聚酯纤维掺量对聚合物树脂混凝土力学性能的影响*

金玉杰 康 力

(1:吉林建筑工程学院土木工程学院，长春 130118;2:吉林省上营森林经营局，舒兰 132600)

0 引言

聚合物混凝土包括聚合物浸渍混凝土简称PIC(Polymer impregnated Concrete)、聚合物改性混凝土简称PMC(Polymer modified Concrete)、树脂混凝土简称PC(Polymer concrete)三类［1－3］.树脂混凝土即聚合物混凝土.常见的树脂混凝土为环氧树脂混凝土.环氧树脂是一种环氧低聚物，分子结构中含有环氧基，环氧基具有与双键类似的反应活性，易受含有活泼氢的化合物作用而开环，当与固化剂反应便可以形成三维网状的热固性塑料.环氧树脂固化物的粘接性好、耐热性好、耐化学药品性，以及机械性能和电气性能优良，是热固性树脂中应用量较大的一个品种，缺点是耐候性和韧性差.环氧树脂混凝土是用环氧树脂胶粘剂，掺入适量固化剂、增塑剂、稀释剂及填料作为胶粘剂，以砂、石作为骨料，经混合、成型、固化而成的一种复合材料，是聚合物混凝土中的一种.环氧树脂混凝土具有强度高，抗冲击强度大，良好的耐化学腐蚀、耐磨、耐水和抗冻性能，并且与金属和非金属材料粘结强度高、电绝缘性好，弥补了水泥混凝土抗拉强度低，抗拉应变小，抗裂性小，脆性大等缺点.固化后的环氧树脂混凝土对大气、潮湿、化学介质、细菌等都有很强的抵抗能力.对聚合物砂浆性能的改性研究，人们在各个领域都进行了许多探讨.因此，本文主要研究聚酯纤维掺量对聚合物混凝土力学性能的影响.

1 实验部分

1.1 实验材料

环氧树脂:采用WSR 6101(E－44)双酚A型环氧树脂;固化剂:选用乙二胺;稀释剂:选用异丁醇;增韧剂:采用邻苯二甲酸二丁酯;聚硫橡胶:选用JLY－124液体聚硫橡胶;聚酯纤维:主要性能指标见表1;微集料:P.O 42.5水泥;细集料:普通中砂，级配好，干燥.

表1 聚酯纤维性能指标

1.2 试样制备

聚合物砂浆基本配合比是，环氧树脂∶乙二胺∶异丁醇∶二丁酯∶中砂∶聚硫橡胶∶水泥 =1∶0.08∶0.15∶0.1∶5∶0.01∶1.15，其中，异丁醇根据拌和物的和易性可以适当变动.

把拌和均匀的聚合物砂浆浇筑到标准试模40 mm×40 mm×160 mm中成型.20℃自然养护，1 d后拆模，再自然养护6 d进行力学性能检测.

2 结果与讨论

2.1 聚酯纤维掺量对聚合物砂浆力学性能的影响

聚合物砂浆基本配合比中聚酯纤维掺量以环氧树脂质量百分比计算，分别为0%，0.4%，0.8%，1.2%，1.6%，考察聚酯纤维掺量对聚合物砂浆性能的影响.7 d后测得各组试件的抗折强度、抗压强度及折压比见表2和图1～图3所示.

表2 聚酯纤维掺量对聚合物砂浆力学性能的影响

图1 聚脂纤维掺量对PC抗折强度的影响

图2 聚脂纤维掺量对PC抗压强度的影响

图3 聚脂纤维掺量对PC折压比的影响

从图1～图3中可以看出，随着聚酯纤维掺量的增加，无论是抗折强度还是抗压强度，总的趋势是先上升后下降.当聚酯纤维掺PC量为0.8%与未加入聚酯纤维相比，PC的抗折强度提高17%，抗压强度提高5%，提高的幅度都不大，但PC的抗折强度、抗压强度及折压比波动都很小.聚合物性能相对稳定，在实际中正需要这种性能.

2.2 改性环氧树脂砂浆微观结构图

从图4和图5中可看出，聚酯纤维纤维的表面较光滑，没有明显的附着物，说明聚丙烯纤维表面与聚合物混凝土之间结合比较疏松.

图4 聚合物砂浆的显微结构

图5 掺聚酯纤维聚合物砂浆的显微结构

3 结论

综上所述，聚酯纤维的加入能够提高树脂混凝土的抗压和抗折强度［4－5］.聚酯纤维加入到环氧树脂混凝土中，不但能有效阻止PC原生裂纹的产生，而且能使PC在固化后内部的缺陷减少，从而提高了PC的强度［4，6］.但加入量过多时，会导致抗折、抗压强度降低.

［1］肖力光，周建成.聚合物水泥混凝土复合材料结构形成机理及性能［J］.吉林建筑工程学院学报，2001(9):33－46.

［2］Yoshihiko Ohama.polymer－ based Admixtures［J］.cement and concrete composites，1998(20):189 －212.

［3］肖力光，金玉杰.“Preparation and properties of a new composite of epoxy emulsion(EEM)modified cement”［J］.Journal of wuhan University of Technology(SCI检索)，2009(10):843－845.

［4］金玉杰.改性环氧树脂混凝土(砂浆)及应用研究［D］.长春:吉林建筑工程学院，2010.

［5］肖力光，金玉杰.“Study on the Material of Epoxy Resin Concrete Modified and Its Application”［J］.Proceedings of the 6th Asian Symposium on Polymers in Concrete，2009(10):447 －452.

［6］A.beeldens，J.Montcny，E.Vnicke，et al.Resistance to Biogenic acid corrosion of polymer－ Modified mortars［J］.cement＆concrete composite，2001(23):47－56.