PVA纤维改性砂浆的制备与性能研究.docVIP

- PAGE 18 - 摘要 随着建筑行业的不断发展，砂浆的作用也越来越重要。由于普通砂浆有着抗裂性能差、强度较低等弱点，极大的限制了在工程中的应用，而利用纤维本身的特性，恰好可以弥补砂浆性能中的一些缺陷，于是聚合物纤维砂浆的研究成为制备高性能水泥基复合材料的重要目标。PVA纤维改性砂浆是一种新型的聚合物纤维水泥基复合材料，它具有良好的抗磨损、抗破碎以及抗裂性能，同时能够抑制裂缝的产生，并增强抗渗性能，它的出现对于聚合物纤维砂浆的施用具有深远的意义。 本文对水泥砂浆的纤维以及PVA改性水泥砂浆的工作性能、力学性能、抗渗性能等进行综述研究；并通过实验制备PVA纤维水泥砂浆，研究PVA纤维对水泥砂浆的稠度、抗压抗折、抗渗性能以及收缩率的影响；最后对PVA纤维水泥砂浆的发展方向进行展望。 研究表明：（1）用于水泥砂浆中的纤维包括有机纤维、无机纤维和金属纤维三大类，其中PVA有机纤维具有强度高、韧性好以及价格低廉的优点广泛的应用于水泥砂浆的制备中；（2）适量的PVA纤维可以改善砂浆的工作性能，但是过多的PVA纤维会导致砂浆的和易性变差；（3）0.6%的PVA纤维掺量对砂浆力学性能提升最为显著，过量的纤维会降低砂浆的强度；（4）PVA纤维有效地提高了材料的抗渗性和抗冻性，同时降低了其脆性，提升其耐久度；实验表明：（1）PVA纤维砂浆的稠度会随着纤维含量的增加而不断减小，随着纤维掺量的增加，砂浆的需水量增大。（2）随着纤维掺量的增加，砂浆抗折强度有先增后降然后再升的规律，其28d抗折强度峰值提高了52.40%；其抗压强度则随纤维掺量的增加而变化不大。（3）PVA纤维可以有效地提高砂浆28d的抗收缩性能，0.2%掺量时，收缩率降低了56.32%；在实验可测定范围内，加入PVA纤维没有使砂浆的抗渗性降低。 关键词：聚合物纤维砂浆；PVA纤维；水泥基复合材料；砂浆性能 绪论 纤维砂浆的概述 水泥和水泥基材料是当今社会当中不可或缺的人造材料，他的出现为我们人类生活做出了极大的贡献，但是生产水泥的过程中所产生的巨大的能耗，同时对环境也造成了一定的污染，依照可持续发展的原则，水泥基材料的发展必须达到高性能、低消耗、长寿命和多功能，于是聚合物纤维砂浆便应运而生。因为沙浆的抗拉强度低、极限伸长率小、脆性大，混合材料没有充足的时候构成抗拉强度，来抵当风吹、阳光等条件下快速蒸发所发生的毛细缩短应力，容易发生塑性缩短开裂。随着裂缝的进一步扩大，结构的抗渗性会大幅度降低，从而使得材料的使用寿命缩短[1]。因此，提高砂浆的性能非常重要。 目前现代砂浆的应用已经开始朝着抗压抗折强度高和流动性强的方向发展。同时，在修建施工过程当中要易于施工，并且可以或许长期保持高强度、高韧性、高抗渗性等机能，即高机能沙浆。作为复合材料之一的纤维水泥基复合材料是由作为基质的水泥、骨料和水和作为加强物的各类无机或有机纤维以及金属的不持续短切纤维构成的混合物材料。 聚合物纤维又叫做砼伴纤维，抗裂纤维、防裂纤维，合成纤维或塑料纤维等，它是一种以石油化工为主体材料，采用特殊生产工艺加工制造而成的高强度束状单丝纤维。经过添加具备高拉伸强度、大极限伸长率和杰出耐碱性的纤维作为加强质料进入混凝土或沙浆当中，能有效的节制砂浆由塑性缩短、干缩、温度转变等身分引发的微裂痕，避免裂痕的出现和成长，大大提高混凝土的抗裂性、抗渗性、抗冲击性和抗震机能[2]。可广泛应用于工业和民用建筑工程的地下工程防水、屋面、墙体、楼板、水池、地下室等，以及路桥工程。 纤维改性砂浆的现状 纤维的类型 用于水泥砂浆的纤维材料可以分为三大类： （1）有机纤维 有机纤维是由有机聚合物制成的纤维或利用天然聚合物经化学处理而制成的纤维，主要有聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维（PVA）、尼龙纤维、全芳族聚酯纤维等合成纤维和自然植物纤维[3]。 区别于无机纤维与金属纤维，有机纤维有着和大部分纤维共同的特点，其强度高、韧性好，耐化学品性和抗微生物性也优于金属纤维，并且有机纤维的价格低廉，十分适合运用于较大的工程建设之中，在水泥砂浆和混凝土中的运用也相比其他两种纤维更为广泛[3]。 （2）无机纤维 无机纤维是由矿物质为材料制成的化学纤维，主要有天然矿物纤维（如石棉等）、氧化铝纤维、抗碱玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维等人造纤维。其中玻璃纤维和石棉被广范应用于隔热材料。碱性玻璃纤维取代水泥中的石棉纤维，可以提高水泥的工作性能[4]。 （3）金属纤维 金属纤维是一种金属含量较高，金属材料连续分布、横向尺寸在微米级的纤维形材料，例如钢纤维等。部分运用于增加水泥墙体的硬度，多数运用于金属纤维纺织品的制作[5]。 图1-1 聚丙烯纤维 图1-2 PVA纤维 纤维改性砂浆的研究概况 近些年