文档介绍：多尺度纤维 1. 多尺度纤维增强水泥基复合材料力学性能试验张聪,曹明莉* 水泥基材料, 如水泥砂浆和混凝土, 具有明显的多尺度结构特征, 包括由水泥水化产物和凝胶孔等构成的微观结构、由水泥浆和孔洞缺陷等构成的细观结构以及由砂浆和粗骨料等构成的宏观结构[1-4 ] 。水泥基材料的多尺度结构特征决定着其微观、细观以及宏观的性能并反映在其多尺度的破坏过程中[5 ] 。水泥基材料的多尺度破坏过程可以描述为材料内部微观开裂演变为细观裂纹最后形成宏观裂缝而导致材料最终破坏的过程[6 ] 。针对水泥基材料的多尺度破坏过程进行多尺度阻裂设计,是提高水泥基材料整体性能的有效手段之一[7-8 ] 。对此,国内外学者开展了不同尺度纤维增强水泥基复合材料的探索。钢纤维对水泥基材料宏观裂缝的桥联作用已得到了普遍公认,材料的韧性得到了显著提高[15 ]; 聚乙烯醇( PVA ) 纤维对水泥基材料初裂后的细观开裂阶段的阻裂作用也得到了证实[7 -8 , 16-17 ]; 而纳米级纤维材料[ 18 ]( 如碳纳米管、纳米碳纤维等) 以及微米级纤维材料[19-21 ] (如碳酸钙晶须等)对水泥基材料的微观阻裂增强作用也已经受到了越来越多的关注, 但是基于材料的成本考虑,1 500元/t的碳酸钙晶须更适合于在水泥基材料中用作微观增强纤维。虽然随着钢纤维掺量的降低,提高幅度逐渐降低,但是仍均高于对照组 M0。纤维的引入显著提高了材料的抗弯强度,单掺2%钢纤维试件的抗弯强度较空白组有近80%的提高, 而多尺度纤维试件增幅更加明显, M5和M7分别有近130%和120%的提高; 相比于单掺钢纤维试件, M5和M7仍分别有近50%和40%的提高; 利用晶须部分替代PVA 纤维约使试件的抗弯强度提高了10%~15% ; 但是, 由于晶须的分散问题[ 20-21 ], 当晶须掺量超过2%后,试件的抗弯强度开始出现明显降低。 2. 无 机矿物纤维增强水泥砂浆的试验研究. 3. 玄武岩纤维对水泥基材料力学性能的影响赵亮玄武岩纤维对早期水泥基材料具有增强作用, 随着龄期延长, 增强作用减弱, 后期强度反而低于未掺纤维的水泥基材料; 使用粉煤灰和硅灰等活性掺合料对掺有玄武岩纤维水泥基材料长期强度发展的改善是有效的, 能够有效延缓玄武岩纤维在水泥基体中的腐蚀, 其中以 30% 粉煤灰, 10% 硅灰取代普通硅酸盐水泥的改善效果最佳。 纤维与钢纤维对高性能纤维增强水泥基复合材料力学性能影响的试验研究纤维类型是影响钢纤维水泥砂浆与纤维水泥砂浆断裂性能、弯曲韧性、折压比与弯曲强度的最主要因素。水胶比是影响钢纤维水泥砂浆与纤维水泥砂浆抗折性能与抗压性能的最主要因素。 5. 玄武岩纤维是无机纤维, 具有很高的弹性模量. 根据纤维的混杂效应理论, 玄武岩纤维与钢纤维混杂优化了混凝土内部结构,提高了混凝土的抗弯和抗剪切强度 6. 总结 ( 1. 多尺度纤维增强水泥基复合材料力学性能试验张聪, 曹明莉) 可以看到所谓多尺度纤维增强水泥基复合材料既可以从多个角度阻止水泥基开裂。大纤维阻止水泥基的宏观裂纹,小纤维阻止细观开裂,微纤维阻止微观开裂。 2. 由( 2. 无机矿物纤维增强水泥砂浆的试验研究)可以看到实现多尺度纤维的方法主要有两种;1, 同种纤维的不同尺寸混合; 2 ,不同尺寸的不同种纤维的混合;其中