玻璃纖維增強(qiáng)石膏復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、石膏是一種傳統(tǒng)的氣硬性無機(jī)膠凝材料，在裝飾、墻體以及保溫、防火、吸聲等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但其抗拉強(qiáng)度及抗沖擊性能較低，易碎及防水性能差等缺點(diǎn)限制了其使用范圍。為了改善石膏的性能，人們用增強(qiáng)和填充的方法，研究成功了石膏復(fù)合材料，擴(kuò)大了其使用范圍。
　　 因?yàn)槔w維具有的較大的拉伸強(qiáng)度和斷裂韌性，在纖維增強(qiáng)石膏基復(fù)合材料受力時(shí)，石膏復(fù)合材料中的纖維可吸收較大的能量，抑制石膏基體的微裂紋擴(kuò)展，使其強(qiáng)度提高。玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定性好，且

2、價(jià)格低廉來源廣泛。不同成分的玻璃纖維對水、酸和弱堿的化學(xué)穩(wěn)定性較好；機(jī)械強(qiáng)度高，彈性模量大，電絕緣性好；吸濕性小，具有較好的保溫隔熱性，吸聲性能優(yōu)良。因此玻璃纖維增強(qiáng)石膏復(fù)合材料具有更好的推廣應(yīng)用前景。
　　 本文研究內(nèi)容包括：采用不同的摻加工藝，研究其對玻璃纖維在石膏基復(fù)合材料的分散性的影響，研究了相應(yīng)的復(fù)合材料性能；采取不同的改性方法對玻璃纖維進(jìn)行表面處理，研究相應(yīng)的復(fù)合材料性能，并探討了界面結(jié)合機(jī)理；在得到較好的摻加工藝和

3、改性方法的基礎(chǔ)上，研究了玻璃纖維的摻量對石膏基復(fù)合材料的物理力學(xué)性能的影響；研究了各種外加劑對石膏復(fù)合材料性能的影響；研究玻璃纖維石膏復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，探討了增強(qiáng)機(jī)理。
　　 實(shí)驗(yàn)研究表明，先將玻璃纖維和石膏干拌再加水濕拌的摻加工藝效果理想，玻璃纖維的工藝參數(shù)最佳值為：纖維長度為15mm，摻加量為1.5％時(shí)，可使石膏復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度提高36.8％，抗壓強(qiáng)度降低了8.53％。
　　 界面牢固結(jié)合時(shí)表征復(fù)合材料性能的一個(gè)

4、重要方面，因此需要對玻璃纖維進(jìn)行表面處理，優(yōu)化增強(qiáng)體與基體的界面粘結(jié)度。玻璃纖維經(jīng)過熱處理、酸處理以及硅烷偶聯(lián)劑處理后，改善了玻璃纖維表面的粗糙度，提高了玻璃纖維與石膏基體的界面粘結(jié)強(qiáng)度，這對于復(fù)合材料性能的提高非常有利。經(jīng)過表面處理的纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐水性能都有提高。
　　 現(xiàn)實(shí)中石膏的拌和需水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論值，過多水分的加入直接影響復(fù)合材料的力學(xué)性能，我們加入了減水劑來解決這一問題。萘系減水劑和多羧酸系減水劑減水效果

5、比較明顯，并使復(fù)合材料的力學(xué)性能大幅度提高。但是二者的減水作用機(jī)理并不相同。
　　 石膏遇水快速凝結(jié)硬化，而緩凝劑的加入可以滿足石膏對不同施工方面的要求。分別研究檸檬酸和骨膠對復(fù)合材料的緩凝效果，二者都不同程度的引起復(fù)合材料強(qiáng)度的降低。二者的作用機(jī)理也存在不同之處。
　　 探討玻璃纖維的增強(qiáng)機(jī)理，玻璃纖維的加入可以有效地阻止或阻礙裂紋的發(fā)展，緩解裂紋尖端的應(yīng)力集中現(xiàn)象，減少裂縫源的數(shù)量，提高復(fù)合材料的性能；改性后的玻璃纖