混雜纖維-水泥復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、水泥砂漿、混凝土等水泥基材料是當(dāng)前最大宗的人造建筑材料，但其存在抗拉強(qiáng)度低、收縮率大、抗沖擊性和抗?jié)B性差等缺點(diǎn)，在外界因素作用下易發(fā)生性能劣化，使其力學(xué)強(qiáng)度和耐久性能下降。因此，水泥砂漿、混凝土等水泥基材料需要高性能化。復(fù)合化是水泥基材料高性能化的主要途徑之一，纖維增強(qiáng)是其核心。纖維可以有效抑制水泥基體中裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，提高水泥砂漿、混凝土等水泥基材料的強(qiáng)度和韌性，然而不同類型纖維因其性能、尺寸的差異對(duì)水泥基體的增強(qiáng)、增韌效果不一樣。

2、采用不同類型纖維混雜的方式對(duì)水泥砂漿、混凝土等水泥基材料進(jìn)行改性，通過纖維混雜使各纖維的性能互補(bǔ)，可產(chǎn)生優(yōu)于纖維單摻對(duì)水泥基體的作用效果。
　　 本文主要研究?jī)?nèi)容包括：以微細(xì)鋼纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維為增強(qiáng)纖維，分別研究不同摻加工藝對(duì)混雜纖維在水泥復(fù)合材料中分散性的影響，確定混雜纖維最佳摻加工藝；分別以微細(xì)鋼纖維、聚丙烯纖維、粉煤灰摻量以及芳綸纖維、聚丙烯纖維、粉煤灰摻量為影響因素，運(yùn)用正交試驗(yàn)方法研究各影響因素對(duì)水泥砂漿抗壓

3、強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和抗?jié)B性的影響，初步確定其最優(yōu)配合比；在正交試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，分別研究纖維單摻與混雜對(duì)水泥砂漿力學(xué)性能、耐久性能的影響，主要研究纖維對(duì)砂漿抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗沖擊性、收縮性、抗?jié)B性和抗凍性的影響；利用掃描電子顯微鏡和壓汞儀對(duì)砂漿的微觀形貌和孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)和分析，探討纖維的作用機(jī)理。
　　 試驗(yàn)研究表明，對(duì)于鋼纖維與聚丙烯纖維混雜體系，混雜纖維最佳摻加工藝為：聚丙烯纖維在水中預(yù)分散后再與水泥、砂等干料攪拌均勻，然后

4、再加入微細(xì)鋼纖維攪拌均勻；對(duì)于芳綸纖維與聚丙烯纖維混雜體系，混雜纖維的最佳摻加工藝為：芳綸纖維和聚丙烯纖維在水中預(yù)分散后再與水泥、砂等干料攪拌均勻。通過正交試驗(yàn)確定了混雜纖維增強(qiáng)水泥砂漿的最優(yōu)配合比，對(duì)于微細(xì)鋼纖維與聚丙烯纖維混雜體系，其最優(yōu)配合比為微細(xì)鋼纖維1.0％，聚丙烯纖維0.6％，粉煤灰20％;對(duì)于芳綸纖維與聚丙烯纖維混雜體系，其最優(yōu)配合比為芳綸纖維0.5％，聚丙烯纖維0.6％，粉煤灰10％。
　　 在最優(yōu)配合比基礎(chǔ)上研

5、究了纖維單摻與混雜對(duì)水泥砂漿性能的影響，結(jié)果表明，纖維單摻與混雜對(duì)砂漿抗壓強(qiáng)度的作用效果不明顯，但均可有效提高水泥砂漿的抗折強(qiáng)度、抗沖擊性、抗?jié)B性和抗凍性，降低其收縮率?；祀s纖維可以產(chǎn)生較好的優(yōu)勢(shì)疊加效應(yīng)，對(duì)水泥復(fù)合材料表現(xiàn)出更好的增強(qiáng)、增韌效果。粉煤灰在一定程度上改善了水泥復(fù)合材料的耐久性。利用掃描電子顯微鏡和壓汞儀對(duì)水泥砂漿的微觀結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析，發(fā)現(xiàn)空白水泥砂漿中存在較多的微裂縫，大孔徑孔隙體積較大：纖維與粉煤灰可改善