Influences of Polypropylene Fiber and SBR Polymer Latex on Abrasion Resistance of Cement Mortar

Influences of polypropylene （PP） fiber and styrene-butadiene rubber （SBR） polymer latex on the strength performance, abrasion resistance of cement mortar were studied. The experimental results show that the flexural strength, brittleness index （σF/σC） and abrasion resistance can be improved significantly by the addition of PP fiber and SBR polymer latex. The relationship between the flexural strength and abrasion resistance was analyzed, showing a good linear relationship between them. The reinforced mechanism of PP fiber and SBR polymer latex on cement mortar was analyzed by some microscopic tests. The test results show that the addition of SBR polymer latex has no significant influence on the cement hydration after 7 d curing. Adding SBR polymer latex into cement mortar can form a polymer transition layer in the interfaces of PP fiber and cement hydrates, which improves the bonding properties between the PP fiber and cement mortar matrix effectively.

钢纤维增强聚合物水泥砂浆性能研究

研究了钢纤维的体积掺量(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对聚合物水泥砂浆力学性能和韧性的影响,并进行了性价比评价。结果表明:随着钢纤维掺量的增加,试件的7 d和28 d抗折、抗压强度基本均呈先增大后减小的趋势,最佳掺量为1.5%,此时,试件的韧性得到显著提升,性价比也达到最高。

黄麻纤维增强偏高岭土水泥砂浆性能研究

掺入纤维是改善水泥基材料脆性,提高其强度和韧性的常用手段。将黄麻纤维掺入水泥基砂浆,制备黄麻纤维增强水泥砂浆(JFRC),研究黄麻纤维掺量和长度对砂浆抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响。考虑到植物纤维在高碱性基体环境中易腐蚀失效,采用偏高岭土部分替代水泥以降低基体碱度。结果显示,JFRC的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度随着黄麻纤维掺量和长度的增大均呈现先增大后减小的趋势,黄麻纤维最佳掺量为0.75%,最佳长度为10 mm,加入适量的处理过的黄麻纤维可以很好地改善水泥砂浆的力学性能和韧性;采用最佳掺量时,JFRC的单位强度碳排放量和成本分别降低了21.48%和19.16%。研究结果表明,JFRC是一种具有较高环境效益和经济效益的植物纤维增强材料。

钢纤维-海泡石纤维优化铁尾矿砂-石英砂混合砂浆性能试验研究

为了在保证经济性的同时改善铁尾矿砂-石英砂混合砂浆的性能,选用钢纤维、海泡石纤维优化混合砂浆,研究了钢纤维、海泡石纤维单掺和以不同比例混掺对混合砂浆工作性能、力学性能和自然干燥收缩率的影响。结果表明,在单掺情况下,海泡石纤维对流动性的负面影响高于钢纤维,两种纤维分别以合适掺量掺入混合砂浆中,钢纤维对抗折强度和28 d自然干燥收缩率的改善效果优于海泡石纤维,而海泡石纤维对抗压强度的改善效果更佳;钢纤维-海泡石纤维以0.50%-1.0%和0.75%-1.0%组合混掺对矿浆力学性能和干燥收缩改善效果最佳。从性能改善效果和经济性角度综合考虑,确定了最优纤维掺量组合,即钢纤维、海泡石纤维掺量分别为0.50%、1.0%。在此掺量组合下,混合砂浆3 d、7 d和28 d抗折强度分别提升了15.8%、13.0%和12.5%,混合砂浆3 d、7 d和28 d抗压强度分别提升了16.2%、14.7%和13.9%,28 d自然干燥收缩率降低了32.8%,且经济性良好,每吨混合砂浆仅增加28.8元左右的成本。

碱性环境对植物纤维隧道工程制浆性能的影响研究

为分析碱性环境对植物纤维隧道工程水泥砂浆性能的影响,在实验室环境下对隧道工程用植物纤维水泥砂浆进行碱性降解处理,通过构造碱性环境测试了植物纤维水泥砂浆体积密度、吸水率、抗压强度等随时间变化而变化的基本规律。结果表明:与一般的隧道工程水泥砂浆相比,添加了植物纤维的水泥砂浆在体积密度、吸水率、抗压强度等方面受碱性环境的影响更为明显,当植物纤维水泥砂浆中水泥、砂、水、植物纤维的配合比为1000:4030:750:12时综合性能最佳。

玄武岩纤维水泥胶砂力学性能试验研究

为了研究长度为12 mm的玄武岩纤维对改善水泥胶砂力学性能效果,通过室内试验和微观结构扫描相结合的方法开展不同期龄玄武岩纤维水泥胶砂试件的抗折强度、抗压强度以及微观结构测试研究,结果表明:当玄武岩纤维掺量低于2%时,拌和物的和易性和泌水性较好,试件收面容易;当玄武岩纤维掺量为0.31%时,试件密度平均值最大,此时砂浆和纤维连接最为紧密;掺少量(0.31%)的玄武岩纤维在一定程度上有助于提高水泥胶砂试件的早期抗折强度,掺量过多会使试件整体结构松散,导致抗折强度和抗压强度有所降低。

改性稻草秸秆纤维水泥砂浆导热和耐久性能研究

采用氢氧化钠(NaOH)浸泡预处理稻草秸秆纤维制备了改性稻草秸秆纤维水泥砂浆,分析不同纤维长度和纤维掺量的水泥砂浆的力学性能,研究了用改性稻草秸秆纤维水泥砂浆制成的薄板的导热性和耐久性.研究结果表明:稻草纤维削弱了水泥砂浆的抗折强度和抗压强度,但降低了水泥砂浆薄板试件的导热系数和密度,当纤维掺量为60%时,薄板的导热系数仅为0.128 W·(m·K)^(-1),显著提高了保温隔热性能.经加速老化后,薄板试件的抗折强度有不同程度的降低,但低于45%纤维掺量的试件仍能满足纤维水泥板R1级的强度要求.

粉煤灰对玻璃纤维水泥砂浆的力学性能及耐久性的影响

玻璃纤维增强水泥砂浆(GFRC)是常见的纤维水泥砂浆。然而水泥水化过程中产生的碱性环境对玻璃纤维具有腐蚀作用,导致GFRC的耐久性较差。通过使用粉煤灰(FA)替代部分水泥,掺入GFRC中以提高其耐久性。试验考察了FA掺量对GFRC力学性能和干燥收缩率的影响,并通过加速老化和抗硫酸盐侵蚀试验来探讨FA掺量对GFRC耐久性的影响。结果表明,添加FA可以提高GFRC的后期强度并显著改善其耐久性。这是由于FA具有火山灰效应和填充效应,在降低了GFRC液相碱度及氢氧化钙含量方面发挥作用,从而减少了玻璃纤维的腐蚀;随着FA掺量增加,可有效降低GFRC干燥收缩率,但由于FA早期活性较低,使得含有FA的GFRC在早期强度方面略有下降。

CF/SSF增强珊瑚砂水泥砂浆微观结构分析及动态劈裂拉伸试验研究

珊瑚混凝土是一种拉压强度严重不对称的材料,研究其动态拉伸力学性能对岛礁防护工程具有重要意义。为了探究碳纤维(carbon fiber,CF)和不锈钢纤维(stainless steel fiber,SSF)增强珊瑚砂水泥砂浆在冲击荷载作用下的∅动态拉伸力学性能,采用100 mm的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置进行动态劈裂试验,对比分析不同纤维掺量的珊瑚砂水泥砂浆在不同应变率下的动态抗拉强度和能量耗散规律,并结合扫描电子显微镜揭示混杂纤维的作用机理。结果表明:复掺CF和SSF的珊瑚砂水泥砂浆试样的静、动态抗拉强度均有显著提高,最大动态抗拉强度增长率为66.03%。在相同应变率下,试样的动态抗拉强度与纤维掺量呈正相关,其破碎程度与纤维掺量呈负相关,纤维的桥接作用对试样裂缝开展具有良好的抑制效果。在同一纤维掺量下,动态增长因子随应变率的升高明显增大,动态增长因子最大值为2.44,表现出明显的拉伸应变率效应。珊瑚砂水泥砂浆试样的破碎程度及耗散能量均与应变率呈正相关,且纤维掺量越高,试样破坏时需要耗散的能量越多。

改性聚丙烯纤维对水泥砂浆性能影响研究

采用包覆改性法对聚丙烯纤维进行改性处理,研究了改性纤维对水泥砂浆力学性能的影响。试验结果表明:改性聚丙烯纤维掺量为0.6%时,试样强度达到峰值,其3d、28d抗折强度和抗压强度分别为4.34MPa、7.62MPa和22.14MPa、43.25MPa,较未掺纤维试样B1分别提高了9.05%、8.24%和15.61%、10.19%。采用SEM对聚丙烯纤维表面微观形貌及试样断口形貌进行观察,探讨了改性聚丙烯纤维对水泥砂浆试样的增强机制。

改性聚丙烯纤维对水泥砂浆力学性能的影响

利用水相悬浮法在聚丙烯纤维表面接枝丙烯酸,对聚丙烯纤维表面进行了改性.研究了改性聚丙烯纤维对水泥砂浆力学性能的影响.利用扫描电镜(SEM),Nicolet傅里叶变换红外光谱仪(IR)对改性聚丙烯纤维表面形貌、表面活性官能团和水泥砂浆试样断口形貌进行了分析.结果表明:经过改性处理的聚丙烯纤维表面接枝上了丙烯酸;与普通聚丙烯纤维增强水泥砂浆试样相比,改性聚丙烯纤维增强水泥砂浆试样的抗折强度明显提高.

聚丙烯纤维与水泥砂浆粘结性能试验

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.

矿物掺和料对玄武岩纤维水泥砂浆强度发展的影响

研究了粉煤灰和硅灰对玄武岩纤维增强水泥基材料强度发展规律的影响,分析了粉煤灰和硅灰复掺对水泥砂浆中玄武岩纤维耐腐蚀性的影响.结果表明:玄武岩纤维对水泥基材料的早期抗折强度具有增强作用,后期增强效果下降,甚至会降低基体强度;粉煤灰和硅灰可显著延长玄武岩纤维对水泥砂浆抗折强度增强效果的时效.XRD图谱和显微结构分析表明,粉煤灰和硅灰复掺后降低了水泥基体中Ca(OH)2晶体的含量和玄武岩纤维的腐蚀程度,改善了玄武岩纤维和水泥基体之间的界面性质.

聚乙烯醇纤维及钢纤维增强水泥砂浆流变性和流动性能

为探索纤维对水泥砂浆拌和物工作性能的影响,采用流变仪、微型坍落度筒和V型漏斗研究了不同水灰比和纤维掺量(体积分数)下,聚乙烯醇(PVA)纤维及钢纤维增强水泥砂浆拌和物的流变性和流动性能.结果表明:2种纤维增强水泥砂浆拌和物的屈服应力和塑性黏度均随着水灰比的增大而减小,而流动扩展度和流动速率均随着水灰比的增大而增大;PVA纤维掺量为0.25%时,对拌和物工作性能的影响较小;钢纤维掺量小于0.75%时,能够促进纤维增强水泥砂浆拌和物流动;钢纤维掺量继续增加至1.00%时,拌和物的流动性则明显降低.纤维增强水泥砂浆拌和物的流动扩展度与屈服应力、流动速率与塑性黏度均呈负指数关系,相关系数分别为0.808和0.730.

基于砂浆收缩抗裂性能的混凝土纤维选型研究

提出了水泥混凝土用纤维选型的原则和要求，在此基础上，基于水泥砂浆收缩抗裂性能，通过定性和定量试验分析，对混凝土用理想纤维类型及其长度、掺量范围进行了研究。研究结果表明，与聚丙烯纤维、耐碱玻璃纤维和玄武岩纤维相比，聚丙烯腈纤维提高砂浆收缩抗裂性能的效果最佳；在纤维长度相同或掺量相同的情况下，增加纤维掺量或增大纤维长度，将提高砂浆的抗裂性能。最后，推荐纤维的合理选型为：聚丙烯腈纤维长20～25mm，掺量为每立方米混凝土中加入纤维约0．8～1．4kg。

聚丙烯纤维增强水泥砂浆力学性能试验研究

为研究聚丙烯纤维掺入量对不同养护龄期的水泥砂浆试件变形破坏规律的影响,对水泥砂浆试件进行单轴压缩实验,同时利用数字散斑相关方法(DSCM)、扫描电子显微镜(SEM)对试件侧向变形场、断口形貌进行细观观测。结果表明:试件养护龄期相同时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量增加呈先增加后减小趋势,在设置的变量梯度范围内,纤维最优掺量为0.5%;掺入聚丙烯纤维的试件峰后表现出明显的塑性特征,峰后广义刚度系数变化量较大;试件侧向变形场演化过程分为四个阶段:均匀阶段、成核阶段、变形局部化阶段、破坏阶段;聚丙烯纤维与水泥砂浆的粘结强度弱于砂粒与水泥的粘结强度,含聚丙烯纤维的试件在破坏形态上表现出"裂而不断"的特点。提出了含聚丙烯纤维水泥砂浆的微观胶结接触模型,模型的力学关系较好的解释了聚丙烯纤维试件峰后塑性提高的特征。

纤维参数对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了纤维品种、纤维掺量、纤维直径、纤维长度及纤维几何形状对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响 .结果表明 :纤维品种不同 ,水泥砂浆抗塑性开裂性能不同 ;纤维掺量增大 ,水泥砂浆抗塑性开裂能力也将增大 ;纤维直径越小、纤维长度越大 ,水泥砂浆抗塑性开裂能力越大 ;纤维的几何形状不同 ,水泥砂浆抗塑性开裂能力有很大差异 .

聚丙烯纤维参数对水泥砂浆干缩率的影响

研究了聚丙烯纤维参数对水泥砂浆干缩率的影响.结果表明:三叶形聚丙烯纤维的掺加能够减小水泥砂浆的干缩率;随着三叶形聚丙烯纤维掺量的增大,水泥砂浆干缩率呈先减小而后增大的趋势,在掺量为0.20%(体积分数)时达到最低.聚丙烯纤维长度、细度、表面改性方法及截面形状等对水泥砂浆的干缩率也都有所影响.在所研究的几种聚丙烯纤维中,聚丙烯纤维长度越大、细度越小、比表面积越大,相应水泥砂浆的干缩率越小.

聚丙烯纤维参数对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响

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.

聚丙烯纤维和聚合物乳液对水泥砂浆性能的影响

采用聚丙烯纤维和聚合物乳液对水泥砂浆进行改性,并对改性水泥砂浆抗冲击性能和干燥收缩性能进行了实验研究.研究表明,聚丙烯纤维和聚合物乳液对水泥砂浆的抗冲击性能和干燥收缩性能具有一定影响,合掺聚丙烯纤维和聚合物乳液可显著改善水泥砂浆的抗冲击性能和干燥收缩性能.另外,探讨了聚丙烯纤维和聚合物乳液改善水泥砂浆抗冲击性能和干燥收缩性能的作用机理.