几种纤维对砂浆基本性能的影响

马苏里，张 恒，马金龙，刘兴元

(1.黑龙江省泥河水库管理处，黑龙江兰西151500;2.黑龙江省水利科学研究院，哈尔滨150080;3.黑龙江省龙头桥水库管理处，黑龙江宝清155600)

几种纤维对砂浆基本性能的影响

马苏里1，张 恒2，马金龙3，刘兴元2

(1.黑龙江省泥河水库管理处，黑龙江兰西151500;2.黑龙江省水利科学研究院，哈尔滨150080;3.黑龙江省龙头桥水库管理处，黑龙江宝清155600)

通过在普通砂浆中掺入不同种类不同掺量的纤维，并对各种纤维的不同掺量下的砂浆进行各种基本性能试验，研究发现纤维种类的不同及掺量的不同对普通砂浆的性能会产生很大的影响。

纤维;砂浆;高性能混凝土;高性能纤维;抑制裂缝;试验;性能影响

0 前言

自从1824年英国人发明水泥，混凝土工程已经发展了100多年的历史，在这个历史过程中普通混凝土和砂浆受到各种自然环境因素的影响受到各种物理、化学变化的腐蚀从而引起的各种破坏给人们的生产生活带来了很大的损失和麻烦。因此人们逐渐重视了混凝土及砂浆的高性能研究和研究各种高性能修补材料来弥补这些损失。我国从20世纪60年代开始研究混凝土修补材料，90年代人们提出了高性能混凝土的概念，近些年各种高性能纤维逐渐在混凝土及砂浆工程中出现，来控制混凝土的塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂纹，防止及抑制裂缝的形成及发展，大大改善混凝土的抗渗性能、抗冲击及抗震能力。而在修补工程领域纤维增强修补材料与其他修补材料相比，具有高强、高效、施工便捷、耐腐耐久、适用面广、自重轻、不增加结构尺寸、安全性能良好、保养费用低等优点因此具有极大的研究推广价值与潜在的社会经济效益。

1 试验原材料

1.1 原材料

1)水泥:哈水泥厂天鹅牌P·O42.5普通硅酸盐水泥。

2)砂:拉林河中砂，细度模数2.64，含泥量0.8%。

3)水:松花江自来水。

4)外加剂:高效减水剂，不分散乳胶粉等。

5)纤维:玄武岩纤维和聚丙烯纤维。

表1 改性聚丙烯纤维参数及性能(北京中纺纤科技有限公司)

表2 玄武岩短切纤维基本性能指标(牡丹江金石玄武岩纤维有限公司)

1.2 试验配合比及试验方法

首先通过正交设计的方法测试两种纤维不同掺量对砂浆工作性能的影响，确定两种纤维的合理掺量，然后确定本次试验研究的基本配合比进行试验，并检验纤维对砂浆力学性能的影响。试验拌饭参照水泥胶砂强度检验方法(ISO法)GB/T 17671—1999、聚合物改性水泥砂浆试验规程DL/T5126—2001、水工混凝土试验规程SL352—2006中的相关要求进行试验。

试验配合比见表3。

表3 试验配合比

2 纤维对砂浆的工作性能与力学性能的影响

2.1 工作性能分析

表4 纤维对砂浆流动性能的影响

从表4中我们发现随着纤维的加入砂浆流动度呈先大后小的趋势，最大值均出现在0.9 kg/m3的掺量下，但玄武岩纤维比聚丙烯纤维对砂浆流动度大。差距最大值超过了24.6 mm。说明在相同水灰比的条件下聚丙烯纤维对砂浆的工作性能影响更大，分散更好。

2.2 力学性能分析

表5 聚丙烯纤维对砂浆力学性能的影响

从表5我们可以看出聚丙烯纤维的加入可以大幅提高砂浆的3 d的抗压抗折强度，3 d抗压强度最大提高28%，最小3 d抗压强度提高19%。说明聚丙烯纤维可以提高砂浆的早期抗压抗折强度但不是随着掺量的增加而增加。28 d龄期时掺入量在0.6和0.9时强度有所提高，掺入量在超过1.2后抗压强度低于基准砂浆，抗折强度低于基准砂浆也出现在掺量超过1.2时，抗压抗折强度28 d龄期时总体呈下降趋势。

表6 玄武岩纤维对砂浆力学性能的影响

从表6我们可以看出砂浆中掺入玄武岩纤维之后3 d抗压强度均高于基准砂浆，3 d抗折强度随着掺入量的增加呈逐渐增强的趋势，均高于基准砂浆。28 d龄期时，玄武岩纤维的掺入增加了砂浆的抗压强度，各掺量下均高于基准混凝土，掺量在1.2时出现最高值;抗，折强度有所提高，但掺入量超过1.2后有所降低，但均未低于基准砂浆。

3 结论

1)聚丙烯纤维和玄武岩纤维掺入到砂浆中均提高砂浆的3d抗压强度和抗折强度，但掺量的不同对砂浆抗压抗折强度的影响也不同。

2)28 d龄期下的聚丙烯纤维砂浆抗压强度随着掺入量的增加抗压强度整体呈递减趋势，在掺量0.9的时候出现拐点，当超过0.9掺入量的时候抗压强度低于基准砂浆，当掺入量在0.6和0.9时聚丙烯纤维砂浆抗压强度均优于基准砂浆。

3)玄武岩纤维砂浆28 d龄期下，抗压和抗折强度均高于基准砂浆，当掺入量超过0.9时抗折强度略有降低，抗压强度在掺量1.2时出现最高值。

4)聚丙烯纤维和玄武岩纤维的加入使得砂浆在早期性能上得到了很大提高，并且能够对砂浆后期性能提高起到一定作用，但纤维的掺入量要有所控制。

［1］赵帅，许红升，田颖，李国忠.聚丙烯纤维增强水泥砂浆最佳配比的确定［J］.混凝土与水泥制品，2007(2):50-52.

［2］梅迎军，王培铭，梁乃兴，李志勇.纤维增强聚合物水泥砂浆耐磨损及抗冲击性能的试验研究［J］.重庆交通学院学报，2006，25(5):54-57.

［3］欧阳幼玲，等.纤维增强水泥复合材料断裂韧性研究［J］.水利水运工程学报，2006(2):56-59.

Influences of Several Kinds of Fibers on Basic Mortar Performance

MA Su-li1;ZHANG Heng2;MA Jin-long1and LIU Xing-yuan2
(1.Heilongjiang Provincial Nihe Reservoir Management Department，Lanxi 151500，China;2.Heilongjiang Provincial Water Conservancy Science Research Institute，Harbin 150080，China;3.Heilongjiang Provincial Longtouqiao Resenvoir Management Department，Baoqing 155600，China)

By mixing different amount of fiber into common mortar and performing all kinds of basic performance tests on the basis of different amount and different kinds of fibers，the research shows that different amount and kinds of fibers will influence greatly on the performance of common mortar.

fiber;mortar;high performance concrete;high performance fiber;inhibition of crack;test;performance influence

TV432

B

1007-7596(2012)02-0039-02

2012-03-06

马苏里(1957-)，男，吉林公主岭人，高级工程师，本刊董事;张恒(1980-)，男，辽宁海城人，硕士，工程师，研究方向为水工新材料新技术的应用开发研究;马金龙(1964-)，男，河北南宫人，高级工程师，本刊董事;刘兴元(1957-)，男，黑龙江哈尔滨人，教授级高级工程师。