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PVA纤维增强水泥基复合材料优化设计及其力学性能研究
随着经济技术的发展，人们对建筑材料的要求越来越高。传统的水泥基材料由于其单一的力学性能、易龟裂等缺陷，难以满足现代建筑的需求。PVA纤维与水泥基材料复合可以改善其力学性能，并降低龟裂。本文主要介绍了PVA纤维增强水泥基复合材料的优化设计及其力学性能研究。
一、PVA纤维增强水泥基复合材料的制备方法
1.原材料准备
选用普通硅酸盐水泥、细骨料、石膏粉、水和PVA纤维等为原材料，其中PVA纤维按照3%的质量比掺入施工混合料中。
2.施工混合料的制备
首先，在搅拌机中将普通硅酸盐水泥、细骨料、石膏粉等按一定比例混合均匀，并逐渐加入一定量的水。将PVA纤维捆成束状，放入已经搅拌好的混合料中搅拌均匀即可。
3.样品的制备
将混合料倒入模具中，采用振动压实的方法来制备样品。
二、PVA纤维增强水泥基复合材料的力学性能
1.抗压强度
实验表明，PVA纤维增强水泥基复合材料的抗压强度明显提高。当PVA纤维的掺量为3%时，其抗压强度约为28MPa；当PVA纤维的掺量增加到6%时，抗压强度约为30MPa。
2.抗拉强度
实验表明，PVA纤维增强水泥基复合材料的抗拉强度也有所提高。当PVA纤维的掺量为3%时，其抗拉强度约为3.5MPa；当PVA纤维的掺量增加到6%时，抗拉强度约为4.5MPa。
3.弯曲强度
PVA纤维增强水泥基复合材料的弯曲强度也有所提高。当PVA纤维的掺量为3%时，其弯曲强度约为6.1MPa；当PVA纤维的掺量增加到6%时，弯曲强度约为7.8MPa。
三、PVA纤维增强水泥基复合材料的优化设计
1.对掺量进行优化
实验结果表明，PVA纤维的掺量对增强材料的力学性能影响较大。但是，在掺量过大时，由于纤维的集中性较差、分散性较差，反而会降低增强材料的性能。
因此，需要对掺量进行优化，一般来讲，PVA纤维的掺量应该控制在3%~6%之间，这样可以取得较好的增强效果。
2.纤维长度选择
PVA纤维的长度对增强效果同样也有较大的影响。过长的纤维在搅拌中容易团块，而且搅拌时纤维长度的的增加会影响水泥基材料的强度。因此，适宜的PVA纤维长度范围一般应该在6mm~12mm之间。
3.纤维分散
PVA纤维在水泥基材料中的分散性也对增强效果有一定的影响。若PVA纤维分散较差，则难以增强水泥基材料，从而降低其力学性能。因此，需要对PVA纤维分散状态进行优化，以提高其增强效果。
四、结论
本文主要研究了PVA纤维增强水泥基复合材料的制备方法、力学性能和优化设计等方面。实验结果表明，PVA纤维的掺量在3%~6%之间，纤维的长度为6mm~12mm时，可以较好的提高材料的力学性能；而纤维的分散情况也是影响增强效果的重要因素之一，需要加以优化。
综上所述，PVA纤维增强水泥基复合材料具有较好的增强效果，是当前建筑材料领域的一个热点研究方向。