單春明, 楊建明, 陳延?xùn)|, 錢達(dá)友

(1. 鹽城幼兒師范高等?？茖W(xué)校 建筑工程學(xué)院, 江蘇 鹽城 224005;2. 鹽城工學(xué)院 土木工程學(xué)院, 江蘇 鹽城 224051)

在預(yù)制混凝土構(gòu)件規(guī)?；b配時(shí),預(yù)制外墻板接縫處密封材料的質(zhì)量直接影響到建筑物的安全與耐久性.目前,裝配式外墻接縫主要采取構(gòu)造和嵌填接縫材料相結(jié)合的雙重防水措施,其中接縫材料為第一道防水線,多采用密封膠.而現(xiàn)有密封膠存在諸多缺陷,無(wú)法滿足混凝土預(yù)制墻板接縫持久可靠、密封防護(hù)的要求,更難達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命50a以上的要求.在全面深入推進(jìn)裝配式建筑的過(guò)程中,開展混凝土預(yù)制外墻板接縫密封新材料的研究成為我國(guó)裝配式混凝土構(gòu)件的關(guān)鍵技術(shù)之一.裝配式建筑混凝土構(gòu)件屬于剛性材料,硬化后的混凝土?xí)S著溫度、載荷等變化的影響而發(fā)生較大變形,板縫粘結(jié)成為預(yù)制構(gòu)件間的薄弱環(huán)節(jié).混凝土預(yù)制墻板間的變形要求接縫材料的拉伸、壓縮變形能力與墻板在使用過(guò)程中收縮接近,接縫材料與基體之間的相容性是決定界面特性的關(guān)鍵.因此需要接縫材料具有足夠的韌性和協(xié)調(diào)性來(lái)滿足構(gòu)件間的連接.目前已有裝配式建筑配套用密封膠主要是硅酮或硅烷改性密封劑產(chǎn)品,這些有機(jī)類接縫材料彈性模量小,耐高低溫及耐紫外線照射性能較差,容易導(dǎo)致界面開裂,生產(chǎn)使用過(guò)程中可能排放有害氣體污染環(huán)境,且價(jià)格較昂貴.我國(guó)2014年10月起實(shí)施的住建部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 1—2014)尚未涉及裝配式建筑專門配套用接縫材料產(chǎn)品及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),市場(chǎng)急需預(yù)制外墻板接縫密封相關(guān)工程技術(shù)及產(chǎn)品規(guī)范的理論研究.

磷酸鉀鎂水泥(MKPC)是由重?zé)Y(jié)氧化鎂粉(MgO)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、緩凝劑及礦物摻合料按一定比例配制,通過(guò)酸堿化學(xué)反應(yīng)及物理作用生成以磷酸鹽為粘結(jié)相的新型快硬無(wú)機(jī)膠凝材料.該水泥具有早期強(qiáng)度高、凝結(jié)硬化快、粘結(jié)性能好、干燥收縮變形小、與舊混凝土相容性好等特點(diǎn),廣泛用于混凝土路面快速修復(fù)和工程的搶修加固以及有害物質(zhì)的固化項(xiàng)目中[1-7].磷酸氨鎂水泥(由MgO和銨磷酸鹽組成)與磷酸鉀鎂水泥具有類似特點(diǎn),但已有研究表明,使用磷酸銨鎂水泥在其成型和水化反應(yīng)時(shí)會(huì)釋放出污染環(huán)境的氨氣[8],易造成使用設(shè)備的損壞.從環(huán)保角度考慮,選擇磷酸二氫鉀配制的磷酸鉀鎂水泥可以有效解決磷酸氨鎂水泥使用過(guò)程中釋放氨氣污染環(huán)境的缺陷.MKPC基材料有諸多優(yōu)點(diǎn),但其在外力作用下表現(xiàn)出延性差、易斷裂等明顯的脆性,制約了MKPC在建設(shè)項(xiàng)目中的廣泛應(yīng)用,特別是在民用建筑中的使用更少[9].

纖維是一種增韌阻裂材料,MKPC基材料中摻入纖維既可以增加延性,又能提高強(qiáng)度[10].其中鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚丙烯纖維是目前常用的纖維種類.鋼纖維可以明顯提高砂漿的強(qiáng)度和斷裂韌性,但在水養(yǎng)護(hù)條件下明顯降低MKPC砂漿強(qiáng)度[11].玻璃纖維是中等彈性模量親水性材料,適量摻入可提高砂漿的抗裂性能,但由于攪拌時(shí)纖維需要水潤(rùn)濕,會(huì)降低砂漿的流動(dòng)性,影響操作性能和工作性能[12].碳纖維彈性模量大,提高M(jìn)KPC砂漿韌性的效果顯著[13],但其價(jià)格高,難以在混凝土修復(fù)工程中大規(guī)模應(yīng)用.聚丙烯纖維是一種彈性模量小、強(qiáng)度適中、耐腐蝕的合成纖維,其摻入到磷酸鎂混凝土中可以有效提高與混凝土基體的協(xié)同受力能力,有助于提高構(gòu)件的抗折強(qiáng)度和抗凍性能[14].趙柏冬等[15]凍融循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果顯示纖維對(duì)混凝土耐久性有較好的提升.姜自超等[16]研究了聚丙烯纖維、玻璃纖維、微鋼纖維對(duì)磷酸鎂水泥的影響,宏觀結(jié)果表明纖維的摻入對(duì)MKPC凈漿的流動(dòng)度、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和耐磨性會(huì)產(chǎn)生影響.周序洋等[17]研究表明,摻適量的聚丙烯纖維可提高M(jìn)KPC基砂漿的彎曲韌性.

結(jié)合已有研究成果, 本次試驗(yàn)采用直線型聚丙烯纖維, 分別測(cè)試摻入不同纖維長(zhǎng)度、體積分?jǐn)?shù), 以及MKPC砂漿不同水灰比、不同礦物摻合料等變量下增韌改性后MKPC砂漿的力學(xué)性能.

1 試驗(yàn)概況

1.1 原材料

氧化鎂(MgO)比表面積為0.216 m2·g-1,平均粒徑為43.89 μm,由遼寧省桓仁東方紅水電站鎂砂廠生產(chǎn),電工級(jí);磷酸二氫鉀化學(xué)式為KH2PO4·12H2O,粒度范圍245～350 μm(60～40目),工業(yè)級(jí),白色晶體,分子量136.09,由連云港格立化工有限公司生產(chǎn);硼砂(簡(jiǎn)稱B)化學(xué)式為Na2B4O7·10H2O,分析純,由遼寧寬甸硼化工廠提供;粉煤灰(簡(jiǎn)稱FA)粒徑范圍0.08～0.16 mm,一級(jí)灰密度為2.059 g·cm-3,由鹽城固鼎集團(tuán)提供.

本試驗(yàn)采用上海邦維市政工程有限公司提供的直徑30～40 μm的直線型聚丙烯纖維(簡(jiǎn)稱PP纖維),長(zhǎng)度分別為6、12 、15和18 mm,其密度為0.91 g·cm-3,燃點(diǎn)>580 ℃,抗拉強(qiáng)度>400 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為26.50%.

1.2 MKPC的制備

本試驗(yàn)采用的MKPC漿體主要是由MgO和磷酸二氫鉀按質(zhì)量比1.5∶1.0配制;復(fù)合緩凝劑由試驗(yàn)室自配,其與MgO的質(zhì)量比為0.107;水灰比(砂漿中水與膠凝材料的質(zhì)量比)為0.18～0.22;選用細(xì)度模數(shù)為2.6、沖洗潔凈的河砂作為骨料,骨料與膠凝材料的質(zhì)量比為1.5∶1.0.

1.3 試件制作

1) 將自配復(fù)合緩凝劑、磷酸二氫鉀和水倒入JJ-5型砂漿攪拌機(jī)內(nèi)慢速攪拌1 min至充分溶解;

2) 將MgO和FA加入攪拌機(jī),攪拌1 min后加入PP纖維攪拌2 min;

3) 加入中砂攪拌充分均勻后澆筑40 mm×40 mm×160 mm試件;

4) 面層覆蓋保鮮膜密封3 h后脫模,成型試件置于溫度(20±3) ℃、相對(duì)濕度50%環(huán)境下養(yǎng)護(hù)至測(cè)試齡期.

1.4 試件強(qiáng)度試驗(yàn)方法

參照《水泥膠砂強(qiáng)度測(cè)定方法》(GB/T 17671—1999)測(cè)試MKPC水泥砂漿在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至1、3、7和28 d的抗折、抗壓強(qiáng)度.

在DKZ-5000電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定MKPC砂漿試件接近破壞時(shí)的最大載荷,然后按式(1)計(jì)算抗折強(qiáng)度.

Rf=1.5FfL/b3.

(1)

式中:Rf為抗折強(qiáng)度,MPa;b為試件截面的高度,b=40 mm;L為下支撐圓柱的中心間距,標(biāo)準(zhǔn)夾具L=100 mm;Ff為試件折斷時(shí)施加于試件上的載荷,N.

在NYL-300型300 t壓力試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定MKPC砂漿試件接近破壞時(shí)的最大載荷,按式(2)計(jì)算抗壓強(qiáng)度.

RC=P/A.

(2)

式中:RC為抗壓強(qiáng)度,MPa;P為破壞荷重,kN;A為受壓面積,A=16 cm2.

使用XY-PRT透反偏光顯微鏡觀察MKPC砂漿硬化體的形貌 ,參照《微米級(jí)長(zhǎng)度的掃面電鏡測(cè)量方法》(GB/T 16594—1996)分析纖維在砂漿中的分散程度和界面狀態(tài).

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 纖維長(zhǎng)度對(duì)MKPC砂漿物理及力學(xué)性能的影響

MKPC砂漿水灰比為0.2、m(FA)∶m(FA+MgO)=0.1時(shí),摻入PP纖維的長(zhǎng)度不同.測(cè)試?yán)w維長(zhǎng)度對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響結(jié)果如表1所示.由表1可知,隨著纖維長(zhǎng)度的增大,MKPC砂漿的流動(dòng)度逐漸降低.

表1 摻入不同長(zhǎng)度PP纖維對(duì)MKPC砂漿流動(dòng)性的影響

圖1為摻入不同長(zhǎng)度PP纖維的MKPC砂漿的抗折和抗壓強(qiáng)度.由圖1a可知,摻入纖維長(zhǎng)度為6、12、15和18 mm,養(yǎng)護(hù)齡期為1 d時(shí),MKPC砂漿的抗折強(qiáng)度分別達(dá)到4.10、4.95、5.71、5.67 MPa,比空白樣分別提高5.1%、26.9%、46.4%、45.3%.說(shuō)明摻入適當(dāng)長(zhǎng)度的纖維可提高M(jìn)KPC砂漿的抗折強(qiáng)度,這是因?yàn)樵趶澢ψ饔孟?一定長(zhǎng)度的纖維從MKPC基體中拔出時(shí)需要消耗更大的能量.但隨著長(zhǎng)度再增加,纖維在MKPC基體中的分散性降低,纖維分布不均勻會(huì)使MKPC基體產(chǎn)生更多缺陷,不利于MKPC抗折強(qiáng)度的增加.

由圖1b可知,摻入不同長(zhǎng)度的PP纖維對(duì)MKPC砂漿抗壓強(qiáng)度的影響不大.但養(yǎng)護(hù)齡期7 d左右出現(xiàn)強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象,這是因?yàn)镸KPC漿體的酸堿反應(yīng)速度快,水化產(chǎn)物生成量大,生成的水化產(chǎn)物晶核多、晶體尺寸小、缺陷多,隨著水化齡期的延長(zhǎng),晶體逐步長(zhǎng)大并連成一片,晶體間會(huì)產(chǎn)生一些內(nèi)應(yīng)力,使得MKPC漿體的強(qiáng)度滯漲,甚至出現(xiàn)倒縮現(xiàn)象.隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng),中后期抗壓強(qiáng)度逐漸增強(qiáng).由圖1b還可發(fā)現(xiàn),摻入6 mm PP纖維時(shí)砂漿的抗壓強(qiáng)度低于空白樣,可能是由于單位體積的纖維數(shù)量增加,纖維在基體中不易分散、基體不易密實(shí)造成的.

圖1 摻入不同PP長(zhǎng)度纖維MKPC砂漿的抗壓和抗折強(qiáng)度Fig.1 Pressure strength and fold strength of MKPC mortar with different lengths of fiber

圖2是摻不同長(zhǎng)度纖維改性后MKPC砂漿養(yǎng)護(hù)齡期為28 d的抗折、抗壓強(qiáng)度以及折壓比的影響.折壓比是反映纖維增強(qiáng)MKPC基材料性能的重要指標(biāo).折壓比值越大,說(shuō)明材料的韌性越大.由圖2折壓比曲線圖可見(jiàn),15 mm纖維的折壓比值最大,6 mm和12 mm其次,18 mm和空白樣接近,說(shuō)明PP纖維增強(qiáng)MKPC基材料的韌性及耗能性能并不是纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好.

摻入了不同長(zhǎng)度PP纖維改性后MKPC砂漿的微觀形貌如圖3所示.從圖3中可以看出,在PP纖維長(zhǎng)度較短時(shí),PP纖維能均勻地分散在MKPC砂漿中;隨著纖維長(zhǎng)度加長(zhǎng),在外力作用下,PP纖維在MKPC砂漿中大部分被拉斷,也有部分呈現(xiàn)拉拔現(xiàn)象.說(shuō)明PP纖維與MKPC漿體粘結(jié)強(qiáng),纖維的分散性相對(duì)較好,實(shí)現(xiàn)了PP纖維對(duì)MKPC基材料的增韌效果.

2.2 纖維體積分?jǐn)?shù)對(duì)MKPC砂漿強(qiáng)度的影響

根據(jù)2.1節(jié)研究結(jié)果,選擇15 mm長(zhǎng)PP纖維,保持MKPC砂漿水灰比為0.18,m(FA):m(FA+MgO)=0.1時(shí),測(cè)試摻入不同體積分?jǐn)?shù)纖維對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響,測(cè)試結(jié)果如表2所示.

圖4為不同體積分?jǐn)?shù)纖維MKPC砂漿的抗折和抗壓強(qiáng)度.由圖4a可知,當(dāng)摻入PP纖維的體積分?jǐn)?shù)為0.8%、 1.0%、1.2%時(shí),MKPC砂漿養(yǎng)護(hù)齡期為1 d抗折強(qiáng)度分別達(dá)到4.1、4.5和5.7 MPa,比空白樣分別增加了5.1%、46.4%、14.9%.其中體積分?jǐn)?shù)為1.0%時(shí),砂漿的抗折強(qiáng)度明顯高于其他摻量,這是因?yàn)轶w積分?jǐn)?shù)少時(shí)纖維分散于漿體中,不但阻止裂縫的產(chǎn)生,而且通過(guò)纖維將載荷傳遞到砂漿中,使砂漿的抗折強(qiáng)度有所增加;體積分?jǐn)?shù)為1.2% 時(shí),MKPC砂漿的抗折強(qiáng)度降低了,這是因?yàn)殡S著纖維體積分?jǐn)?shù)的增大,纖維不易分散,間接地阻礙了砂漿抗折強(qiáng)度的增長(zhǎng).

圖3 摻入不同長(zhǎng)度PP纖維的MKPC砂漿電鏡圖Fig.3 SEM images of MKPC mortar with different lenghths of fiber

表2 摻入不同體積分?jǐn)?shù)PP纖維對(duì)MKPC砂漿流動(dòng)性的影響

圖4 摻入不同體積分?jǐn)?shù)PP纖維MKPC砂漿的抗折和抗壓強(qiáng)度Fig.4 Pressure strength and fold strength of MKPC mortar of different fiber contents

由圖4b可知,摻入PP纖維體積分?jǐn)?shù)為1%時(shí),MKPC砂漿的抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)最快、強(qiáng)度最高,這是因?yàn)槔w維的摻入初期會(huì)吸收MKPC砂漿中的水分,降低了砂漿的實(shí)際反應(yīng)水灰比,間接提高了MKPC砂漿的抗壓強(qiáng)度;體積分?jǐn)?shù)為0.8%時(shí),養(yǎng)護(hù)前3 d抗壓強(qiáng)度比空白樣低19.3%.這是因?yàn)槔w維彈性模量較低,纖維的摻入增加了砂漿的稠度,阻礙MKPC砂漿強(qiáng)度的增長(zhǎng).因此,在MKPC砂漿中摻入少量的PP纖維對(duì)MKPC砂漿試塊的抗壓強(qiáng)度并沒(méi)有太大的影響.

圖5是不同體積分?jǐn)?shù)纖維對(duì)MKPC砂漿養(yǎng)護(hù)齡期為28 d的抗折、抗壓強(qiáng)度以及折壓比的影響.從圖5折壓比曲線圖可以看出,摻入體積分?jǐn)?shù)為1.0%的15 mm PP纖維時(shí),養(yǎng)護(hù)齡期為28 d的MKPC砂漿的增韌效果明顯.

圖5 不同體積分?jǐn)?shù)PP纖維對(duì)養(yǎng)護(hù)齡期為28 d的MKPC砂漿韌性的影響

摻入長(zhǎng)度為15 mm、不同體積分?jǐn)?shù)PP纖維的MKPC的微觀形貌如圖6所示.從圖6中可以看出,摻入纖維體積分?jǐn)?shù)0.8%時(shí),纖維間距較小,分布比較均勻;摻入纖維體積分?jǐn)?shù)1.0%時(shí),纖維分布緊密,纖維不易被打散;摻入纖維體積分?jǐn)?shù)1.2%時(shí),纖維成團(tuán)成簇.隨著摻入纖維的增加,在外力作用下,MKPC砂漿能夠吸收能量,阻擋微裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展.

圖6 摻入長(zhǎng)度為15 mm不同體積分?jǐn)?shù)PP纖維的MKPC砂漿電鏡圖Fig.6 SEM images of MKPC mortar with the lenghth of 15 mm and different fiber contents

2.3 水灰比對(duì)MKPC砂漿強(qiáng)度的影響

摻入PP纖維長(zhǎng)度15 mm、體積分?jǐn)?shù)1.0%、m(FA)∶m(FA+MgO)=0.1時(shí)測(cè)試MKPC砂漿在水灰比分別為0.19、0.20、0.21和0.22時(shí)對(duì)MKPC砂漿流動(dòng)性的影響,測(cè)試結(jié)果如表3所示.

圖7為不同水灰比MKPC砂漿的抗折和抗壓強(qiáng)度. 由圖7a可知,水灰比為0.19時(shí), MKPC砂漿養(yǎng)護(hù)前3 d的抗折強(qiáng)度最低, 隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng),抗折強(qiáng)度逐漸提高. 由圖7b可知,水灰比為0.22時(shí), MKPC砂漿的抗壓強(qiáng)度最低, 這是因?yàn)镻P纖維會(huì)吸收少許MKPC砂漿中的水分, 降低了基體的水灰比, 說(shuō)明水灰比越大砂漿抗壓強(qiáng)度降低幅度越明顯. 因此,在某個(gè)水灰比幅度范圍內(nèi)摻入PP纖維可以提高M(jìn)KPC砂漿的強(qiáng)度.

表3 不同水灰比對(duì)PP纖維MKPC砂漿流動(dòng)性的影響

圖7 不同水灰比MKPC砂漿的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度Fig.7 Pressure strength and fold strength of MKPC mortar with different water-cement ratio

圖8所示為不同水灰比對(duì)改性后MKPC砂漿養(yǎng)護(hù)齡期為28 d的抗折、抗壓強(qiáng)度以及折壓比的影響.由折壓比曲線圖可以看出,水灰比為0.20時(shí),纖維對(duì)28 d MKPC砂漿強(qiáng)度的增強(qiáng)效果較好.

2.4 礦物摻合料對(duì)MKPC砂漿強(qiáng)度的影響

在摻入15 mm、體積分?jǐn)?shù)為1.0%PP纖維,水灰比為0.2的MKPC砂漿中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%FA、10%鋼渣粉和10%高嶺土,測(cè)試不同礦物摻合料對(duì)MKPC砂漿的流動(dòng)性能的影響,測(cè)試結(jié)果如表4所示.由表4可見(jiàn),粉煤灰的摻入有利于提高M(jìn)KPC漿體的流動(dòng)性,這是因?yàn)閾饺敕勖夯液?粉煤灰球狀顆粒使不規(guī)則氧化鎂顆粒之間以及砂粒之間的摩擦減小.

不同摻合料對(duì)MKPC砂漿抗折和抗壓強(qiáng)度的影響如圖9所示,從圖9a中可以看出,養(yǎng)護(hù)前3 d三種摻合料對(duì)MKPC砂漿的抗折強(qiáng)度影響相差不大.這是因?yàn)镸KPC砂漿強(qiáng)度形成前期主要是MgO與磷酸鹽反應(yīng),粉煤灰中主要成分為SiO2、CaO 等物質(zhì),活性低于鍛燒后的MgO.隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng),粉煤灰中的物質(zhì)逐漸開始與磷酸鹽反應(yīng),使得后期的MKPC強(qiáng)度明顯增大.

表4 加入不同礦物摻合料PP纖維MKPC砂漿流動(dòng)性的影響

圖9 加入不同礦物摻合料的MKPC砂漿抗折和抗壓強(qiáng)度Fig.9 Pressure strength and fold strength of MKPC mortar with different mineral dosed

由圖9b可以看出,同一齡期下,摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的粉煤灰時(shí)MKPC砂漿的抗壓強(qiáng)度高于高嶺土和鋼渣粉2種摻合料.這是由于煅燒高嶺土的微觀形貌呈片狀、棒狀,這種結(jié)構(gòu)不利于MKPC砂漿結(jié)構(gòu)密實(shí).而粉煤灰具有微集料效應(yīng),粉煤灰充填于MKPC漿體的毛細(xì)孔中,漿體中的孔隙率下降,基體變得密實(shí),強(qiáng)度得到提高.

改變不同礦物摻合料對(duì)增韌改性后MKPC砂漿養(yǎng)護(hù)齡期為28 d的抗折、抗壓強(qiáng)度及折壓比如圖10所示. 由折壓比曲線圖可以看出,摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的粉煤灰后,MKPC砂漿的折壓比高于摻入鋼渣粉和高嶺土,說(shuō)明摻入適量粉煤灰可以提高M(jìn)KPC砂漿的斷裂韌性,是最佳摻合料.

MKPC基體空白樣、摻入粉煤灰MKPC漿體和摻入PP纖維MKPC漿體的掃描電鏡微觀形貌如圖11～圖13所示.實(shí)驗(yàn)表明,粉煤灰摻量對(duì)MKPC漿體的物理、化學(xué)作用使MKPC砂漿的結(jié)構(gòu)更加致密,力學(xué)性能明顯提高.

圖11 MKPC砂漿基體電鏡圖Fig.11 SEM images of MKPC mortar

圖12 摻粉煤灰的MKPC砂漿電鏡圖Fig.12 SEM images of MKPC mortar mixed with fly ash

圖13 摻入PP纖維的MKPC砂漿電鏡圖Fig.13 SEM images of MKPC mortar mixed with PP fiber

3 結(jié) 論

1) 在相同纖維體積分?jǐn)?shù)、水灰比和礦物摻合料條件下,不同纖維長(zhǎng)度對(duì)MKPC砂漿抗折和抗壓強(qiáng)度的影響不同.直線型15 mm PP纖維提高M(jìn)KPC砂漿抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的效果最佳.MKPC砂漿的抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)主要在養(yǎng)護(hù)前3和7 d左右還會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象.摻入6 mm PP短纖維后,MKPC砂漿的抗壓強(qiáng)度低于空白樣;7 d齡期18 mm PP纖維提高M(jìn)KPC砂漿抗折強(qiáng)度的效果好,但隨著齡期的增長(zhǎng)不利于MKPC砂漿強(qiáng)度的增大.說(shuō)明PP纖維增強(qiáng)MKPC基材料的韌性并不是纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好.

2) 在相同纖維長(zhǎng)度、水灰比、礦物摻合料條件下,不同體積分?jǐn)?shù)PP纖維對(duì)MKPC砂漿的強(qiáng)度影響不同.摻入15 mm、體積分?jǐn)?shù)為1.0%的PP纖維時(shí),MKPC砂漿的強(qiáng)度最高,折壓比值最大,說(shuō)明長(zhǎng)15 mm的PP纖維在體積分?jǐn)?shù)為1.0%時(shí)增強(qiáng)MKPC基材料的韌性及耗能性能最好.

3) 在相同纖維長(zhǎng)度、體積分?jǐn)?shù)和礦物摻合料條件下,不同水灰比對(duì)MKPC砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度的影響不同.PP纖維會(huì)吸收少許MKPC砂漿中的水分,影響MKPC基體的強(qiáng)度發(fā)展.在水灰比為0.20幅度范圍內(nèi)摻入PP纖維,MKPC砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度均最高,斷裂韌性最好.

4) 在相同纖維長(zhǎng)度、體積分?jǐn)?shù)和水灰比條件下,不同礦物摻合料對(duì)MKPC砂漿強(qiáng)度的影響不同.由于粉煤灰具有微集料效應(yīng),摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的粉煤灰后,粉煤灰充填于MKPC漿體中,提高了基體的密實(shí)度.隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng),粉煤灰中的物質(zhì)與磷酸鹽反應(yīng),使得后期的MKPC強(qiáng)度明顯增長(zhǎng).因此摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的粉煤灰能顯著提高M(jìn)KPC砂漿的斷裂韌性,是最佳摻合料.

PP纖維彈性模量較小,斷裂伸長(zhǎng)率大于MKPC砂漿,傳遞載荷的能力較差,但它能吸收沖擊能量,延緩MKPC基體中裂縫的出現(xiàn),提高基體的變形能力,從而改善其韌性與抗沖擊性能.根據(jù)已有無(wú)機(jī)材料脆性基體的增強(qiáng)和增韌技術(shù),采用MKPC作為基體膠凝材料代替有機(jī)密封劑,以質(zhì)輕、價(jià)廉和性能穩(wěn)定的人工合成短纖維作為增強(qiáng)相,組成新型纖維增強(qiáng)磷酸鎂水泥復(fù)合材料用作裝配式建筑混凝土構(gòu)件的接縫材料,具有很高的研究?jī)r(jià)值和良好的市場(chǎng)前景,也是研究節(jié)能環(huán)保綠色建材的重要方向之一.