就宏观层次而论，混凝土是水泥浆基体的两相复合材料，混凝土内不同形状和尺寸的骨料散乱地分散在水泥浆基体中。就亚微观层次论，混凝土由多项材料复合而成。混凝土的化学性质和物理性质等主要由其微观形态、内部结构和化学成分组成决定。混凝土中骨料主要对密度、弹性模量及尺寸的稳定性有较大的影响，但对强度影响效果有限，因为混凝土强度一般由内部的薄弱界面及分布的水泥浆体共同决定。混凝土中水化水泥浆体微结构分别由固相、液相和固相—液相之间的复合相组成。由于其分布组成的高度非匀质性和复杂性，加之水泥浆—骨料界面往往是混凝土内部Zui薄弱的部位，所以往往决定混凝土强度和耐久性。

图 4.1 为 A1 在常温下的微观形貌。在图中呈现的球状颗粒为没有充分水化的粉煤灰颗粒，从图中可以看出，粉煤灰颗粒之间粒径相差较大，说明水化还没进行彻底，常温时，在混凝土中添加了粉煤灰，因为粉煤灰颗粒很细，由于其火山灰效应，所以使水泥浆体中的结晶体变大、孔隙被填充的更加密实。C-S-H 凝胶体在常温下呈大量簇状堆积，堆积程度和方式略有不同，Ca(OH)2晶体在常温下呈片状六角柱体，晶体堆积较密实整齐，水泥浆体的这种组合结构对提高基体密实性有很大帮助，使水泥石基体更加稳定。

图 4.2 为 A1 经历 200℃高温后的微观形貌。随着温度的升高，与常温下相比，混凝土内部发生很大的变化，C-S-H 凝胶体相比于常温（20℃）时大大增加，此外，由于温度升高，毛细水和凝胶水的蒸发造成内部出现许多孔隙，化合水和结晶水的受热分解使整块试样已经不存在大晶体。整体结构不如常温下密实。

图 4.3 为 A1 在 600℃环境下的微观形貌，对比图 4.1 和 4.2 可以发现，在600℃高温下，出现了大量明显的裂缝，并且这些裂缝相互贯通在一起，网状结构已经极其不完整，C-S-H 凝胶结构分布变得很离散，已失去整齐完整的状态，丧失了整体性，整个结构失去了支撑的作用，强度损失显著。

本章用扫描电镜方法（SEM）对聚丙烯纤维混凝土微观试样进行分析研究，同时以空白混凝土（未掺纤维的混凝土）进行对照，通过分析不同变量情况下（纤维掺量、温度和冻融循环次数）聚丙烯纤维混凝土微观形貌变化情况，得出了以下结论。

（1）水泥浆体随着温度的升高逐渐脱水，C-S-H 凝胶结构随温度的升高变得不再密实，水泥浆体孔隙率变大、裂缝增多并且扩展至形成主裂缝。

（2）经历 200℃高温后，聚丙烯纤维的融化，在混凝土内部留下孔道，显著提高混凝土的气渗性，使材料的连通性能得到明显改善，抑制了混凝土内部裂缝的产生与扩展。

（3）经历了 600℃高温后，聚丙烯纤维达到了其燃点（580℃），聚丙烯纤维熔化消失了，只留下了其孔道，内部产生较大的裂缝，强度有显著下降。

（4）在常温下，乱向分布聚丙烯纤维在冻融过程中减少了混凝土的收缩，减少了骨料、砂浆和纤维结合面裂缝的产生，缓解了应力在冻融循环过程中对混凝土的作用。提高了混凝土的抗冻性能。

（5）通过分析可以得出，经过 200℃后，掺入 1.2kg/m3的聚丙烯纤维对混凝土的抗冻性能有很好的提高。但是经过 600℃后，掺入 1.2  kg/m3的聚丙烯纤维对混凝土抗冻性能的提高作用有限。经过 600℃和冻融循环的耦合作用后，混凝土内部产生较大的裂缝，强度有显著下降。

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