增加聚丙烯纤维埋入长度,纤维最大拔出力和粘结功均提高,这种提高作用与水泥砂浆本体性能有关.对于高水灰质量比砂浆,增加聚丙烯纤维长度,纤维最大拔出力和粘结功提高显著;对于低水灰质量比砂浆,增加纤维长度,纤维最大拔出力和粘结功提高作用相对较小.因此,水泥基材料中掺加纤维,纤维长度选用需结合水泥基材料本体性能.对于低强度水泥基材料,为充分发挥纤维的作用,适当增大纤维长度更为有效.

纤维埋入角度对粘结性能的影响PP11— PP18试件考虑纤维埋入角度的拔出力-拔出位移曲线如图3a和3b所示.由同龄期、同水灰质量比曲线可以看出,随着纤维埋入角度从0°依次增加到30°,45°,60°,最大拔出力逐渐增大.由图3c可知,随着纤维埋入角度的增加,纤维-水泥砂浆的平均粘结强度逐渐增大.根据试验数据计算纤维-水泥砂浆平均粘结强度和粘结功,结果见表4.

由表4可知,同一配合比,粘结功随着养护龄期而增加.但是,考虑纤维埋入角度对粘结功的影响,未发现规律.同一配合比,平均粘结强度随着养护龄期增加而增加,水灰质量比0.5的水泥砂浆平均粘结强度的增长幅度高于水灰质量比0.2的水泥砂浆.水灰质量比0.5及0.2的水泥砂浆平均粘结强度均随着纤维埋入角度增加而增加.

纤维-水泥基材界面的微观形貌在试验前后,用扫描电镜对未测试试件和测试试件进行微观形貌分析,如图4所示,其中,1为纤维,2为水泥砂浆.图4a是纤维拔出后留下的孔洞照片,可以看到孔壁的不规则形貌,以及孔洞内残留的纤维拔出过程中剥落下来的丝状物质.图4c是该丝状物质表面A点物相分析,主要由Ca,Si组成,同时含有少量的Al,K.根据摩尔分数分析,该细丝状物质表面为低碳硫质量比的C— S— H凝胶.说明低碳硫质量比的C— S— H凝胶紧紧粘结在纤维表面,在外荷载作用下,纤维与水泥石脱粘,水化物相从纤维表面剥落.图4b是未测试试件的断面形貌,可以看到纤维、界面、微裂缝的形貌,纤维与界面粘结良好,没有脱离现象。

3　结　论

(1)聚丙烯纤维与水泥砂浆具有较好的粘结性能,因此能够提高水泥基材的抗裂性.聚丙烯纤维-水泥砂浆的粘结破坏形式为纤维拔出破坏.

(2)水灰质量比、纤维埋入长度、纤维埋入角度、水泥砂浆龄期等4因素都影响聚丙烯纤维与水泥砂浆粘结性能,水灰质量比影响程度最大.

(3)随着水灰质量比的减小,纤维埋入长度的增大,纤维埋入角度的增大,聚丙烯纤维-水泥砂浆

粘结强度逐渐增大,粘结功也符合这个规律.

(4)水灰质量比为0.5时,聚丙烯纤维-水泥砂浆平均粘结强度受纤维埋入长度、纤维埋入角度的影响较小.

(5)SEM电镜扫描试验验证了聚丙烯纤维，水泥砂浆良好的粘结性能.

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