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纤维好不好用了鼎强聚丙烯纤维就知道!

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2017-03-20 18:00【

摘要: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,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.

 

聚丙烯纤维水泥基复合材料已在国内外工程中广泛应用,用以减少水泥基材的收缩变形,提高其抗裂性.其抗裂性能的发挥与纤维本身的性能以及与水泥基材的界面粘结强度密切相关[1- 3].界面粘结强度可由纤维拔出试验、纤维压入试验、纤维断裂试验、微珠脱粘试验[4- 5]等方法获得.对于混凝土、砂浆等易于开裂脆性基材,出现裂缝时,纤维桥联裂缝两侧,这与纤维拔出试验情况相近,因此可采用纤维拔出试验研究界面粘结强度[6].目前,钢纤维水泥基材粘结性能研究较多[7- 8],而聚丙烯纤维与水泥基材粘结性能研究较少.本研究提出利用聚丙烯纤维拔出试验,研究水灰质量比、纤维埋入长度、纤维埋入角度、水泥砂浆龄期等4种因素对聚丙烯纤维-水泥砂浆粘结性能的影响,为聚丙烯纤维水泥基复合材料性能研究及有限元分析提供技术参数.同时利用SEM扫描电镜对测试试件及未测试试件的断面形貌进行微观观察[9- 10],验证聚丙烯纤维与水泥砂浆的粘结性能.

 


1 试验设计

1.1 试验方法

将试件设计为哑铃状,试件一端为纤维固定端,采用超高强的水泥基材浇筑,其目的是固定纤维以防止拔出过程中产生误差,另一端为纤维拔出端.试件成型后在新三思材料试验机上进行拔出试验,采用自动记录仪记录拔出力-拔出位移全曲线.根据试验记录曲线,由式(1)计算平均粘结强度fb[6],fb=Fmaxnuflfb, (1)式中fb聚丙烯纤维-水泥砂浆平均粘结强度,MPa;Fmax为最大拔出力,N;uf为聚丙烯纤维截面周长,mm;lfb为聚丙烯纤维埋入长度,mm;n为聚丙烯纤

维根数.微观试验使用Hitachi公司的S- 3400N型号及JEOL公司的JSM 5610LV型号扫描电镜进行.

 

1.2 试验原料

采用P.O 42.5R型普通硅酸盐水泥;细度模数为2.4的洁净中砂;聚丙烯纤维主要技术参数:密度为0.91g/cm 3,长度为50mm,直径为0.63mm,弹性模量为2.65GPa.同时,通过掺入不同掺量的超塑化剂,使不同水灰质量比砂浆具有与0.5水灰质量比一致的流动性,以保证各水灰质量比砂浆成型的密实性.

 

1.3 试验方案

灰砂质量比为1.0 1.5,纤维根数为2,主要考察水灰质量比(0.5,0.4,0.30.2)、纤维埋入长度(10mm,15mm20mm)、纤维埋入角度(0°,30°,45°和60°)、水泥砂浆龄期(14d28d)4因素对水泥砂浆粘结性能的影响,试验方案见表1.

 

2 试验结果

2.1 水灰质量比对粘结性能的影响PP1 PP4试件考虑水灰质量比影响因素的拔出力-拔出位移曲线如图1a所示.由图1a,随着水灰质量比的减小,纤维峰值拔出力增大,达到峰值拔出力的拔出位移也增大.由图1b可知,随着水灰质量比的减小,纤维与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纤维全部拔出的粘结功,计算结果见表2.由表2可知:粘结功均随着水灰质量比的减小而逐渐增大;同一配合比,随着养护龄期的增加,聚丙烯纤维与水泥砂浆的平均粘结强度提高.因此,纤维与水泥砂浆的平均粘结强度与水泥砂浆本体性能相关,随着水泥水化的进行,平均粘结强度逐渐提高.




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