胶粉对纤维增强水泥基复合材料强度的影响

《胶粉对纤维增强水泥基复合材料强度的影响》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、试验研究文章编号：1009-9441（2014）05-0001-04胶粉对纤维增强水泥基复合材料强度的影响①□□曹明莉，许玲，李志文（大连理工大学土木工程学院，辽宁大连116024）摘要：纤维对水泥基复合材料具有一定的增强增韧作用，效的回收利用，已成为我国乃至全世界亟待解决的同时，由废旧橡胶制成的胶粉以骨料形式掺入水泥基复合材问题［6-8］。料中也可增加基体韧性。研究了在聚乙烯醇纤维增强水泥胶粉是由废旧橡胶经处理改性制备而成，其主基复合材料中，以不同掺量的可再分散乳胶粉部分替代纤维要成分为无机填料和橡胶，因而具有橡胶所具备的对其抗折强度和抗压强度的影响。结果表明，掺加体积分数强度、弹性和耐

2、磨性等物理性能，但由于胶粉表面的0.5%胶粉后的纤维增强水泥基复合材料，较对比试件抗折憎水性，不能直接应用，因而多将其改性后利用于橡强度提高了24.3%；掺加体积分数1%胶粉后的试件抗压强［9-11］度提高了40.4%；掺加体积分数0.5%胶粉的试件在抗折强胶、沥青、塑料中。在土木工程材料中，胶粉则度和抗压强度大幅度提高的同时，保持了折压比不降低。因主要应用于沥青混合料中用于铺筑路面，关于这方此，在水泥基复合材料中存在纤维的情况下，加入适当掺量面的研究应用美国、日本、加拿大等国家已有成功案的胶粉部分替代纤维可更大程度地提高构件的强度，并可节例［12-13］。约材料成本，减少工程造价。20世

3、纪90年代，对胶粉应用于砂浆及混凝土关键词：水泥基复合材料；纤维增强；胶粉；抗折强度；抗压强［14］［15］材料中已有了广泛的研究，包括强度、韧性、度［14］［16］冲击性、收缩性等。结果表明，在砂浆或混凝中图分类号：TU528.58文献标识码：A土中掺加一定量的改性胶粉后，砂浆或混凝土的强引言度和刚度下降，但韧性提高，收缩减小。然而以上研究均是将胶粉以粗细骨料的形式加入到水泥基复合混凝土材料脆性大、韧性低的缺点导致其在工材料基体中，要起到一定的增韧作用则需较高的胶程应用中受到了极大的限制，碳纤维、钢纤维、玻璃纤维等纤维混凝土的出现在一定程度上改善了这一粉掺量，但较高的胶粉掺量又容易造成水

4、泥基复合［7］情况。然而这些纤维由于自身延性较低，极限拉应材料流动性差等问题。本文研究了在PVA纤维变只能达到0.02%耀0.03%［1］，因此其对水泥基复增强水泥基复合材料的基体中，以改性的可再分散合材料韧性的提高有限，构件在弯曲和拉伸荷载作性乳胶粉部分替代PVA纤维，以期在力学性能不降用下仍会出现应变软化现象［2］。近20年来，以微观低甚至有所提高的情况下能够有效地利用废旧橡胶力学和断裂力学为理论基础制备而成的聚乙烯醇制品，大幅度降低因使用PVA纤维造成的高成本，（PolyvinylAlcohol，简称PVA）纤维增强水泥基复合促进PVA纤维增强水泥基复合材料的工程应用。材料，以其超高

5、的拉伸应变能力得到了广泛关注。1试验［3］纤维掺量为体积分数2%时，即可达到3%耀［4］1.1试验材料7%的极限拉伸应变。但是，由于PVA纤维价格昂贵，使得PVA纤维混凝土价格约为传统纤维混凝（1）基体材料：采用常州固邦复合材料科技有［5］土的4倍，极大地限制了其在实际工程中的应用。限公司生产的超高韧性水泥基复合材料干粉砂浆进入21世纪以来，汽车工业的快速发展带动了（Ultra-HighToughnessCementitiousComposites，简橡胶产量的逐年提升，也间接地造成了废旧橡胶的称UHTCC）（如图1所示），由普通硅酸盐水泥、精大量堆积。废旧橡胶的传统处理方法成本高、污染细

6、砂、粉煤灰及矿物掺合料组成，比表面积为2大且利用率低，因此合理地处理废旧橡胶并进行有326m/kg，其化学组成见表1。①基金项目：国家自然科学基金青年基金（51102035）。建材技术与应用5/2014·1·分PVA纤维的作用效果，并找到合适的替代比例，分别以0.5%，1.0%，1.5%，2.0%体积掺量的胶粉替代0.1%体积掺量的PVA纤维，并以未掺加胶粉的UHTCC试件作为对比试件，具体配合比见表3。表3试验配合比及流动度试件试验配合比/g流动度编号UHTCC干粉纤维胶粉水减水剂/mmM0127520034510210图1UHTCC干粉M1127518.51234511210表1UHT

7、CC干粉的化学组成%M2127518.52434512208M3127518.53634513208项目SiO2Al2O3CaOFe2O3SO3K2OTiO2MgONa2OM4127518.54834514205含量43.926.617.65.371.601.291.200.9120.543按不同替代比例的配比各成型40mm×40mm×（2）增强纤维：采用聚乙烯醇（PVA）纤维（如160mm试件3块，在制备过程中通过调整