钢纤维聚合物在新旧混凝土界面粘结应用探究

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1、钢纤维聚合物在新旧混凝土界面粘结应用探究　　摘要：介绍了纤维聚合物混凝土的的优点，探讨了纤维聚合物混凝土的原理，阐述了钢纤维聚合物在混凝土工程中的应用优势，指出采用钢纤维聚合物加固后，大大提高了界面的粘结能力。关键词：纤维聚合物界面粘结新旧混凝土纤维混凝土是一种新兴的复合材料，近年来，以钢纤维，合成纤维，碳纤维以及玻璃纤维为代表的纤维，在混凝土中应用取得了迅速的发展，纤维混凝土是继钢筋混凝土，预应力混凝土之后的又一次重大突破。通过实验研究表明[1，2]纤维增强水泥基材料具有普通水泥基材料所不能比拟的优良性能，如断裂韧性好、抗冲击、耐疲劳等。但纤维增强混凝土也存在

2、一些明显的缺点如纤维与水泥石界面粘结性能较差，从而影响了纤维增强的效果。另外，纤维增强混凝土孔隙率增大，导致其耐久性变差。因此需要调整其含量来改变其不利的因素。1、影响新旧混凝土粘结的主要因素1.1界面粗糙程度5界面粗糙程度主要取决于界面的处理方式，现在工程实践中主要的界面处理方式有：人工凿毛法、钢丝刷毛法、机械凿毛法、还有喷砂法、高压水射法、化学酸蚀法以及切槽法等。人工凿毛法虽然技术简单、成本较低但是容易在凿毛过程中产生裂缝。喷砂法和高压水射法则因为技术成本问题不易广泛采用[3]。钢丝刷毛发根据研究对粘结没什么大的影响[4]，化学腐蚀法虽然能明显改善界面的粘结

3、性能，但还处于研究阶段。切槽法易于控制施工质量，粘结面粗糙度均匀性好，但是对于处于交通节点的大型桥梁等结构则不太适用。1.2界面剂材料界面处理后，涂刷合适的界面剂可以有效地提高界面的粘结强度，目前使用的界面剂主要有水泥净浆、水泥砂浆、膨浆等。通过实验研究表明[5]，使用膨浆界面剂的界面粘结强度高于使，用水泥净浆界面剂，而且粘结抗剪强度随着水灰比的降低而增大，但膨浆界面剂对于界面的耐久性并非有利，因为膨胀剂的水化产物钙矾石在水泥浆体中将逐渐转化为单硫型的水化硫铝酸钙。水泥砂浆则应选用水灰比低的比较理想[6]。2、新老混凝土界面的粘结机理5Maso[7]认为在界面存

4、在一层几个微米厚的水膜，水化产物晶体尺寸较大，所形成的网状结构较为松散。WALL等[8]人认为新旧混凝土界面粘结类似于整体混凝土粗骨料与水泥浆体的粘结。第三种观点是Bijen等人的观点，他们认为新旧混凝土是以范德华力、机械咬合力、表面张力等物理力来粘结的观点。国内对新旧混凝土界面的研究成果主要有以下两种有代表性的观点：一种是汕头大学[5提出的将新旧混凝土分为三个过渡层的理论，另一种观点是哈尔滨大学的高建平等人提出的，他们认为界面去主要存在有C-S-H凝胶、C-H晶体、AFT和未水化的熟料颗粒及孔洞、裂缝。界面区中C-H晶体数量多而且尺寸较大同时界面区中孔洞较多时

5、，界面粘结产生不利的影响。3、钢纤维聚合物的推广应用纤维混凝土是一种新兴的复合材料，是继钢筋混凝土，预应力混凝土之后的又一次重大突破。通过实验研究表明[9，10]纤维增强水泥基材料具有普通水泥基材料所不能比拟的优良性能，如断裂韧性好、抗冲击、耐疲劳等。混凝土中掺入钢纤维流动性有所降低，因为钢纤维在混合料中与混凝土交叉成网状结构，从而增大了拌合物流动的阻力，而且由于钢纤维表面积比较大，需要大量的水泥浆包裹，使其流动性降低。这样降低了混凝土的表面泌水和集料沉淀，从而提高了混凝土的。粘聚性钢纤维聚合物能对于改善新旧混凝土界面的粘结性能，增强其粘结力有很大改善。聚合物对

6、混凝土性能的影响主要表现在两个方面：在混凝土未硬化状态下，由于聚合物乳液分5散体系中所含的表面活性剂使其和易性、引气性和泌水性都得到不同程度的改善，但水溶性聚合物却使混凝土的粘聚性和保水性提高，流动性下降；硬化后水泥水化产物与聚合物膜相互贯穿形成了与骨料牢固结合的基体，抗拉强度和韧性得到提高，耐水性、气密性、耐化学性以及耐冻融性都有所改善。4、结束语新旧混凝土界面粘结的问题会成为工程实践中越来越重要的问题，我们不仅要在界面处理、界面剂选用方面来改善粘结性能，也可以依靠钢纤维聚合物的各种优良性能来改善界面粘结的问题，增强新旧混凝土的融合度。针对新旧混凝土方面钢纤维

7、聚合物的使用问题还很少，还需要我们的探索研究。参考文献：[1]姚武，马一平，谈慕华，吴科如等.聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究[J]建筑材料学报，2000，3（3）：235～239.[2]SoroushianP，KhanA，HsuJ.W.MechanicalpropertiesofconcretematerialsreinforoedwithpolypropyleneorPolyethylenefibers[J].ACIMaterialsJournal，1992，89（6）：535～540.[3]陈峰，郑建岚.新老混凝土粘结的研究发展与应用前景[J].福

8、州大学学报（自然科学版）