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磷酸镁水泥(MPC)是一种结合陶瓷,水泥和耐火材料特点的新型高性能水泥,具有快速硬化、高早期强度、低温凝固硬化、低收缩、与混凝土粘结力强、耐久性好等优点。本文分析了在0?C的低温环境下磷酸镁水泥的拉伸性能。磷酸镁水泥特别适用于各种类型的建筑物和结构的快速施工,紧急维修和加固。但是,脆性显着,抗拉伸性差,限制了其广泛的应用。纤维增强水泥基复合材料(ECC)是一种新型的具有高延展性的无规纤维增强水泥基复合材料。它具有拉伸应变硬化特性,断裂时表现出多槽稳态开裂特性。ECC用作修补材料可以提高现有结构的承载能力,或用作外部保护层材料以防止各种形式的混凝土开裂,有助于提高整体结构耐久性,应对恶劣的环境因素并满足严格的耐久性要求。
本文借鉴普通水泥ECC的技术手段,利用MPC的独特性能,分析了低温0℃对MPC材料的影响。利用MPC的独特性能,将PVA纤维掺入磷酸镁水泥中制成性能优异的高延性磷酸镁水泥基复合材料,并研究了粉煤灰的替代量、纤维体积率、砂胶比(S/B),水固比(W/B)对复合材料的工作性能、SEM测试,抗压强度和拉伸性能的影响。得出的主要结论如下:
(1)随着粉煤灰含量的增加(10%~30%)纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的工作性能逐渐降低,坍落度为180mm~255mm。当粉煤灰含量为20%~30%时,拉伸应变硬化特征明显,表现出多槽稳态开裂破坏特性。当磷酸镁水泥中粉煤灰替代量达到20%时,其抗压强度最大。
(2)随着纤维体积率的增加(1.6%~2.0%),纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的工作性能逐渐降低,坍落度为250mm~270mm,立方体试块的抗压强度逐渐提高;当纤维体积率为1.6%~1.8%时,拉伸试样表现出良好的延展性,表现出显著的应变硬化特性和多裂纹稳态开裂的破坏特性,并且随着纤维体积率的增加,极限拉伸应变先增大后减小。
(3)随着砂胶比的增加,纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的工作性能逐渐降低,立方体试块的抗压强度逐渐降低。当砂胶比为0.1到0.3之间时工作性能良好(坍落度为235~275mm),并且拉伸试样表现出良好的延展性以及多缝稳态开裂的破坏特性,极限拉伸应变随砂胶比的增加而减小。当砂胶比为0.2时,材料的抗压强度最大。
(4)随着水固比的增加,纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的工作性能逐渐提高,而对应的立方体试块的抗压强度逐渐降低。当水固比为0.12~0.16时,浆体的坍落度为205mm~255mm,多缝稳态开裂破坏特性明显,最大极限拉伸应变为1.87%。当纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的水固比为0.14时,抗压强度达到峰值。
(5)养护龄期的影响,当养护龄期为1d~28d时,狗骨试件的拉伸强度表现为磷酸镁水泥复合材料的养护龄期为1d~28d,早期强度特征显著。低温条件下的固化降低了磷酸镁水泥基复合材料的水合速度,对早期水合速率的影响更为明显,下降明显,但后期强度下降幅度较小。
本文借鉴普通水泥ECC的技术手段,利用MPC的独特性能,分析了低温0℃对MPC材料的影响。利用MPC的独特性能,将PVA纤维掺入磷酸镁水泥中制成性能优异的高延性磷酸镁水泥基复合材料,并研究了粉煤灰的替代量、纤维体积率、砂胶比(S/B),水固比(W/B)对复合材料的工作性能、SEM测试,抗压强度和拉伸性能的影响。得出的主要结论如下:
(1)随着粉煤灰含量的增加(10%~30%)纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的工作性能逐渐降低,坍落度为180mm~255mm。当粉煤灰含量为20%~30%时,拉伸应变硬化特征明显,表现出多槽稳态开裂破坏特性。当磷酸镁水泥中粉煤灰替代量达到20%时,其抗压强度最大。
(2)随着纤维体积率的增加(1.6%~2.0%),纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的工作性能逐渐降低,坍落度为250mm~270mm,立方体试块的抗压强度逐渐提高;当纤维体积率为1.6%~1.8%时,拉伸试样表现出良好的延展性,表现出显著的应变硬化特性和多裂纹稳态开裂的破坏特性,并且随着纤维体积率的增加,极限拉伸应变先增大后减小。
(3)随着砂胶比的增加,纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的工作性能逐渐降低,立方体试块的抗压强度逐渐降低。当砂胶比为0.1到0.3之间时工作性能良好(坍落度为235~275mm),并且拉伸试样表现出良好的延展性以及多缝稳态开裂的破坏特性,极限拉伸应变随砂胶比的增加而减小。当砂胶比为0.2时,材料的抗压强度最大。
(4)随着水固比的增加,纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的工作性能逐渐提高,而对应的立方体试块的抗压强度逐渐降低。当水固比为0.12~0.16时,浆体的坍落度为205mm~255mm,多缝稳态开裂破坏特性明显,最大极限拉伸应变为1.87%。当纤维增强磷酸镁水泥基复合材料的水固比为0.14时,抗压强度达到峰值。
(5)养护龄期的影响,当养护龄期为1d~28d时,狗骨试件的拉伸强度表现为磷酸镁水泥复合材料的养护龄期为1d~28d,早期强度特征显著。低温条件下的固化降低了磷酸镁水泥基复合材料的水合速度,对早期水合速率的影响更为明显,下降明显,但后期强度下降幅度较小。