[发明专利]不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的性能评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的分散度与体积率的测试与评价方法。 

背景技术

水泥基材料是目前使用最为广泛的建筑材料之一，是一种典型的“准脆性材料”，具有抗折抗拉强度低、脆性大、易开裂等缺点，提高其韧性及其他性能，以非连续的短纤维或者长纤维作增强材料是最普遍和最常用的方法，而要实现纤维在水泥基复合材料中的增强、阻裂、增韧性能，纤维在水泥基体中均匀分散是最重要的前提，怎样有效且简便地评价纤维在水泥基复合材料中的分散也是纤维混凝土构件和工程结构急需解决的问题。目前常见的评价技术手段，如：图像分析技术（image analysis）、透射X射线摄影技术（transmission X-ray photography）、交流阻抗谱法（AC-impedance spectroscopy），但这些都主要用于检测无机纤维（如玻璃纤维）或是能导电的纤维（如钢纤维、碳纤维），对于不导电、微细、有机纤维使用上述方法都不能在硬化水泥基体中准确找到或是根本就看不见，更不用说评价纤维在水泥基体中的分散度和体积率。 

此外，目前有机纤维在有抗裂、增韧要求的工程上使用普遍，但掺量低、直径小、长径比小，对于业主或施工方而言，寻求一种检测结构实体中是否掺有纤维及定量评价纤维分散度、体积率的经济、简便方法，而且对科研工作开展、工程实际检测都具有重要的现实意义。 

发明内容

为了克服目前定性评价微细、不导电、有机纤维的分散度和体积率的技术方法的不足和实际工程检测对定量评价微细、不导电、有机纤维的分散度和体积率的急迫要求，本发明提供了一种不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的性能评价方法，是一种经济、简便的定量检测与评价微细、不导电、有机纤维在硬化水泥基复合材料中分散度和体积率的检测与评价方法。 

本发明的技术方案是：一种不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的性能评价方法，步骤为：（1）根据透反射偏光显微镜载物台尺寸及有机纤维长度，切割测试试件； 

（2）试件干燥后，在切割表面喷上水性荧光渗透剂，静置10~15min使水性荧光渗透剂充分浸入试件切割表面后，用水将试件表面多余的水性荧光渗透剂冲洗掉，在室内环境下静置至表面自然干燥后，放置于偏光镜下进行观察； 

（3）选取物镜放大倍数为4倍，先用偏光镜白光光源调整物镜焦距，直至图像清晰为止，然后关闭白光光源，打开紫外线LED光源，浸有水性荧光渗透剂的有机纤维显示出紫 色或淡蓝色，而水泥基体材料呈现深灰色； 

（4）用透反射偏光显微镜内置CCD相机拍照，得到硬化混凝土中微细有机纤维图像； 

（5）采用图像处理软件对至少三个切割面的图像进行分析，计算纤维间距，统计纤维根数，根据分散系数和单位体积水泥基复合材料中纤维根数两个指标，定量评价不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的分散度与体积率。 

所述的不导电微细有机纤维为本身不导电且具有对水性荧光渗透剂吸附的特征，直径1μm~40μm，长径比100~400。 

步骤（5）具体分为纤维分散的定量评价、单位体积硬化水泥基复合材料中纤维根数的计算两个部分； 

纤维分散的定量评价为：1）在切割面上不同坐标区域获取图像，利用偏振光显微镜配套的图像处理软件，基于图像灰度值，将紫色或淡蓝色的区域从图像中滤出，同时去除背景图像，得到微细、不导电、有机纤维的特征点； 

2）利用偏振光显微镜配套的的图像处理软件，计算出纤维间距平均值； 

3）统计每幅图像中的纤维根数x_i，并计算其平均值x_average； 

4）评价纤维分散性的分散系数计算公式：