混凝土的抗凍性是指混凝土在水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融作用而不被破壞，同時也不顯著降低強度的性能。混凝土受凍融循環(huán)往往是導致混凝土劣化的主要原因?；炷潦軆鋈谧饔闷茐牡脑?，主要是由于混凝土內(nèi)部孔隙中的水，在負溫下結(jié)冰后體積膨脹造成的靜水壓力和因冰水蒸汽壓差別推動未凍水向凍結(jié)區(qū)的遷移所造成的滲透壓力。當這兩種壓力所產(chǎn)生的內(nèi)應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫，多次凍融使裂縫不斷擴展直至破壞。

軌枕混凝土雖設計強度較高，但因軌枕混凝土屬于干硬性混凝土且需要在高溫條件下養(yǎng)護，這不可避免地造成軌枕混凝土內(nèi)部大量的微細裂紋的產(chǎn)生。因此，雖然軌枕混凝土強度較高，但其抗凍性能不是很理想?；炷林袚饺?a target="_blank">聚丙烯腈纖維后，由于所選用纖維的直徑非常纖細，平均直徑僅 13um，每m3 混凝土內(nèi)將含有數(shù)億根纖維。經(jīng)分析，摻纖維軌枕混凝土抗凍性能的提高主要是由于以下幾個方面綜合交互作用的結(jié)果。

（1）在蒸養(yǎng)期間，由于聚丙烯腈纖維的摻入可以降低混凝土內(nèi)部受熱膨脹造成的裂隙寬度，有效減少混凝土早期產(chǎn)生的內(nèi)部缺陷。因此，在混凝土受凍后，由于混凝土早期內(nèi)部缺陷的改善，可提高混凝土的抗凍性能。

（2）聚丙烯腈纖維的摻入可以提高混凝土硬化后的極限抗拉強度和韌性。因此，在混凝土受凍后，一方面由于混凝土極限抗拉強度和韌性的提高有效阻止了裂縫的進一步擴展；另一方面還可以防止外界水分的侵入，從而有效降低混凝土的凍脹開裂，提高混凝土的抗凍能力。

（3）聚丙烯腈纖維在混凝土拌和過程中易互相搭連，形成亂向網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，改變混凝土的物理和化學結(jié)構(gòu)，并會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生少量的微小氣泡，當混凝土硬化后，這些微小氣泡可隔斷混凝土的毛細滲水通道，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的抗凍性能。

小結(jié)：

（1）通過摻加有機聚丙烯腈纖維可大幅度提高軌枕混凝土的抗凍性能。

（2）聚丙烯腈纖維提高軌枕混凝土抗凍性能的作用機理可歸納為：聚丙烯腈的加入具有減少蒸養(yǎng)混凝土的早期內(nèi)部缺陷、降低混凝土的凍脹開裂和改善混凝土孔結(jié)構(gòu)等作用。

（3）聚丙烯腈纖維混凝土施工方便，不易結(jié)團，混凝土預期性能受外部環(huán)境影響小，施工質(zhì)量易控制。

聚丙烯腈纖維是一種抗裂強度高，分散效果好，混凝土摻量為每立方米0.5-1.0kg。應用領(lǐng)域有：橋梁工程、道路工程、水利港口工程、建筑工程、隧道地鐵工程、機場工程等等。

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