针对目前因水泥细度过细而导致水泥基材料容易出现干缩裂缝问题,采用聚丙烯纤维与水泥熟料粒子复掺,并通过L9（34）正交试验研究熟料粒子水泥对聚丙烯纤维砂浆收缩性能的影响。结果表明,复掺熟料粒子和聚丙烯纤维的砂浆收缩率εt与收缩龄期t之间符合εt=α1·exp（-t/α2）＋β0的指数函数关系,且在显著性水平α=0.01下其相关性显著;纤维掺量对砂浆收缩影响最大,熟料粒子掺量次之,粒子粗细第三,纤维长度最小;熟料粒子粒径介于0.315~2.5mm之间且其掺量为20%,纤维掺量为0.3%,纤维长度为12mm时,砂浆的收缩最小,体积稳定性最优。

针对我国内陆寒冷盐碱地区的环境特性,制备了面向该环境混凝土路面工程应用的聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土,采用正交试验研究了该混凝土材料的收缩性能,建立了收缩模型,并运用游程检验法检验了其显著性。结果表明,聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的收缩率εt与测试龄期t符合指数函数关系,且在显著性水平α=0.01下其相关性显著;聚丙烯纤维和胶粉掺量对混凝土的收缩影响明显,并与混凝土的最大收缩率之间存在显著的数学模型关系。胶粉会增大混凝土后期的干燥收缩,纤维掺量的增加能够有效抑制混凝土的收缩,硅粉掺量为2.5%和纤维长度为6mm时混凝土的收缩最小。

针对冻融造成的混凝土路面剥蚀问题,采用聚丙烯纤维与聚合物胶粉和硅粉复合对混凝土进行改性,应用正交试验方案研究了胶粉掺量、硅粉掺量、纤维掺量以及纤维长度四个参数对聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的抗冻性能的影响。结果表明,纤维掺量0.3%,纤维长度6mm,胶粉含量10%,硅粉掺量2.5%的聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的抗冻性能最优;胶粉在水泥水化同时形成乳胶薄膜和引入气体能大幅度的提高混凝土的抗冻性;硅粉能有效的改善混凝土内部的孔结构,提高抗冻性;聚丙烯纤维配合胶粉能减轻胶粉在混凝土出现微裂缝时所受的拉应力,从而有效延长混凝土的抵抗冻融破坏的时间。