地聚合物基玄武岩织物增强复合材料的研制与性能研究

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玄武岩纤维是一种新型无机环保的高性能纤维,由于其原料丰富、生产过程环保以及具有优异的力学性能,使其拥有广阔的应用空间和发展潜力。本课题提出将玄武岩纤维与地聚合物混凝土结合在一起,设计并织造了一种新型玄武岩纤维网格织物,为建筑用混凝土提供一种新的网格织物增强材料及其织造方法,本文还研究了玄武岩纤维在不同温度下在碱性环境中的耐碱性能,为玄武岩纤维在水泥中的耐久性提供了理论依据,最后,本文将玄武岩纤维和织物分别与地聚合物混凝土复合,测试了玄武岩纤维和织物增强地聚合物混凝土的基本力学性能,验证了玄武岩纤维在地聚合物混凝土中应用的可行性。本课题的主要工作有:  1、以玄武岩无捻复丝为主要原料,通过普通织机的改造在梭织小样机上织造出一种新型玄武岩纤维网格织物,此织物采用平纹组织与纱罗组织相结合的织物结构,下机后采用环氧树脂表面处理,得到一种密度和厚度均可调节的具有良好尺寸稳定性的新型建筑用纺织增强材料。  2、以浓度为1mol/L的NaOH溶液、饱和Ca(OH)2溶液、模拟水泥孔溶液为侵蚀溶液,测试玄武岩纤维在高温和常温下于三种溶液中腐蚀不同时间后的断裂强力,并通过扫描电镜得到玄武岩纤维腐蚀后的表面形貌图。结果表明:玄武岩纤维在强碱溶液中比弱碱溶液中的腐蚀作用强,腐蚀过程均表现为先剧烈后缓慢,且温度越高侵蚀越严重,玄武岩纤维在强碱NaOH溶液和弱碱Ca(OH)2溶液中的腐蚀机理存在一定的差异。  3、以地聚合物混凝土为基体,以玄武岩短切纤维和玄武岩网格织物作为增强体,通过纱线拉拔试验来研究玄武岩纤维与基体的粘结性能,通过抗折试验和抗压试验来探讨玄武岩对混凝土的增强性能。试验表明:玄武岩纤维与地聚合物基体粘结良好;经过环氧树脂全固化后的玄武岩复丝与基体的粘结性能好于原丝和半固化的;短纤维对地聚合物水泥的增强效果最好,玄武岩网格织物对地聚合物水泥的抗折和抗压增强效果不明显,但对提高复合材料的韧性具有一定的作用。
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