1、玻璃纖維增強(qiáng)水泥(GlassFiberReinforcedCement，GRC)是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，以水泥凈漿或水泥砂漿為基體而形成的一種復(fù)合材料。作為一種新型的復(fù)合材料，GRC自問(wèn)世以來(lái)就得到不斷發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但是，由于GRC的長(zhǎng)期性能尤其是在潮濕環(huán)境下韌性降低的問(wèn)題還沒(méi)有得到根本的解決，使其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍受到很大限制。多年來(lái)，不少國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直致力于GRC長(zhǎng)期性能下降的機(jī)理及耐久性改善措施的研究，采取了諸如使用低堿

2、度水泥及活性摻合料改性普通硅酸鹽水泥等技術(shù)措施。但低堿度水泥存在成本太高，水泥生產(chǎn)廠家較少的缺點(diǎn)。而使用活性摻合料改善用普通硅酸鹽水泥做基體的GRC耐久性時(shí)，又會(huì)帶來(lái)GRC的早期強(qiáng)度過(guò)低及脫模時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。 本研究主要解決以下問(wèn)題：①研究通過(guò)加入摻合料、外加劑解決玻璃纖維增強(qiáng)普通硅酸鹽水泥耐久性問(wèn)題；②研究解決玻璃纖維增強(qiáng)普通硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度偏低及脫模時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題；③確立適合于評(píng)定玻璃纖維增強(qiáng)普通硅酸鹽水泥耐久性的試驗(yàn)方法

3、。 GRC耐久性影響因素研究表明，使用粉煤灰、硅灰等活性摻合料對(duì)普通硅酸鹽水泥GRC耐久性的改善是有效的。其中以粉煤灰50％、硅灰10％取代普通硅酸鹽水泥的試驗(yàn)組，無(wú)論是試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)或是加速老化試驗(yàn)都表現(xiàn)出最優(yōu)的耐久性。粉煤灰的品質(zhì)尤其是其細(xì)度對(duì)GRC長(zhǎng)期耐久性產(chǎn)生重要影響，磨細(xì)粉煤灰和硅灰對(duì)GRC長(zhǎng)期耐久性的正向影響很大，是后期抗折、抗壓強(qiáng)度提高的重要因素，二者之中，硅灰的貢獻(xiàn)更大。另外，玻璃纖維化學(xué)成分中二氧化鋯含量、玻璃

4、纖維品種、玻璃纖維長(zhǎng)度及摻量等因素對(duì)加速老化條件下GRC強(qiáng)度都有重要影響。在其它條件相同的情況下，使用高鋯耐堿玻纖的效果更好。 采用早強(qiáng)劑可顯著提高GRC的早期強(qiáng)度。提高粉煤灰細(xì)度也可提高GRC的早期強(qiáng)度，粉煤灰細(xì)度越細(xì)，GRC早期強(qiáng)度提高越顯著。對(duì)于1天強(qiáng)度，隨著硫酸鈉摻量的增加，無(wú)論是抗折強(qiáng)度還是抗壓強(qiáng)度都有明顯的提高。加1.5％硫酸鈉的GRC抗折強(qiáng)度比不加的GRC抗折強(qiáng)度高出70％以上，抗壓強(qiáng)度高出24％以上。硫酸鈉雖然會(huì)

5、增加GRC的早期強(qiáng)度，但對(duì)后期耐久性有不利的影響，即硫酸鈉會(huì)降低GRC老化后期強(qiáng)度。磨細(xì)粉煤灰、硅灰和早強(qiáng)劑復(fù)合使用要比采用單一措施對(duì)早期強(qiáng)度提高更多，復(fù)合措施的增強(qiáng)效果不是機(jī)械磨細(xì)粉煤灰增強(qiáng)效果與化學(xué)激發(fā)劑增強(qiáng)效果的簡(jiǎn)單疊加，而是高于兩者增強(qiáng)效果之和。 加入速凝劑后，試件的可拆模時(shí)間比不加速凝劑的普通硅酸鹽水泥試件大大縮短，且隨著速凝劑摻量的增加，試件的可拆模時(shí)間趨短。雖然速凝劑可大大縮短試件的可拆模時(shí)間，但其對(duì)試件的早期強(qiáng)度

6、(1d)增強(qiáng)效果不明顯。速凝劑摻量不大于膠凝材料總量的1.5％時(shí)，GRC試件在80℃熱水中加速老化11天強(qiáng)度不下降；當(dāng)速凝劑摻量達(dá)3％或速凝劑、硫酸鈉摻量各1.5％時(shí)，加粉煤灰或硅灰GRC試件組抗折強(qiáng)度在加速老化7天后強(qiáng)度出現(xiàn)下降趨勢(shì)。 預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，基體在加速老化前的水化過(guò)程就越充分，就越能反映實(shí)際的物理侵蝕及化學(xué)侵蝕對(duì)強(qiáng)度值的影響。推薦使用預(yù)養(yǎng)護(hù)28天的實(shí)驗(yàn)方法。50℃和80℃水溫加速老化過(guò)程相比較，50℃水中基體的水化過(guò)

7、程更接近實(shí)際情況，結(jié)論也更偏于安全，與自然老化過(guò)程更吻合，但所需周期較長(zhǎng)。 SEM、光學(xué)顯微鏡對(duì)GRC中玻璃纖維表面形貌的觀察進(jìn)一步證實(shí)了玻璃纖維在粉煤灰、硅灰改性普通硅酸鹽水泥基體中，即使長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)受到侵蝕，表現(xiàn)出很好的耐久性。漿體pH值的測(cè)試分析以及X射線衍射圖譜表明，無(wú)論是標(biāo)養(yǎng)7d、28d、365d或是加速老化3d，普通硅酸鹽水泥水化后含有大量的Ca(OH)2；摻有粉煤灰和硅灰的試樣X(jué)射線衍射圖譜中對(duì)應(yīng)的Ca(OH)2衍

8、射峰很低，不像普通硅酸鹽水泥試樣X(jué)射線衍射圖譜對(duì)應(yīng)的Ca(OH)2峰那么尖銳，進(jìn)一步證實(shí)了Ca(OH)2是對(duì)玻璃纖維造成腐蝕的主要原因。 加速老化試驗(yàn)和微觀分析試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)玻璃纖維受到嚴(yán)重腐蝕時(shí)，GRC試件的抗折和抗壓強(qiáng)度都將低于基體強(qiáng)度值，強(qiáng)度損失的幅度與玻璃纖維腐蝕程度相關(guān)。對(duì)這一現(xiàn)象的合理解釋是：GRC材料的韌性隨著玻璃纖維的腐蝕程度不斷加重而不斷下降，當(dāng)玻璃纖維受到一定程度的腐蝕后，本應(yīng)起增強(qiáng)作用的玻璃纖維變成了材料