聚丙烯纤维增强水泥复合材料抗冲蚀性能及冲蚀机制

郝贠洪^1,2,3，刘艳晨^1,2,3，李永贵⁴，高峰^2,3,5

1. 内蒙古工业大学理学院2. 内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室4. 闽江学院福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室5. 内蒙古工业大学土木工程学院

摘 要：针对内蒙古中西部地区风沙环境特征,利用模拟风沙环境侵蚀试验系统,研究了不同聚丙烯（PP）纤维掺量的PP纤维/水泥复合材料在风沙环境中的抗冲蚀性能,并利用SEM观测冲蚀后微观形貌,探究其冲蚀机制。结果表明:不同PP纤维掺量的PP纤维/水泥复合材料冲蚀率大小为:普通水泥砂浆>PP纤维质量比为1.5%的PP纤维/水泥复合材料>PP纤维质量比为0.5%的PP纤维/水泥复合材料（PP与胶凝材料的质量比）,且在一定的冲蚀时间范围内,冲蚀损伤演化特征发生显著变化;不同PP纤维掺量的PP纤维/水泥复合材料冲蚀率随冲蚀角度的增加而增大,且在冲蚀角度为90°时出现不同的峰值,符合脆性材料特征;分析材料表面受粒子冲蚀过程的表面接触应力,结合冲蚀后微观形貌,表明适量PP纤维的掺入有助于提高PP纤维/水泥复合材料的密实程度,增加韧性,过量PP纤维的掺入会造成分散不均匀,降低砂浆密实度和抗冲蚀能力;通过合理匹配PP纤维掺量可制备出具有优异抗冲蚀性能的PP纤维/水泥复合材料。

关键词：水泥基复合材料;风沙环境;抗冲蚀;聚丙烯纤维;冲蚀机制;