对比了不同聚合物与玻璃纤维复掺时对砂浆抗折、抗压强度的影响,同时对复掺情况下玻璃纤维的表面状况及其耐碱腐蚀能力进行了试验研究。研究结果表明,玻璃纤维与聚乙烯醇(PVA)复掺时,砂浆的强度及耐碱性能均较其他聚合物高,在纤维掺量为水泥质量的1.0%、聚灰比为7.5%时,玻璃纤维-聚乙烯醇改性砂浆的柔性最大,通过耐碱性试验及扫描电镜分析发现玻璃纤维与聚乙烯醇(PVA)复掺时,有效填充了砂浆内部的宏观与微观缺陷,提高了界面过渡区的密实度,同时聚合物包裹在纤维表面,提高了纤维的耐碱性能。

根据不同的水泥碱度设计了6种pH值的NaOH溶液对聚甲醛纤维(POM纤维)进行加速老化试验,同时用基准水泥上层清液做POM纤维的常温浸泡试验,通过测试浸泡前后纤维的直径和强度探究了POM纤维的耐碱性能,并对不同浸泡环境、不同浸泡时间下的纤维进行了微观形貌分析和红外测试,找出了不同浸泡条件下的时间对应关系。试验结果表明,POM纤维在两种浸泡环境下,随着时间的延长,直径逐渐增加,强度减小,POM纤维在pH=14的NaOH溶液中加温浸泡6 h相当于在基准水泥上层清液中常温浸泡28 d。POM纤维的腐蚀是一个逐层腐蚀的过程,碱溶液最先腐蚀纤维表面和内部杂质,其次腐蚀结构缺陷部分,发生C-O-C和CH2基团位移,导致纤维力学性能下降,但POM纤维整体结构骨架并没有受到严重腐蚀,具有较好的耐碱性能。

为了探究聚乙烯醇(PVA)纤维和聚丙烯(PP)纤维应用于混凝土中的稳定性,配制了不同浓度的NaOH溶液来模拟混凝土的碱性环境,同时采用加速腐蚀的方法对两种纤维进行碱溶液腐蚀处理,分别测试不同时间段两种纤维的直径和力学性能,并通过电镜观察纤维的表面变化情况。试验结果表明,随着浸泡时间的延长,两种纤维的直径都有所增加,强度都逐渐减小,但PP纤维的耐碱性能优于PVA纤维;碱溶液浓度越高,对纤维的腐蚀就越严重。微观形貌分析表明,相同条件下,PVA纤维比PP纤维受腐蚀更为严重。

结合短切玻璃纤维的特征,对EN 14649:2005(E)《预制混凝土制品-水泥和混凝土中玻璃纤维残留强力的测试方法(SIC TEST)》(欧标)中长玻璃纤维耐碱性能测试方法进行了改进,研发出了一种适用于短切玻璃纤维耐碱性能的测试方法。采用欧标法及改进欧标法对同一品种的玻璃纤维进行试验,同时进行了平行试验以验证改进欧标法的可靠性。结果表明,对于短切玻璃纤维而言,改进欧标法相较于欧标法具有更好的适用性;两种方法的试验结果具有一致性,说明了改进欧标法具有较强的实用性和可操作性。

在固定水灰比为0.4条件下,对比了玻璃纤维、聚乙烯醇乳液单掺与复掺时对水泥砂浆抗折、抗压强度的影响,同时研究了复掺情况下玻璃纤维的表面状况及其耐碱腐蚀能力。结果表明,玻璃纤维与聚合物乳液复掺时,水泥砂浆的抗压强度和抗折强度较聚合物单掺都有小幅度增加,在纤维掺量为水泥质量的1.0%、聚灰比为7.5%时,玻璃纤维聚合物水泥砂浆的柔性最大,纤维-聚合物复掺能够使其性能得到进一步改善,效果优于两者的单掺效果。通过耐碱性试验及扫描电镜分析探讨了玻璃纤维与聚合物乳液复掺时对纤维耐碱性能的影响,结果表明,两者复掺可有效填充水泥基材料内部的宏观与微观缺陷,提高界面过渡区的密实程度。