聚乙烯醇纤维水泥砂浆

聚乙烯醇纤维水泥砂浆（精选7篇）

聚乙烯醇纤维水泥砂浆 第1篇

聚乙烯醇纤维增韧水泥基复合材料(Polyviny alcohol Fiber-Engineered Cementitious Composites,简称PVA-ECC)是一种拉伸变形性能优异的水泥基复合材料,最早是由美国密歇根大学的Victor C Li教授和麻省理工大学的Christopher K.Y.Leung教授于1992年提出来的,是利用断裂力学和微观力学原理,对材料体系进行系统地设计、调整和优化得到的复合材料[1]。PVA-ECC主要用水泥、水泥加填料或者粒径不大于5mm的细集料作为基体,用高强高弹模的PVA纤维作用增强材料的一种复合材料。当纤维掺量为材料体积的2%时,在直接拉伸作用下可实现准应变硬化特征,材料的韧性和抗拉强度可得到很大程度的提高。在直接拉伸实验中,试件从受力开裂到极限破坏过程中可产生多条细密裂缝,裂缝间距仅为1~2mm,裂缝宽度可限制在100μm内[2],极限抗拉应变可达到3%以上,为普通混凝土的100~300倍、钢筋混凝土的10~20倍。

一般的纤维增强砂浆/混凝土,通过在基体中添加低掺量(体积掺量小于1%)的纤维,能够在一定程度上提高水泥基材料的韧性、抗拉强度、变形性能和耐久性[3],但纤维增强砂浆/混凝土在直接拉伸荷载作用下仍会发生应变软化破坏。传统的高性能纤维增强水泥基复合材料是通过体积掺量大于5%的钢纤维来实现材料的高韧性和高抗拉强度的,该复合材料在直接拉伸作用下能表现出明显的准应变硬化特性,但由于纤维掺量太高,必须运用特殊的搅拌和施工工艺。同时,高掺量的钢纤维也加大了工程造价,使应用范围受到限制。

Li和Leung教授提出聚乙烯醇纤维增韧水泥基复合材料的设计理论基础后,引起了国内外的普遍重视。国外的研究人员对该材料的基本力学性能和耐久性开展了大量的研究工作,其中包括直接拉伸性能、压缩性能、弯曲性能、抗剪性能、断裂特性、收缩性能、抗冲击性能、徐变性能、长期应变能力、抗剥落性、抗疲劳性能、耐磨性、自愈合能力、抗渗透性能、抗冻融循环能力、耐腐蚀能力、耐湿热老化性能等。为满足不同工程需要,国外还开发了具有特殊性能和制备工艺的ECC,如喷射ECC、自密实ECC、挤压成型ECC、轻质ECC、绿色ECC、防水ECC、早高强ECC、被动智能自愈合ECC等。另外,在ECC的运用上,国外的研究人员也展开了一系列的研究工作,ECC已在国外部分工程上得到成功运用,并取得很好的效果[4]。

近年来,国内很多学者和科研团队都陆续开展了ECC材料的研究工作。2000年大连理工大学徐世烺等开始了超高韧性水泥基复合材料的研究工作[4~5];2001年前后,清华大学张君教授也开始了相关研究[6]。另外,北京工业大学邓宗才教授[7]、东南大学孙伟教授等[8]、哈尔滨工业大学罗百福[9],西安建筑科技大学和青岛理工大学合作的研究团队[10]、内蒙古工业大学白建文[11]、北京交通大学黄广华[12]、合肥工业大学詹炳根[13]、中冶建筑研究总院的丁一和陈小平等[14]也先后对PVA-ECC展开了研究工作。由于我国PVA-ECC研究的起步较晚,目前的研究主要集中在材料基本力学性能上,部分科研单位开始了ECC材料的耐久性及构件性能研究。

由于起步较晚,国内对PVA-ECC的研究仍有许多问题需要解决,其中以优质(性能满足ECC的要求)PVA纤维的国产化和直接拉伸实验方法的研究最为迫切。

(1)优质PVA纤维的国产化问题

目前,国内生产的PVA纤维性能不及国外,还不能满足ECC对纤维的要求。故国内的研究中多采用日本可乐丽公司生产的REC-15纤维及日本尤尼吉可公司生产的PVA纤维,其价格昂贵,每m3ECC中PVA纤维的价格达250美元[12]。要实现ECC生产的本土化及在国内工程上的运用,必须首先解决优质PVA纤维的国产化问题。

(2)直接拉伸实验方法问题

直接拉伸实验是验证ECC材料是否具有应变硬化特性最直接有效的试验方法。目前,我国ECC直接拉伸实验没有统一的标准,各研究单位在PVA-ECC直接拉伸实验时采用的均是自定方法。为了ECC材料的长远的发展,非常有必要统一ECC的直接拉伸实验方法,并制定相关实验标准。

1 PVA纤维研究进展

聚乙烯醇纤维(Polyvinyl alcohol fiber简称PVA纤维)也称维纶纤维,是以高聚合度的优质聚乙烯醇为原料,采用特定的技术加工而成的一种合成纤维,其主要特点是高强、高弹模、低拉伸度、耐磨、抗酸碱好、耐候性好,与水泥石膏等基材有良好的亲和力和结合性,且无毒、无污染,对人体无害,属新一代的高科技绿色建材。

PVA纤维于1924年由德国的Hermann和Haehnel利用聚醋酸乙烯醇解得到聚乙烯醇,并运用干法纺丝制得后[15],在研究和生产方面都得到了很大发展。2000年,日本可乐丽公司运用高新纺丝技术成功开发了高强PVA纤维,其强度可达21.1c N/dtex(约相当于2690MPa),当年总产量就达到了2.5万t。该公司开发的K-Ⅱ高强高弹模PVA纤维的强度达22c N/dtex(约相当于2800MPa),已成为有机高强高弹模纤维的第二大品种[16]。

我国自20世纪60年代初从日本引进全套PVA纤维生产技术和设备以来,在PVA纤维的生产上已达到一定的规模,但目前的生产技术仍较落后。如PVA纤维纺丝方法主要有湿法、干法或熔融法和凝胶纺丝法,而我国的生产方法基本仍为湿法纺丝和含硼碱性芒硝纺丝法,干法纺丝和聚醋酸乙烯醇解直接纺丝还未实现大规模工业化生产[17]。国内生产的PVA纤维与国外产品相比,性能上还有一定差距。国内外部分PVA纤维产品性能见表1。

由表1可见,相比于日本生产的PVA纤维,国产的PVA纤维直径较小,抗拉强度、弹性模量等性能也有一定的差距。

国产PVA纤维在水泥基材料中的应用已有相关的实验研究,并取得了满意的效果[18~20],能有效改善混凝土的早期开裂,增韧效果显著,并可提高混凝土的抗拉强度和抗冲击性能,但上述结果都是在纤维体积掺量较低(一般低于1%)情况下才得以实现的,效果有限。试验表明,当PVA纤维的掺量达到基体体积的2%时,国产PVA纤维不能成功制成具有应变硬化特征的ECC。早前,东南大学的刘小泉[8]在配制ECC时,采用了国产PVA纤维,结果PVA-ECC出现了结团现象,比掺同掺量的国外PVA纤维流动性差,在进行PVA-ECC四点薄板抗弯实验时,试件未出现应变硬化特性,在出现第四条裂缝时,试件破坏。采用进口PVA纤维,则成团现象不明显,流动性良好,试件出现应变硬化特性,试件最后出现多条裂缝。

针对国产PVA纤维不能成功配制出ECC的问题,需要从ECC对PVA纤维要求的角度来探讨原因。ECC是在微观力学的基础上进行设计得到的,纤维参数包括抗拉强度、弹性模量、伸长率、长径比、界面摩擦粘结强度等,这些参数对ECC是否产生应变硬化特性起重要作用。由ECC理论纤维桥接法则[21]可知,纤维产生的开裂桥接应力σcb在理论上可以表示为纤维特性、基体特性、纤维/基体的界面特性以及裂缝张开位移δ的函数,即:σcb=func(δ;纤维特性;基体特性;纤维/基体界面特性)。

纤维抗拉强度方面,根据微观力学模型预测[22],如纤维的抗拉强度低于1000MPa,那么在化学粘结强度较低的情况下,其对应复合材料的余能仍会保持非常普通;而在高化学粘结强度的情况下,其余能不仅没有提高,反而会变得更低,这不利于准应变硬化特性的实现。

在纤维的弹性模量方面,Zhang和Li的研究表明[23],纤维的高弹性模量有助于降低纤维在基体中的强度损失。在纤维的伸长率方面,日本的研究表明[22],高的纤维伸长率可减小纤维在基体中的强度降低系数,有利于纤维强度的充分发挥。在纤维长径比和纤维与基体的界面摩擦粘结强度方面,从细观力学角度分析,对一定强度的增强纤维,其长度、断面尺寸及其与水泥石的粘结强度之间存在一个最佳的匹配关系[24],当纤维的长径比小于临界值时,长径比的增大,能同时提高材料的抗拉强度和变形能力;当长径比大于临界值时,会使基体中的纤维在受拉时不被拔出,而是发生断裂[25],这会使材料的抗拉强度增大,不利于材料的变形,即试件会发生明显的应变软化特征,而不能发生应变硬化特征。由于PVA纤维属亲水性纤维,纤维与水泥基基体间存在很强的化学粘结,同时亦存在摩擦粘结,材料破坏时属纤维断裂型。为提高复合材料的准应变硬化性能,应使化学粘结强度尽量低,并将摩擦粘结强度控制在一定的范围内[5]。

由上面的分析可知,若想PVA-ECC在直接拉伸作用下发生应变硬化特性,理想的纤维特性应满足下面的条件[26]:抗拉强度>1000MPa,抗拉应变>3%,弹性模量>30GPa,密度<2g/cm3,纤维的体积掺量<2%,直径30~50μm;且需要抗腐蚀,在水泥基体中化学性稳定,与水泥基体的界面摩擦粘结强度为3~6MPa,化学粘结力较小。

由以上ECC对PVA纤维性能的要求看,国产PVA纤维若要满足PVA-ECC所要求的高强高弹模,仍存在两个主要问题:

(1)直径较小。直径小则长径比就大,当长径比大于临界值时,基体中的纤维在拉伸往往被拉断而不是被拔出,这就使材料的抗拉强度增大,出现明显的应变软化与单点开裂特征。文献[24]对2种性能相似、直径不同的聚乙烯醇(PVA)纤维增强的水泥基复合材料进行了轴心抗拉试验,结果表明,在基材配合比、纤维掺量均相同时,直径较大(39μm)的PVA纤维复合材料可获得应变硬化与多点开裂模式,其极限抗拉应变可达到2.6%;而采用直径较小(15μm)的PVA纤维却表现出明显的应变软化与单点开裂模式,其极限抗拉应变仅为0.1%左右。另外,直径较小也会导致纤维的分散困难。国产PVA纤维直径仅为国外纤维的1/3~1/2,即同样纤维长度和掺量时,国产纤维根数约是国外纤维根数的4~9倍,故国产PVA纤维比进口PVA纤维更难分散到基体材料中。

(2)未进行有效的表面处理。表面处理对纤维在基体中的分散性起重要作用,国产PVA纤维表面在生产过程中一般仅经过简单的油剂处理或未经处理,而进口PVA纤维表面是经过特殊处理的。虽然经过油剂处理的国产PVA纤维在低体积掺量(一般<1%)时不存在分散性的问题,但体积掺量达到2%时,搅拌过程中经常会出现结团现象,影响材料的流动性,进而严重影响材料的力学性能。另外,只有在PVA纤维与基体界面的化学粘结强度很小时,才能保证基体中的PVA纤维在拉伸时被拔出而不发生断裂。国产PVA纤维表面未经过处理或处理不足导致了PVA纤维和基体化学粘结力过大,使得材料中的PVA纤维在受直接拉伸时出现断裂,从而不能使PVA-ECC发生硬化应变特性。

对于纤维的分散性问题,国内研究人员主要是对材料的搅拌方法进行改善。大连理工大学李伟在硕士论文中总结了目前国内既有的搅拌方法,并在此基础上通过试验对PVA-ECC的搅拌方法进行研究,得到了能使纤维分散均匀的搅拌方法[27]。但此方法主要是针对日本可乐丽公司生产的PVA纤维而进行的。对于国产PVA纤维,其在基体材料中高掺量(体积比为2%)时的分散性问题仍有待研究。笔者所在团队对上述问题进行了尝试性试验,主要是参考砂浆干混技术,将纤维和基体材料在砂浆干混机里共同搅拌,使纤维先均匀分布在干的基体材料中,再将搅拌均匀的材料放到水泥胶砂搅拌机中加水和减水剂,进行二次搅拌。采用的砂浆干混机中加入了能发生横向旋转的刀片,该刀片可使材料在干混机中搅拌时能发生横向旋转,使纤维能更好地分散到基体材料中。使用此搅拌方法,国产PVA纤维掺量能到达2%而不出现结团现象。

上述搅拌方法虽然解决了纤维在基体材料中的分散性问题,但还存在着不足之处。首先,高掺量纤维同样会降低流动性,需要添加较多的减水剂才能得到较好的流动性;其次,砂浆干混机中刀片在高速旋转过程中是否会对纤维表面造成损伤,砂对纤维的摩擦是否会对其表面造成损伤,从而影响纤维对基体材料的增韧效果等问题还需进一步的试验验证。

2 ECC直接拉伸试验方法

ECC材料在直接拉伸作用和弯曲作用下,具有明显的准应变硬化特征,出现多条细密裂缝。一般纤维混凝土在弯曲作用下也能出现明显的准应变硬化特征,但在直接拉伸作用下则表现出应变软化特征。此外,直接拉伸试验可以同时给出ECC材料的拉伸弹性模量、初裂强度、初裂应变、极限抗拉强度、极限拉应变和极限裂缝宽度等参数。所以,直接拉伸试验无论是对ECC是否为应变硬化材料的验证方面,还是在给出结构设计参数等方面都起着重要作用[27]。

目前,对ECC进行直接拉伸试验时,试件一般被制作成板状结构,通常采用外夹式试验方法,个别使用粘贴式试验方法。国际上流行的薄板形试件主要有哑铃形和矩形两种,日本采用哑铃形试件进行直接拉伸试验[28],美国采用矩形薄板试件进行直接拉伸试验[29]。这两种实验方法均可同时给出ECC材料的拉伸弹性模量、初裂强度、初裂应变、极限抗拉强度、极限拉应变和极限裂缝宽度等参数,能准确测试出ECC材料的抗拉性能。国内科研单位对ECC进行直接拉伸试验时,很多都是直接采用上述二种方法,或在两种方法基础上进行改进。

大连理工大学徐世烺教授[28]采用的直接拉伸实验方法就是在美国方法基础上改进的。试件采用矩形平板状,尺寸为15mm×50mm×350mm,使用钢质模具成型,单层浇筑,成型后在振动台上振捣约1min,抹面后加盖塑料膜,24h后拆模,随后放入湿度90%以上,温度20℃±2℃的养护室进行标准养护,28d取出,放在室内环境下养护至56d。为保证试验机的夹持力均匀地施加到夹持面上,试件在试验之前通过砂轮、数控磨床或其它有效措施将试件浇筑面磨平,厚度偏差控制在±0.02mm。试件两端变形监测区以外100mm长度范围内粘贴纤维布,在纤维布的外面使用环氧树脂粘贴70mm的铝板,过12~24h,待胶水固化达到一定强度后便可进行直接拉伸试验。该试验采用LVDT测试仪来测定试件的变形,使用快速硬化胶水粘贴位移计固定架,保证固定架朝向试件中央一端并与变形监测区边界线对齐;采用100k N带有液压夹头的MTS810试验机,整个试验过程保持加载速率0.1mm/min,用IMC动态采集系统记录整个加载过程中试件上150mm变形监测区范围内的变形及相应荷载。

清华大学张君教授[6]所做的ECC单轴直接拉伸试验,采用了150mm×75mm×15mm长方形板状试件,试模由水泥胶砂抗折强度的三连模改装而成。试件分两层浇注,浇注一半后振动1~2min,以确保材料密实,然后以同样的方式浇入剩余的一半。浇注完成后将表面抹平并覆盖一张聚乙烯膜以防水分蒸发。在室温下养护24h拆模,放入20℃±2℃的标准养护室进行水养,至7d或28d。试件加载前在两侧粘贴50mm×40mm×1.0mm的铝板,6h后进行抗拉强度试验。试验机为美国产MTS810材料实验机,变形测量采用在试件的两侧分别夹引伸计。试验装置如图1所示。

同济大学王晓刚等[30]做的ECC直接拉伸试验采用了哑铃形和有胫形。其中,胫形直接拉伸试验用的是粘贴式拉伸方法,试件厚度为40mm,几何尺寸见图2,试验时用快硬胶将试件两端分别粘在围栏形试验机夹头中间。哑铃形直接拉伸试验与日本采用的方法相似,即在试件两端用自粘性铝箔包裹后夹紧在试验机上进行拉伸,如图3所示。

北京工业大学邓宗才教授[7]做的ECC单轴直接拉伸试验,采用了尺寸为12mm×40mm×160mm长方体试件。试件成型24h后拆模,放入标准养护室养护28d,试验前3h拿出试件晾干。加载前在试件两侧粘上50mm×40mm×1.0mm的铝板,采用美国产MTS810材料试验机进行试验,试件的变形通过在试件两面安置标距为50mm的引伸计测定,采用计算机采集位移、应变和承载力数据。

以上各直接拉伸实验中,外夹式试件一般在夹持处容易产生应力集中,断裂易发生在试件夹持部位。为克服该问题,日本学者采用了变截面试件,即哑铃形试件,该试件对模具的要求高,需要特别加工;美国学者采用了在试件两端粘贴铝片的方法,来减轻试件两端的应力集中。大连理工大学的试验还在试件两端粘贴了纤维布,以进一步减轻应力集中现象。该方法在试验前准备工作较多,要求试验者有足够的试验经验,首先,试件厚度由纤维长度决定,应略大于纤维的长度;另外,应保证试件表面的平整性,以确保试验机的夹持力均匀地施加到夹持面上。

对于试验结果的处理,初裂强度、初裂应变、极限抗拉强度、极限拉应变等数据可通过应力应变曲线得到,弹性模量可通过相关公式计算得到。试件的裂缝数量和平均极限裂缝间距可采用美国或日本的方法,其中,平均极限裂缝间距=变形监测区长度/试验结束后试件上贯穿整个横截面的裂缝的条数;平均裂缝宽度=极限拉应变×变形监测区长度/试验结束后试件上贯穿整个横截面的裂缝的条数,但必须注意的是在两者的计算过程中均忽略了未开裂区域的弹性伸长。

综上所述,笔者在对PVA纤维增韧水泥基复合材料进行直接拉伸试验时,在以上试验方法的基础上,参考环氧树脂砂浆的抗拉强度试验方法(DL/T5193-2004),提出了操作较为简便的试验方法。试件及试验方法见图4和图5。本试验方法主要是对试件进行了改进,采用了中间部分适当延长的8字型试件。该试件在环氧砂浆拉伸试验采用的8字型试件基础上进行了改进,使试件中间有一段截面相同的区段,该区段的截面是试件中最小的,要求受力均匀,以保证ECC在直接拉伸试验时能在该区段发生初裂和稳态开裂。另外,考虑到纤维是三维分散,该截面采用了边长为25mm的正方形,以使试验结果更接近实际情况。

试件采用专用拉伸拉头,通过两头突出的两翼来传递拉力,并在拉力区到受力均匀区采用平滑的过渡,以避免试件在拉伸时发生应力集中而断裂。拉伸拉头通过球铰接,能自动调节试件拉伸时处于同一条轴线上,以保证试件的轴心受力。

本试验方法与前述外夹式和粘结式直接拉伸试验方法不同之处是避免了外夹式试件出现的应力集中现象和粘结式试件出现的偏心受拉情况。且该方法简单易行、操作简便,无需在试件表面贴纤维布和铝片等。采用本方法需要注意的是,试件两头的受力能否平滑过渡到试件的中间区域是试验成功的关键,若该区段设计不好,试件在受拉时会在此处发生应力集中而破坏。试件的成型对模具要求较高,模具要求有一定的精度。该方法在初步试验时效果较好,但仍需进一步的验证。

3 结语

聚乙烯醇纤维水泥砂浆 第2篇

1材料要求

(1)水泥:采用初凝时间3h以上和终凝时间6h以上的P.C32.5级水泥,施工中严格控制水泥用量,在满足基层各项物理学指标的前提下,尽量减少用量,水泥稳定碎石基层7天抗压强度3.5-4.2MPa,水泥含量为4%-5%。(2)碎石:采用硬质岩轧制,碎石中针片状含量<20%,压碎值<26%,碎石中不应有粘土块、植物等有害物质,最大粒径≤31.5mm。(3)聚乙烯醇纤维:在水泥稳定碎石中掺入长约20mm的柔性纤维,掺入量为1.2kg/m3,从干缩系数来讲,约降低40%,而抗压回弹模量分别降低约20%,从而有效地提高水泥稳定碎石的抗裂性能。聚乙烯醇纤维的技术指标:单丝直径12-30μm、纤维长度20mm、抗拉强度1500-1700Mpa、伸长度6%、弹性模量36000Mpa、密度1.28g/cm3、掺量1.2kg/m3。

2施工机械准备

配备适用的施工机械,数量充足,施工准备阶段完成好试机工作。配备产量满足摊铺要求的拌和机,摊铺机2台、12-15t钢轮振动压路机1台,22t以上振动压路机2台,26t以上胶轮压路机1台,配100t的水泥罐仓2个,自卸汽车、装载机数量与拌和设备、摊铺设备、压路机相匹配。

3混合料组成设计

(1)在满足强度的前提下,尽量减少水泥用量,减少细集料和粉料的用量;依据作业地点的天气情况控制含水率,水泥剂量要小于4.5%、集料级配中0.075mm以下粉料含量应该小于4%,含水率尽量接近最佳含水率。(2)集料必须进行水洗筛分,计算颗粒组成和集料的组成比例。级配应满足设计要求。(3)水泥按剂量不同必须进行分组试验。剂量以0.5%为间隔,制作不同比例的混合料,掺入一定量的聚乙烯醇纤维,利用重型击实法计算各组混合料的最大干密度和最佳含水量。一般来说,由于聚乙烯醇纤维掺量较少,对最大干密度和最佳含水量影响小,因此聚乙烯醇纤维增强水泥稳定碎石混合料的配合比也可以参照普通水泥稳定碎石混合料的配合比。(4)根据确定的最佳含水率,拌制聚乙烯醇增强水泥稳定碎石基层混合料,依据设计压实度要求制作混合料试件,在标准状况下,养护6天,浸水24小时后取出,检测无侧限抗压强度。(5)依据设计强度要求,确定最佳配合比。将此配合比作为聚乙烯醇纤维增强水泥稳定碎石的生产配合比,利用重型击实法计算得出最大干密度和最佳含水量,用来指导现场施工。

4施工控制

(1)正式开工之前,应该选择在经验收合格的底基层上进行试铺。试验段聚乙烯醇纤维掺量为1.2kg/m3。聚乙烯醇增强水泥稳定碎石基层混合料采用集中拌和法施工,由两台摊铺机进行摊铺作业,一次碾压密实。试铺段摊铺的目的:对混合料的配合比进行验证调整,对摊铺的松铺系数进行验算,制定合理的施工方法,确定施工机械的工艺参数,比如摊铺速度、间隔距离,压实次序,遍数等等。施工时,应合理安排施工顺序和计划。摊铺前,做好测量放样,根据松浦系数控制好导向支架的高程,同一路段左右幅施工时间尽可能错开,避免养生期间通车现象的发生。养生完成的路段也应对施工车辆的通行进行控制。正常路段的基层每天应连续施工,尽量减少施工接缝。(2)混合料拌和前,拌和场的备料应满足备料要求。为使纤维均匀分散于基层材料中,先将聚乙烯醇纤维与细集料进行预拌,视细集料的干湿程度,搅拌过程中可能需要补充适当的水,以利于纤维达到更好的分散效果。之后,按照配合比将掺有纤维的细集料取代原细集料,由于预拌的纤维-细集料含水量比普通细集料含水量稍微偏高,因此在纤维-细集料以及外加水计量时应充分考虑这部分水的存在。由于预拌时将单位体积基层混合料中的所有纤维全部掺入到只占较小重量比的中粗细集料里,使得纤维-细集料的密度小于普通细集料,呈现出蓬松的状态,因此在进行纤维-细集料计量时,不能简单地照搬普通细集料的计量方式,而需作出相应的调整,重新准确计量。(3)底基层在摊铺前应该适当洒水,下基层表面应该洒水泥净浆,对基层厚度、高程以及路拱横坡度进行有效控制,摊铺机应连续不间断摊铺。摊铺机的摊铺速度应保持匀速,配备两台摊铺机施工时,施工工艺参数应一致,接缝平顺。(4)碾压机械应配备钢轮压路机、轮胎压路机、振动压路机,先钢轮稳压,接着轻振动碾压,再重振动碾压,最后胶轮稳压。过程中,进行压实度检测,不合格时,复压至符合设计要求。碾压时,压路机重叠1/2轮宽。不允许压路机在已完成的路段上急刹车。碾压应该在水泥终凝前完成,为提高基层边缘强度,应设置合理的超宽范围。(5)碾压完成以后进行养生,将透水无纺土工布盖在碾压完成的基层上,再配备洒水车进行洒水。使基层处于湿润状态,养护7到14天,养生过程中应对交通进行全封闭。

5质量控制要点

(1)聚乙烯醇纤维增强水泥稳定碎石基层质量标准:压实度≥98%,平整度不大于8mm,纵横高程误差+5mm、-10mm,厚度均匀一致,宽度边缘线整齐、顺适、无曲折,外观要求无浮石和弹簧现象,无明显压路机轮迹,表面密实、平整。(2)聚乙烯醇增强水泥稳定碎石基层施工时,配料应准确,拌和应均匀;混合料摊铺应均匀,减少离析;严格控制基层的压实厚度和高程,横坡应与面层一致;应在混合料略大于最佳含水率约1个百分点时进行碾压,直到达到重型击实试验确定的不小于98%压实度。(3)施工中应尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间,延迟时间不应超过水泥的初凝时间。(4)应采取各种有效措施,防止聚乙烯醇增强水泥稳定碎石基层在施工中出现离析(粗集料集中)和开裂现象。对已经出现的离析和开裂应进行处理,直至将基层铲除重铺。

摘要：市政道路施工中,水泥稳定碎石基层如果施工质量控制不好,容易产生干燥收缩,基层表面随之就会开裂,产生横向裂缝。如果在水稳混合料中掺入一定量的聚乙烯醇纤维材料,就能够降低水稳混合料的干缩系数,很大程度上增强基层的抗裂能力,有效降低基层的抗压回弹模量,从而满足设计要求和规范要求。

关键词：市政道路,聚乙烯醇纤维,水泥稳定碎石基层,质量控制

参考文献

[1]肖长发.高强度聚乙烯醇纤维结构与性能研究[J].高科技纤维与应用,2005,02∶53.

聚乙烯醇纤维水泥砂浆 第3篇

普通混凝土的破坏机理是在外荷载作用下,裂纹从砂浆和石子界面或原生界面开始发展,随着荷载的不断增加,裂纹进一步延伸,进而在界面裂纹尖端砂浆部位产生应力集中,最后发展成裂缝,并在薄弱处发生破坏;而混凝土的强度取决于材料中各组分的物理粘结和化学反应情况等[1]。掺入纤维后,砂浆或混凝土的裂缝明显降低,为提高构件的耐久性及抗渗性提供了保障。基于提高混凝土构件的强度与抗裂性能,更好地控制裂缝的发展,国内外学者做了大量研究:Parviz[2]通过在水泥基材料中掺入聚丙烯膜裂纤维,研究了水泥砂浆的收缩开裂性能;Grzybowski等[3]研究了掺入钢纤维和聚丙烯纤维后,对混凝土的塑性收缩与裂缝宽度的影响;杨晓杰等[4]研究了掺入聚丙烯纤维和羟乙基甲基纤维素后,对水泥砂浆塑性收缩的影响;彭毅等[5]通过掺入几种不同比例的熔抽型超细钢纤维和普通钢纤维,对比其对水泥砂浆性能的影响;马银华等[6]通过研究,分析了纤维类型及其长度、掺入量与水泥砂浆收缩抗裂性能的关系;姚武等[7]研究了不同体积分数下聚丙烯纤维与水泥砂浆干缩开裂的关系。

上述多数研究都基于价格较贵的纤维,为探究用常见且价格低廉的麻布纤维作掺合料,来控制水泥砂浆裂缝的实际应用效果,本文研究了掺入不同量麻布纤维情况下,水泥砂浆裂缝的扩展情况,分析了麻布纤维掺量与混凝土裂缝及强度的关系,并确定了合理的纤维掺量,可为实际应用提供参考。

1 试验原材料及配合比

1.1 原材料

水泥选用32.5R普通硅酸盐水泥;细骨料选用级配良好的中粗天然河砂;纤维为弹性模量100GPa,抗拉强度1500MPa的亚麻纤维。

1.2 配合比

为保证试验结果的准确性,减小基体砂浆变异对试验的影响,制作了相同砂浆配合比及相同强度等级的普通砂浆试件作为对照组[8]。塑性收缩开裂试验(A组)及单轴抗压试验(B组)各试件编号、水灰比、试件尺寸及纤维掺量如表1和表2所示。

1.3 试件制作及方法

按照配合比将原材料置入搅拌机中搅拌约4min,取出砂浆并做成A、B两组试块,其中A1、B1为空白对照组。将两组试件在室温下停置一昼夜(室温19～22℃),经编号、脱模后将A组试件暴露在空气中,并以3～5m/s的风速蒸干试件表面水分,6h后关闭风扇,将试件转移至温度54～60℃的恒温箱中放置6h后取出,再置于空气中12h,此时试件裂缝状况与28d时基本相同[9]。将B组试件在温度为(20±2)℃,湿度为95%的标准养护条件下养护18d,从养护池中取出后置于干燥处晾干。

2 试验结果与分析

2.1 塑性收缩试验

对于A组试件,先用钢尺分段测量裂缝宽度δ,再测量裂缝长度ξ。为了便于数据统计分析,将裂缝宽度分为三个等级:δ≥2mm、2mm≥δ≥1mm和δ<1mm,对应的权重值为2、1、0.5。计权重后对应的裂缝宽度和长度分别为:Δ和Ξ,则开裂指数λ=∑ΔiΞj,结果见表3,裂缝宽度和长度对比值见图1。

由表3可知,不同掺量纤维砂浆开裂指数与纤维的均匀度和掺量有关。对比A2和A3,纤维掺量越均匀,其开裂指数λ越小。比对A3、A4,在一定范围内,开裂指数λ随着纤维掺量的增多而减小,超过一定范围后则增大,如图1所示。提高纤维体积掺量,试件塑性收缩产生的裂缝宽度也变小。当纤维体积掺量足够大时,出现次级裂缝的现象,试件的总体裂缝宽度显著下降。

图1表明,在同一裂缝宽度值下,裂缝的长度随着麻布纤维掺量的增加而减小,但掺量超过2kg/m3后没有明显变化。由表1可见,与空白对照组相比,A2、A3及A4各组试件的抗裂性能分别提高了43.03%、71.96%和95.09%,实际裂缝情况见图2。由图2(a)可见,在未掺纤维情况下,试件的裂缝分布广、裂隙宽且数量多;由图2(b)可见,掺入麻布块试件的裂缝减少,但局部裂缝依旧明显,这是麻布材料不均匀导致内力分布不均所致;由图2(c)和图2(d)图可见,掺入麻布丝后,试件的抗裂性能增强,且随着麻布丝掺量的增多,增强效果更明显。因此,建议麻布纤维掺量为1.0～1.3kg/m3。

2.2 单轴抗压试验

裂缝决定砂浆性能,微裂缝的发展直接影响试件的应力-应变曲线及其抗压强度。单轴受压试验中,试件刚受力时,其内部原有微孔隙在荷载作用下渐渐密实,进而改变其内部微结构,随后进入平稳阶段。当荷载接近80%极限荷载时,其内部裂缝发展至砂浆表面,随后逐渐发展变化直至裂缝彼此贯通破坏。单轴抗压试验结果见表4所示。

由表4可知,当麻布纤维掺量为0～0.5%时,随着掺量的增加,试件的抗压强度逐渐增加。当麻布纤维掺量超过1%时,试件抗压强度则出现下降趋势,其强度甚至小于空白对照组,故麻布纤维掺量不宜大于1%。对比B1、B2和B5可见,当麻布纤维量过多或以块状内贴于构件中时,其抗压强度反而降低,原因可能是麻布纤维量过多占据水泥砂浆的体积,使得整体抗压强度降低。当为块状铺贴时,其材料的抗拉性能不能被充分利用也是重要原因。

掺入适量的麻布纤维可增强水泥砂浆的抗拉、抗弯及抗裂性与韧性,呈乱象分布状态的麻布纤维对早龄期水泥砂浆起到支撑作用,抑制水泥砂浆的离析;二者的粘结力使裂缝得到有效抑制,继而提高了试件的韧性。图3为试件的时间-应力关系图,由图3可见,出现应力峰值后,水泥砂浆试件进入屈服阶段,且在一定范围内,随着麻布纤维掺量的增加,试件的抗压能力提升,且掺量越多,试件的韧性越好。进入屈服阶段后,麻布纤维试件呈塑性破坏,而素混凝土试件则呈脆性破坏。

2.3 ANSYS模拟分析

ANSYS模拟如图4所示,由图4可见,掺入麻布纤维后试件的变形变小,掺0.25%麻布纤维时竖向变形比未掺加时的试块竖向变形小0.253mm;由积分点开裂状态图可以看出,空白对照组裂缝范围大(值为1～3),裂缝张开区范围广(值为1～2),压碎的区域多(值为0～1),较符合实际情况。由此也可得出麻布纤维对混凝土构件的强度和韧性增大作用的结论。

结合上述试验结果,为保证水泥砂浆的抗裂性能与强度,建议麻布纤维的质量掺量为0.3%～0.8%。

3 结论

(1)在砂浆中掺入适量的麻布纤维能改善其塑性和抗裂性能,当麻布纤维掺入量为0.6kg/m3和1.2kg/m3时,试件的裂缝数量可减少71.76%和95.09%。

(2)当麻布纤维掺量这0～0.5%时,试件的力学性能随掺量的增加逐渐提高,但其掺量超过1%后则试件的力学性能呈降低趋势。

(3)麻布纤维的掺入降低了水泥砂浆的离析程度,乱向分布的纤维对早龄期砂浆起到支撑作用,为二者共同受力起到一定效用;同时,纤维阻止水泥浆体裂缝的扩展,提高了水泥浆体的抗裂性能。

(4)当水泥砂浆中麻布纤维掺量超过1%后,控制裂缝效果降低,为了保证水泥砂浆的抗裂性与强度,推荐麻布纤维的质量掺量为0.3%～0.8%。

摘要：为研究麻布纤维对水泥砂浆裂缝扩展的控制效果及实用性,通过试验并结合ANSYS软件模拟,研究了麻布纤维对水泥砂浆裂纹扩展与强度的影响。结果表明:适量麻布纤维对提高水泥浆体的强度及控制裂缝的发展效果显著,具有实际应用价值;不同的麻布纤维掺量对水泥砂浆强度和裂缝的影响效果不同。

关键词：麻布纤维,塑性收缩,水泥砂浆,裂缝扩展

参考文献

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[4]杨晓杰,王培铭,刘丽芳.复掺羟乙基甲基纤维素和聚丙烯纤维对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响析[J].新型建筑材料.2009(3):1-3.

[5]彭毅,应文宗,高长成,等.熔抽型超细钢纤维对水泥砂浆性能的影响[J].混凝土,2011(10):106-107.

[6]马银华,易志坚,杨庆国,等.基于砂浆收缩抗裂性能的混凝土纤维选型研究[J].混凝土,2008(2):102-105.

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[8]石飞,应文宗,彭毅,等.超短超细钢纤维对水泥砂浆性能的影响对比[J].混凝土与水泥制品,2011(6):36-38

纤维素醚改性水泥砂浆力学性能研究 第4篇

现阶段全球砂浆年需求量超过了两亿吨, 随着工业需求仍在不断上升。目前传统水泥砂浆存在着泌水、分层、干缩大、抗渗性差、拉伸粘结强度低, 以及因水分损失造成无法完全水化等缺陷还难以解决, 不仅造成施工缺陷, 还导致硬化砂浆开裂、粉化、脱落、空鼓等现象的发生[1]。

纤维素醚作为商品砂浆最常用的外加剂之一, 具有保水、增稠和缓凝等作用, 可以用来改善水泥砂浆的工作性、保水性、粘结性能、凝结时间等物理[2], 例如显著增加水泥砂浆的拉伸粘结强度, 但会降低水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、弹性模量[3]。张义顺[2]等研究了甲基纤维素醚和轻丙基甲基纤维素醚对砂浆性能的影响, 结果表明:两种纤维素醚均能改善砂浆的保水性, 两种改性砂浆的抗折强度和抗压强度有不同程度的降低, 而砂浆的折压比和粘结强度有不同程度的提高, 并能够改善砂浆的收缩性能。AJenni[4]、R.Zurbriggen[5]等运用现代测试分析技术研究了纤维素醚改性薄层粘结砂浆体系中各材料的相互作用, 观察到在靠近砂浆表面的部分均出现了纤维素醚和Ca (OH) 2的富集, 说明了纤维素醚在水泥基材料中的迁移作用。

本文利用砂浆抗压、抗折、粘结及SEM微观形貌等测试手段, 研究了纤维素醚水泥砂浆在其不同龄期抗压、抗折、粘结强度等力学性能的影响规律, 并阐述了其作用机理。

2 原材料与试验方法

2.1 原材料

2.1.1 水泥

武汉华新水泥股份有限公司生产的普通桂酸盐水泥, 型号P·042.5 (GB175-2007) , 密度为3.25 g/cm3, 比表面积为4 200 cm2/g, 其物理参数见表1, 化学成分见表2。

2.1.2 羟丙基甲基纤维素醚

美国赫克力士集团公司生产的羟乙基甲基纤维素醚, 在25 ℃, 2 %溶液中, 粘度分别为50 000 MPa/s、100 000 MPa/s、200 000 MPa/s, 以下简记为HEMC5、HEMC10、HEMC20。其化学结构如图1所示。

2.2 试验方法

a.改性砂浆的抗压强度

采用无锡建仪仪器有限公司TYE-300 型抗压强度机测试坯体试件的抗压强度。加载速率为0.5 k N/s。根据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法 (ISO法) 》进行抗压强度测试。

按定义, 坯体抗压强度的计算公式为:

Rc=F/S

式中Rc——抗压强度, MPa;

F——作用于试件的破坏荷重, k N;

S——受压面积, m2。

按定义, 坯体抗折强度的计算公式为:

式中Rf——抗折强度, MPa;

P——作用于试件的破坏荷重, k N;

L——支撑圆柱中心距, 即10cm;

b、h——试体断面宽及高, 均为4cm。

b.改性水泥砂浆的拉伸粘结强度

使用ZQS6-2000 型饰面砖粘接强度检测仪测定粘接强度, 拉伸速度2 mm/min。根据JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》进行粘结强度测试。

按定义, 坯体粘结强度的计算公式为:

P=F/S

式中P——拉伸粘结强度, MPa;

F——最大破坏荷载, N;mm2

S——粘结面积, mm2。

3 结果与讨论

3.1 抗压强度

图2为两种不同粘度纤维素醚改性砂浆不同龄期的抗压强度。从图2 中可看出, 随着HEMC掺量的增加, 纤维素醚改性砂浆不同龄期 (3 d、7 d和28 d) 抗压强度均显著降低, 并逐渐趋于平稳:HEMC掺量小于0.4 %时, 抗压强度较空白试样大幅下降;在掺量0.4 %~1.0 %, 抗压强度降低的趋势变缓。在纤维素醚掺量大于0.8 %时, 7 d和28 d龄期的抗压强度比空白试样3 d龄期的强度还要低, 而改性砂浆3 d的抗压强度几乎为零, 样品轻压即碎, 内部呈粉末状, 致密度很低。

同种HEMC对改性砂浆的不同龄期的抗压强度影响也是不同的, 表现为28 d的抗压强度随着HEMC掺量的增加而下降的幅度均大于7 d和3 d。这说明HEMC的缓凝作用随着龄期的增加一直存在, 并没有因为体系中水分的减少或者水化反应的进行而影响HEMC的缓凝作用, 导致改性砂浆的抗压强度增长远小于不掺HEMC的砂浆样品。

图3为纤维素醚改性砂浆不同龄期抗压强度变化规律曲线。从图中可以看出, 在掺入相同掺量的纤维素醚时, 不同粘度纤维素醚改性砂浆的抗压强度为:HEMC20<HEMC10<HEMC5。随着纤维素醚掺量的增加, 纤维素醚改性砂浆抗压强度降低幅度变化为:HEMC20>HEMC10>HEMC5。这是由于高聚合度的HEMC对砂浆抗压强度减小的影响要大于低聚合度的HEMC, 但是掺了HEMC的改性砂浆抗压强度均远小于不掺HEMC的空白砂浆式样。

导致改性砂浆抗压强度下降有以下三方面的因素:一方面, 由于水溶HEMC大分子网络结构覆盖于水泥颗粒、C-S-H凝胶、氧化钙、水化铝酸钙等粒子及未水化粒子的表面, 特别是在水泥水化早期, 水化铝酸钙和HEMC之间的吸附导致铝酸钙水化反应的减缓, 致使抗压强度大幅降低, 而且高聚合度、高掺量的HEMC对改性砂浆的缓凝作用较明显, 表现为当HEMC20 掺量达到0.8 %~1 %时, 改性砂浆样品的3 d强度为零;另一方面, 水化HEMC溶液具有较高的粘度, 在改性砂浆的搅拌过程中能够与空气混合形成大量气泡, 导致硬化砂浆的内部出现大量空隙, 样品的抗压强度随HEMC掺量的增加和其聚合度的升高而不断下降;再就是水溶HEMC分子在砂浆体系中仅增加了砂浆柔韧性, 不能起到刚性支撑的作用, 故使抗压强度降低。

3.2 抗折强度

图4为两种不同粘度纤维素醚改性砂浆不同龄期的抗折强度。从图中可以看出, 与改性砂浆抗压强度变化相似, 纤维素醚改性砂浆的抗折强度随HEMC掺量的增加逐渐降低。

图5为纤维素醚改性砂浆不同龄期抗折强度变化规律曲线。从图中可以看出, 在纤维素醚掺量相同时, HEMC20 改性砂浆试样的抗折强度略低于HEMC10 改性砂浆试样, 而在HEMC掺量为0.4 %~0.8 %时, 两者28 d抗折强度变化曲线几乎重合。

从图5 中还可以看出, 改性砂浆抗折强度减小变化为:HEMC5<HEMC10<HEMC20, 即HEMC20改性砂浆抗折强度略低, 减小程度较大。改性砂浆的抗折强度均小于未改性砂浆的抗折强度[6]。

3.3 粘结强度

图6为三种纤维素醚改性砂浆不同龄期粘结强度变化规律曲线。由图可以看出, 改性砂浆的粘结强度均随HEMC掺量的增加而增大, 逐渐趋于平稳。随着龄期的延长, 改性砂浆粘结强度也呈现增加的趋势。

图7为三种纤维素醚改性砂浆28 d粘结强度变化规律曲线。由图可以看出, 改性砂浆的粘结强度均随HEMC掺量的增加而增大, 逐渐趋于平稳。同时, 随纤维素醚聚合度的增加, 改性砂浆粘结强度变化为:HEMC20>HEMC10>HEMC5。

这是由于高HEMC掺量的改性砂浆中引入了大量气孔, 导致硬化体的孔隙率变大, 结构的致密度下降, 粘结强度增长缓慢;在拉伸试验中, 断裂出现在改性砂浆内部, 改性砂浆与基体的接触面并未出现断裂, 这说明改性砂浆与基材的粘结强度大于硬化改性砂浆的粘结强度。而在低掺量HEMC时 (0 %~0.4 %) , 水溶HEMC分子能够覆盖和包裹于水化水泥颗粒之上, 并在水泥颗粒之间形成聚合物膜, 增加了改性砂浆的柔韧性和可塑性, 并且由于HEMC优良的保水性, 使改性砂浆有充足的水分用以水化反应, 保证了水泥强度的发展, 改性水泥砂浆的粘结强度呈线性增加。

3.4 SEM

图8是纤维素醚改性砂浆前后的SEM对比图, 其中, 图8A为未改性砂浆, 图B为改性砂浆。从图中可以看出, 图8A中晶粒之间的空隙较大, 有少量晶体形成。在图8B中, 晶体生长得很充分, 纤维素醚的掺入提高了砂浆的保水性能, 水泥水化充分, 水化产物明显。

这是因为, 纤维素醚经过特殊醚化工艺处理, 具有优异的分散和保水作用, 纤维素醚均匀地分布在水泥砂浆中, 并包裹所有的固态颗粒, 且形成一层润湿膜, 包裹的水分在相当长的一段时间内逐步释放, 仅有少量水分由于干燥蒸发而脱离毛细孔, 绝大部分水分与水泥发生水化作用, 从而保证改性水泥砂浆的强度[7]。

4结论

a. 随着HEMC掺量的增加, 改性砂浆在不同龄期的抗压强度不断降低, 且降低的幅度不断减小并趋于平缓;在纤维素醚掺量大于0.8 %时, 7 d和28 d龄期的抗压强度比空白试样3 d龄期的强度还要低, 而改性砂浆3 d的抗压强度几乎为零, 样品轻压即碎, 内部呈粉末状, 致密度很低。

b.在掺入相同掺量的纤维素醚时, 不同粘度纤维素醚改性砂浆的抗压强度变化为:HEMC20<HEMC10<HEMC5。随着纤维素醚掺量的增加, 纤维素醚改性砂浆抗压强度变化为:HEMC20>HEMC10>HEMC5。

c.纤维素醚改性砂浆的抗折强度随HEMC掺量的增加逐渐降低。改性砂浆抗折强度变化为:HEMC5<HEMC10<HEMC20。

d.改性砂浆的粘结强度均随HEMC掺量的增加而增大, 逐渐趋于平稳。同时, 随纤维素醚聚合度的增加, 改性砂浆粘结强度变化为:HEMC20>HEMC10>HEMC5。

e. 纤维素醚在掺入到水泥砂浆后, 晶体生长得很充分, 晶粒之间孔隙减小, 水泥充分水化, 保证了水泥砂浆的抗压、抗折及粘结强度。

参考文献

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聚乙烯醇纤维水泥砂浆 第5篇

为了克服水泥基复合材料抗拉强度低、极限延伸率小及抗冲击性能差等缺点, 最有效的方法就是纤维增强。利用纤维来改善水泥基复合材料的物理力学性能由来已久。从二十世纪初的第一种真正的纤维增强水泥基复合材料石棉水泥的出现到六十年代中期钢纤维混凝土在土木工程中的广泛应用再到现在越来越多的、各具特色的、不同用途的新型纤维增强水泥基复合材料的出现, 纤维增强水泥基复合材料在这100多年的时间里得到了迅速的发展。尤其是近二十年来, 随着材料科学的不断发展, 水泥基材的日益高性能化以及各种人造纤维的相继问世, 使水泥基复合材料发展到了一个新的阶段, 各种高性能纤维增强水泥基复合材料相继出现。其中具有假应变硬化性能和多缝开裂性能的高韧性纤维增强水泥基复合材料作为一种新型的高性能纤维增强水泥基复合材料可以很好地解决水泥基复合材料的上述缺点。高韧性纤维增强水泥基复合材料是根据微观力学、断裂力学和统计学原理系统设计的, 在拉伸、弯曲和剪切荷载作用下呈现高韧性、高延性和高耗能性能[1,2,3]。其纤维体积掺量一般在2%左右。由于采用中等纤维掺量的短纤维, 因此具有灵活的制作工艺, 可满足不同施工方法的要求。由于具有假应变硬化性能和多缝开裂性能, 以及高延性、高韧性和高耗能等性能, 所以在增强结构安全性和耐久性等方面具有很大的优势。本文以PVA纤维为增强材, 以水泥砂浆为基体, 研究不同水泥品种和不同砂灰比对PVA纤维增强水泥基复合材料工作性能和弯曲性能的影响, 为PVA纤维增强水泥砂浆的应变硬化特性和多缝开裂特性的优化设计提供必要的试验基础。

2 基体设计原则

根据砂浆基体的裂缝扩展和乱向不连续纤维对裂缝连接作用的微观力学理论, 得到的拉伸荷载作用下脆性材料实现伪应变硬化特性的临界纤维体积含量可以用下式表示[4]:

其中, Jc是材料裂缝尖端韧度, Lf和df是纤维的长度和直径, τ是界面粘结强度, g是忽略的因素的影响系数, δ0是裂缝张开宽度。

为了本试验的目的, 基于上面的理论方程 (1) , 复合材料要实现应变硬化特性, 基体组成需要按以下三条原则进行设计:

(1) 在其它条件不变的情况下, 基体的韧度越小, 复合材料的延性越容易达到。

(2) 在其它条件不变的情况下, 较高的粘结强度可以提高复合材料的强度并且可以降低达到应变硬化时所需的纤维的最小体积含量。

(3) 开裂强度越低则要求的纤维体积分数越低。这些微观力学特性同时受基体组成的影响, 如水灰比、骨料含量和纤维体积分数。独立地控制每一个微力学参数是很困难的, 所以需要额外的试验观测和理论分析。

3 试验方案

PVA纤维增强砂浆的材料组成包括水、水泥、硅砂、减水剂和纤维。其中水泥和硅砂作为基体的两大主要组分是本文研究重点。本文主要研究砂灰比和水泥品种对材料性能的影响。具体试验方案见表1所示。试验采用PVA纤维, 纤维参数见表2所示。试验采用行星式水泥胶砂搅拌机。搅拌过程中没有发现纤维结团现象。成型试件尺寸305mm×76mm×13mm, 每组成型3个试件。成型1d后拆模, 标准养护14 d进行四点弯曲试验。采用液压伺服试验机进行程控加载, 荷载控制, 加载速率50N/min。

4 试验结果分析

通过四点弯曲试验得到了PVA纤维增强砂浆 (简称PVA-FRCC) 的开裂荷载、开裂挠度、抗弯极限荷载和对应的跨中挠度, 计算了抗弯强度和近似弯曲应变。试验得到的数据结果见表3所示。

从表3可以看出砂灰比对材料的开裂荷载影响不大, 开裂荷载是极限荷载的60%左右, 表明试件开裂后荷载的发展空间尚有40%左右, 这在一定程度上反映了材料开裂后的应变硬化空间。

抗弯强度、弯曲应变和流动度随砂灰比的变化情况和不同水泥种类对试验结果的影响详见图1所示。从图中可以看出当砂灰比在0.35~0.42变化时, 抗弯强度在10~14MPa之间, 平均弯曲应变基本在0.6%~0.4%之间, 大约是普通混凝土拉应变的60~40倍, 流动度在80~60mm之间。从图1 (a) 中可以看出随着砂灰比的增加, 采用PI52.5R时, 抗弯强度增加, 而采用PII52.5R时, 抗弯强度基本不变。并且当砂灰比相对较低时, 采用PII52.5R的PVA-FRCC的强度要比采用PI52.5R的PVA-FRCC的高, 但是随着砂灰比的增加, 二者的差值减小。当达到0.42时, 二者差值变为零。从图1 (b) 中可以看出随着砂灰比的增加, 采用PI52.5R的PVA-FRCC的弯曲应变基本没有变化, 而采用PII52.5R的PVA-FRCC的弯曲应变降低。并且当砂灰比相对较低时, 采用PII52.5R的PVA-FRCC的应变要比采用PI52.5R的PVA-FRCC的高, 但是随着砂灰比的增加, 二者的差值减小。当达到0.42时, 后者略高于前者。从图1 (c) 中可以看出随着砂灰比的增加, 采用PI52.5R的PVA-FRCC的流动度要比采用PII52.5R的PVA-FRCC降低得多。并且相同砂灰比情况下, 采用PII52.5R的PVA-FRCC的流动度要比采用PI52.5R的PVA-FRCC大。

图2给出了试验测得的荷载-挠度曲线。从图中可以看出, 随着砂灰比的增大, 准应变硬化现象逐渐变得不明显, 同组试件的离散性比较大, 整体试验结果并不理想。试验结束后在试件的受拉侧可以看到4~10条裂缝。说明纤维的增韧效果并没有得到完全的发挥。从试件的破坏断面可以看出破坏形式属于纤维拉断型破坏。分析其原因, 一方面可能是由于采用荷载控制加载, 加载速率太快, 纤维的增韧效果还没来得及完全发挥, 荷载已经加载到了试件的极限荷载, 另一方面可能是纤维与基体之间的粘结强度太高, 导致绝大部分纤维被拉断, 使测得的极限荷载偏高, 相应的跨中挠度偏小。

5 结论与应用展望

众所周知, 具有应变硬化和多缝开裂特性的高延性纤维增强水泥基复合材料可以较好地解决现代混凝土结构中由于材料脆性引起的各种难题, 实现结构破坏从半脆性到延性的转变。例如, 高延性纤维增强水泥基复合材料可以抑制节点处或连接处的应力集中, 防止混凝土剥落破坏;可以在变形很大的情况下保持结构的完整性而不发生局部破坏等等。因此, 如何实现纤维增强水泥基复合材料的应变硬化和多缝开裂特性则至关重要。这些优良特性主要受基体组成和纤维参数的影响。本文给出了砂灰比和水泥品种对PVA纤维增强水泥砂浆弯曲性能的影响的试验结果。试验结果表明, 在所研究的砂灰比范围内, 抗弯强度在10~14MPa之间, 弯曲应变在0.6%~0.4%之间。采用PI52.5R的PVA-FRCC随着砂灰比的增加抗弯强度增加, 弯曲应变基本不变, 流动度降低。采用PII52.5R的PVA-FRCC随着砂灰比的增加抗弯强度基本不变, 弯曲应变和流动度呈降低趋势, 但是流动度的降低程度较小。采用PII52.5R的PVA-FRCC的实测荷载、挠度和流动度均大于采用PI52.5R的PVA-FRCC, 表明PII52.5R的水泥更有利于材料准应变硬化。试验中所有试件均表现出了一定程度的应变硬化, 与普通FRC弯曲软化性能有着明显的区别。该研究成果为纤维增强水泥砂浆应变硬化特性和多缝开裂特性的优化设计提供必要的试验基础。

就材料组成而言, 纤维增强水泥基复合材料的材料组成包括:水、水泥、砂、纤维和一些常用的化学添加剂。因此, 除了砂灰比和水泥品种外, 基体的水灰比、纤维品种、纤维体积掺量、养护条件等等也是影响纤维增强水泥基复合材料的应变硬化和多缝开裂特性的重要因素。因此, 需要进一步的试验研究来为纤维增强水泥基复合材料的优化设计提供更全面的试验数据。随着研究的不断深入, 这种材料的性能将更加优异, 材料的生产将更加灵活, 应用范围也将更加广阔。目前该材料的潜在应用主要包括:在严重荷载作用下要求具有抗倒塌能力的建筑, 在恶劣环境荷载作用下要求具有耐久性的建筑, 期望通过建筑材料提高建筑生产力的建筑。例如:高耗能结构、承受冲击荷载的结构、大变形结构、具有高应力集中的结构等。

摘要：根据微观力学理论, 分析了纤维增强水泥砂浆实现应变硬化时基体的设计原则。并通过四点弯曲试验, 研究了砂灰比和水泥品种对PVA增强水泥砂浆弯曲性能的影响。试验结果表明, 采用PI52.5R水泥的纤维增强砂浆随着砂灰比的增加, 抗弯强度增加, 弯曲应变基本不变, 流动度降低。采用PII52.5R水泥的纤维增强砂浆随着砂灰比的增加, 抗弯强度基本不变, 弯曲应变和流动度呈降低趋势。所有试件都表现出了应变硬化和多缝开裂现象。

关键词：PVA纤维,水泥砂浆,弯曲性能,应变硬化,多缝开裂

参考文献

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[3]Li, V.C., Mishra, D.K., Naaman, A.E., and Wight, J.K., “On the shear behavior of Engineered cementitious Composite", Journal of Advanced cement-based materials, 1994, 1 (3) :142-149.

聚乙烯醇纤维水泥砂浆 第6篇

关键词：纤维水泥砂浆,钢筋网加固法,技术应用

与传统加固材料、加固技术相比, 钢纤维水泥砂浆作为一种新型加固补强材料, 纤维水泥砂浆钢筋网加固作为一种新型加固技术, 加固效果更加显著, 材料性能更加优良。纤维水泥砂浆钢筋网加固技术可以提升原构件整体工作性能, 且工艺简单, 具有多种优良特性, 应用前景广阔, 科研价值巨大, 因而对该技术进行研究具有重要意义。

1 纤维水泥砂浆钢筋网加固技术介绍

纤维水泥砂浆钢筋网加固技术, 是一种新型加固技术, 它通过对原构件外表面进行配筋, 并用2%镀铜钢纤维 (单位体积) 水泥砂浆作为保护层和锚固, 从而实现对被施工对象加固的一种方法。采用这种方法对构件表面进行配筋, 增加构件配筋量, 可以有效提高构件的承载力, 使构件稳固性得到进一步提升[1]。这是因为钢纤维不仅本身具备良好的物理性能, 而且通过均匀地分布在水泥砂浆上, 形成钢筋网, 还能使原有物理性能转变为良好的抗裂能力、抗拉能力、延性和温度膨胀系数等, 且这些性能与原构件材料性能较为接近, 从而可以使新旧结构共同受力状态协同, 提升新旧配筋结构之间工作协同性, 最终达到显著的加固效果。

钢纤维水泥砂浆加固技术与常规混凝土施工流程基本一致, 即浇筑、振捣、养护等。但与常规混凝土施工不同的是, 钢纤维水泥砂浆加固施工对单位体积的钢纤维百分比有着严格的要求, 即无论使用何种钢纤维都必须保证单位体积内的钢纤维水泥砂浆为2%。

2 纤维水泥砂浆钢筋网加固技术应用

2.1 试验材料、方法及试验方案设计

制作纤维水泥砂浆的原材料采用普通硅酸盐水泥, 自来水, 细度模数为2.3至2.5的中砂, 长度为13到15mm、直径为0.16到0.2mm的镀铜钢纤维, 抗拉强度为2GPa。根据钢纤维水泥砂浆强度主要影响因素分析, 通过试验测定其最佳配合比。采用植抗剪销钉和涂抹界面粘结剂的方法对试件进行处理, 采用纤维水泥砂浆钢筋网加固技术对受弯试件进行加固, 并测量试件加固后的抗弯性能, 以保证纤维水泥砂浆钢筋网薄层与试件能够协同工作[2]。

设置一根不加固的梁作为对照组, 用以和加固后的梁进行对比, 加固梁设置两组, 一组为一次受力试验梁, 一组为二次受力试验梁, 各3根。混凝土强度设计为C30, 试验梁的截面尺寸设为20cm×40cm, 净度和跨度分别设为420cm和440cm, 纵向配筋率为0.75%, 放大系数设为5.2。试验方案设计三种不同的钢筋网加固方式:第一种加固网格梁底和两侧中轴线, 中轴线以上采用100×100, 第二种加固梁底和两侧中轴线, 中轴线以下采用75×75, 第三种加固梁底和两侧中轴线以下采用50×50, 三种加固方式中轴线以上均相同, 梁底及两侧厚度均为2.5cm。试验梁模板, 即原梁配筋如图1所示[3]。

2.2 试验内容

采用杠杆作为加载装置, 用以对试件施加荷载, 对比梁和一次受力加固试验梁实施分级加载, 至纵筋屈服或破坏为止;二次受力加固试验梁在一次受力后, 不卸载直接进行加固、养护, 而后进行二次受力直至钢筋屈服。试验后使用相应仪器装置对梁的跨中挠度 (百分表每级荷载测量一次) , 加固层、原试件底筋、钢筋网钢筋的应变值 (静态电阻应变仪测量) 和梁的裂缝部位、分布情况等进行测量、观测并记录。

2.3 试验结果分析

试验结果显示, 对比梁的破坏形态为典型的钢筋混凝土适筋梁破坏, 受压区混凝土破碎就是最突出的标志。而加固梁的破坏形态, 加载初期, 当原试件底筋应变超出钢筋弹性应变时, 跨中挠度和裂缝宽度比对比梁要小得多, 说明此时加固梁仍可继续承受荷载;当原试件钢筋屈服时, 受压区混凝土出现小幅变形, 应力较小, 继续施加荷载, 钢筋变形逐渐加大, 裂缝发展较快, 但混凝土尚未破碎;随着荷载的进一步施加, 水泥砂浆表面竖向裂缝快速延伸, 形成三角形破坏区, 此时受压区混凝土破碎, 破碎形态与延性很好的钢筋混凝土适筋梁相接近[4]。通过对这两种破坏形态的对比不难发现, 使用纤维水泥砂浆钢筋网加固的试验梁具有良好的延性、抗裂性能和抗压强度, 裂缝发展较慢。而一次受力试验梁裂缝相比于二次受力试验梁发展的要慢一些, 即二次受力试验梁的裂缝更为明显、充分。

相关参数测量结果显示, 在荷载相同、受力相同的条件下, 加固配筋率越高, 加固梁荷载提升的幅度就越大, 即承载力越大, 且加固梁在屈服荷载、裂缝荷载等上都要高于对比梁。而配筋率相同的一次受力荷载提升幅度要大于二次受力。在给定的荷载下, 加固梁的跨中挠度比对比梁要小, 但跨中挠度曲线斜率均有一定幅度的增加, 说明经过纤维水泥砂浆钢筋网加固的试验梁抗弯性能均有一定改善。

3 结语

通过本次试验可知, 纤维水泥砂浆钢筋网加固技术是一种很好的加固方法, 且不同的加固方式所取得的加固效果不同, 根据被加固对象通过试验确定最佳的加固方式, 可以大大提升纤维水泥砂浆钢筋网加固效果。总之, 我国土木工程在快速发展的同时, 应对纤维水泥砂浆钢筋网加固技术进行推广应用, 以促进该技术优势充分发挥。

参考文献

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[2]卜良桃, 袁超, 鲁晨, 陶剑剑.聚乙烯醇纤维水泥砂浆钢筋网加固RC柱偏压性能试验研究[J].建筑结构, 2013, 08:82-88+9.

[3]卜良桃, 吴伟华, 刘尚凯.钢纤维水泥砂浆钢筋网加固法的技术经济分析[J].工业建筑, 2013, 09:149-153+168.

聚乙烯醇纤维水泥砂浆 第7篇

关键词：玄武岩纤维,环氧树脂乳液,流动度,孔隙率,压折比

0前言

近年来,纤维作为增强组分被广泛应用于水泥基材料中,纤维的掺入能有效提高水泥砂浆的抗折强度和断裂韧性。有机纤维由于表面光滑,分子链缺少活性基团,使其与水泥基体之间的黏接效果较差,同时还使得水泥砂浆内部孔隙率增大,降低其耐久性[1,2]。玄武岩纤维是以玄武岩矿石为原料,通过熔融拉丝工艺制成的一种新型无机纤维[3],与金属、塑料、无机非金属材料等有良好的兼容性[4],被广泛用作水泥基材料的增强纤维,有效增强了水泥基材料的强度和韧性。而聚合物乳液的掺入可以有效改善纤维与水泥基体之间的界面结构,提高纤维与水泥水化产物之间的界面黏接强度,有益于充分发挥纤维的增强增韧作用[5]。已有研究表明,在水泥基材料中进行无机纤维和有机聚合物的复掺可以显著提高水泥基材料的性能。宋云祥等人研究了不同掺量玄武岩纤维和羧基丁苯乳液在单掺和复掺条件下对混凝土性能的影响,研究发现单掺时混凝土的28d抗压强度提高不明显,抗折强度显著提高,而复掺时混凝土具有优异的抗折强度[6]。高建明等人研究了聚合物乳液的掺入对纤维增强轻集料混凝土的强度与弯曲韧性的影响,结果表明,掺入聚合物降低了抗压强度,但可以显著提高轻集料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度,提高其韧性[5]。本文通过单掺和复掺的方式,研究玄武岩纤维和环氧树脂乳液对水泥砂浆工作性、孔结构和力学性能的耦合作用。

1 试验概况

1.1 原材料

P·O 42.5级水泥(以下简称普通水泥);超细水泥;硅灰;采用Mastersize 2000测定了各粉料的粒径,其中硅灰的D50=0.16μm,水泥的D50=17.3μm,超细水泥的D50=7.6μm;石英砂;P29消泡型高效减水剂;玄武岩纤维,其物理性能和力学性能见表1;MU618双酚A型水性环氧树脂乳液,乳白色乳液,主要技术性能指标见表2;CU600固化剂(改性胺加成物的一种水性化树脂),乳白色液体,主要技术指标见表3。

1.2 试件成型

按设计配比称量物料。先将水、硅灰和减水剂倒入搅拌锅内搅拌均匀,然后加入环氧树脂乳液和固化剂混合,最后依次加入超细水泥、普通水泥、玄武岩纤维和石英砂,搅拌完成后将砂浆浇筑于40mm×40mm×160mm三联试模中,将试模放入温度为(20±1)℃、湿度>90%的养护箱中养护24h后脱模,在(20±5)℃中水养,备用。

1.3 测试项目

(1)砂浆的流动度

用NLD-3型水泥胶砂流动度测定仪(跳桌法)测定水泥砂浆的流动度。

(2)砂浆的孔结构

采用美国产Micromeritic Auto Pore IV9500型全自动压汞测孔仪测定水泥净浆的孔结构。

(3)砂浆的力学性能

抗折强度采用CMT5105型微机控制电子试验机进行测定;抗压强度采用台湾产HT2101电脑伺服试验机进行测定。

2 试验结果与讨论

2.1 水泥砂浆的工作性

研究玄武岩纤维和环氧树脂乳液双掺时水泥砂浆性能的变化,砂浆组成见表4和表5。每组配比中粉料和石英砂的用量为:普通水泥648g,硅灰36g,超细水泥216g,细砂499g,粗砂266g。表4中水泥砂浆的水灰比为0.22,聚灰比(聚合物质量与粉料质量之比)分别控制为5%和0,固化剂与环氧树脂乳液的比例为1∶2;表5中水泥砂浆的水灰比为0.185,玄武岩纤维掺量(纤维质量与粉料质量之比)分别为1.5%和0。

注:流动度1为聚灰比5%时水泥砂浆的流动度,流动度2为聚灰比0时。

注:流动度1为纤维掺量为1.5%时水泥砂浆的流动度,流动度2为纤维掺量为0。

图1为纤维掺量及聚灰比不同时水泥砂浆流动度的试验结果。从图1(a)可以看出,复掺玄武岩纤维和环氧树脂乳液时水泥砂浆的流动度高于相同纤维掺量下普通水泥砂浆的流动度,但二者都随玄武岩纤维掺量的增加呈线性下降趋势,当聚灰比为5%时,玄武岩纤维掺量为2.5%的水泥砂浆的流动度较未掺纤维的空白组下降36.67%。由图1(b)可以看出,不掺玄武岩纤维时,聚合物改性砂浆的流动度随聚灰比的升高而不断增加,当聚灰比大于10%时,流动度保持不变,且较聚灰比为2.5%时增加28.95%。玄武岩纤维和聚合物复掺时,水泥砂浆的流动度比未掺纤维时大大减小,并随聚灰比的升高先增加后减小,在聚灰比为7.5%时达到最大,较聚灰比为2.5%时增加40%。

由于聚合物本身具有较强的减水作用,在相同水灰比条件下,掺聚合物的水泥砂浆流动性增强。而玄武岩纤维的掺入能提高基体的保水性和稳定性,同时阻碍了水泥砂浆中颗粒的滚珠作用,因此,使其流动性降低。复掺环氧树脂乳液和玄武岩纤维时,环氧树脂乳液起减水作用,玄武岩纤维起保水和阻隔作用,二者对水泥砂浆的流动性起耦合作用,纤维的掺入使聚合物在高掺量时反而对流动性起抑制作用,当纤维掺量为1.5%时,水泥砂浆在聚灰比为7.5%时流动性最好。

2.2 水泥砂浆的孔结构

将养护28d后的试件烘干过筛后进行压汞试验,孔结构参数和分形维数列于表6。由表6可知,所有被测样品的体积分形维数都在3.03~3.19之间,R2都在95%以上,表明水泥浆体的孔空间分布形态已经相当复杂,用分形维数来表征水泥浆体内部孔结构分形特征是可行的。

图2为玄武岩纤维掺量对聚合物改性水泥砂浆孔结构影响的试验结果。由图2(a)可以看出,水泥砂浆的平均孔径随着玄武岩纤维掺量的增加先减小后升高,并且在玄武岩掺量为1.5%时有最小的平均孔径(33.5μm),比不掺玄武岩纤维时减小39.53%。水泥砂浆的孔隙率则随着纤维掺量的增加不断减小,见图2(b),当纤维掺量为2.5%时,孔隙率仅为9.32%,较未掺纤维时降低7.77%。由图2(c)可知,分形维数随纤维掺量的增加先增加后减小,并在纤维掺量为1.5%时取得最大值3.147,说明在纤维掺量为1.5%时,水泥砂浆的孔结构最复杂,纤维对孔结构的优化作用最大。由表6和图3(a)~图3(c)可以看出,水泥砂浆的孔结构参数随聚灰比的增加变化幅度并不大,当聚灰比为7.5%时,水泥砂浆具有最小平均孔径95.8nm,最小孔隙率6.31%,最大分形维数3.009。当固定玄武岩纤维掺量为1.5%时,水泥砂浆的水灰比为0.185,如表3中的N组。N组与M组相比,水灰比有所降低,而平均孔径的增长较大,孔结构分形维数也在减小,但孔隙率随之大幅度降低。

由上述试验结果可知,适量环氧树脂乳液和玄武岩纤维的加入能有效降低水泥砂浆的孔隙率,提高结构的致密性。水泥砂浆中水泥浆体与骨料间具有界面层,界面层处Ca(OH)2晶体富集并产生了取向,晶体平均尺寸较大,孔隙尺寸和孔隙率均较大,结构疏松。根据Ohama模型,水泥砂浆中加入聚合物后,聚合物颗粒沉积在水泥水化产物表面,并逐步形成连续的聚合物膜[7],聚合物膜分散在砂浆内水泥浆体与骨料及纤维的界面处,消除了界面处结构疏松情况,几乎不会出现明显的裂纹[8]。但过量的环氧树脂乳液和玄武岩纤维都会加大砂浆界面结构疏松程度,使水泥砂浆的孔结构劣化[9]。

2.3 水泥砂浆的力学性能

表7和表8分别为不同纤维掺量和不同聚灰比条件下水泥砂浆的力学性能。由表7可知,随着玄武岩纤维掺量的增加,水泥砂浆的抗折和抗压强度都升高。当玄武岩纤维掺量为2.5%时,复掺水泥砂浆的抗折和抗压强度分别为17.99MPa和83.8MPa,与未掺纤维的空白组相比分别增长了48.07%和47.02%。图4为纤维掺量和聚灰比不同时水泥砂浆的压折比。由图4(a)可见,压折比随聚灰比的升高不断减小;未掺聚合物时,压折比随着纤维掺量的增加而升高;掺入聚合物后,压折比先升高后降低,且在纤维掺量为1.5%时压折比达到最大值。

MPa

注:抗折强度1为聚灰比5%时水泥砂浆的抗折强度;抗折强度2为聚灰比0时。

MPa

注:抗折强度1为纤维掺量为1.5%时水泥砂浆的抗折强度;抗折强度2为纤维掺量为0。

由表8可知,复掺水泥砂浆的抗压强度随着聚灰比的升高而降低,抗折强度则不断升高,当聚灰比为12.5%时,复掺水泥砂浆的抗压强度为88MPa,抗折强度为21.25MPa。由图4(b)可见,压折比则随聚灰比的升高不断减小,当聚灰比为12.5%时,复掺水泥砂浆的压折比仅为4.14,说明聚合物的掺加明显提高了水泥砂浆的塑性。不加玄武岩纤维时,单掺聚合物时水泥砂浆的抗折和抗压强度则随着聚灰比的升高而下降。

由此可知,聚合物的加入能有效减小水泥砂浆的压折比,提高韧性,而玄武岩纤维的掺入可提高水泥砂浆的压折比,说明在低水灰比条件下,玄武岩纤维对抗压强度的贡献大于对抗折强度的作用,即降低水泥砂浆的韧性。而玄武岩纤维与环氧树脂乳液复掺时对压折比的变化起耦合作用,当玄武岩纤维掺量为1.5%、聚灰比为12.5%时具有最小压折比。玄武岩纤维在水泥砂浆中呈三维乱向分布,与基体之间存在机械啮合力、界面黏接力等作用,将骨料和水泥水化产物连在一起,使得试样在破坏时纤维被拉断或拔出,从而提高了水泥砂浆的抗折强度和弯曲韧性[8]。同时,水泥砂浆中掺入适量环氧树脂乳液后,环氧树脂固化并在玄武岩纤维和水泥砂浆基体的界面处形成聚合物过渡层,使水泥水化产物、骨料和玄武岩纤维之间的连接更加紧密[10]。

3 结论

(1)复掺环氧树脂乳液和玄武岩纤维时,二者对水泥砂浆的流动性起耦合作用,当纤维掺量为1.5%时,水泥砂浆在聚灰比为7.5%时流动性最好。

(2)纤维掺量为1.5%、聚灰比为7.5%时,玄武岩纤维和环氧树脂乳液对孔结构的优化作用最大,水泥砂浆具有最小平均孔径95.8nm,最小孔隙率6.31%,最大分形维数3.009。

(3)压折比随聚灰比的升高不断减小,玄武岩纤维的掺入反而提高水泥砂浆的压折比,当玄武岩纤维掺量控制在1.5%,聚灰比为12.5%时,水泥砂浆具有最小的压折比4.14。

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