纤维/混杂纤维-矿渣地质聚合物复合材料的弯曲强度与弯曲韧性

发布时间：2021-11-24 23:44

　　碱激发矿渣地质聚合物存在脆性大、韧性差、易开裂等缺陷。利用纤维/混杂纤维对矿渣地质聚合物进行改性,以纤维-矿渣地质聚合物复合材料的弯曲强度与弯曲韧性作为考察指标,分析了3种单一纤维及2种混杂纤维对矿渣地质聚合物的增强与增韧效果。研究结果表明,碳纤维增强效果优于钢纤维、玄武岩纤维,钢纤维增韧效果优于碳纤维、玄武岩纤维,而玄武岩纤维增强及增韧效果相对较差;碳纤维与钢纤维混杂,可充分发挥碳纤维的增强效应和钢纤维的增韧效应,适当掺量下混杂纤维较单一纤维具有更好的增强与增韧效果;纤维与浆料的容重差对矿渣地质聚合物硬化体的均质性具有重要影响,碳纤维与钢纤维混杂可显著降低不同加载方向下矿渣地质聚合物弯曲强度与弯曲韧性的离散性。 

【文章来源】：材料导报. 2017,31(22)北大核心EICSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图１不同碳纤维掺量下矿渣聚合物的荷载－挠度曲线Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｌｏａｄ－ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｓｌａｇｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓ

１可知，随碳纤维掺量的增加，矿渣地质聚合物的最大破坏荷载逐渐增大，荷载作用下的挠度值亦呈增大趋势；当纤维掺量为０．２５％、０．５０％时，与基准相比，荷载增加幅度不大，仍表现为脆性破坏；当纤维掺量为１．５０％时，相比于基准试样，荷载增幅显著，且表现出一定的韧性破坏。图１不同碳纤维掺量下矿渣聚合物的荷载－挠度曲线Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｌｏａｄ－ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｓｌａｇｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓ由图２可知，随玄武岩纤维掺量的增加，矿渣地质聚合物的最大破坏荷载逐渐增大，荷载作用下的挠度值增大甚微，且表现为脆性破坏；相比于纤维掺量１．００％，纤维掺量为１．５０％时，无论最大破坏荷载或是最大挠度均有所降低。图２不同玄武岩纤维掺量下矿渣聚合物的荷载－挠度曲线Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｌｏａｄ－ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｓｌａｇｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓ由图３可知，随钢纤维掺量的增加，矿渣地质聚合物的最大破坏荷载呈增大趋势（０．２５％例外），荷载作用下的挠度显著增大，待测试样表现出明显的韧性破坏。·１２２·材料导报Ｂ：研究篇２０１７年１１月（Ｂ）第３１卷第１１期

图３不同钢纤维掺量下矿渣聚合物的荷载－挠度曲线Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｌｏａｄ－ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｓｌａｇｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｅｅｌｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓ由表３可知，３种单一纤维对矿渣地质聚合物的增强、增韧效果差异显著：随碳纤维掺量增加，矿渣地质聚合物的等效弯曲强度与等效弯曲韧性增加明显，且增强效果优于增韧效果；随玄武岩掺量增加，矿渣地质聚合物的等效弯曲强度与等效弯曲韧性呈增大趋势，增强效果明显，但增韧效果甚微；随钢纤维掺量增加，矿渣地质聚合物的等效弯曲强度与等效弯曲韧性增加明显，且增韧效果优于增强效果。表３单掺／混杂纤维对矿渣地质聚合物弯曲强度及弯曲韧性的影响Ｔａｂｌｅ３Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｉｎｇｌｅ／ｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｏｎｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｆｌｅｘｕｒａｌｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｓｌａｇｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ纤维种类体积掺量％等效弯曲强度ｆｅｑＮ／ｍｍ２等效弯曲韧性ＷｕｅｋＪ／ｍ３挠度ΩＮ·ｍｍ最大破坏荷载Ｆ／Ｎ０２．４２４．６８２９９．８０２２７０．８１０．２５３．５１５．３３３４１．２４２８３９．７３ＣＦ０．５０３．０４１０．３７６６３．５９２８１２．１６１．００４．５０１７．４９１１１９．２２３５８６．８３１．５０５．４４３７．６５２４０９．７４４４９２．９３０２．４２４．６８２９９．８０２２７０．８１０．２５３．３０４．３８２８０．１８２６６６．３４ＢＦ０．５０３．７０８．７２５５８．２１３００５．７５１．００４．６４１３．０４８３４．６７３７８９．７２１

【参考文献】：
期刊论文
[1]碱矿渣水泥的收缩与开裂特性及其减缩与增韧[J]. 顾亚敏,方永浩.  硅酸盐学报. 2012(01)
[2]PVA纤维直径对水泥基复合材料抗拉性能的影响[J]. 张君,居贤春,郭自力.  建筑材料学报. 2009(06)
[3]纤维混杂及其与膨胀剂复合对水泥基材料的物理性能的影响[J]. 孙伟,钱红萍,陈惠苏.  硅酸盐学报. 2000(02)



本文编号：3516982