水泥浆水化时经历井下一系列温度、压力变化,是一个很复杂的物理化学变化过程。硬化后的水泥环则是一个“先天”带有微气泡、微裂缝、微裂纹等缺陷的硬脆性材料,这些缺陷随应变率和应变力水平的增加而发展。当各种内、外因素作用达到一定程度时,微裂纹扩展、汇合生成大的裂缝,引起水泥环封隔作用失效。 提高水泥环的塑性、增强水泥环的形变能力是克服这些缺陷的有效办法。 纤维水泥就是在水泥组成中加入纤维结构材料以影响和改善水泥环动态力学性能,对裂纹尖端的应力场形成屏蔽从而提高材料的断裂韧性的水泥浆体系。无机石棉纤维的加入很好的改善了水泥的断裂韧性,增强了水泥环的形变能力,是一种较好的增塑材料。但它的毒害性却使得它的应用受到了很大的限制,寻找石棉纤维天然、无毒的替代品势在必行。 海泡石是一种纤维状硅酸盐粘土矿物,是近代用途较广泛、应用领域扩展较迅速的矿产之一。它特殊的呈“稻草束”状的网状纤维结构,使其具备了成为良好增塑材料的基础,论文通过大量实验考察海泡石对水泥各方面性质的影响情况。施工性能实验可看出海泡石的加入对水泥浆的密度影响不大;能够很好的改善水泥浆的流动性;降低水泥浆的析水量、滤失量,提高水泥浆的稳定性;缩短水泥浆的稠化时间;对抗压强度的影响不大。在施工性能实验的基础上,塑性实验主要考察了海泡石的加入对水泥浆体系胶结强度、抗折强度、抗冲击韧性的影响情况。实验结果表明海泡石的加入能较好的改善水泥环的胶结强度、抗折强度、抗冲击韧性。它对水泥石早期强度的产生影响不大。海泡石一超细水泥的实验看出,超细水泥具有粒径小、比表面积大、水化速度快的特点,在加入海泡石后,海泡石并没有对超细水泥的水化速度产生很大的影响,能够使超细水泥的一些施工性能得到更好的改善,同样对超细水泥的胶结强度、抗折强度、抗冲击韧性起到提升的作用。 电镜照片我们可以看到海泡石呈“稻草束”状的网状纤维结构,正是这种特殊的结构使得海泡石能够起到特殊的作用。集合状的纤维结构对溶剂起到束缚、吸附作用;单个纤维与水泥颗粒形成的良好胶结能很好的改善了水泥环的塑性,提高了水泥环的形变能力。