改性聚丙烯纖維對水泥砂漿抗干燥收縮性能影響

通過圓環(huán)法的對比試驗,研究了不同體積分數(shù)下的聚丙烯纖維對水泥砂漿干縮開裂形態(tài)的影響,結果表明：聚丙烯纖維體積分數(shù)越高,水泥砂漿出現(xiàn)初始裂縫的時間越晚;各種體積分數(shù)下聚丙烯纖維水泥砂漿的裂縫形態(tài)均為多發(fā)型細微裂縫。分析了不同體積分數(shù)聚丙烯纖維對水泥砂漿干縮開裂性能的作用機理,以及多條裂縫出現(xiàn)的原因。

通過圓環(huán)法的對比試驗,研究了不同體積分數(shù)下聚丙烯纖維對水泥砂漿干縮開裂形態(tài)的影響,結果表明:聚丙烯纖維體積分數(shù)越高,水泥砂漿出現(xiàn)初始裂縫的時間越晚;各種體積分數(shù)下聚丙烯纖維水泥砂漿的裂縫形態(tài)均為多發(fā)型細微裂縫.分析了不同體積分數(shù)聚丙烯纖維對水泥砂漿干縮開裂性能的作用機理,以及多縫出現(xiàn)的原因.

通過圓環(huán)法的對比試驗,研究了不同體積分數(shù)下的聚丙烯纖維對水泥砂漿干縮開裂形態(tài)的影響,結果表明:聚丙烯纖維體積分數(shù)越高,水泥砂漿出現(xiàn)初始裂縫的時間越晚;各種體積分數(shù)下聚丙烯纖維水泥砂漿的裂縫形態(tài)均為多發(fā)型細微裂縫。分析了不同體積分數(shù)聚丙烯纖維對水泥砂漿干縮開裂性能的作用機理,以及多條裂縫出現(xiàn)的原因。

聚丙烯纖維是一種高強度束裝單絲有機纖維,水泥砂漿加入該種纖維可有效提高可有效地改善其抗裂、抗沖擊、抗凍及抗疲勞等性能,但水泥砂漿加入聚丙烯纖維后會極大地改變其流動性,從而影響其施工性能.本文通過在水泥砂漿中摻入不同長度和摻量的聚丙烯纖維,對流動度的變化規(guī)律進行了研究分析.為聚丙烯纖維砂漿在實際工程中的運用提供參考數(shù)據(jù).

分析了摻入改性聚丙烯纖維砂漿抗壓強度、劈裂抗拉強度、抗收縮、抗凍融等力學性能試驗結果,并討論了試驗結果的作用機理。

考察不同的聚丙烯纖維摻加工藝對水泥砂漿的作用效果,研究聚丙烯纖維不同摻量對水泥砂漿力學性能的影響。采用硅烷偶聯(lián)劑對聚丙烯纖維進行表面改性并進行增強砂漿實驗,結果表明:改性聚丙烯纖維對水泥砂漿的增強效果更好。利用掃描電子顯微鏡對聚丙烯纖維增強水泥砂漿試樣進行微觀形貌分析,初步探討改性聚丙烯纖維增強水泥砂漿的作用機理。

聚丙烯纖維對砂漿性能的影響 梅愛華 (廣州市建筑科學研究院　510030) 摘要:　本文研究了低摻量聚丙烯纖維(重量摻量為0119%)對普通砂漿的抗折、抗壓、抗?jié)B、收縮率的影響;探討和分析 了纖維的加入對普通水泥砂漿的影響。試驗證明,在普通的水泥砂漿中加入一定量的纖維能顯著提高砂漿的抗裂抗?jié)B,降低 砂漿收縮率,提高抗壓抗折強度等。 關鍵詞:聚丙烯纖維　砂漿　抗折　抗?jié)B　界面效果 1　前　言 目前,隨著新型墻體材料的推廣應用,砂漿的抗 滲抗裂性能倍受人們的關注。在改性砂漿方面,普 遍采用砂漿防水外加劑來提高其防滲漏的性能。聚 丙烯等微纖維在國內外都有廣泛的應用。無論在高 性能混凝土方面,還是在地下室混凝土尤其是墻面 的抹灰砂漿方面,均因摻加了這種微纖維而獲得抗 裂抗?jié)B、增加水泥基材料的韌性和提高抗裂性能的 良好效果。究其原因,主

研究了聚丙烯纖維摻量、長度和截面形狀對砂漿早期塑性收縮抗裂性能、塑性抗拉強度和表面水分蒸發(fā)率的影響,結果表明:隨著纖維摻量和長度的增加,抗塑性收縮開裂的效果隨之提高;纖維長度對塑性收縮抗裂的影響較其摻量要復雜得多;截面形狀為多邊形的聚丙烯纖維對提高砂漿塑性收縮抗裂效果要好于圓形的.纖維摻量、長度及比表面積的增加有利于提高砂漿(水灰質量比0.36,灰砂質量比1∶2)的塑性抗拉強度,而對砂漿水分蒸發(fā)率的影響不是非常顯著.聚丙烯纖維對塑性收縮抗裂的效果主要取決于其對塑性抗拉強度的提高.結合理論和試驗分析,歸納出了聚丙烯纖維提高砂漿抗塑性開裂性能的效應圖.

研究了聚丙烯纖維和羥乙基甲基纖維素對水泥砂漿塑性收縮開裂性能的影響。結果表明,摻加三葉形聚丙烯纖維能減小水泥砂漿的塑性收縮開裂;隨著聚丙烯纖維摻量的增大,水泥砂漿的開裂總權值先減小后增大,在摻量為0.2%時達到最小值。摻加羥乙基甲基纖維素能夠減小水泥砂漿塑性開裂總權值。復摻三葉形聚丙烯纖維和羥乙基甲基纖維素能夠顯著降低水泥砂漿的塑性收縮開裂,當聚丙烯纖維摻量為0.2%、羥乙基甲基纖維素摻量為0.10%時能完全消除砂漿的塑性收縮開裂。

1試驗概況1．1試驗原材料:水泥采用42．5普通硅酸鹽水泥;細骨料采用中粗天然河砂,級配良好;聚丙烯纖維采用洛陽某公司研制的單絲聚丙烯纖維,長度為10mm、20mm。其基本性能為:密度約為0．91g/cm~3,熔點165℃,燃點580℃,抗拉強度大于500mpa,楊氏模量大于4500mpa,不吸水,導熱性低,極限延伸率15％,抗酸堿性極高,抗老化,無毒。它與水泥基相容性好,能經受水泥水化物侵蝕而自身不受損害,耐久性能好。

提出了利用聚丙烯纖維拔出試驗,分別測定水灰質量比、纖維埋入長度、纖維埋入角度和水泥砂漿齡期不同的情況下纖維拔出力-拔出位移曲線,利用掃描電鏡對纖維砂漿試件斷面形貌進行了分析,研究了纖維與水泥砂漿的粘結性能.研究結果表明:聚丙烯纖維-水泥砂漿具有較好的粘結性,聚丙烯纖維粘結破壞形式為拔出破壞,因此聚丙烯纖維具有較好的耗能阻裂作用;水灰質量比、纖維埋入長度、纖維埋入角度、水泥砂漿齡期直接影響著聚丙烯纖維-水泥砂漿的粘結強度,其中水灰質量比因素影響最大;當水灰質量比小于0.5時,聚丙烯纖維-水泥砂漿粘結強度和粘結功都隨著水灰質量比的減小而增大,隨著纖維埋入長度和纖維埋入角度的增大而增大.

采用三種不同的聚丙烯纖維(普通聚丙烯纖維,改性處理聚丙烯纖維,y形聚丙烯纖維)增強水泥砂漿,研究了在纖維低摻量情況下,不同形式的纖維對普通水泥砂漿的抗壓、抗折和抗裂性能的影響,并分析了纖維在阻裂增強方面的作用機理。實驗證明,在同水灰比條件下,普通水泥砂漿中加入一定量的y形纖維比加入普通纖維的增強效果好。

研究了聚丙烯纖維摻量、纖維長度及膨脹劑等對水泥砂漿塑性收縮開裂性能的影響。結果表明:纖維摻量增大,水泥砂漿抗塑性開裂能力增大;纖維長度越長,水泥砂漿抗塑性開裂能力越大;膨脹劑在低纖維摻量(0.05%)時,其控制砂漿塑性裂縫的效果較高纖維摻量(0.15%)好;聚丙烯纖維和膨脹劑在合適的條件下,其疊加效果更好。

研究了聚丙烯纖維摻量、纖維長度及膨脹劑等對水泥砂漿塑性收縮開裂性能的影響。結果表明:纖維摻量增大,水泥砂漿抗塑性開裂能力增大;纖維長度越長,水泥砂漿抗塑性開裂能力越大;膨脹劑在低纖維摻量(0.05%)時,其控制砂漿塑性裂縫的效果較高纖維摻量(0.15%)好;聚丙烯纖維和膨脹劑在合適的條件下,其疊加效果更好。

本文研究了改性聚丙烯纖維對預拌干混砂漿強度、抗裂、抗?jié)B等性能的影響,并分析了纖維在阻裂、增韌方面的作用機理。研究結果表明:當纖維體積摻量為0.1%時,砂漿的抗裂性能可提高75.7%,纖維的加入可明顯改善砂漿的抗?jié)B性能。

研究了標準水養(yǎng)28d后水泥砂漿在20℃、35℃且相對濕度為100%～50%不同環(huán)境條件下的干燥收縮規(guī)律,主要考慮水灰比、硅灰、粉煤灰三種因素的影響。結果表明:隨著相對濕度的降低,水泥砂漿的干燥收縮不斷增長,但增長速率逐漸減慢。同一相對濕度條件下,水泥砂漿收縮隨著環(huán)境溫度的提高而增大;且相對濕度越低,這種趨勢越明顯。

改性聚丙烯纖維砂漿和混凝土的性能試驗

試驗采用p.p.kraai提出的砂漿及混凝土干燥收縮裂縫測試方法、混凝土力學性能試驗、抗凍等耐久性能試驗方法,研究了改性聚丙烯纖維對砂漿和混凝土性能的影響。結果表明,在混凝土中摻入一定量的改性聚丙烯纖維,混凝土的抗壓強度略有下降;纖維在混凝土中形成的亂向支撐體系,產生了有效的增強效果,減少了裂縫的產生,提高了混凝土的抗折、抗拉強度,從而改善了混凝土抗裂、抗?jié)B、抗沖擊和抗凍等性能。

研究了在砂漿中摻加某些聚合物和纖維對砂漿性能的影響,確定了在能夠有效提高砂漿抗?jié)B性、抗裂性的同時降低其脆性的最佳配比。

為了解決普通混凝土小型空心砌塊墻體易脆性開裂的問題,研究了一種新型抹面砂漿。通過改變摻加纖維的種類、纖度、長度、截面形狀、數(shù)量,進行砂漿斷裂韌性的對比實驗。結果表明:摻加纖維對提高普通砼砌塊墻體用砌筑砂漿的斷裂韌性有良好作用,尤其是摻入適量、纖度適當?shù)慕洷砻嫜趸幚?、長度15mm的聚丙烯纖維效果最為良好。

聚丙烯纖維水泥砂漿在錨桿灌漿等工程中能增加錨固段的錨固力,提高砂漿的抗裂能力,減少預應力損失,簡化施工工藝等。通過試驗研究不同規(guī)格,不同摻量的纖維所配得的聚丙烯纖維水泥砂漿的抗壓強度、抗折強度,得出聚丙烯纖維水泥砂漿的合理配合比;通過試驗研究聚丙烯纖維水泥砂漿和普通水泥砂漿的粘結抗剪強度,表明:聚丙烯纖維對水泥砂漿有改性作用;聚丙烯纖維水泥砂漿的粘結抗剪強度比同等條件的普通水泥砂漿高;聚丙烯纖維水泥砂漿配制方便、施工工藝簡單。

采用自行研制的水泥砂漿塑性收縮應力測試裝置和非接觸式測長裝置,分別研究了低摻量的聚丙烯纖維對水泥砂漿塑性收縮應力和塑性收縮率的影響.結果表明:水泥砂漿的最大塑性收縮力約為28.5n,最大塑性收縮開裂應力約為0.0032mpa;未經改性處理的聚丙烯纖維對水泥砂漿塑性收縮應力影響較小,塑性減裂作用較小,而改性聚丙烯纖維可使其塑性減裂作用明顯增加;水泥砂漿的塑性收縮率約為3600微應變,該數(shù)值明顯大于水泥基材料硬化后的干燥收縮率;pp纖維對混凝土坍落度及力學性能影響不大,在使用時可主要關注其對水泥基材料的塑性減裂作用.