碳纤维增韧磷酸镁水泥研究

发布时间：2021-11-02 08:29

　　磷酸镁水泥（MPC）是由氧化镁、可溶性磷酸盐、缓凝剂配制而成的胶凝材料,又被称为化学结合陶瓷,具有快凝、快硬、超早强、体积稳定性好、粘结性能好等优点,在混凝土结构修补,混凝土道路路面修补,有毒及核废料固化等领域均可使用。磷酸镁水泥主要由离子键、共价键和氢键胶结,其中离子键、共价键有较高的抗畸变和阻碍位移运动的能力;且强度发展快,在快速的凝结硬化过程中裂纹和缺陷不可避免的出现;另外,磷酸镁水泥水化过程中放出氨气,存在于晶界处的气孔也会引起应力集中等缺陷,这些都使磷酸镁水泥具有较高的脆性。碳纤维模量高,抗拉强度高,耐腐蚀性能好,掺加到混凝土中可以改善混凝土韧性。本文借鉴碳纤维对混凝土的改性,尝试使用碳纤维改善磷酸镁水泥韧性。首先研究了水胶比、碳纤维掺量、碳纤维长度对磷酸镁水泥砂浆扩展度及碳纤维分散性能的影响,其次研究了碳纤维掺加及长度对磷酸镁水泥砂浆抗压抗折强度,劈裂抗拉强度等力学性能的影响;由于碳纤维表面平滑,与磷酸镁水泥结合性能差,本文最后使用硝酸氧化碳纤维,改善碳纤维表面性能,研究硝酸氧化的时间、温度、浓度对碳纤维抗拉强度及碳纤维改性磷酸镁水泥砂浆的抗压抗折强度、劈裂抗拉强度及断裂性... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 磷酸镁水泥研究背景
        1.1.1 磷酸镁水泥的制备
        1.1.2 磷酸镁水泥的水化产物及水化机理
    1.2 磷酸镁水泥增韧改性研究现状
        1.2.1 聚合物乳液改性研究
        1.2.2 纤维改性研究
        1.2.3 碳纤维改性磷酸镁水泥优点及不足
    1.3 碳纤维表面改性研究现状
    1.4 本课题的提出
        1.4.1 本课题的目的及意义
        1.4.2 主要研究内容
2 原材料及试验方法
    2.1 原材料
        2.1.1 氧化镁
        2.1.2 硼砂
        2.1.3 磷酸二氢铵
        2.1.4 碳纤维
        2.1.5 拌合水
        2.1.6 砂
        2.1.7 硝酸
    2.2 试验方法
        2.2.1 碳纤维的表面处理方法
        2.2.2 磷酸镁水泥砂浆扩展度测定
        2.2.3 试件成型与养护
        2.2.4 电阻率测定方法
        2.2.5 力学性能测试
3 碳纤维对磷酸镁水泥性能的影响
    3.1 碳纤维对磷酸镁水泥砂浆扩展度的影响
        3.1.1 水胶比对碳纤维改性磷酸镁水泥砂浆扩展度的影响
        3.1.2 碳纤维掺量对磷酸镁水泥砂浆扩展度的影响
    3.2 碳纤维在磷酸镁水泥砂浆分散性研究
        3.2.1 碳纤维分散性研究方法
        3.2.2 水胶比对碳纤维分散性的影响
        3.2.3 掺量对碳纤维分散性的影响
    3.3 碳纤维掺量对磷酸镁水泥力学性能的影响研究
        3.3.1 碳纤维掺量对磷酸镁水泥抗压强度的影响
        3.3.2 碳纤维掺量及长度对磷酸镁水泥抗折强度的影响
        3.3.3 碳纤维掺量及长度对磷酸镁水泥劈裂抗拉强度影响
    3.4 本章小结
4 碳纤维预处理对磷酸镁水泥性能的影响
    4.1 碳纤维与磷酸镁水泥之间的粘结分析
    4.2 处理时间对碳纤维改性磷酸镁水泥性能的影响
        4.2.1 处理时间对碳纤维单丝抗拉性能的影响
        4.2.2 处理时间对改性磷酸镁水泥砂浆抗压强度的影响
        4.2.3 处理时间对改性磷酸镁水泥抗折强度的影响
        4.2.4 处理时间对碳纤维改性磷酸镁水泥劈裂抗拉强度的影响
        4.2.5 处理时间对改性磷酸镁水泥断裂性能的影响
    4.3 处理温度对碳纤维改性磷酸镁水泥性能的影响
        4.3.1 处理温度对碳纤维单丝抗拉性能的影响
        4.3.2 处理温度对改性磷酸镁水泥砂浆抗压强度的影响
        4.3.3 处理温度对改性磷酸镁水泥砂浆抗折强度的影响
        4.3.4 处理温度对改性磷酸镁水泥砂浆劈裂抗拉强度的影响
        4.3.5 处理温度对改性磷酸镁水泥砂浆断裂性能的影响
    4.4 硝酸浓度对碳纤维改性磷酸镁水泥性能的影响
        4.4.1 硝酸浓度对碳纤维单丝抗拉性能的影响
        4.4.2 硝酸浓度对改性磷酸镁水泥砂浆抗压强度的影响
        4.4.3 硝酸浓度对改性磷酸镁水泥砂浆抗折强度的影响
        4.4.4 硝酸浓度对改性磷酸镁水泥砂浆劈裂抗拉强度的影响
        4.4.5 硝酸浓度对改性磷酸镁水泥断裂性能的影响
    4.5 微观结构分析
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读硕士学位期间申请的专利目录
    C.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
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[3]磷酸镁水泥的聚合物改性研究[J]. 黄煜镔,王润泽,余帆,周静静.  湖南大学学报(自然科学版). 2014(07)
[4]EVA乳液对磷酸镁水泥性能的影响研究[J]. 黄煜镔,王润泽,周静静,余帆.  功能材料. 2014(11)
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硕士论文
[1]界面效应对碳纤维混凝土功能响应的影响及机理研究[D]. 李锐.武汉科技大学 2012
[2]炭纤维表面处理及结构与性能的研究[D]. 许林.中南大学 2008
[3]碳纤维混凝土断裂性能研究[D]. 杜向琴.西北农林科技大学 2007
[4]电化学氧化改性对碳纤维功能材料性能的影响[D]. 彭佳.重庆大学 2006
[5]纤维混凝土界面性能及纤维作用机理研究[D]. 张红州.广东工业大学 2004



本文编号：3471691