掺机制砂的高延性水泥基复合材料的制备.pdfVIP

文章编号：1007-046X(2014)05—0033—03 ￡态建材 掺机制砂的高延性水泥基复合材料的制备 PreparationofHighDuctilityCement-BasedCompositeMaterialsMixedwithMachine-MadeSand 余保英 ，向佳瑜 ，霍 亮 (1．中建商品混凝土有限公司，湖北 武汉 430074；2．中国建筑工程总公司技术中心，北京 101300) 摘 要：采用机制砂 ，经过人工破碎、筛分，研究不 同的砂灰比对 高延性水泥基复合材料性能的影响。结果表 明， 砂灰 比 (O．35~0．50)：1时，水泥基材极限挠度超过 17mm、极限抗弯承载力接近8MPa；通过扫描 电镜观 察发现试件破坏断面处以纤维被拔出方式为主 ，以纤维拉断方式为辅，水泥基材呈现 出明显的应变硬化行 为和多缝开裂特征。 关键词：机制砂 ；载荷一挠度 曲线 ；灰砂 比；纤维破坏 ；水泥基复合材料 中图分类号 ：TU528．572 文献标 志码 ：A 0 前 言 示；采用来 自武汉亚东水泥厂的P．042．5水泥和武汉钢铁 股份有限公司的Ⅱ级粉煤灰，试验配方如表2所示。水泥 美国密歇根大学的VictorC．Li于20世纪90年代发明 基复合材料的制备工艺为：粉料 (包括水泥+机制砂+掺合 了工程水泥基复合材料(EngineeredCementitiousComposite， 料)充分搅拌 1min；在此基础上，掺入水、减水剂共同 ECC)。该材料具有极高的应变硬化能力和多缝开裂特 搅拌2min；再掺入聚乙烯醇纤维搅拌23min；最后入模 性，很好地解决了现代混凝土产品脆性开裂的问题Ⅲ。基 成型。成型的水泥基复合材料薄板的尺寸为 400mm× 于此，水泥混凝土行业涌现了研究高延性水泥基复合材料 100mm×10mm，通过四点弯曲试验，进行水泥基复合材 的热潮：延性纤维增强水泥基复合材料 (DuctileFiber 料载荷一挠度曲线的测试，采用扫描电镜对纤维在水泥基 ReinforcedCementitiousComposites)、工程水泥基复合材料 材中的破坏方式进行分析。 (EngineeringCementitousComposite，ECC)、超高延性 表 1纤维性能 水泥基复合材料 (Ultra—highToughnessCementitious 密度／g．cm-长度m／m直径u／m断裂伸长率／％抗拉强度M／Pa弹性模量 G／Pa Composite，UHTCC)~研究不断涌现 。 现有研制的高延性纤维增强建筑复合材料较多的用到 石英砂。该类砂价格昂贵，严重限制其在普通建筑材料中 的应用。本文针对于此，采用机制砂，通过人工破碎和筛 304 2．0 10．86 28d 分，控制机制砂细度在420177 m之间，通过改变机制 304 2．0 13．32 28d 砂用量，分析砂灰比对纤维增强水泥基复合材料载荷、挠 304 2．0 15．1】 28d 度的影响；进行不同砂灰比下，水泥基材断裂模式的分析， 304 2．0 16．29 28d 并探索纤维的破坏形式。 2 试验结果与分析 1 原材料 2．1 灰砂比对载荷和挠度的影响 采用高强、高弹模聚乙烯醇纤维，基本性能如表 1所 以纤维体积掺量2．0％为基准，研究了灰砂比对载荷