水泥基復(fù)合材料彎曲性能及改性機理研究.pdf

1、本文研究了壓力成型工藝對水泥彎曲性能(彎曲強度、彈性模量、撓度)的影響；然后分別比較和討論了無機增強材料(硅溶膠等)和高聚物增強材料(聚乙烯醇、叔碳酸乙烯酯共聚乳液等)對水泥的改性效果和增強機理。研究結(jié)果顯示： 1.純水泥(60MPa成型)試樣的彎曲強度為16.3MPa,比成型壓力為20MPa時,提高了60﹪。由于成型壓力改變了水泥的尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、致密度,成型壓力對水泥的彎曲強度影響較大。 2.適量添加硅溶膠可使水泥的

2、彎曲強度上升115﹪。撓度提高了約一倍。分析認為其納米SiO2膠粒,有效填充了水泥孔隙,能較好的改善水泥的彎曲性能。硅灰石復(fù)合水泥(20MPa成型)彎曲強度比純水泥提高約一倍,其增強水泥的最大撓度為0.25mm。根據(jù)實驗及理論分析,硅質(zhì)微粒增強材料的合理用量約2﹪～4.7﹪。 3.聚氨酯對水泥增強效果有限,隨著聚氨酯含量增大,水泥彈性模量大幅下降,但它使水泥的撓度顯著增加,最大值為7mm。PVA復(fù)合水泥(20MPa成型)彎曲強度

3、比純水泥試樣高115﹪。撓度提高1～2倍,按照本文中的分析,PVA可以很好的吸收水泥基體水化過程的應(yīng)力,并與基體緊密結(jié)合。叔碳酸乙烯酯共聚乳液混合體系使水泥彎曲強度提高316.7﹪。撓度提高268﹪。掃描電鏡顯示其試樣斷口非常致密。其對水泥的增強作用非常顯著。本文的機理認為,乳液混合體系在基體中形成了堅韌的界面,有明顯增強效果。 20MPa成型,24h養(yǎng)護的聚乙烯醇、叔碳酸乙烯酯共聚乳液混合體系、硅溶膠等增強材料的復(fù)合水泥彎曲性

4、能達到或超過了純水泥(60MPa成型)的彎曲性能。無機微粒增強水泥的平均撓度為0.158mm,高聚物增強水泥的平均撓度為0.754mm。聚合物復(fù)合水泥有較大的變形能力。無機微粒增強水泥平均彈性模量為4806.6MPa；高聚物增強水泥平均彈性模量為3739.3MPa。高聚物對水泥的柔性影響較大。 提高成型壓力后,聚合物復(fù)合水泥彎曲強度改變顯著,無機微粒復(fù)合水泥彎曲強度的變化不大。由此可見,無機微粒主要靠微集料效應(yīng)增強水泥,而聚合物