高性能混凝土应具有良好的工作性、强度、韧性及耐久性等优点，它在工程中的应用也日益广泛。但是，当高性能混凝土强度等级超过60MPa后，其脆性明显上升，此时如不考虑高性能混凝土韧性不足这问题，必将导致更多脆弱结构的产生，掺入纤维可以补偿高性能混凝土韧性的不足。同时，北方地区大量的混凝土工程如水电站、桥梁、道路和厂房，在雨水、雪或蒸汽的影响下常常受到较严重的冻融破坏。所以研究纤维对高性能混凝土冻融前后的力学性能的影响有着十分重要的意义。

　　与其它纤维比较，高耐碱玻璃纤维具有高抗拉强度、高弹性模量等优点，玻璃纤维与钢纤维混杂掺入高性能混凝土，可以优势互补，产生性能上别具特色的纤维混凝土复合材料。而目前玻璃纤维多用于非结构用途，玻璃纤维与钢纤维混杂掺入高性能混凝土的研究在国内外尚不多见。

　　2试验概况2.1试验材料表1高耐碱玻璃纤维性能参数编号长度单丝直径密度抗拉强度弹性模量断裂伸长率软化点锆含量采用：P.152.5R普通硅酸盐水泥；磨细二级粉煤灰；聚羧酸盐高效减水剂；高耐碱玻璃纤维GF；高品质端钩型钢纤维SF；国产哑铃型钢纤维SN.高耐碱玻璃纤维及两种钢纤维的性能参数分别列于表1、表2表2钢纤维性能参数编号长度单根直径长径比抗拉强度形状根数端钩型哑铃型2.2试验方案基体混凝土设计强度等级为C70，砂率43%，水胶比0.28，具体配合比见表3.表3试验配合比（kg/m3）水泥粉煤灰砂子10mm石子20mm石子水减水剂参照欧洲自密实混凝土标准（EFNARC）2试验方法，利用坍落流动度板、型环测试新拌混凝土的流动性、抗离析性以及流经钢筋时的间隙通过性能，如、所示；纤维高性能混凝土立方体抗压强度及劈拉强度试验按照钢纤维混凝土试验方法（CECS 13：1989）进行；纤维高性能混凝土冻融循环试验参照普通混凝土长期性能和耐久性能试验方-85）抗冻性能试验的快冻法进行。参照德国纤维混凝土标准（DBV 1998）进行纤维混凝土梁冻融前后弯曲韧性试验，试件尺寸为1mmx100mmX400mm，跨度为液压伺服试验机，梁跨中位移速率控制为0.2mm/min，梁两侧装有位移传感器（LVDT）以测定试件跨中挠度，如所示。根据试验所得荷载-挠度曲线，求出梁的抗弯强度和跨中不同挠度处纤维高性能混凝依纤维掺量和类型的不同，共设计6组试件，如表4所示。

　　表4各组试件纤维掺量（kg/m3）注：NC―不含纤维的高性能混凝土。

　　3试验结果与分析3.1工作度不含纤维的高性能混凝土NC的流动性良好，型环测试满足EFNARC对自密实混凝土工作度的要求（坍落流动度在650mm和800mm之间，环内外高差小于1mm）。从表5可以看出，掺加纤维对高性能混凝土的坍落流动度有一定减小，减小幅度在14%~25%.随着纤维掺量的增加，混凝土流经钢筋时的间隙通过性能下降，环内外高差*大值出现在混杂纤维混凝土SN30G6，达到45mm.含气量随纤维掺量的增加而增大，方面是因为乱向分布的纤维互相搭接，阻碍了混凝土搅拌和成型过程中内部空气的溢出，另方面纤维表面附着有大量的微小气泡，当纤维掺入混凝土时将其带入，从而增大了混凝土的含气量。从整体上看，新拌纤维混凝土未发生泌水、离析现象，整体工作性能较好。

　　表5不同纤维掺量高性能混凝土工作度比较纤维种类坍落流动度（mm）环内外高差（mm）含气量3.2抗压强度纤维混凝土抗压强度对比NC的早龄期1d抗压强度为35.9MPa，GF6、SF20和SF20G6均能有效提高混凝土1d抗压强度，提高幅度依次为18%、24%和28%.而SN30和SN30G6早龄期抗压强度与NC相比分别降低了15.3%和5.3%，可见钢纤维SN的掺入对混凝土早龄期抗压强度产生负面影响，这是因为菱形截面的钢纤维SN与水泥石粘结界面易在尖角处产生微裂缝，出现内部缺陷的几率增大，而高品质钢纤维SF截面为圆形，与混凝土粘结紧密，这可从扫描电镜、明显看出。

　　康晶等：玻璃纤维及混杂纤维高性能混凝土冻融前后力学性能对比研究纤维高性能混凝土冻融前后劈裂抗拉强度对比纤维的掺入能明显提高高性能混凝土28d的劈裂抗拉强度，SN30G6和SF20劈裂抗拉强度*高，达到7.2MPa，与NC相比其劈裂抗拉强度提高幅度为50%.尽管单掺玻璃纤维高性能混凝土GF6在五种纤维高性能混凝土中劈裂抗拉强度值*低，但与NC相比其劈裂抗拉强度提高幅度也能达到冻融后单掺钢纤维高性能混凝土SN30与冻融前相比，劈裂抗拉强度降低了10.4%，而混杂纤维高性能混凝土SN30G6劈裂抗拉强度降低幅度仅为2.9%.横向对比来看，掺入纤维尤其是钢纤维能显著提高高性能混凝土冻融后的劈裂抗拉强度。纤维掺量*大的混杂纤维高性能混凝土SN30G6与不掺纤维的高性能混凝土NC相比，其劈裂抗拉强度提高幅度高达55.6%. 3.4弯曲韧性参照DBV研究了不同纤维类型及掺量对混凝土梁抗弯承载力及能量吸收能力的影响，各组能量吸收值和等效抗弯强度列于表6.其中：Fu为试件跨中挠度在0.1mm范围内的*大承载力；S.为与Fu对应的梁跨中挠度；DC为混凝土梁开裂前的能量吸收值，相应于（8.+0.3mm）处的能量值；D1、D2分别为跨中挠度相应于（8.+ 3.15mm）处纤维对混凝土所贡献的能量吸收值；Dn为纤维混凝土的能量吸收值；feq，f6q，2分别为跨中挠效抗弯强度。

　　表6纤维类型及掺量对混凝土梁等效抗弯强度及能量吸收能力的影响编号注：1.编号首字符为d，表示试件已经历200次冻融循环；NC与GF6冻融前后的Fu、D：均相差不大，幅度在5%左右，两种混凝土在试验中均呈现脆性破坏，可见掺入6kg/m3的玻璃纤维对高性能混凝土冻融前后的韧性无明显影响。

　　冻融前后的韧性指标得出，不论是极限荷载还是开裂后试件的承载力，单掺或混杂掺入SF20整体上要高于掺入SN30.可见在一定程度上，钢纤维的性能（如长径比、抗拉强度等）对试件弯曲韧性的影响要远大于钢纤维掺量所带来的影响。

　　从混杂纤维高性能混凝土比较来看，SF20G6的各项韧性指标均大于SN30G6，其中抗弯强度f、等效抗弯强度，和等效抗弯强度feq，2的相差幅度分别为8.8%、28.6%和52.3%.可见高品质钢纤维SF其增韧效果要明显好于国产钢纤维SN，可以显著增强高性能混凝土梁开裂后的承载力，有着较实用的工程意义。

　　从冻融后单掺钢纤维高性能混凝土dSF20与冻融后混杂纤维高性能混凝土dSF20G6的对比可以看出，dSF20G6的抗弯强度是dSF20相应抗弯强度的1.5倍，而dSF20G6的等效抗弯强度feq，1、feq，2和能量吸收值Dn分别比dSF20的相应韧性指标提高了3%、5%和14%.由此可见，冻融后相同钢纤维掺量的纤维混凝土比较而言，混杂纤维高性能混凝土SF20G6的弯曲韧性高于单掺钢纤维高性能混凝土SF20.将不同钢纤维掺量及类型的纤维混凝土作对比，冻融后单掺钢纤维高性能混凝土dSF20和冻融后混杂纤维高性能混凝土dSN30G6开裂后的能量吸收值D2和纤维混凝土能量吸收值Dn均相差不多，幅度在3%以内，但dSF20的抗弯强度f和等效抗弯强度feq，均远远高于dSN30G6的相应值，分别是混杂纤维混凝土dSN30G6试件f值和feq，值的2.1倍和1.7倍。可见，冻融后单掺钢纤维高性能混凝土SF20的弯曲韧性要优于混杂纤维高性能混4结论单掺玻璃纤维或掺入混杂纤维对高性能混凝土的工作度影响不大，混凝土拌和物仍能保持较好的工作性能。

　　纤维对高性能混凝土的28d抗压强度无明显影响，但可有效降低高性能混凝土冻融前后抗压强度的损失。

　　与冻融前纤维高性能混凝土的劈裂抗拉强度相比，冻融后纤维高性能混凝土劈裂抗拉强度值均有小幅降低；掺入纤维尤其是钢纤维能显著提高高性能混凝土冻融后的劈裂抗拉强度。

　　混杂纤维或单钢纤维的掺入可明显提高高性能混凝土的弯曲韧性，改善高性能混凝土的脆性破坏特征。