纳米SiO2和混杂纤维增强ECRM粘结特性研究

王文帅; 张鹏; 尉晓雪; 吴靖江; 张承实

doi:10.13705/j.issn.1671-6833.2025.04.025

郑州大学学报（工学版） ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (01) : 95 -101+123. DOI: 10.13705/j.issn.1671-6833.2025.04.025

纳米SiO₂和混杂纤维增强ECRM粘结特性研究

王文帅, 张鹏, 尉晓雪, 吴靖江, 张承实

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摘要

为了制备出高性能的环氧树脂水泥基修复材料（ECRM）,有效解决大坝裂缝修复问题，通过界面弯拉强度试验分析了环氧树脂、纳米SiO₂和钢-PVA混杂纤维的掺量对水泥基修复材料粘结性能的影响，通过扫描电子显微镜试验揭示了水泥基修复材料粘结性能的增强机理。研究结果表明：随着环氧树脂、钢纤维和PVA纤维掺量的增加，水泥基修复材料的界面弯拉强度均呈现先升高后降低的变化趋势。当环氧树脂的掺量为9%（质量分数，下同）,PVA纤维的体积掺量为0.9%（体积分数，下同）和钢纤维的体积掺量为1.2%时，水泥基修复材料的界面弯拉强度达到最大，此时相比于基准组（未掺环氧树脂、纳米SiO₂、PVA纤维和钢纤维）提升了68.2%;随着纳米SiO₂的掺量从0增加到2.0%,水泥基修复材料的界面弯拉强度逐渐增大，增幅为14.7%;相比于掺加纳米SiO₂、钢纤维或PVA纤维，掺加环氧树脂对水泥基修复材料粘结性能的提升效果更加显著。水泥基修复材料粘结性能的微观增强机理可归结为环氧树脂和钢-PVA混杂纤维的掺入能够抑制基体内裂缝的产生和扩展，提高基体的整体性。纳米SiO₂的掺入能够减少基体内部的孔洞缺陷，提高基体的密实度。