混杂纤维混合物砂浆力学性能分析★

房志恒 李星磊 李得硕 孙一波 王慧博 贾艳敏*

(东北林业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040)



·建筑材料及应用·

混杂纤维混合物砂浆力学性能分析★

房志恒 李星磊 李得硕 孙一波 王慧博 贾艳敏*

(东北林业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040)

通过混杂玻璃纤维和聚丙烯纤维,试验研究了混杂纤维增强水泥砂浆的抗压、抗折及压折比性能，结果表明，添加纤维可增强砂浆抗折强度；三个纤维掺量中，2%玻璃纤维掺量的抗折强度最高，并可减小砂浆压折比，较不掺纤维的水泥砂浆表现出一定的优势。

玻璃纤维，聚丙烯纤维，砂浆，抗折强度，压折比

0 引言

混凝土是一种应用广泛的建筑材料，它具有较高的抗压强度，但是它的抗拉和抗弯强度较低。为了改善素混凝土的缺点，最常用的方法为添加钢筋，而近些年发展出来的纤维混凝土，也可以改善混凝土抗拉强度低、易开裂等缺陷。纤维混凝土包括以素混凝土、砂浆为基体的水泥基复合材料[1]。纤维混凝土通常采用钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维和碳纤维[2]。单独使用一种纤维时，其力学性能会有局限性，而多种纤维混杂使用，可使纤维之间取长补短，得到力学性能更优异的材料[3-5]。本文对采用玻璃纤维和聚丙烯纤维混杂的水泥砂浆的抗折和抗压性能进行了试验研究，并分析了压折比，来评价混杂纤维砂浆的力学性能。

1 试验

1.1 主要试验材料

1)水泥：哈尔滨市亚泰集团“天鹅牌”P.O42.5水泥；

2)砂：采用河砂，细度模数2.6，Ⅱ区级配合格；

3)粉煤灰：哈尔滨热电厂产Ⅱ级粉煤灰；

4)减水剂：采用佳木斯宏远建筑外加剂有限公司生产的萘系高效减水剂；

5)水：洁净的自来水；

6)纤维：玻璃纤维和聚丙烯纤维。纤维性能参数见表1。

表1 纤维性能参数

1.2 试验配合比

本次试验共有4组配合比，其中有一组为不添加纤维的基准试验，其余3组配合比采用了不同的纤维种类及纤维体积掺率，配合比见表2。

表2 试验配合比 %

1.3 试验方法

试验参照规范GB/T 17671—1999水泥胶砂强度检验方法进行。砂浆试模为可装卸的三联试模，尺寸为40 mm×40 mm×160 mm制备标准试件，在水泥胶砂试体成型振实台振动成型，24 h后拆模，在室内温度为20 ℃±1 ℃，相对湿度大于90%的条件下，分别于7 d和28 d时测试试件的抗折强度和抗压强度[6]。

2 试验结果与分析

2.1 抗折强度

砂浆试件经过养生，在7 d和28 d时，每组配合比取3个试件1进行抗折试验，试验采用水泥砂浆抗折试验机进行测试，以1组3个试件的抗折结果的平均值作为试验结果。抗折强度试验结果见表3。

表3 抗折强度 MPa

不同配比的砂浆试件7 d,28 d抗折强度的对比图见图1。

从图1，表3中可以看出，在7 d和28 d时，添加纤维的试件抗折强度明显高于不添加纤维的对照组，且当纤维掺量为2%玻璃纤维时，抗折强度最大。

2.2 抗压强度

试件在7 d和28 d时，使用WE-300液压式万能试验机测试抗压强度，以1组3个试件得到的6个抗压强度的平均值作为试验结果，见表4。

表4 抗压强度 MPa

不同配比的砂浆试件7 d,28 d抗压强度的对比图见图2。

从图表可以看出，纤维掺量并未对抗压强度产生显著影响。

2.3 压折比

水泥砂浆的抗折强度远小于抗压强度，是一种脆性材料，耐冲击和动荷载能力差。基于这种特性，对砂浆除了要求强度指标以外，还要对它的柔韧性进行限制。压折比可以反映砂浆的柔韧性，是抗压强度与抗折强度的比值，砂浆的压折比越小，柔韧性越好，往往越不容易产生裂缝[7,8]。本试验四组配合比的压折比见表5。

表5 压折比

试件编号7d28d13．564．4923．093．0633．143．8744．034．84

不同配比的砂浆试件7 d,28 d压折比的对比图见图3。

从图表可见，纤维掺量为2%的玻璃纤维和纤维掺量为1.6%玻璃纤维0.4%聚丙烯纤维的组，压折比明显小于不添加纤维的对照组，而纤维掺量为1.2%玻璃纤维0.8%聚丙烯纤维的组对压折比没有显著影响。

3 结论

通过对试验数据的分析，可以得到以下结论：

1)在砂浆中添加纤维可以显著增强砂浆的抗折强度，在试验采用的三种纤维掺量中，2%玻璃纤维掺量对抗折强度提升最大；2)在砂浆中添加纤维对砂浆的抗压强度没有显著影响；3)在砂浆中添加2%玻璃纤维或1.6%玻璃纤维0.4%聚丙烯纤维，可以使砂浆的压折比减小，纤维掺量为2%玻璃纤维时，压折比最小。

[1] 陈建银,张云莲.橡胶改性水泥砂浆压折比的影响因素分析[J].中国水运(下半月),2014(7):359-360,363.

[2] 王 磊.聚丙烯纤维和石粉对机制砂砂浆基本性能影响的试验研究[D].郑州：华北水利水电大学,2014.

[3] 彭开均.纤维混凝土应用研究现状初探[J].科技创新与应用,2013(21):179.

[4] 李燕飞,杨健辉,丁 鹏,等.混杂纤维混凝土力学性能研究[J].玻璃钢/复合材料,2013(2):60-64.

[5] 林 倩,吴 飚.浅谈纤维混凝土[J].福建建材,2011(1):30-32.

[6] GB/T 17671—1999,水泥胶砂强度检验方法(ISO法)[S].

[7] 黄国栋,马芹永.混杂纤维混凝土力学性能试验研究与分析[J].地下空间与工程学报,2010(2):329-333,340.

[8] 杨成蛟.混杂纤维混凝土力学性能及耐久性能试验研究[D].大连：大连理工大学,2007.

On dynamic performance analysis of hybrid fiber mixed mortar★

Fang Zhiheng Li Xinglei Li Deshuo Sun Yibo Wang Huibo Jia Yanmin*

(CollegeofCivilEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

According to the experimental research on the glass fiber and polypropylene fiber, the paper researches the compressive performance, fracture rebamboo compissistance and ratio of compressive strength of the hybrid fiber reinforced cement mortar, and proves by the result that the added fiber can enhance the fracture resistance of the mortar, and its fracture resistance reaches the highest with 2% mixture of the glass fiber among the three fiber mixing volumes, and it can also reduce the ratio of the compressive strength of the mortar, so it has certain advantages by comparing with other cement fibers with other fibers.

glass fiber, poly propylene fiber, mortar, compressive strength, ratio of compressive strength

1009-6825(2017)14-0098-03

2017-03-09★:国家级大学生创新训练计划项目(项目编号：201610225066)

房志恒(1996- )，男，在读本科生

贾艳敏(1962- )，女，博士生导师，教授

TU521

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