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作者：马建宏;王琪;焦华喆;杨柳华;王春来;张勃阳;陈曦;
单位：河南理工大学土木工程学院;河南理工大学能源科学与工程学院;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心;中国矿业大学(北京)能源与矿业工程学院;
摘要：针对传统混凝土在井下实际应用时表现出强度低、脆性大、韧性差等缺陷性问题，提出通过加入聚合物和纤维形成复合材料的方式进行改善.通过电子计算机断层扫描技术(CT)、扫描电子显微镜(SEM)研究复合材料的强度、韧性、孔隙结构和纤维分布.结果表明：在混凝土中加入玄武岩纤维(BF)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液(VAE聚合物)后，BF通过填充孔隙，使得混凝土中原始孔隙尺寸与数量降低，VAE聚合物通过一系列水化反应得到聚合物薄膜，附着在BF与基体骨料表面，从而增加黏结性能，达到增强增韧的效果；单一尺寸BF掺入条件下，BF掺量为3.0 kg/m~3、VAE聚合物掺量为3%左右、BF长度为9 mm左右时，混凝土力学性能提升效果最好；在前期试验的基础上通过调整3种尺寸BF在混凝土中的掺入比例，设计多尺寸BF混掺，与前期试验相比，整体力学性能得到提升；利用数字图像处理技术对切片进行灰度值调节，将密度相同的基体与纤维准确区分，得到清晰的内部结构灰度图，从而实现纤维可视化；借助CT扫描结果和SEM图像进行细观结构研究，结果显示，同一BF尺寸下，混凝土内部孔隙数量随着BF掺量的增加先减少后增加，相比之下多尺寸BF混掺下试样孔隙率偏小、孔隙数量少.研究结果可为软岩巷道大变形支护研究和混凝土复合材料的细观孔隙结构演化提供借鉴.
关键词：BF纤维;;VAE聚合物;;CT扫描;;SEM;;孔隙
基金资助：国家自然科学基金重点项目(52374121,51834001);; 中国博士后科学基金特别资助项目(2022T150195)
