磷酸鎂水泥砂漿與鋼纖維粘結性能試驗研究.pdf

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

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

3、界面粘結性能發(fā)展良好。
　　(3)相似抗壓強度的三種水泥相比，鋼纖維從MPC基體拔出時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，粘結性能最優(yōu)，對MPC基體的增強增韌作用最為顯著。
　　(4)不同類別鋼纖維與基體界面的粘結性能差異較大。微細鋼纖維直徑較小、表面鍍銅，黃銅的強度和楊氏模量小于鋼，從磷酸鎂水泥基體中拔出時，纖維表面損傷較大、粘附的膠凝顆粒更多，拔出過程中的耗能更大，對基體的增韌效果更優(yōu)。然而，纖維

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