Y型聚丙烯纖維在水泥基復合材料中的應用研究.pdf

1、水泥砂漿和混凝土是近現(xiàn)代使用最廣泛的建筑材料，也是當前應用量最大的人造材料。普通水泥基材料有其獨特的優(yōu)勢，如造價低廉、能抗商壓、經(jīng)久耐用、不易燃燒、安全穩(wěn)定等，但這類材料也同時存在抗拉強度低、極限延伸率小以及在澆注初期易產(chǎn)生塑性收縮裂縫等缺點。為克服上述缺點，復合化是水泥基材料高性能化的主要途徑，纖維增強是其核心內(nèi)容之一。 為了減小水泥基材料在凝結固化過程中收縮，并提高其韌性，本文在水泥基材料中加入Y型聚丙烯纖維進行系統(tǒng)研究。Y

2、型聚丙烯纖維是結晶型聚丙烯經(jīng)過特殊的抽絲生產(chǎn)工藝及表面處理后制成的異形截面纖維，與傳統(tǒng)的圓形截面纖維相比，其Y型截面增加了纖維的比表面積，與水泥基材料復合時，加大了纖維表面與水泥基材料的接觸面積，增大了基體材料對增強材料的握裹力。 本文重點研究Y型聚丙烯纖維對水泥基復合材料的性能影響。主要研究內(nèi)容包括:(1)水灰比對聚丙烯纖維增強水泥砂漿力學性能的影響；(2)聚丙烯纖維不同摻加工藝對水泥基復合材料的影響，最佳摻加工藝的確定，并探

3、討其工藝原理；(3)Y型聚丙烯纖維摻量變化對水泥砂漿、混凝土的抗裂性能、抗沖擊性能的影響:(4)聚丙烯纖維的加入對硅狄混凝土的性能影響；(5)聚丙烯纖維均勻分布和梯度分布情況對水泥砂漿的影響；(6)通過正交試驗確定聚合物乳液的最佳摻量，以及聚丙烯纖維聚合物砂漿、混凝土最佳配合比；(7)利用掃描電鏡(SEM)和能譜分析儀(EDS)對水泥基復合材料進行微觀分析，探討聚丙烯纖維、聚合物乳液對水泥砂漿、混凝土的耐水性能和收縮變形性能的改性機理；

4、(8)對纖維增強水泥砂漿、混凝土材料的阻裂性能從理論上進行初步探討，提出聚丙烯纖維聚合物砂漿混凝土的固結模型。 研究表明，水灰比對聚丙烯纖維水泥復合材料力學性能的影響是比較明顯的，本實驗條件下，水灰比為0.44時力學性能較好:將Y型聚丙烯纖維以先摻法工藝摻入水泥基體中，纖維的分散性較好，能更好的發(fā)揮作用；通過實驗分析，混凝土中聚丙烯纖維摻量以取水泥質(zhì)量的0.2％～0.6％為宜，而砂漿中纖維的摻量以取水泥質(zhì)量的0.4％～1.2％為

5、宜；摻加聚丙烯纖維可以提高水泥砂漿、混凝土的抗裂、抗沖擊、和抗收縮等性能，分析了摻加Y型聚丙烯纖維對水泥基復合材料抗裂性能、抗沖擊性能、耐水性能和抗收縮性能的影響；根據(jù)正交試驗獲得的聚丙烯纖維聚合物砂漿的最佳配比是:聚合物乳液4％，減水劑1.0％，聚丙烯纖維1.0％，水泥100％，砂子250％，水灰比0.44；聚合物乳液的加入，可以充填組分之間的孔隙，降低孔隙率，改善過渡區(qū)晶體結構疏松的缺點，由此增加了混凝土的密實度，提高了水泥混凝土的