改性聚丙烯纤维对水泥砂浆抗冲击性能影响

研究了介质阻挡放电改性聚丙烯纤维与未改性聚丙烯纤维的掺量、长度以及改性纤维的介质阻挡放电处理条件对纤维增强混凝土抗冲击性能的影响和机理。结果表明,改性与未改性纤维的掺量和长度对混凝土抗冲击性能影响的变化趋势相同,其抗冲击强度随着掺量增加而加强,但是掺加改性纤维明显强于未改性纤维,掺纤维混凝土抗冲击性能强于未加纤维混凝土,掺加纤维长度最佳值为20mm;小功率(80w)和短时间(0.16s)改性纤维混凝土的抗冲击强度比未改性纤维的有所减低,但随着处理功率和时间的增加而提高,大功率和长时间(超过80w和0.16s)处理的改性纤维混凝土抗冲击强度明显强于未改性纤维混凝土。

利用圆环法测试研究了聚丙烯纤维掺量、长度、几何形状等参数对水泥砂浆在硬化阶段抗干缩开裂性能的影响.实验结果表明:三叶形聚丙烯单丝纤维的掺加能明显改善水泥砂浆在硬化阶段的抗干缩开裂性能,且其掺加的量越多,水泥砂浆的抗干缩开裂性越好;聚丙烯纤维横截面形状不同,其对水泥砂浆抗干缩开裂性的作用效果也不同,其中横截面为三叶形的聚丙烯单丝纤维对水泥砂浆抗干缩开裂性的作用效果较好;掺入的三叶形聚丙烯单丝纤维长度越长,水泥砂浆的抗干缩开裂性越好;三叶形聚丙烯单丝纤维经表面处理后,其对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响有所增大.

通过圆环法的对比试验,研究了不同体积分数下聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂形态的影响,结果表明:聚丙烯纤维体积分数越高,水泥砂浆出现初始裂缝的时间越晚;各种体积分数下聚丙烯纤维水泥砂浆的裂缝形态均为多发型细微裂缝.分析了不同体积分数聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂性能的作用机理,以及多缝出现的原因.

水泥砂浆材料在公路工程中广泛应用,但由于其自身尚存在的一些缺陷,如抗拉强度低,易于开裂,延性差等,使其使用寿命降低或者在某些应用场合受到限制。如何提高砂浆材料的韧性及抗裂性能,受到各方面的广泛关注。文章采用三叶型聚丙烯纤维和聚合物乳液改善水泥砂浆的抗冲击性能。研究表明,单独掺加聚丙烯纤维或者聚合物乳液都可以使砂浆的抗冲击能力得到提高,当聚丙烯纤维和聚合物乳液同时作用时,对砂浆的抗冲击能力改善更为有效;初步探讨了聚丙烯纤维和聚合物提高砂浆抗冲击性能的机理。

聚丙烯纤维对砂浆性能的影响 梅爱华 (广州市建筑科学研究院　510030) 摘要:　本文研究了低掺量聚丙烯纤维(重量掺量为0119%)对普通砂浆的抗折、抗压、抗渗、收缩率的影响;探讨和分析 了纤维的加入对普通水泥砂浆的影响。试验证明,在普通的水泥砂浆中加入一定量的纤维能显著提高砂浆的抗裂抗渗,降低 砂浆收缩率,提高抗压抗折强度等。 关键词:聚丙烯纤维　砂浆　抗折　抗渗　界面效果 1　前　言 目前,随着新型墙体材料的推广应用,砂浆的抗 渗抗裂性能倍受人们的关注。在改性砂浆方面,普 遍采用砂浆防水外加剂来提高其防渗漏的性能。聚 丙烯等微纤维在国内外都有广泛的应用。无论在高 性能混凝土方面,还是在地下室混凝土尤其是墙面 的抹灰砂浆方面,均因掺加了这种微纤维而获得抗 裂抗渗、增加水泥基材料的韧性和提高抗裂性能的 良好效果。究其原因,主

分析了掺入改性聚丙烯纤维砂浆抗压强度、劈裂抗拉强度、抗收缩、抗冻融等力学性能试验结果,并讨论了试验结果的作用机理。

考察不同的聚丙烯纤维掺加工艺对水泥砂浆的作用效果,研究聚丙烯纤维不同掺量对水泥砂浆力学性能的影响。采用硅烷偶联剂对聚丙烯纤维进行表面改性并进行增强砂浆实验,结果表明:改性聚丙烯纤维对水泥砂浆的增强效果更好。利用扫描电子显微镜对聚丙烯纤维增强水泥砂浆试样进行微观形貌分析,初步探讨改性聚丙烯纤维增强水泥砂浆的作用机理。

改性聚丙烯纤维对混凝土性能有着重要的作用,经试验研究发现,聚丙烯纤维对混凝土抗冲击性能有明显改善,适合使用在桩、路面等要求抗冲击性能较高的工程项目中。

提出了利用聚丙烯纤维拔出试验,分别测定水灰质量比、纤维埋入长度、纤维埋入角度和水泥砂浆龄期不同的情况下纤维拔出力-拔出位移曲线,利用扫描电镜对纤维砂浆试件断面形貌进行了分析,研究了纤维与水泥砂浆的粘结性能.研究结果表明:聚丙烯纤维-水泥砂浆具有较好的粘结性,聚丙烯纤维粘结破坏形式为拔出破坏,因此聚丙烯纤维具有较好的耗能阻裂作用;水灰质量比、纤维埋入长度、纤维埋入角度、水泥砂浆龄期直接影响着聚丙烯纤维-水泥砂浆的粘结强度,其中水灰质量比因素影响最大;当水灰质量比小于0.5时,聚丙烯纤维-水泥砂浆粘结强度和粘结功都随着水灰质量比的减小而增大,随着纤维埋入长度和纤维埋入角度的增大而增大.

采用三种不同的聚丙烯纤维(普通聚丙烯纤维,改性处理聚丙烯纤维,y形聚丙烯纤维)增强水泥砂浆,研究了在纤维低掺量情况下,不同形式的纤维对普通水泥砂浆的抗压、抗折和抗裂性能的影响,并分析了纤维在阻裂增强方面的作用机理。实验证明,在同水灰比条件下,普通水泥砂浆中加入一定量的y形纤维比加入普通纤维的增强效果好。

1试验概况1．1试验原材料:水泥采用42．5普通硅酸盐水泥;细骨料采用中粗天然河砂,级配良好;聚丙烯纤维采用洛阳某公司研制的单丝聚丙烯纤维,长度为10mm、20mm。其基本性能为:密度约为0．91g/cm~3,熔点165℃,燃点580℃,抗拉强度大于500mpa,杨氏模量大于4500mpa,不吸水,导热性低,极限延伸率15％,抗酸碱性极高,抗老化,无毒。它与水泥基相容性好,能经受水泥水化物侵蚀而自身不受损害,耐久性能好。

改性聚丙烯纤维砂浆和混凝土的性能试验

聚丙烯纤维掺入砂浆中可明显改善其性能,砂浆掺入纤维后能有效控制砂浆早期干缩裂缝的数量、长度及宽度。聚丙烯纤维在砂浆中起阻裂和细化裂缝的作用,改善程度与纤维长度和掺量等因素有关。

试验采用p.p.kraai提出的砂浆及混凝土干燥收缩裂缝测试方法、混凝土力学性能试验、抗冻等耐久性能试验方法,研究了改性聚丙烯纤维对砂浆和混凝土性能的影响。结果表明,在混凝土中掺入一定量的改性聚丙烯纤维,混凝土的抗压强度略有下降;纤维在混凝土中形成的乱向支撑体系,产生了有效的增强效果,减少了裂缝的产生,提高了混凝土的抗折、抗拉强度,从而改善了混凝土抗裂、抗渗、抗冲击和抗冻等性能。

研究了在砂浆中掺加某些聚合物和纤维对砂浆性能的影响,确定了在能够有效提高砂浆抗渗性、抗裂性的同时降低其脆性的最佳配比。

为了解决普通混凝土小型空心砌块墙体易脆性开裂的问题,研究了一种新型抹面砂浆。通过改变掺加纤维的种类、纤度、长度、截面形状、数量,进行砂浆断裂韧性的对比实验。结果表明:掺加纤维对提高普通砼砌块墙体用砌筑砂浆的断裂韧性有良好作用,尤其是掺入适量、纤度适当的经表面氧化处理、长度15mm的聚丙烯纤维效果最为良好。

聚丙烯纤维能显著减少塑性收缩裂纹,它能阻止水泥砂浆批荡层原有微裂缝的扩展并有效延缓新裂缝的出现,同时,大大减少批荡层中的连通裂缝,提高抗渗能力以及耐受变形能力,使批荡层抗冲击强度、韧性大大改善。

聚丙烯纤维是一种高强度束装单丝有机纤维,水泥砂浆加入该种纤维可有效提高可有效地改善其抗裂、抗冲击、抗冻及抗疲劳等性能,但水泥砂浆加入聚丙烯纤维后会极大地改变其流动性,从而影响其施工性能.本文通过在水泥砂浆中掺入不同长度和掺量的聚丙烯纤维,对流动度的变化规律进行了研究分析.为聚丙烯纤维砂浆在实际工程中的运用提供参考数据.

通过圆环法的对比试验,研究了不同体积分数下的聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂形态的影响,结果表明：聚丙烯纤维体积分数越高,水泥砂浆出现初始裂缝的时间越晚;各种体积分数下聚丙烯纤维水泥砂浆的裂缝形态均为多发型细微裂缝。分析了不同体积分数聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂性能的作用机理,以及多条裂缝出现的原因。

通过圆环法的对比试验,研究了不同体积分数下的聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂形态的影响,结果表明:聚丙烯纤维体积分数越高,水泥砂浆出现初始裂缝的时间越晚;各种体积分数下聚丙烯纤维水泥砂浆的裂缝形态均为多发型细微裂缝。分析了不同体积分数聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂性能的作用机理,以及多条裂缝出现的原因。

聚丙烯纤维水泥砂浆在锚杆灌浆等工程中能增加锚固段的锚固力,提高砂浆的抗裂能力,减少预应力损失,简化施工工艺等。通过试验研究不同规格,不同掺量的纤维所配得的聚丙烯纤维水泥砂浆的抗压强度、抗折强度,得出聚丙烯纤维水泥砂浆的合理配合比;通过试验研究聚丙烯纤维水泥砂浆和普通水泥砂浆的粘结抗剪强度,表明:聚丙烯纤维对水泥砂浆有改性作用;聚丙烯纤维水泥砂浆的粘结抗剪强度比同等条件的普通水泥砂浆高;聚丙烯纤维水泥砂浆配制方便、施工工艺简单。

研究了聚丙烯纤维掺量、长度和截面形状对砂浆早期塑性收缩抗裂性能、塑性抗拉强度和表面水分蒸发率的影响,结果表明:随着纤维掺量和长度的增加,抗塑性收缩开裂的效果随之提高;纤维长度对塑性收缩抗裂的影响较其掺量要复杂得多;截面形状为多边形的聚丙烯纤维对提高砂浆塑性收缩抗裂效果要好于圆形的.纤维掺量、长度及比表面积的增加有利于提高砂浆(水灰质量比0.36,灰砂质量比1∶2)的塑性抗拉强度,而对砂浆水分蒸发率的影响不是非常显著.聚丙烯纤维对塑性收缩抗裂的效果主要取决于其对塑性抗拉强度的提高.结合理论和试验分析,归纳出了聚丙烯纤维提高砂浆抗塑性开裂性能的效应图.