混杂纤维水泥砂浆的力学性能研究

《混杂纤维水泥砂浆的力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、文章编号：1009—9441(2011)12—0004—03混杂纤维水泥砂浆的力学性能研究口口又B红芬(正德职业技术学院，江苏南京211106)摘要：以聚丙烯纤维和玄武岩纤维混杂，进行了混杂纤维增强水泥砂浆的抗压、抗折及抗弯性能的试验研究。研究结果表明，混杂纤维并不能显著提高基体的抗压强度，但在总体积掺率为0．15％，BF：PP(体积比)=1：1时，混杂纤维提高了水泥砂浆28d的抗折强度和抗弯强度，较单掺纤维的水泥砂浆表现出一定的优势；由于聚丙烯纤维和玄武岩纤维在基体中发挥不同的作用，使得混杂纤维在提高基体强度的同时，也改善了水泥砂浆的弯曲韧性。关键词：混杂纤维；水泥砂浆；力学

2、性能中图分类号：TU528．572文献标识码：A引言普通的水泥基材料在凝结硬化过程中收缩大、抗拉强度低，而且随着基材抗压强度的增大，干缩和脆性问题也越突出，为此，研究学者探索在水泥基材中掺加纤维这一方法。但是，随着单一纤维水泥基材料的研究和应用，其局限性也显现出来。由于水泥基材料是多相、多组分、多层次的非均质材料，单一纤维对其的增强作用是有限的，为了能在不同性能层次上逐级阻裂与强化，充分发挥纤维的优势，最大限度地改善水泥基材料的性能，研究人员又将目光转到混杂纤维增强水泥基复合材料的研究上。目前，研究较多的是关于聚丙烯纤维与钢纤维的混杂¨。3J，但钢纤维造价较高，同时存在腐蚀问题

3、。近年来，一种新型的无机纤维——玄武岩纤维成为人们研究的热点，玄武岩纤维(BasaltFiber，简称BF)是用火山爆发形成的一种玻璃态的玄武岩矿石经高温熔融后快速拉制而成的纤维HJ，具有抗拉强度高、弹性模量大、耐腐蚀和化学稳定性好等优良特性。本文采用这种造价较低的玄武岩纤维取代钢纤维，对聚丙烯纤维和玄武岩纤维混杂的水泥砂浆的抗折、抗压、弯曲性能进行了试验研究。1试验原材料及方法1．1原材料试验所用水泥为P·O42．5水泥，其各项指标符合国家标准的规定。砂为标准砂，砂浆配合比为：水泥：标准砂：水(质量比)=1：2．5：0．55。试验所用的聚丙烯纤维(简称PPF)和玄武岩纤维(B

4、F)的性能参数见表1，抗折和抗压试验的混杂纤维(BP)掺量见表2，弯曲试验的混杂纤维掺量见表3。表1纤维性能参数密度直径长度弹性模量抗拉强度延伸率纤维类型／(g／cm3)／p,m／mm／GPa／MPh／％PPF0．911567008BF2．7017199540003表2混杂纤维的掺率体积掺率BFPP试样编号体积比／％／(S／era3)／(g／era3)BPl0．1252：l2．2500．379BP20．125l：11．6880．569BP3O．1251：21．1250．758BP4O．152：l2．7000．455BP5O．151：12．0250．683BP60．151：21．

5、3500．910表3弯曲试验试件的纤维配比纤维掺率BFPP试件编号体积比／％／(g／cm3)／(s／era3)BPlO．151：04．050BP2O．152：12．7O．455BP3O．15l：12．0250．683CO1．2试验方法砂浆试模为可装卸的三联试模，尺寸为40mm×40mm×160mm。试验按照GB／T17671--1999(水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》制作砂浆试件，在振动台振动成型，24h后拆模，在室内温度为20℃±3℃，相对湿度>90％的条件下养护28d，分别进行抗折强度和抗压强度试验。弯曲试验参照sL352—2006(水工混凝土试验规程》的方法进行。采用

6、万能试验机，试验加荷装置为双点加荷的钢制加压头，使两个相等的荷载同时作用于小梁的两个三分点处，如图1所示。·d·Research＆ApplicationofBuildingMaterialsPl图1弯曲试验示意图图1中h=100mm。试验过程中以75N／s的速率均匀加荷，试件跨中两侧设置千分表测量跨中挠度值，每增加150N测读记录1次，取两表测量数据的平均值为最终挠度值，同时注意观察裂缝的开展情况，当试件接近破坏时应停止调整试验机油门直至试件破坏，并记录裂缝开始发生和构件破坏时的荷载值。2试验结果及分析2．1抗折与抗压试验结果图2、图3为不同配比的聚丙烯纤维和玄武岩纤维混杂的砂

7、浆试件以及空白砂浆试件7d、28d抗压强度和抗折强度的对比图。由图2可以看出，混杂纤维对砂浆的抗压强度增强并不明显，与素水泥砂浆抗压强度基本相等，有些配比甚至出现减弱现象，如在BP2掺量下，7d和28d的抗压强度分别下降了7．4％和8．2％。另外，7d和28d的强度随纤维体积掺率和相对掺量的不同而表现出相同的变化规律，0．15％相对于0．125％的纤维掺率表现出一定的优势，且相对于空白水泥砂浆略有增强，而在0．125％纤维掺率下强度变化起伏较大。镁⋯雌裂。BPlBP2BP3BP4l{P5BP