幾種纖維對砂漿基本性能的影響

馬蘇里，張 恒，馬金龍，劉興元

(1.黑龍江省泥河水庫管理處，黑龍江蘭西151500;2.黑龍江省水利科學研究院，哈爾濱150080;3.黑龍江省龍頭橋水庫管理處，黑龍江寶清155600)

幾種纖維對砂漿基本性能的影響

馬蘇里1，張 恒2，馬金龍3，劉興元2

(1.黑龍江省泥河水庫管理處，黑龍江蘭西151500;2.黑龍江省水利科學研究院，哈爾濱150080;3.黑龍江省龍頭橋水庫管理處，黑龍江寶清155600)

通過在普通砂漿中摻入不同種類不同摻量的纖維，并對各種纖維的不同摻量下的砂漿進行各種基本性能試驗，研究發(fā)現(xiàn)纖維種類的不同及摻量的不同對普通砂漿的性能會產(chǎn)生很大的影響。

纖維;砂漿;高性能混凝土;高性能纖維;抑制裂縫;試驗;性能影響

0 前言

自從1824年英國人發(fā)明水泥，混凝土工程已經(jīng)發(fā)展了100多年的歷史，在這個歷史過程中普通混凝土和砂漿受到各種自然環(huán)境因素的影響受到各種物理、化學變化的腐蝕從而引起的各種破壞給人們的生產(chǎn)生活帶來了很大的損失和麻煩。因此人們逐漸重視了混凝土及砂漿的高性能研究和研究各種高性能修補材料來彌補這些損失。我國從20世紀60年代開始研究混凝土修補材料，90年代人們提出了高性能混凝土的概念，近些年各種高性能纖維逐漸在混凝土及砂漿工程中出現(xiàn)，來控制混凝土的塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂紋，防止及抑制裂縫的形成及發(fā)展，大大改善混凝土的抗?jié)B性能、抗沖擊及抗震能力。而在修補工程領域纖維增強修補材料與其他修補材料相比，具有高強、高效、施工便捷、耐腐耐久、適用面廣、自重輕、不增加結構尺寸、安全性能良好、保養(yǎng)費用低等優(yōu)點因此具有極大的研究推廣價值與潛在的社會經(jīng)濟效益。

1 試驗原材料

1.1 原材料

1)水泥:哈水泥廠天鵝牌P·O42.5普通硅酸鹽水泥。

2)砂:拉林河中砂，細度模數(shù)2.64，含泥量0.8%。

3)水:松花江自來水。

4)外加劑:高效減水劑，不分散乳膠粉等。

5)纖維:玄武巖纖維和聚丙烯纖維。

表1 改性聚丙烯纖維參數(shù)及性能(北京中紡纖科技有限公司)

表2 玄武巖短切纖維基本性能指標(牡丹江金石玄武巖纖維有限公司)

1.2 試驗配合比及試驗方法

首先通過正交設計的方法測試兩種纖維不同摻量對砂漿工作性能的影響，確定兩種纖維的合理摻量，然后確定本次試驗研究的基本配合比進行試驗，并檢驗纖維對砂漿力學性能的影響。試驗拌飯參照水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)GB/T 17671—1999、聚合物改性水泥砂漿試驗規(guī)程DL/T5126—2001、水工混凝土試驗規(guī)程SL352—2006中的相關要求進行試驗。

試驗配合比見表3。

表3 試驗配合比

2 纖維對砂漿的工作性能與力學性能的影響

2.1 工作性能分析

表4 纖維對砂漿流動性能的影響

從表4中我們發(fā)現(xiàn)隨著纖維的加入砂漿流動度呈先大后小的趨勢，最大值均出現(xiàn)在0.9 kg/m3的摻量下，但玄武巖纖維比聚丙烯纖維對砂漿流動度大。差距最大值超過了24.6 mm。說明在相同水灰比的條件下聚丙烯纖維對砂漿的工作性能影響更大，分散更好。

2.2 力學性能分析

表5 聚丙烯纖維對砂漿力學性能的影響

從表5我們可以看出聚丙烯纖維的加入可以大幅提高砂漿的3 d的抗壓抗折強度，3 d抗壓強度最大提高28%，最小3 d抗壓強度提高19%。說明聚丙烯纖維可以提高砂漿的早期抗壓抗折強度但不是隨著摻量的增加而增加。28 d齡期時摻入量在0.6和0.9時強度有所提高，摻入量在超過1.2后抗壓強度低于基準砂漿，抗折強度低于基準砂漿也出現(xiàn)在摻量超過1.2時，抗壓抗折強度28 d齡期時總體呈下降趨勢。

表6 玄武巖纖維對砂漿力學性能的影響

從表6我們可以看出砂漿中摻入玄武巖纖維之后3 d抗壓強度均高于基準砂漿，3 d抗折強度隨著摻入量的增加呈逐漸增強的趨勢，均高于基準砂漿。28 d齡期時，玄武巖纖維的摻入增加了砂漿的抗壓強度，各摻量下均高于基準混凝土，摻量在1.2時出現(xiàn)最高值;抗，折強度有所提高，但摻入量超過1.2后有所降低，但均未低于基準砂漿。

3 結論

1)聚丙烯纖維和玄武巖纖維摻入到砂漿中均提高砂漿的3d抗壓強度和抗折強度，但摻量的不同對砂漿抗壓抗折強度的影響也不同。

2)28 d齡期下的聚丙烯纖維砂漿抗壓強度隨著摻入量的增加抗壓強度整體呈遞減趨勢，在摻量0.9的時候出現(xiàn)拐點，當超過0.9摻入量的時候抗壓強度低于基準砂漿，當摻入量在0.6和0.9時聚丙烯纖維砂漿抗壓強度均優(yōu)于基準砂漿。

3)玄武巖纖維砂漿28 d齡期下，抗壓和抗折強度均高于基準砂漿，當摻入量超過0.9時抗折強度略有降低，抗壓強度在摻量1.2時出現(xiàn)最高值。

4)聚丙烯纖維和玄武巖纖維的加入使得砂漿在早期性能上得到了很大提高，并且能夠對砂漿后期性能提高起到一定作用，但纖維的摻入量要有所控制。

［1］趙帥，許紅升，田穎，李國忠.聚丙烯纖維增強水泥砂漿最佳配比的確定［J］.混凝土與水泥制品，2007(2):50-52.

［2］梅迎軍，王培銘，梁乃興，李志勇.纖維增強聚合物水泥砂漿耐磨損及抗沖擊性能的試驗研究［J］.重慶交通學院學報，2006，25(5):54-57.

［3］歐陽幼玲，等.纖維增強水泥復合材料斷裂韌性研究［J］.水利水運工程學報，2006(2):56-59.

Influences of Several Kinds of Fibers on Basic Mortar Performance

MA Su-li1;ZHANG Heng2;MA Jin-long1and LIU Xing-yuan2
(1.Heilongjiang Provincial Nihe Reservoir Management Department，Lanxi 151500，China;2.Heilongjiang Provincial Water Conservancy Science Research Institute，Harbin 150080，China;3.Heilongjiang Provincial Longtouqiao Resenvoir Management Department，Baoqing 155600，China)

By mixing different amount of fiber into common mortar and performing all kinds of basic performance tests on the basis of different amount and different kinds of fibers，the research shows that different amount and kinds of fibers will influence greatly on the performance of common mortar.

fiber;mortar;high performance concrete;high performance fiber;inhibition of crack;test;performance influence

TV432

B

1007-7596(2012)02-0039-02

2012-03-06

馬蘇里(1957-)，男，吉林公主嶺人，高級工程師，本刊董事;張恒(1980-)，男，遼寧海城人，碩士，工程師，研究方向為水工新材料新技術的應用開發(fā)研究;馬金龍(1964-)，男，河北南宮人，高級工程師，本刊董事;劉興元(1957-)，男，黑龍江哈爾濱人，教授級高級工程師。