磷酸鎂水泥砂漿與鋼纖維粘結(jié)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、磷酸鎂水泥(MPC)是一種兼具陶瓷、水泥和耐火材料特點(diǎn)的新型高性能材料，具有快硬、早強(qiáng)、負(fù)溫下可凝固硬化、高粘結(jié)和低干縮等特性;但磷酸鎂水泥基材料仍屬脆性材料，其抗拉能力很弱。添加短鋼纖維可對(duì)水泥基體進(jìn)行增韌和增強(qiáng)，而鋼纖維增韌增強(qiáng)效果很大程度上取決于纖維-基體的粘結(jié)性能。本文基于纖維拔出試驗(yàn)，研究了MPC基體配比、齡期、水泥類(lèi)別以及鋼纖維類(lèi)別與間距等對(duì)纖維-基體界面粘結(jié)性能的影響;并借助納米壓痕儀和掃描電鏡測(cè)試分析了界面過(guò)渡區(qū)的微觀(guān)特

2、性，揭示了各因素影響粘結(jié)性能的機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)鋼纖維與水泥基體的界面粘結(jié)性能與基體強(qiáng)度密切相關(guān)。合適的水泥基體配比和硅粉摻量，不僅提高了基體強(qiáng)度，而且增加了界面密實(shí)度，減小了界面薄弱區(qū)厚度，改善了界面區(qū)微觀(guān)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了界面粘結(jié)性能。
　　(2)水化初期，鋼纖維能較好發(fā)揮對(duì)鋼纖維磷酸鎂水泥基材料的增強(qiáng)增韌作用。6h界面粘結(jié)性能指標(biāo)幾乎達(dá)到了7d的一半，1d界面硬度最小值達(dá)到了7d的90％，證明養(yǎng)護(hù)初期試樣的

3、界面粘結(jié)性能發(fā)展良好。
　　(3)相似抗壓強(qiáng)度的三種水泥相比，鋼纖維從MPC基體拔出時(shí)表面粘附的水泥顆粒最多，與MPC界面區(qū)硬度和彈性模量值最大，粘結(jié)性能最優(yōu)，對(duì)MPC基體的增強(qiáng)增韌作用最為顯著。
　　(4)不同類(lèi)別鋼纖維與基體界面的粘結(jié)性能差異較大。微細(xì)鋼纖維直徑較小、表面鍍銅，黃銅的強(qiáng)度和楊氏模量小于鋼，從磷酸鎂水泥基體中拔出時(shí)，纖維表面損傷較大、粘附的膠凝顆粒更多，拔出過(guò)程中的耗能更大，對(duì)基體的增韌效果更優(yōu)。然而，纖維

4、間距過(guò)小，可能會(huì)削弱單根纖維與基體的粘結(jié)性能，降低纖維對(duì)鋼纖維水泥基材料的增強(qiáng)效果。纖維端部彎鉤極大的提高了纖維對(duì)磷酸鎂水泥基體的增強(qiáng)增韌作用，其對(duì)界面粘結(jié)性能的優(yōu)化程度與基體抗壓強(qiáng)度、纖維表面特性密切相關(guān)，但與水泥類(lèi)別的相關(guān)性較小。沿纖維長(zhǎng)度方向的變形增加了機(jī)械錨固力，纖維的界面粘結(jié)強(qiáng)度和材料利用率最高。
　　(5)界面粘結(jié)性能的水穩(wěn)定性較弱，尤其在浸水初期。M/P對(duì)粘結(jié)水穩(wěn)定性的影響顯著，M/P為3試樣中存在的KH2PO4最多