混雜纖維混合物砂漿力學性能分析★

房志恒 李星磊 李得碩 孫一波 王慧博 賈艷敏*

(東北林業(yè)大學土木工程學院,黑龍江 哈爾濱 150040)

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·建筑材料及應用·

混雜纖維混合物砂漿力學性能分析★

房志恒 李星磊 李得碩 孫一波 王慧博 賈艷敏*

(東北林業(yè)大學土木工程學院,黑龍江 哈爾濱 150040)

通過混雜玻璃纖維和聚丙烯纖維,試驗研究了混雜纖維增強水泥砂漿的抗壓、抗折及壓折比性能，結(jié)果表明，添加纖維可增強砂漿抗折強度；三個纖維摻量中，2%玻璃纖維摻量的抗折強度最高，并可減小砂漿壓折比，較不摻纖維的水泥砂漿表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。

玻璃纖維，聚丙烯纖維，砂漿，抗折強度，壓折比

0 引言

混凝土是一種應用廣泛的建筑材料，它具有較高的抗壓強度，但是它的抗拉和抗彎強度較低。為了改善素混凝土的缺點，最常用的方法為添加鋼筋，而近些年發(fā)展出來的纖維混凝土，也可以改善混凝土抗拉強度低、易開裂等缺陷。纖維混凝土包括以素混凝土、砂漿為基體的水泥基復合材料[1]。纖維混凝土通常采用鋼纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維和碳纖維[2]。單獨使用一種纖維時，其力學性能會有局限性，而多種纖維混雜使用，可使纖維之間取長補短，得到力學性能更優(yōu)異的材料[3-5]。本文對采用玻璃纖維和聚丙烯纖維混雜的水泥砂漿的抗折和抗壓性能進行了試驗研究，并分析了壓折比，來評價混雜纖維砂漿的力學性能。

1 試驗

1.1 主要試驗材料

1)水泥：哈爾濱市亞泰集團“天鵝牌”P.O42.5水泥；

2)砂：采用河砂，細度模數(shù)2.6，Ⅱ區(qū)級配合格；

3)粉煤灰：哈爾濱熱電廠產(chǎn)Ⅱ級粉煤灰；

4)減水劑：采用佳木斯宏遠建筑外加劑有限公司生產(chǎn)的萘系高效減水劑；

5)水：潔凈的自來水；

6)纖維：玻璃纖維和聚丙烯纖維。纖維性能參數(shù)見表1。

表1 纖維性能參數(shù)

1.2 試驗配合比

本次試驗共有4組配合比，其中有一組為不添加纖維的基準試驗，其余3組配合比采用了不同的纖維種類及纖維體積摻率，配合比見表2。

表2 試驗配合比 %

1.3 試驗方法

試驗參照規(guī)范GB/T 17671—1999水泥膠砂強度檢驗方法進行。砂漿試模為可裝卸的三聯(lián)試模，尺寸為40 mm×40 mm×160 mm制備標準試件，在水泥膠砂試體成型振實臺振動成型，24 h后拆模，在室內(nèi)溫度為20 ℃±1 ℃，相對濕度大于90%的條件下，分別于7 d和28 d時測試試件的抗折強度和抗壓強度[6]。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 抗折強度

砂漿試件經(jīng)過養(yǎng)生，在7 d和28 d時，每組配合比取3個試件1進行抗折試驗，試驗采用水泥砂漿抗折試驗機進行測試，以1組3個試件的抗折結(jié)果的平均值作為試驗結(jié)果。抗折強度試驗結(jié)果見表3。

表3 抗折強度 MPa

不同配比的砂漿試件7 d,28 d抗折強度的對比圖見圖1。

從圖1，表3中可以看出，在7 d和28 d時，添加纖維的試件抗折強度明顯高于不添加纖維的對照組，且當纖維摻量為2%玻璃纖維時，抗折強度最大。

2.2 抗壓強度

試件在7 d和28 d時，使用WE-300液壓式萬能試驗機測試抗壓強度，以1組3個試件得到的6個抗壓強度的平均值作為試驗結(jié)果，見表4。

表4 抗壓強度 MPa

不同配比的砂漿試件7 d,28 d抗壓強度的對比圖見圖2。

從圖表可以看出，纖維摻量并未對抗壓強度產(chǎn)生顯著影響。

2.3 壓折比

水泥砂漿的抗折強度遠小于抗壓強度，是一種脆性材料，耐沖擊和動荷載能力差。基于這種特性，對砂漿除了要求強度指標以外，還要對它的柔韌性進行限制。壓折比可以反映砂漿的柔韌性，是抗壓強度與抗折強度的比值，砂漿的壓折比越小，柔韌性越好，往往越不容易產(chǎn)生裂縫[7,8]。本試驗四組配合比的壓折比見表5。

表5 壓折比

試件編號7d28d13．564．4923．093．0633．143．8744．034．84

不同配比的砂漿試件7 d,28 d壓折比的對比圖見圖3。

從圖表可見，纖維摻量為2%的玻璃纖維和纖維摻量為1.6%玻璃纖維0.4%聚丙烯纖維的組，壓折比明顯小于不添加纖維的對照組，而纖維摻量為1.2%玻璃纖維0.8%聚丙烯纖維的組對壓折比沒有顯著影響。

3 結(jié)論

通過對試驗數(shù)據(jù)的分析，可以得到以下結(jié)論：

1)在砂漿中添加纖維可以顯著增強砂漿的抗折強度，在試驗采用的三種纖維摻量中，2%玻璃纖維摻量對抗折強度提升最大；2)在砂漿中添加纖維對砂漿的抗壓強度沒有顯著影響；3)在砂漿中添加2%玻璃纖維或1.6%玻璃纖維0.4%聚丙烯纖維，可以使砂漿的壓折比減小，纖維摻量為2%玻璃纖維時，壓折比最小。

[1] 陳建銀,張云蓮.橡膠改性水泥砂漿壓折比的影響因素分析[J].中國水運(下半月),2014(7):359-360,363.

[2] 王 磊.聚丙烯纖維和石粉對機制砂砂漿基本性能影響的試驗研究[D].鄭州：華北水利水電大學,2014.

[3] 彭開均.纖維混凝土應用研究現(xiàn)狀初探[J].科技創(chuàng)新與應用,2013(21):179.

[4] 李燕飛,楊健輝,丁 鵬,等.混雜纖維混凝土力學性能研究[J].玻璃鋼/復合材料,2013(2):60-64.

[5] 林 倩,吳 飚.淺談纖維混凝土[J].福建建材,2011(1):30-32.

[6] GB/T 17671—1999,水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)[S].

[7] 黃國棟,馬芹永.混雜纖維混凝土力學性能試驗研究與分析[J].地下空間與工程學報,2010(2):329-333,340.

[8] 楊成蛟.混雜纖維混凝土力學性能及耐久性能試驗研究[D].大連：大連理工大學,2007.

On dynamic performance analysis of hybrid fiber mixed mortar★

Fang Zhiheng Li Xinglei Li Deshuo Sun Yibo Wang Huibo Jia Yanmin*

(CollegeofCivilEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

According to the experimental research on the glass fiber and polypropylene fiber, the paper researches the compressive performance, fracture rebamboo compissistance and ratio of compressive strength of the hybrid fiber reinforced cement mortar, and proves by the result that the added fiber can enhance the fracture resistance of the mortar, and its fracture resistance reaches the highest with 2% mixture of the glass fiber among the three fiber mixing volumes, and it can also reduce the ratio of the compressive strength of the mortar, so it has certain advantages by comparing with other cement fibers with other fibers.

glass fiber, poly propylene fiber, mortar, compressive strength, ratio of compressive strength

1009-6825(2017)14-0098-03

2017-03-09★:國家級大學生創(chuàng)新訓練計劃項目(項目編號：201610225066)

房志恒(1996- )，男，在讀本科生

賈艷敏(1962- )，女，博士生導師，教授

TU521

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