新型混雜纖維增強(qiáng)水泥基材料(HyFRCC)的流變性能.pdf

1、混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(HyFRCC)較摻加單一纖維的水泥基復(fù)合材料具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能，且更大程度契合水泥基復(fù)合材料多層次、多尺度的結(jié)構(gòu)特征而受到諸多關(guān)注。本論文中，將毫米級(jí)的鋼纖維(SF)、聚乙烯醇(PVA)纖維與微米級(jí)的碳酸鈣晶須(CW)進(jìn)行混雜，以期獲得纖維正混雜效應(yīng)，并以廉價(jià)碳酸鈣晶須部分替代鋼纖維和PVA纖維，最大限度降低纖維成本。圍繞“新型混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(HyFRCC)流變性能”這一主題，主要進(jìn)行了這種新

2、型HyFRCC拌合物的流變性及流動(dòng)性能、硬化后的抗壓強(qiáng)度和彎曲性能等的研究。重點(diǎn)關(guān)注了纖維混雜形式、基體材料選取和HyFRCC的配合比優(yōu)化等幾個(gè)方面內(nèi)容。主要成果及結(jié)論總結(jié)如下:
　　(1)由于碳酸鈣晶須大比表面積、大長(zhǎng)徑比的特性，摻加水泥砂漿后表面吸附水作用明顯，導(dǎo)致拌合物的流變性變化;晶須通過其在硬化水泥砂漿微觀層次具有的裂縫橋連、裂縫偏轉(zhuǎn)和晶須拔出機(jī)制，顯示出較好的增強(qiáng)效果;當(dāng)碳酸鈣晶須摻量占材料總體積達(dá)1.5％時(shí)，砂漿的抗

3、壓和抗折強(qiáng)度最大，比空白試件分別增大27.6％和12.6％。
　　(2)水泥砂漿中摻加PVA纖維后，拌合物的性能明顯變差，而鋼纖維在體積摻量小于0.75％時(shí)對(duì)流動(dòng)性有一定的促進(jìn)作用;受到纖維自身抗拉強(qiáng)度、彈性模量和纖維在不同流動(dòng)度砂漿中分散性的影響，13mm鋼纖維、6mm和12mm長(zhǎng)度的PVA纖維摻量分別達(dá)到1.0％、1.0％和0.5％時(shí)，對(duì)試件彎曲韌性的提高效果最為明顯。
　　(3)為充分發(fā)揮不同尺度纖維在水泥基復(fù)合材料中

4、不同層次的作用，將鋼纖維、PVA纖維和碳酸鈣晶須以不同形式進(jìn)行混雜，探討其對(duì)水泥砂漿拌合物性能和力學(xué)性能的影響。當(dāng)按照體積摻量為1.5％鋼纖維+0.4％PVA纖維+1.0％晶須混雜時(shí)，可獲得工作性較好、彎曲韌性最佳的混雜纖維增強(qiáng)水泥砂漿。
　　(4)在得到的最佳新型HyFRCC配比的基礎(chǔ)上，分別以粉煤灰和硅灰作為摻合料按照不同比例替代水泥，進(jìn)行基體配合比優(yōu)化。粉煤灰摻量達(dá)到15％時(shí)，試件彎曲韌性達(dá)到最大值，同時(shí)具有更好的工作性能。