新拌修补砂浆与基体水分交换行为及其对复合体性能的影响

在基体上浇筑新拌砂浆是常见的修补与加固措施.当新拌砂浆与基体含水状态差异较大时,会发生水分交换改变修补砂浆配合比,并影响修补砂浆水化进程、微观特征、渗透性以及修补材料与基体间的粘结性能.对此,利用称重法研究了新拌普通砂浆、应变硬化水泥基复合材料(SHCC)与不同初始含水饱和度旧砂浆基体(0、30%、70%和100%)粘结时的水分交换过程,分析了修补砂浆类型和基体初始含水饱和度对水分交换速度、修补砂浆最终水胶比等的影响.通过力学试验、低场核磁共振技术和称重法进一步研究了水分交换对标准养护后修补砂浆与基体粘结强度、修补砂浆微结构和吸水性能的影响规律.结果表明:在水分交换早期,非饱和基体单位面积吸水质量与时间平方根存在良好的线性关系.基体含水饱和度为0时,SHCC或普通砂浆与基体间的界面剪切强度最高.SHCC作为修补材料与基体间的界面剪切强度普遍大于普通砂浆.随着基体饱和度的增大,普通砂浆的孔隙率、小孔体积分数、毛细吸水系数逐渐增大,中孔和大空隙的体积分数逐渐减小.随着基体饱和度的增大,SHCC孔隙率、中孔和大空隙的体积分数逐渐减小,小孔体积分数和毛细吸水系数变化幅度较小.

纤维增强水泥基材料与不同基体间界面剪切强度及其吸水性能

纤维增强水泥基材料具有优异的韧性和抗渗性,在劣化混凝土结构修复和破碎岩体加固工程中有着广阔的应用前景。本工作研究了聚乙烯醇(PVA)或玄武岩纤维增强水泥基材料与普通水泥砂浆、混凝土、砂岩、花岗岩间界面剪切强度的影响因素,包括纤维增强水泥基材料配合比、基体初始饱和度、基体表面切槽形式变化等。此外,通过称重法研究了与不同含水饱和度、不同类型基体粘结的纤维增强水泥基材料的毛细吸水性能。结果表明:PVA或玄武岩纤维增强水泥基材料与砂浆基体间的界面剪切强度均随基体饱和度的降低而升高;粉煤灰掺量的增加能够提高PVA纤维增强水泥基材料与砂浆间的界面剪切强度,但会降低玄武岩纤维增强水泥基材料与砂浆间的界面剪切强度。基体表面切槽数量的增加对于PVA或玄武岩纤维增强水泥基材料与基体间的界面剪切强度有提升作用,且对于PVA纤维增强水泥基材料更为显著。PVA纤维增强水泥基材料与混凝土、砂浆间的界面剪切强度高于同饱和度的砂岩与花岗岩。与干燥基体粘结的纤维增强水泥基材料的毛细吸水性系数总体略低于预湿基体;粉煤灰掺量的增加使纤维增强水泥基材料的毛细吸水系数显著提高;当粉煤灰掺量较低时,PVA纤维增强水泥基材料的毛细吸水系数显著高于玄武岩纤维增强水泥基材料。