竹纖維增強水泥砂漿性能研究.pdf

1、在水泥基材料中摻加纖維是改善其脆性和收縮開裂的有效方法之一。竹纖維作為一種天然植物纖維，具有物理力學性能好、單位能耗低、抗拉強度較高等特點。開發(fā)利用竹纖維，將其作為水泥基材料的增強材料，以替代傳統(tǒng)增強纖維，對完善纖維增強水泥基材料制備技術體系及其基礎理論體系具有重要的理論意義，同時對新型水泥基增強材料的開發(fā)和相關規(guī)范規(guī)程的補充完善具有重要的參考價值。本文以竹纖維砂漿為研究對象，優(yōu)化了竹纖維砂漿的攪拌工藝，探討了竹纖維摻量和長度對砂漿力學

2、性能、塑性收縮及干縮的影響規(guī)律，以及濕干循環(huán)條件下竹纖維砂漿的性能變化規(guī)律，主要結論如下:
　　(1)采用將砂、水泥、竹纖維先預拌2min，再加水攪拌2min的攪拌工藝，有利于竹纖維在基體中的均勻分散，可顯著改善竹纖維砂漿的工作性能和力學性能。
　　(2)探討了竹纖維摻量和長度對砂漿力學性能的影響，并利用matlab建立了各強度指標與纖維摻量和長度之間的數(shù)學關系。試驗結果表明:當纖維長度L=5mm時，抗折、抗壓強度隨纖維摻量

3、的增加先增大后減小，韌性隨纖維摻量的增加而提高;當L=10mm或15mm時，抗折、抗壓強度以及韌性均隨纖維摻量的增加先增大后減小;當L=20mm時，抗折、抗壓強度以及韌性隨纖維摻量的增加逐漸降低。當纖維摻量M=0.5 kg/m3時，抗折、抗壓強度以及韌性隨纖維長度的增加逐漸增大;當M=1.0 kg/m3或1.5 kg/m3時，抗折、抗壓強度以及韌性均隨纖維長度的增加先增大后減小;當M=2.0kg/m3時，抗折、抗壓強度隨纖維長度的增加先

4、增大后減小，韌性隨纖維長度的增加逐漸降低。竹纖維的摻量和長度分別選用1.5 kg/m3和10mm時，砂漿的強度最高;竹纖維的摻量和長度分別選用0.5 kg/m3和20mm時，砂漿的韌性最好。
　　(3)探討了竹纖維摻量和長度對砂漿變形性能的影響，試驗結果表明:竹纖維的摻入，可以有效延遲砂漿的塑性收縮開裂時間，并降低其塑性開裂程度以及干縮率。當L=5mm或10mm時，砂漿塑性收縮開裂的面積以及干縮率隨纖維摻量的增加逐漸降低;當L=1

5、5mm時，砂漿塑性收縮開裂的面積隨纖維摻量的增加逐漸降低，而干縮率隨纖維摻量的增加先減小后增大;當L=20mm時，砂漿塑性收縮開裂的面積以及干縮率均隨纖維摻量的增加先減小后增大。當M=0.5 kg/m3、1.0 kg/m3或1.5kg/m3時，砂漿塑性收縮開裂的面積隨纖維長度的增加逐漸降低，而干縮率隨纖維長度的增加先減小后增大;當M=2.0kg/m3時，砂漿的開裂面積以及干縮率均隨纖維長度的增加先減小后增大。竹纖維的摻量和長度分別選用1

6、.5 kg/m3和20mm時，限制砂漿塑性收縮開裂的效果最好;竹纖維的摻量和長度分別選用1.5 kg/m3和15mm時，限制砂漿干縮的效果最好。
　　(4)竹纖維砂漿在濕干循環(huán)條件下，其抗折強度和韌性會逐漸降低，對竹纖維進行堿處理后，可以延緩竹纖維砂漿強度和韌性降低的速率。SEM和EDS微觀分析表明，竹纖維經(jīng)過堿處理后，其外表面的半纖維素、木質(zhì)素、蠟以及其他雜質(zhì)被去除，竹纖維的化學成分更純，這有利于水泥水化產(chǎn)物在纖維表面的沉積，改