |
各配合比下，纤维混凝土劈裂抗拉实验结果如表 8所示，纤维混凝土劈裂抗拉强度直观分析表及方差分析表分别如表 9及10所示.
| 编号 | 劈拉强度/MPa |
| P2-0-0FC | 1.57 |
| P2-0.4-6FC | 1.72 |
| P2-0.8-9FC | 1.53 |
| P2-1.2-6/9FC | 1.44 |
| P2-1.6-6/35FC | 1.63 |
| P3-0-0FC | 2.32 |
| P3-0.4-9FC | 2.56 |
| P3-0.8-6FC | 2.46 |
| P3-1.2-6/35FC | 2.67 |
| P3-1.6-6/9FC | 2.22 |
| P4-0-0FC | 2.72 |
| P4-0.4-6/9FC | 2.99 |
| P4-0.8-6/35FC | 3.21 |
| P4-1.2-6FC | 2.65 |
| P4-1.6-9FC | 2.63 |
| P5-0-0FC | 3.37 |
| P5-0.4-6/35FC | 3.46 |
| P5-0.8-6/9FC | 3.12 |
| P5-1.2-9FC | 3.13 |
| P5-1.6-6FC | 3.52 |
| 水平 | 抗拉强度/MPa | ||
| 水灰比 | 纤维掺量(倍数) | 掺杂方式 | |
| A | 1.58 | 2.68 | 2.59 |
| B | 2.49 | 2.58 | 2.44 |
| C | 2.85 | 2.47 | 2.44 |
| D | 3.31 | 2.49 | 2.74 |
| 极差 | 1.73 | 0.21 | 0.30 |
| 因素 | 偏方差 平方和 |
自由度 | F比 | F临界值 | 显著性 |
| 水灰比 | 6.412 | 3 | 60.31 | 4.76 | * |
| 纤维掺量 (倍数) |
0.120 | 3 | 1.13 | 4.76 | |
| 掺杂方式 | 0.251 | 3 | 2.36 | 4.76 | |
| 误差 | 0.213 | 6 |
从表 9、10可以看出，对混凝土劈裂抗拉强度影响程度的排序为：水灰比 > 纤维掺杂方式 > 纤维掺量.结果显示，水灰比对混凝土的劈裂抗拉强度影响最为显著，纤维长度与混掺方式两个因素影响并不显著.
从图 3(a)可知，随着水灰比的降低，混凝土的劈裂抗拉强度增大.
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| 图 3 各因素水平劈裂抗拉强度均值 Fig. 3 The mean factor levels of splitting tensile strength |
根据图 3(b)，纤维掺量水平为基础掺量的0.4倍(单掺细纤维0.04%，细细混掺6 mm/9 mm:0.027%/0.013%，粗细混掺6 mm/35 mm:0.027%/0.16%)时，聚丙烯纤维混凝土的劈裂强度最大，为2.68 MPa.结合表 9中数据可见，无论是何种纤维掺杂方式与水灰比，纤维掺量水平为基础掺量的0.4倍时，纤维混凝土的劈裂抗拉强度都比不掺纤维的素混凝土试块高.而纤维掺量水平大于或等于基础掺量的0.8倍(单掺细纤维0.08%，细细混掺6 mm/9 mm:0.054%/0.026%，粗细混掺6 mm/35 mm:0.054%/0.32%)时，不同水灰比、不同的纤维掺杂方式，纤维混凝土的劈裂抗拉强度会出现不同的情况.
根据图 3(c)，4种掺杂方式中，聚丙烯粗细纤维混掺时，聚丙烯纤维混凝土的劈裂强度最大，为2.74 MPa.结合表 9来看，对于不同的纤维掺量、水灰比，聚丙烯粗、细纤维混掺时，混凝土的劈裂抗拉强度都比不掺纤维的素混凝土高.而单掺细纤维以及混掺细纤维时，在不同水灰比、不同的纤维掺量情况下，纤维混凝土的劈裂抗拉强度与不掺纤维的素混凝土相比会出现不同的情况.综上所述，单掺或混掺聚丙烯纤维，在一定的水灰比及掺量下可以发挥较好的作用，但聚丙烯粗细纤维混掺与其他掺杂方式相比，可以更显著地提高劈裂抗拉强度.
粗细纤维混杂方式中，聚丙烯粗纤维的直径大约为细纤维的25倍，断裂强度、初始弹性模量明显高于聚丙烯细纤维.
加载过程中，基体内纵横交错的细纤维体现桥接作用，分散应力集中，抑制微裂纹的发展.
随外荷载的增大，基体中薄弱截面微裂纹贯穿，在断裂面处起桥接作用的纤维承受荷载并将荷载传递给未开裂的部分.此时基体的抗拉能力取决于纤维自身的抗拉能力与基体界面的粘结强度.随着裂缝不断张开，桥接纤维不断被拔出或拉断，阻碍纤维被拔出主要靠纤维与基体界面的粘结力及纤维表面异形造成的机械咬合.图 4为聚丙烯粗细纤维混杂混凝土劈裂破坏形态，从图 4可以看出，粗纤维在基体完全断裂时，表面波纹已被拉直，纤维所经受的拉力较大.粗纤维的抗拉强度优于细纤维，且粗纤维表面还有波纹，粗纤维与混凝土之间的粘结性要优于细纤维与混凝土的粘结性.因此粗纤维在这一阶段对基体的抗拉能力有很大的提高.
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| 图 4 P3-1.2-6/35FC劈裂破坏形态及破坏界面局部放大图 Fig. 4 Cleavage failure morphology and partial enlarged drawing of P3-1.2-6/35FC |
聚丙烯粗细纤维混掺后，细纤维能有效阻止微裂纹的发展，粗纤维在宏观裂缝出现后能有效阻止裂缝发展.两种聚丙烯纤维各司其职，优势互补，提高了混凝土的劈裂抗拉强度.因此，在一定水灰比及合理纤维掺量下，粗、细纤维混掺的掺杂方式比细细纤维混掺及单掺纤维的掺杂方式更好地提高混凝土的劈裂抗拉强度.
从微观层面上看，聚丙烯细纤维的掺入会产生4个方面的影响：提高混凝土密实度、缓解应力集中、弱界面效应及纤维分散不均匀性.随着混凝土密实度的提高，纤维掺量增大的密实度越来越有限，聚丙烯细纤维掺量的提高使纤维的分散不均匀性与弱界面效应更加明显，反而导致聚丙烯纤维混凝土劈拉强度降低.
2.2 混杂PP纤维对混凝土抗氯离子渗透性的影响各配合比下，纤维混凝土氯离子渗透性实验结果如表 11所示，纤维混凝土氯离子扩散系数直观分析表及方差分析表分别如表 12、13所示.
| 编号 | 扩散系数D/(10-12m2·s-1) |
| P2-0-0FC | 2.13 |
| P2-0.4-6FC | 1.98 |
| P2-0.8-9FC | 1.95 |
| P2-1.2-6/9FC | 1.77 |
| P2-1.6-6/35FC | 1.89 |
| P3-0-0FC | 1.43 |
| P3-0.4-9FC | 1.32 |
| P3-0.8-6FC | 1.09 |
| P3-1.2-6/35FC | 1.19 |
| P3-1.6-6/9FC | 1.08 |
| P4-0-0FC | 1.01 |
| P4-0.4-6/9FC | 0.99 |
| P4-0.8-6/35FC | 0.98 |
| P4-1.2-6FC | 0.99 |
| P4-1.6-9FC | 1.01 |
| P5-0-0FC | 0.72 |
| P5-0.4-6/35FC | 0.68 |
| P5-0.8-6/9FC | 0.63 |
| P5-1.2-9FC | 0.66 |
| P5-1.6-6FC | 0.71 |
| 水平 | 扩散系数D/(10-12·m2·s-1) | ||
| 水灰比 | 纤维掺量(倍数) | 掺杂方式 | |
| A | 1.898 | 1.243 | 1.193 |
| B | 1.170 | 1.163 | 1.235 |
| C | 0.993 | 1.153 | 1.118 |
| D | 0.670 | 1.173 | 1.185 |
| 极差 | 1.228 | 0.090 | 0.117 |
| 因素 | 偏方差 平方和 |
自由度 | F比 | F临界值 | 显著性 |
| 水灰比 | 3.241 | 3 | 341.05 | 4.76 | * |
| 纤维掺量 (倍数) |
0.020 | 3 | 2.21 | 4.76 | |
| 掺杂方式 | 0.028 | 3 | 2.84 | 4.76 | |
| 误差 | 0.019 | 6 |
从表 12与13可以看出，各因素对混凝土抗氯离子渗透性能影响程度的排序为：水灰比 > 纤维掺杂方式 > 纤维掺量，且水灰比对混凝土的抗氯离子渗透性能影响显著.
图 5为不同水灰比、纤维掺量水平、纤维掺杂方式下混凝土的氯离子扩散系数.
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| 图 5 各因素水平氯离子扩散系数均值 Fig. 5 The mean factor levels of chloride diffusion coefficient |
由图 5(a)可得：氯离子扩散系数随着水灰比的降低而降低，在水灰比较大时，氯离子扩散系数随着水灰比的降低下降速度较快；当水灰比较小时，氯离子扩散系数下降得较为缓慢.在水灰比、纤维掺量、纤维掺杂方式3种因素中，水灰比仍然是最重要的控制因素.为使水泥混凝土获得良好的抗氯离子渗透性，水灰比不应超过0.4；超过这一水平，混凝土的孔隙率就会明显提高[13].当波特兰水泥混凝土的水灰比从0.5降到0.4时，其氯离子扩散系数会降低1/2~1/3.将水胶比从0.45降到0.35，只会使氯离子扩散系数降低1/3左右.随着水灰比的减少，混凝土的孔隙率可降低的空间越来越小，降低混凝土氯离子扩散系数的作用越来越有限.当水灰比较低时，降低水灰比不仅浪费水泥，而且抗氯离子渗透性能提高幅度较小，此时可以考虑使用各种辅助胶凝材料或者加入聚丙烯纤维降低其孔隙率，增加其抗氯离子渗透性能.
从图 5(b)可以看出：最佳纤维掺量水平为基础掺量的1.2倍(单掺细纤维0.12%，细细混掺6 mm/9 mm:0.08%/0.04%，粗细混掺6 mm/35 mm:0.08%/0.48%)，在纤维掺量小于基础掺量的1.2倍时，氯离子扩散系数随着纤维掺量的增加而减少，在纤维掺量大于基础掺量的1.2倍时, 氯离子扩散系数随着纤维掺量的增加而增大.当掺量水平为基础掺量的1.2倍时，氯离子扩散系数为1.153×10-12m2/s，氯离子扩散系数较不掺纤维的素混凝土降低了11.47%.由此看来，掺量水平在基础掺量的0.4~1.6倍之间时，聚丙烯纤维的掺入可以较为显著地提高混凝土的抗氯离子渗透性能.
由图 5(c)可知，氯离子扩散系数细细掺杂(6 mm与9 mm 2:1比例相互混合) < 粗细掺杂(6 mm细纤维与35 mm粗纤维1:6掺杂) < 单掺6 mm < 单掺9 mm.当6 mm与9 mm相互掺杂时，氯离子扩散系数为1.118×10-12m2/s，氯离子扩散系数较素混凝土降低了15.50%；粗细纤维相互掺杂时氯离子扩散系数降低了10.43%.由此可见，聚丙烯粗细纤维混掺时，可以显著提高混凝土抗氯离子渗透性能，但较之于细纤维混掺时的提高幅度略小.
氯离子在混凝土中渗透性的大小主要与混凝土的孔隙率以及孔径的分布与连通状态有关.孔径大于50 nm的有害孔以及多害孔及连通的孔隙将极大地提高混凝土的氯离子渗透性.
当混凝土浇筑成型后，聚丙烯纤维对混凝土收缩性能有改善作用，在其表层存在大量的聚丙烯纤维，这样使得失水面积变小，水分的迁移变得更加困难，而且也降低了毛细管由于失水而产生的张力.聚丙烯纤维越细，纤维之间的距离就越小，这样就会使混凝土失水的面积减小，干燥收缩也就会变小.
另一方面，纤维在混凝土中乱向分布，对集料的下沉和水分的上升有阻碍作用，减小了混凝土的失水速度，同时也降低了混凝土表面的泌水与集料的离析，从而使混凝土中孔径较大的有害孔隙数量大大减少，提高了混凝土的密实度，降低了混凝土中氯离子的渗透性.
根据纤维间距理论，纤维体积率相同时, 粗纤维的数量远小于细纤维, 因此，在混凝土内采用较短、较细的纤维混掺比粗纤维对微裂缝的抑制效果更好.但是采用细纤维混掺时容易杂团，特别是当纤维掺量较大时纤维的分散性较差，这使得聚丙烯纤维掺入量受到限制.但聚丙烯粗纤维并不存在杂团的情况，聚丙烯粗纤维的掺量可以更高，因此较高掺量的粗、细纤维混凝土与细纤维混掺混凝土相比具有更好的耐久性能.
3 结论本文基于试验，研究了不同水灰比、不同聚丙烯纤维混掺方式及掺量对混凝土的劈裂抗拉强度及抗氯离子渗透性能的影响，结果如下：
1) 纤维混凝土的劈裂抗拉强度及抗氯离子渗透性能的3个影响因素中，影响程度的排序均为：水灰比>纤维掺杂方式>纤维掺量.
2) 聚丙烯粗、细纤维混杂时可有效利用细纤维对微裂缝的抑制作用和粗纤维对宏观裂缝的桥接作用，从而抑制微观及宏观裂缝的发展，可显著提高混凝土的劈拉强度，而单掺或者混掺聚丙烯细纤维对混凝土强度无明显影响.
3) 聚丙烯粗、细纤维混杂时可提高混凝土的抗氯离子渗透性能，但提高幅度略低于6 mm和9 mm聚丙烯细纤维混掺.但细纤维混掺时纤维的分散性较差，这使得聚丙烯纤维掺入量受到限制.因此综合来看，粗细纤维混杂混凝土具有更好的劈拉与耐久性能.
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