掺合料对纤维增强水泥基材料拉伸性能的影响

为降低材料成本并探明掺合料对聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料抗拉能力的改性效果,采用一定量的粉煤灰、硅灰和偏高龄土代替水泥,试验研究了改性前后水泥基复合材料的拉伸应变、开裂强度、极限强度以及裂缝发展规律,分析了各种掺合料对水泥基复合材料抗拉性能的影响机理.试验研究结果表明:用粉煤灰代替65.0%的水泥,材料的初始开裂强度和极限强度随着粉煤灰的掺入分别降低了25.5%和26.0%,但复合材料的变形能力提高了2倍;粉煤灰改善了复合材料的裂缝宽度和间距,使得多重开裂现象更易发生;用粉煤灰和硅灰分别代替50.0%和15.0%水泥,使得复合材料裂缝宽度略有减小,变形能力比单掺粉煤灰提高了7.6%;偏高岭土的掺入,使得材料具有更好的变形能力;在纤维体积掺量为2.0%的情况下,粉煤灰、硅灰、偏高岭土的复掺使得纤维增强水泥基复合材料的极限拉应变达到2.0%,极限强度达到3.99 MPa,材料在拉伸荷载作用下呈现出高延性和多裂缝开裂特性,材料自身对裂缝具有很强的可控性,其饱和状态最大裂缝宽度为175μm,平均裂缝宽度不超过115μm.