玄武岩纤维与尼龙纤维增强水泥修补砂浆性能的试验研究

摘要

混凝土在使用过程中受环境和人为因素的影响破损现象时有发生，因此对混凝土修补砂浆的研究也越来越被人们所重视。本文将玄武岩纤维和尼龙纤维掺入水泥砂浆，并用硅灰改善纤维与砂浆的界面性能，通过对砂浆抗折强度、抗压强度、韧性（折压比）、剪切粘结强度、干缩性能和稠度的综合分析，研究这两种纤维单掺和混掺对砂浆性能的影响，并配制出性能优异的纤维修补砂浆。试验结果表明：
　　①单一长度的玄武岩纤维能显著提高修补砂浆的抗折强度、折压比和抗干缩性能，最佳纤维掺量范围为0.1％~0.2%，最佳纤维长度为15mm。但是对抗压强度和剪切粘结强度的改善效果不明显。不同长度玄武岩纤维混掺时，6mm、12mm、15mm、19mm四种长度纤维等量混掺效果最佳，修补砂浆的抗折强度、折压比、剪切粘结强度和抗干缩性能均明显优于单一长度纤维增强的砂浆。
　　②单一长度的尼龙纤维能显著提高修补砂浆的抗折强度、折压比、剪切粘结强度和抗干缩性能，最佳纤维掺量范围为0.1%~0.2%，最佳纤维长度为15mm，但对于抗压强度而言，尼龙纤维则表现出较为显著的负面影响。不同长度尼龙纤维混掺时，效果同玄武岩纤维，四种长度纤维等量混掺效果最佳。
　　③玄武岩纤维与尼龙纤维混掺时，两者最佳掺量比例为1:1、最佳纤维总掺量为0.2%，此时修补砂浆的抗折强度、剪切粘结强度和抗干缩性能均在单一纤维增强的基础上有进一步提高，28d抗折强度和剪切粘结强度分别提高了10.43%和29.12%以上，且对抗压强度有增强效果。折压比的提高程度与四种长度玄武岩纤维等量混掺增强的砂浆基本持平，但略小于四种长度尼龙纤维等量混掺增强的效果。
　　④硅灰的火山灰效应和微集料填充效应可以显著改善纤维与砂浆的界面性能。在纤维砂浆中掺入硅灰，能进一步增强纤维修补砂浆的抗折强度、剪切粘结强度、抗干缩性能和抗压强度，且均随着硅灰掺量的增加效果越来越好。砂浆稠度值和折压比均随着硅灰掺量的增加而降低。最佳硅灰掺量为8%。
　　⑤玄武岩纤维与尼龙纤维混掺修补砂浆的最佳配比为水泥∶砂∶水∶减水剂∶硅灰=1∶2.5∶0.4∶0.006∶0.08,两种纤维的体积掺量均为0.1%，且每种纤维均以四种长度等量混掺。将其应用于实际修补中，修补效果良好，满足实际修补需求。

目录

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1 绪 论

1.1前言

1.2玄武岩纤维增强水泥基材料

1.3尼龙纤维增强水泥基材料

1.4混杂纤维增强水泥基材料的国内外研究现状

1.5本课题的意义和目的

1.6本课题的研究内容

2 原材料及试验方法

2.1试验原材料

2.2试验方法

3 玄武岩纤维对水泥修补砂浆性能影响的试验研究

3.1单一长度纤维对水泥修补砂浆性能的影响

3.2不同长度纤维混掺对水泥修补砂浆性能的影响

3.3本章小结

4 尼龙纤维对水泥修补砂浆性能影响的试验研究

4.1单一长度纤维对水泥修补砂浆性能的影响

4.2不同长度纤维混掺对水泥修补砂浆性能的影响

4.3本章小结

5 玄武岩纤维与尼龙纤维混掺对水泥修补砂浆性能影响的试验研究

5.1玄武岩纤维与尼龙纤维混掺对修补砂浆抗折强度的影响

5.2玄武岩纤维与尼龙纤维混掺对修补砂浆抗压强度的影响

5.3玄武岩纤维与尼龙纤维混掺对修补砂浆折压比的影响

5.4玄武岩纤维与尼龙纤维混掺对修补砂浆剪切粘结强度的影响

5.5玄武岩纤维与尼龙纤维混掺对修补砂浆干缩性能的影响

5.6本章小结

6 硅灰对玄武岩纤维与尼龙纤维混掺水泥修补砂浆性能影响的试验研究

6.1硅灰对纤维修补砂浆抗折强度的影响

6.2硅灰对纤维修补砂浆剪切粘结强度的影响

6.3硅灰对纤维修补砂浆干缩性能的影响

6.4硅灰对纤维修补砂浆其它性能的影响

6.5硅灰在纤维修补砂浆中的作用机理分析

6.6纤维修补砂浆的实际应用

6.7本章小结

7 结论及建议

7.1结论

7.2不足之处即进一步研究的建议

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录