納米粒子和石英砂對PVA纖維水泥基復合材料單軸拉伸性能的影響

魏 華，張 鵬，王 娟，張天航

(1.河南省交通基本建設質量檢測監督站，鄭州 450005；2.鄭州大學水利科學與工程學院，鄭州 450001)

0 引 言

納米材料是由大量微細顆粒組成，顆粒的粒徑一般不超過100 nm。在過去的幾十年內，納米材料被廣泛應用于國民經濟的各行各業，在諸多領域展現出了廣闊的應用前景。由于具有獨特的物理化學性能，近年來，隨著材料科學的發展和納米材料制造成本的降低，納米材料在土木工程領域受到越來越多的關注，被用于制備各種新型建筑材料[1]。納米粒子摻入水泥基復合材料后可促進水泥的水化，其小尺寸效應和填充效應可改善基體材料的微觀結構，并可提高水泥漿體與集料間的界面性能，使基體結構更加致密，可使硬化后材料各種性能有較大改善[2]。納米粒子在水泥基復合材料中的應用受到越來越多研究者的重視，結果表明，適量納米顆粒的摻入可顯著提高基體材料的抗壓強度、抗彎拉強度、斷裂韌性以及抗凍性、抗碳化性、抗滲性等耐久性[3-6]。

水泥基建筑材料是世界上用量最大的建筑材料之一，長期以來，在土木建筑工程諸多領域的結構物中得到了廣泛應用。然而，傳統的水泥基建筑材料具有較低的韌性和抗拉性能，極易發生不同程度、不同形式的開裂，使結構構件的耐久性在服役過程中不斷降低，甚至使結構構件在建造過程中產生各種病變，最終導致結構產生各種不同程度的破壞。為彌補傳統水泥基復合材料的缺陷，可在水泥基復合材料中摻入各種類型的短纖維，如PVA纖維、碳纖維、鋼纖維、聚丙烯纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維、植物纖維材料等，制備出具有高韌性和良好抗裂性的新型水泥基復合材料[7-10]。……