复掺粉煤灰和矿粉对3D玻璃纤维织物增强水泥耐久性的研究.pdf

2016年第8期
混凝土与水泥制品
2016No.8
8月
CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS
August
复掺粉媟灰和矿粉对3D玻璃纤维织物
增强水泥耐久性的硏究
朱雪峰,张朋,李清海,李东旭
(1.南京工业大学材料科学与工程学院,210002.中国建筑材料科学研究总院,北京10004)
摘要:从Ca(OH)2含量、碱度、抗弯强度三个方面考察了复掺粉煤灰、矿粉对3D玻璃纤织物增强水泥耐久
性的影响。结果表明,复掺粉煤灰、矿粉降低了试件的碱度,减少了碱対玻璃纤维的侵蚀,同时还可提高试件强度,改
善3D)玻璃纤雏增强水泥的耐久性。
关键词:GIRC;碱度;抗弯强度;耐久性
Abstract: The influences of mixed Mly ash and slag powder on durability of 3D glass fiber fabric reinforced cement
Irom three aspeets of Ca(OH) alkalinity and flexural strengh are sludied. The results indicate Ihal il ean reduce alkalin-
ity of mixed fly ash and slag powder, which can also reduce corrosion of glass fiber, meanwhile, strength of specimens is
increased, durability of 3D glass fiber fabric reinforced cement is improved
Key words: GRC; Alkalinity; Flexural strength; Durability
中图分类号:TU528.58文献标识码:A文章编号:10004637(2016)08-46-04
0前言
1原材料和试验方法
珱璃纤维增强水泥( Glass fiber Reinforced Ce-1.1原材料
ment,简称GC)是一种新型的建筑材料",它是以
水泥:PO42.5R早强普通俳酸盐水泥,性能指
玻璃纤维作为増强材料,以水泥净浆或水泥砂浆作标见表1,主要化学成分见表2。
为基体而形成的一种复合材料。将3D玻璃纤维织
粉煤灰:业级粉煤灰,比表面积460m7kg,主要
物(简称3D玻纤)摻人水泥基体中可以显著提高试化学成分见表2。
件的力学性能。然而,GRC制品的耐久性是制约其
矿粉:S95级矿粉,比表而积430m3kg,主要化
发展的一个问题:试件中的玻璃纤维会受到侵蚀,学成分见表2。
导致GRC材料的长期力学性能降低。
表1水泥的主要性能指标
本文通过在基体中复掺粉煤灰和矿粉,并通过
抗穹强度测试、碱庋测定、热重分析(结合差示扫描
比表面积凝结时间hmin抗折强度MPa抗强度/P
量热法)、扫描电子显微镜等于段来研究其对3D玻
/(m2kg)初凝终凝3d28d
28d
璃纤维與物增强水泥耐久性的影响。
355
120)2006.528.1326.247.5
表2水泥、粉煤灰、矿粉的主要化学成分
材料
ドc2()
Kn
水泥
0.18
粉煤灰
44.50
35.00
9.10
0.58
0.48
16
0.64
矿粉
10.0
39.70)
7.60
细骨料:河砂,细度模数3.2,最大颗粒粒径不耐碱玻纤丝编织而成,表面经环氧树脂涂覆。3D玻
大于4.75mm,含泥量0.6%。
璃纤维纠物性能参数见表3
外加剂:聚羧酸减水剂,固含量为20%。
表33D玻璃纤维织物性能参数
3D璃纤维纠物:常州某公司产,由厚度为
厚度剪切強度八MP:剪切模量MPa弯曲刚度/(Nm)
30mm,单位而积质量1.25kgm3,7O2含量16.7%的
/mm经向纬向经向纬向经向纬向
基金项口:国家科技支撑计刘项目(2013BAJ1OB03
30
0.20.51.2
1.8
120
水:自来水
热重分析:热重分析(TG)是在程序控制温度
1.2试验方法
下,定量测量物质重量和温度关系的一种动态测试
试件尺寸为400mx100mx40mm,3D玻璃纤技术。试验使用德国STA449C综合热分析仪,并结
维织物厚30mm,织物上下两侧各有5mm砂浆保护合差示扫描量热法,分析试件中Ca(OI)2含量。
层,如图1所示
碱度测定:养护试件至设定龄期,破碎后放人
研体中研磨,再过方孔筛(0.08mm),称収10g,然后
加人100g蒸馏水,定期震荡,48h后用pH计测量其
pII值
2试验结果与分析
试件制备:将水泥、砂、矿物掺合料加人砂浆境2.13D璃纤维织物增强水泥配合比及Ca(Om)2
拌机,先预搅30,再分两次川入水和减水剂,搅拌含量、碱度、抗弯强度测试结某
180s制得砂浆。在制备试件时,分两次浇注,先浇注
固定水灰比为0.35、胶砂比为0.5、减水剂掺量
砂浆,并控制砂浆层厚度为5m,再将3D玻璃红维为0.8%通过整水泥、粉煤灰、矿粉三者比例来制
织物放人模具内,再次浇注完全,放置于振动台上备试件,具体配合比见表5。
振动刮平,放人标准养护室养护。
加载装置:试验在50kN微机控制电子万能试
验机上进行,采用位移控制。加载程控制5mm/imin
的加载速度,试件支撑与加载如图2所示。
图3为试件1标准养护28d后的DSC曲线和
IVG出线。从图3可以看到,在温度为400-500℃C时
试件中的Ca(OlI)2受热分解,DSC线上出现了
抗弯强度按式(1)计算
个吸热峰,TG曲线出现质量迅速减小区域。式(2)是
0:
(ソCa(OI)2受热分解的方程式。
Ca(OH)2=CaO+H2O↑
2
将各试件的TG-DSC.曲线进行处理,得到试件
o一试件的抗弯强度,MIa;
经标准养护28a以及50℃热水加速老化养护90d
试件的抗穹力,N
水泥浄浆中Ca(OI)2含量,见表6。由表6可以看
试件的长度
出,试件2和试件3中的Ca(OH)2含量明显低于试
b一一试件的宽度,m
件1,同时,随养护时间的增加,试件中的Ca(OH)
dl一试件的厚度,m
含量降低。而试件2和试件3中的Ca(OI)2含量相
测试龄期:制备好的试件放入标准养护室进行差不
养护,24h后拆模,续放入标准养护室养护28d后
测试抗穹强度。同时,将标准养护28d后的试件采
用50℃热水加速老化养护抑,并设定测试龄期为1d
7dさ、28d、90d。根据前人研究,在50℃热水中养抑
1d相当于在北京大气中自然养护854。本试验采
用的热水加速老化养护龄期及其所对应的自然养
护时问见表4