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1、2008年第1期混凝土与水泥制品2008No12月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSFebruary增稠剂对超高韧性纤维增强水泥基复合材料性能的影响张帅,张英华(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,116024)摘要:以聚乙烯醇纤维(PolyvinylAlcohol,简称PVA)-超高韧性水泥基复合材料(EngineeredCementitiousComposites,简称ECC)为研究对象,选用三种成分不同的增稠剂,通过新鲜ECC的扩展度试验、硬化ECC的弯曲试验,研究了增稠剂对ECC的工作性能及力学性能的影响。试验结果显示,通过合理选择增稠
2、剂类型及合理的配合比设计,可以使ECC在具有良好的工作性能的同时,在力学性能上也有一定程度的提高。关键词:PVA;ECC;增稠剂;工作性能;力学性能中图分类号:TU528.572文献标识码:A文章编号:1000-4637(2008)01-34-040前言细骨料:100～200目精选优质硅砂超高韧性水泥基复合材料(Engineered纤维:PVA纤维,纤维长度12mm,弹性模量[1]CementitiousComposites,以下简称ECC)自从上世纪29.12GPa,伸长率7%,抗拉强度1092MPa,密度1.3g/390年代初问世以来,以其高延性、高韧性、高阻裂等特cm性
3、得到了国内外材料界及工程界的普遍关注,并在日粉煤灰:Ⅰ级灰[2]本、瑞士等国家有应用于实际工程的报道。ECC在使减水剂:聚羧酸盐高效减水剂用体积率约2%的纤维(主要是合成纤维,如PVA和增稠剂:(1)羟丙基甲基纤维素(HPMC);(2)羟乙PE纤维)的情况下,以断裂力学和微观力学的概念为基纤维素(HEC);(3)聚丙烯酰胺(PAM)指导,对纤维、基体以及纤维/基体界面进行有意识的1.2试验方法设计和调整,使设计出的复合材料通过产生多条细密通过改变增稠剂种类、掺量与高效减水剂复配,按裂缝来实现假应变硬化的特性。ECC根据其成型方法照GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定
4、方法》对新的不同,可分为现浇ECC、自密实ECC、喷射ECC、挤鲜PVA-ECC流动度进行评价。硬化PVA-ECC的抗压压成型ECC。其中在制备流动性较高的自密实ECC、强度试验采用70.7㎜×70.7㎜×70.7㎜立方体试件,四点喷射ECC时,增稠剂是不可缺少的成分。目前,国内对弯曲试验采用15mm×100mm×400mm的薄板试件。试ECC的研究还只停留在对ECC的特点、发展过程做一件在振动台振捣成型后,2d拆模,置于标准养护室养些简要介绍,研究也都集中在配合比设计和力学性能护至试验龄期,分别为28d和47d。四点弯曲试验加载上,而对工作性能、外加剂相容性等的研究还处于空
5、示意图见图1,两个位移计及0.7t荷载传感器与计算白,也没有工程应用的报道。机相连,试验机以0.3mm/min的恒定位移控制加载速增稠剂作为一种以增稠和保水作用来防止材料分率,计算机同步采集数据,得到四点弯曲试验的荷载-离及泌水的外加剂,主要使用在水下混凝土及高流动挠度曲线。[3]混凝土的制备上。本文以聚乙烯醇纤维(Polyvinyl荷载Alcohol,以下简称PVA)-ECC为研究对象,选用三种成分不同的增稠剂,通过新鲜ECC的扩展度试验、硬5010010010050化ECC的抗压强度试验及弯曲试验,来研究增稠剂对ECC的工作性能及力学性能的影响。为将来制备自密图1四点弯曲
6、加载示意图实ECC及喷射ECC时增稠剂的选择做准备。图2为没有添加增稠剂的PVA-ECC四点弯曲荷1试验概况载-挠度曲线,表1为该试件的基体配合比,纤维掺量1.1原材料为体积率2%。由图2可知,材料表现出了ECC的假应水泥:P·Ⅱ52.5级硅酸盐水泥变硬化的特性,在试件表面也观察到了多条细密裂缝。-34-张帅,张英华增稠剂对超高韧性纤维增强水泥基复合材料性能的影响本文的其它试验以上述配合比为基准,将高效减水剂效果不同(表4),当高效减水剂的掺量达到1.0%,增稠掺量、增稠剂类型及增稠剂掺量定为试验参数。剂掺量小于0.64%时,大部分组合中纤维与浆体分离,表1基体配合比说明PA
7、M的保水效果并不理想。水泥粉煤灰砂水高效减水剂表4PAM与SP混掺时的浆体扩展度cm1.03.01.71.30.0055PAMSP/%/%0.500.801.001.501.00.00020.1///0.80.01321.7///N/k0.60.06420.521.5//龄期:47d载0.13021.421.6//荷0.4SP:0.55%0.25620.420.4//0.20.64017.918.418.520.80.005101520253035笔者认为,纤维素类增稠剂和丙稀类增稠剂对基跨中位移/mm
