竹纖維增強(qiáng)水泥砂漿性能研究.pdf

1、在水泥基材料中摻加纖維是改善其脆性和收縮開(kāi)裂的有效方法之一。竹纖維作為一種天然植物纖維，具有物理力學(xué)性能好、單位能耗低、抗拉強(qiáng)度較高等特點(diǎn)。開(kāi)發(fā)利用竹纖維，將其作為水泥基材料的增強(qiáng)材料，以替代傳統(tǒng)增強(qiáng)纖維，對(duì)完善纖維增強(qiáng)水泥基材料制備技術(shù)體系及其基礎(chǔ)理論體系具有重要的理論意義，同時(shí)對(duì)新型水泥基增強(qiáng)材料的開(kāi)發(fā)和相關(guān)規(guī)范規(guī)程的補(bǔ)充完善具有重要的參考價(jià)值。本文以竹纖維砂漿為研究對(duì)象，優(yōu)化了竹纖維砂漿的攪拌工藝，探討了竹纖維摻量和長(zhǎng)度對(duì)砂漿力學(xué)

2、性能、塑性收縮及干縮的影響規(guī)律，以及濕干循環(huán)條件下竹纖維砂漿的性能變化規(guī)律，主要結(jié)論如下:
　　(1)采用將砂、水泥、竹纖維先預(yù)拌2min，再加水?dāng)嚢?min的攪拌工藝，有利于竹纖維在基體中的均勻分散，可顯著改善竹纖維砂漿的工作性能和力學(xué)性能。
　　(2)探討了竹纖維摻量和長(zhǎng)度對(duì)砂漿力學(xué)性能的影響，并利用matlab建立了各強(qiáng)度指標(biāo)與纖維摻量和長(zhǎng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)纖維長(zhǎng)度L=5mm時(shí)，抗折、抗壓強(qiáng)度隨纖維摻量

3、的增加先增大后減小，韌性隨纖維摻量的增加而提高;當(dāng)L=10mm或15mm時(shí)，抗折、抗壓強(qiáng)度以及韌性均隨纖維摻量的增加先增大后減小;當(dāng)L=20mm時(shí)，抗折、抗壓強(qiáng)度以及韌性隨纖維摻量的增加逐漸降低。當(dāng)纖維摻量M=0.5 kg/m3時(shí)，抗折、抗壓強(qiáng)度以及韌性隨纖維長(zhǎng)度的增加逐漸增大;當(dāng)M=1.0 kg/m3或1.5 kg/m3時(shí)，抗折、抗壓強(qiáng)度以及韌性均隨纖維長(zhǎng)度的增加先增大后減小;當(dāng)M=2.0kg/m3時(shí)，抗折、抗壓強(qiáng)度隨纖維長(zhǎng)度的增加先

4、增大后減小，韌性隨纖維長(zhǎng)度的增加逐漸降低。竹纖維的摻量和長(zhǎng)度分別選用1.5 kg/m3和10mm時(shí)，砂漿的強(qiáng)度最高;竹纖維的摻量和長(zhǎng)度分別選用0.5 kg/m3和20mm時(shí)，砂漿的韌性最好。
　　(3)探討了竹纖維摻量和長(zhǎng)度對(duì)砂漿變形性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明:竹纖維的摻入，可以有效延遲砂漿的塑性收縮開(kāi)裂時(shí)間，并降低其塑性開(kāi)裂程度以及干縮率。當(dāng)L=5mm或10mm時(shí)，砂漿塑性收縮開(kāi)裂的面積以及干縮率隨纖維摻量的增加逐漸降低;當(dāng)L=1

5、5mm時(shí)，砂漿塑性收縮開(kāi)裂的面積隨纖維摻量的增加逐漸降低，而干縮率隨纖維摻量的增加先減小后增大;當(dāng)L=20mm時(shí)，砂漿塑性收縮開(kāi)裂的面積以及干縮率均隨纖維摻量的增加先減小后增大。當(dāng)M=0.5 kg/m3、1.0 kg/m3或1.5kg/m3時(shí)，砂漿塑性收縮開(kāi)裂的面積隨纖維長(zhǎng)度的增加逐漸降低，而干縮率隨纖維長(zhǎng)度的增加先減小后增大;當(dāng)M=2.0kg/m3時(shí)，砂漿的開(kāi)裂面積以及干縮率均隨纖維長(zhǎng)度的增加先減小后增大。竹纖維的摻量和長(zhǎng)度分別選用1

6、.5 kg/m3和20mm時(shí)，限制砂漿塑性收縮開(kāi)裂的效果最好;竹纖維的摻量和長(zhǎng)度分別選用1.5 kg/m3和15mm時(shí)，限制砂漿干縮的效果最好。
　　(4)竹纖維砂漿在濕干循環(huán)條件下，其抗折強(qiáng)度和韌性會(huì)逐漸降低，對(duì)竹纖維進(jìn)行堿處理后，可以延緩竹纖維砂漿強(qiáng)度和韌性降低的速率。SEM和EDS微觀分析表明，竹纖維經(jīng)過(guò)堿處理后，其外表面的半纖維素、木質(zhì)素、蠟以及其他雜質(zhì)被去除，竹纖維的化學(xué)成分更純，這有利于水泥水化產(chǎn)物在纖維表面的沉積，改