纖維增強聚合物改性水泥基修復材料的制備及性能研究.pdf

1、未來的五至十年，我國大量的老舊房屋將進入一個修補加固的高峰期，許多新建混凝土結構同樣面臨著嚴重的耐久性問題，可以預見，在今后相當長時期內，我國建筑行業(yè)將完成由新建基礎設施為主向修復和翻新基礎設施為主的轉變，因此，開展新型加固材料的制備與應用研究具有十分廣闊的前景。聚合物改性水泥基修復材料是指在水泥基材料中摻入一定比例的聚合物，改善修復材料的界面過渡區(qū)結構，提高粘接強度，增加抗彎性能的一種新型修復材料。此類材料通過優(yōu)化組成設計，實現(xiàn)性能可

2、控，使其性能達到建筑修復材料的性能要求。
　　本文根據(jù) Dinger-Funk方程（以下簡稱為 D-F方程）確定的最緊密堆積模型設計聚合物改性水泥基材料中水泥漿體組成材料粉體的配合比，用相關系數(shù)和歐式距離表征實際配比中粉體粒徑分布與 D-F方程的接近程度。采用壓汞法(MIP)測試水泥漿體的孔結構，分析了歐式距離和孔體積分形維數(shù)之間的關系及二者對抗壓強度的影響。結果表明：歐式距離與分形維數(shù)之間具有較高的相關性，相關性為85.36％；

3、當歐式距離從85.65減小至57.42時，分形維數(shù)從3.17增加到3.21，抗壓強度升高至123.4MPa，提高了27.77%；當歐式距離從57.42減小至37.61時，分形維數(shù)從3.21減小到3.03，抗壓強度的增長幅度不明顯。
　　以環(huán)氧樹脂乳液為改性劑，研究了聚灰比和固脂比（固化劑與環(huán)氧樹脂乳液的質量比，下同）對高致密水泥砂漿力學性能和水化行為的影響，用SEM研究了改性水泥砂漿的微觀組織結構，用壓汞法(MIP)測定分析了改性

4、水泥砂漿的孔結構。結果表明，聚合物在水化的0-6h會加快水泥漿體的水化放熱速率，在水化的加速期6-15h和15h以后則起減速作用；當固脂比為0.5時，環(huán)氧樹脂乳液固化后形成相互交錯纏繞的纖維狀薄膜；隨著聚灰比的增加，改性砂漿的平均孔徑增大，孔隙率先減小后增大，抗折強度和壓折比不斷減小，粘接強度升高，當摻量達到15%時，改性砂漿的粘接強度達到2.75MPa。
　　以玄武巖纖維為增強材料，研究了其摻量和長度對纖維增強水泥砂漿力學性能及

5、孔結構的影響。結果表明：雙摻6mm和3mm與單摻12mm的玄武巖纖維時水泥砂漿孔隙率降低的最大幅度分別為56.20%和53.09%，壓折比降低最大幅度分別為16.91%和17.09%，雙摻6mm和3mm的玄武巖纖維時抗折強度隨著纖維摻量的增加而持續(xù)升高，最大增長幅度為27.09%；而單摻6mm和3mm的玄武巖纖維對水泥砂漿孔結構和抗折強度的變化幅度相對較小。
　　分別以單摻或復摻的方式在水泥砂漿中摻加玄武巖纖維和環(huán)氧樹脂乳液，研究

6、了玄武巖纖維和環(huán)氧樹脂乳液對水泥砂漿性能的耦合作用。結果表明：水泥砂漿在纖維摻量為1.5%，聚灰比為7.5%時流動性最好；玄武巖纖維和環(huán)氧樹脂乳液的加入能有效降低水泥砂漿的孔隙率，纖維摻量為1.5%，且聚灰比為7.5%時，具有最小孔隙率6.31%；玄武巖纖維摻量控制在1.5%，水泥砂漿在聚灰比為12.5%時具有最小壓折比4.14。
　　最終確定的最優(yōu)配比為：水泥648g，硅灰36g，超細水泥216g，細砂499g，粗砂266g；其