聚合物基水泥柔性复合材料在腐蚀环境下的剪切力学性能

针对机场道面填缝料易腐蚀破坏的问题,研制出一种新型聚合物基水泥柔性复合材料(PCFC)。考虑到材料在工作环境下容易遭受酸、碱和航油腐蚀,研究了酸溶液、碱溶液和航油侵蚀对PCFC的剪切力学性能的影响规律,对不同侵蚀时间的PCFC进行了剪切力学性能试验。结合扫描电镜试验和压汞测孔试验,分析了酸溶液、碱溶液和航油侵蚀对PCFC对微观形貌及孔结构的影响机理。结果表明:PCFC在酸和碱溶液侵蚀下仍具有良好的工作性能,PCFC试件的剪切强度、剪切变形性能、剪切能耗性能随着酸溶液、碱溶液、航油侵蚀时间的增长分别有着不同程度的削弱,其中经航油侵蚀后试件的剪切性能降幅最大,航油侵蚀30 d后其剪切强度、剪切峰值应变、剪切韧度分别降低68%,64.8%和87.4%,而酸和碱溶液侵蚀30 d后其剪切强度仅分别降低19.9%和15.8%,剪切韧度分别下降39.4%和34.5%,剪切峰值应变却分别提高13.9%和13.8%;酸、碱、航油侵蚀会导致PCFC的孔隙量和孔径尺寸增加,进一步验证了酸、碱溶液、航油能够引起聚合物分子溶胀软化,致使聚合物分子链断裂,使得复合材料具有低伸展度的剪切性能;在实际腐蚀环境应用中,PCFC维持其剪切性能的能力明显优于传统填缝料,具备良好的使用性能和广阔的应用前景。