不同模数水玻璃（Ms=1.4、1.0）在不同碱含量（Na2O%=4、5）条件下，不同长度和掺量（相对矿渣的质量）的碳纤维（CF）对碱激发矿渣混凝土的干缩和自收缩（温度20℃，相对湿度RH 50%）的影响如图11-18、图11-19所示。
从图11-18（a）可知，掺入3mm长碳纤维，当模数相同时，随着纤维掺量的增加，收缩降低，且模数值越大，收缩也越大。当纤维的掺量为0.5%时，碳纤维的作用占优势，养护120天时两种模数的碱激发水泥干缩值接近，然而，由于高模数水玻璃激发的水泥干缩更高，因此，当掺入1%的碳纤维后，两种模数水玻璃激发的水泥干缩几乎没有区别。
掺入的纤维越长，砂浆的干缩受水玻璃模数的影响越小，主要受碳纤维掺量的影响［如图11-18（b）］。而当掺入的碳纤维长度达12 mm时，纤维的掺量对干缩的影响减小，即12mm碳纤维增强碱矿渣水泥在不同的掺量下有相近的干缩值［如图11-18（c）］。
图11-1 8不同长度、掺量的碳纤维对碱矿渣水泥的干缩影响（温度20℃，湿度100%）［19］
为了进一步验证碳纤维对碱矿渣水泥的收缩是否有效，对在20℃和相对湿度为100%条件下养护的试件进行自收缩测试，结果如图11-19所示。从结果可知，碱矿渣水泥的最大收缩值在3～5 mm/m之间，而掺入3mm长的纤维后，水泥的最大收缩值小于2.5 mm/m，说明掺入3mm长碳纤维能有效地降低碱矿渣水泥的自收缩。虽然6mm长的碳纤维也能有效地控制收缩，但是不同碳纤维掺量对自收缩影响的效果有明显的差异，也不是纤维掺量越高，水泥的收缩就越低，例如，掺入0.2%的碳纤维便能有效地控制自收缩，28天时最大收缩量在1～1.5 mm/m之间；然而，当掺入12 mm长的碳纤维，即使掺量比较大时，水泥的收缩也会增大，这可能是由于纤维长度和掺量过大时，容易形成“纤维束”有关［如图11-17（a）］。(www.xing528.com)
图11-1 9不同长度、掺量的碳纤维对碱矿渣水泥的自收缩影响（温度20℃，湿度100%）［19］
总之，在碱矿渣水泥中掺入碳纤维可以降低干燥收缩和自收缩，但纤维掺量和长度的关系需要进一步研究，以优化各材料的用量。
此外，砂浆基质、液固比等对碳纤维改变收缩的规律也有影响。图11-20为硅酸盐水泥（PC）砂浆和碱激发矿渣（AAS）砂浆中掺入长度为3mm、掺量为1%和3%碳纤维（FC3）的干缩情况。从图11-20的结果可知，在PC砂浆中的干燥收缩率比AAS砂浆低约三至四倍。当AAS砂浆的液/固比增加时，干燥收缩率下降，这可能是由于在胶凝体系中，液固比越大，则总孔隙度和孔径也越大，当液体消耗或蒸发时，孔径的增大使毛细管张力降低所致。此外，在PC砂浆中，碳纤维对收缩几乎没有影响，而在AAS砂浆中，当液固比为0.5时，掺入1%和3%的3mm长碳纤维能明显降低干缩，且随着纤维掺量的增加，收缩率下降明显，当掺入3%的碳纤维时，收缩下降近50%；而当液固比为0.56、纤维掺量为1%时，收缩率下降不明显，当碳纤维掺量为3%时，收缩突然增大，这可能是由于基质的不均匀或砂浆强度下降而引起。
图11-20 不同碳纤维掺量和液/固比对碱激发矿渣水泥砂浆收缩的影响［16］
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