微晶纤维素增韧混凝土的性能研究及机理分析

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发布时间：2021-10-23

资料介绍

采用化学改性的方法制备了微纳米级微晶纤维素，混凝十l陛能测试表明，微纳米级微晶纤维索具有良好的工作性能、能
提高混凝土的抗压和抗折强度，使混凝土断裂能提高 50％，有效地增强混凝土韧性。用 SEM分析 _『混凝土水化产物的微观形貌，发
现微纳米级微晶纤维素在混凝土中的均匀分散、填充、桥联作用是改善混凝～L：韧性的原凶。
关键词：微晶纤维素；混凝土韧性：断裂能
中图分类号：TU528．043 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2010)07—0004—03
Properties study and mechanism analysis of concrete reinforced by microcrystalline cellulose
TANG Wenrlli ，MIA0 Chan~ven ，DING Bei
(1．Jiangsu Bote New Materials Co l,td．，Nanjing 210008，Jiangsu，China：
2．Jiangsu Research Institute of Buihting Science Co．Ltd．，Nanjing 2 1 0008，Jiangsu，China)
Abstract：Nanocrystalline and submicrocrystalline cellulose were prepared by chemical modification method．The performance
test results show that such cellulose has good operating perfnrmance，can improve compressive strength and flexural strength of the
concrete，increase conerete fracture energy by 50％，and efficiently enhance the concrete toughness．According to SEM analysis，well—
distributing，filling and bridging function of micxocrystalline cellulose in concrete was the main reason improving the toughness of
concrete．
Key words：mieroerystalline cellulose：concrete toughness：fracture energy
0 前言明显的提高。
随着现代建筑向大跨度、高层化的发展，对承重结构的混
凝土性能要求越来越高。然而，在追求高强度的同时，由十混
凝土脆性所导致的开裂破坏也越发突出，成了制约混凝土应
用的重要问题。因此，对混凝土韧性的研究也成为广受研究者
关注的领域f 。
当前，主要借助2种途径提高混凝土韧性：掺加聚合物乳
液和添加纤维材料。由于材料成本及与混凝土的材料属性
差异较大，虽然达到了混凝土韧性的改善效果，但损害了混凝
土的其它重要性能，如工作性和强度等，极大地限制了应用。
本文从微纳米层次的技术途径出发，借鉴刚性粒子增韧
机理，使用微纳米级别的微晶纤维素，通过特殊的改性工艺，
解决了材料成本、材料在混凝土中的分散和界面性能等难题，
同时在不损害混凝土其它性能的前提下，使混凝土的韧性有
基金项目：国家重点基础研究发展规划 (973)资助项日
(2OO9CB623205)
收稿日期：2009～12—30
作者简介：唐文睿，男，1983年生，四川成都人，硕士，助理工程师
要从事混凝土外加剂的研究开发。地址：江苏省南京市北京酉路 l2
号，电话：138141 13594，E—mail：wenruitang@gmail coin。
·4 · 新型建筑材料 2010 7
1 实验
1．1 原材料
微晶纤维素：粒径55 m，江苏龙浩新材料有限公司产；
水泥：江南小野田水泥厂生产的52．5级普通硅酸盐水泥；粉
煤灰：南京热电厂 I级粉煤灰；细集料：河砂，最大粒径5 mm，
连续级配，细度模数 2．6，表观密度2．61 g／cm ，堆积密度 1．5l
m ；粗集料：玄武岩碎石，5～10mill、10 20film连续级配，表
观密度2 84 g／era。，堆积密度 1．53 gem ，压碎值3．3％；外加剂：
JM—PCA聚羧酸超塑化剂(PCA)，江苏博特新材料有限公司产。
混凝土基准配合比为m(水泥)：m(粉煤灰)：m(水)：m(石)：
m(砂)=350：87．5：122．5：1072．5：720，微晶纤维素按胶凝材料的
质量百分比外掺。
】．2 性能测试及方法
混凝土成型、养护及抗压强度、抗弯强度的测试按GB，1’
50081--2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行；混凝
土坍落度、含气量测试按 GB／T 50080--2002《普通混凝土拌
合物性能试验方法标准》进行；通过混凝土最大水平载荷PI
与断裂韧度来判定混凝土的韧性，其测试按 DMr 5332—
2005 工混凝土断裂试验规程》中楔入劈拉法进行，其中混
凝土断裂能C ，的计算参考徐世娘等[51提出的方法。