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木纤维和添加剂对水泥基纤维复合材料性能影响的初步研究

周覃一  
【摘要】: 本研究针对水泥基复合材料比重高、纤维与水泥基体的界面相容性差的问题,以木纤维和低碱快硬硫铝酸盐水泥为原料,采用半干法冷压工艺压制水泥基木纤维复合材料,重点研究了木纤维和添加剂对水泥基纤维复合材料性能的影响。此外,从纤维预处理的角度入手,研究了粗皮桉和兴安落叶松的纤维形态和打浆度对水泥基纤维复合材料性能的影响规律。通过研究得出以下结论: (1)水灰比和木纤维掺量是影响复合材料密度和抗折强度的主要因素; (2)加入适量的木纤维有助于复合材料抗折强度的提高,但掺量过大会降低复合材料的强度; (3)发泡剂的加入对密度和吸水率的影响显著,聚苯颗粒的加入对密度、抗折强度、抗压强度的影响显著; (4)由单因素方差分析得出:粗皮桉化学浆的打浆度对含水率和密度的影响均显著,对24小时厚度膨胀率和弯曲强度的影响不显著。兴安落叶松化学浆的打浆度对含水率、密度和弯曲强度的影响均显著,对24小时厚度膨胀率的影响不显著; (5)采用粗皮桉化学浆增强水泥时,随着打浆度的增大,复合材料的含水率、长宽比均呈现先增大后减小的趋势,密度呈现先减小后增加的趋势。当粗皮桉化学浆的长宽比为66.5,打浆度为23时,复合材料的强重比最大,综合性能最好,此时,材料的密度为1.19 g/cm~3,含水率为16.8%,弯曲强度为2.98MPa,24h吸水厚度膨胀率为0.277%; (6)采用兴安落叶松增强水泥时,随着打浆度的增加,复合材料的含水率先增大后减小,长宽比、密度和弯曲强度先减小后增加。当兴安落叶松化学浆的长宽比93.7,打浆度为25时,复合材料的强重比最大,综合性能最好,此时,材料的密度为1.13 g/cm~3,含水率为14.1%,弯曲强度为2.83MPa,24h吸水厚度膨胀率为0.821%; (7)采用化学浆制作水泥基复合材料时,所有试件在重锤冲击后表面均呈现小面积的凹面,不产生贯穿的裂纹,未产生裂缝,均符合日本工业标准JIS A1408:2001的要求。


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