化学沉积法改善纤维 水泥基体的界面性能

点击数: 本文出自:前程论文网

这是一篇关于《化学沉积法改善纤维 水泥基体的界面性能》的内容,需要代写代发请点击940959299咨询!
  摘要:为了改善合成纤维-水泥基体界面黏结性质,通过化学沉积纳米二氧化硅,制备了一系列的改性纤维.使用 X射线能谱仪(EDS)确认二氧化硅的存在,采用扫描电镜(SEM)观察纳米颗粒在纤维表面的分布,从而评价化学沉积时间对沉积效果的影响,并通过单丝纤维拔出行为和塑性抗裂性能试验证实改性纤维的优势.结果表明:对聚丙烯(PP)纤维而言,合适的化学沉积时间为60min,此时纳米二氧化硅粒子的平均粒径为300nm;聚乙烯醇(PVA)纤维表面具有的亲水性质,使纳米二氧化硅在其上的分布形态与在PP纤维上明显不同;改性纤维的界面黏结强度显着提高,表现出优良的抗裂性能,其原因可能是由于二氧化硅的水化活性,水化产物在单丝拔出及塑性抗裂时起到了物理锚固及化学键合的双重作用。
  关键词:改性纤维;二氧化硅;溶胶-凝胶化学沉积;界面黏结;拔出;抗裂

  纤维增强水泥基复合材料(FRCC)已有多年研 究历史.使用纤维能改善水泥基复合材料的抗裂性、抗拉强度、弹性模量及韧性等,但纤维的增强效果则取决于纤维与基体的界面性能.在不考虑其他因素的前提下,纤维类型、截面形状及表面特性均会影响纤维与基体的界面性能.已有研究表明,聚乙烯醇(PVA)纤维表面的亲水特性使其界面黏结强度优于聚丙烯(PP)纤维,因此PVA纤维比PP纤维表现出更好的抗裂性能.从纤维表面形态看,压痕型或锯齿型纤维具有更好的黏结强度与抗裂效果.为了优化纤维与FRCC基体的界面性能,可以从纤维改性入手,具体包括对纤维表面的化学处理及改变纤维外观形貌等方式.Li等研究了等离子体处理纤维后对FRCC界面性能的影响,并考察了纤维油剂含量对界面强度的影响规律。
  此外,偶联剂、聚合物乳液、化学接枝及外观形貌变化等方法都被用来改善纤维-基体界面性能.但上述方法均存在一定的局限性:已有的化学处理法效率低且成本高;物理改性法提高界面性能幅度有限等.因此,开发新的界面性能提升技术非常必要.界面性能特征是明晰抗裂机理、改善界面性能的前提,也为界面改性提供依据与方向.单丝拔出试验是表征纤维-基体界面性能的重要方法.但已有的FRCC中单丝拔出研究主要以硬化基体或非微细合成纤维为研究对象.对微细合成纤维而言,还存在难以固定、拔出载荷非常小因而难以测定、纤维被拉断因而不能获得相应的载荷-位移全曲线等问题.纳米二氧化硅已经在水泥基复合材料中广泛应用,它能促进水化、缩短凝结时间、改善微观结构并提升力学性能。
  本文并非将纳米二氧化硅直接添加到水泥基材料中,其创新点是采用化学沉积方法使纳米二氧化硅分布在纤维表面,发挥其水化活性,形成的水化产物充当物理锚固及化学键合的作用,从而达到优化界面性能的目的.在自主改造的测试系统上,实现了对微细合成纤维从早龄期水泥基体中拔出行为的有效表征,确定了化学沉积方法对纤维改性的有效性.往三颈烧瓶中加入200g无水乙醇、20g去离子水及30g氨水,搅拌混合均匀后,加入2g待改性纤维,升温到60℃,保持10min,然后加入40g正硅酸乙酯(TEOS),制备了样品PP-B,PP-C,PP-D;就样品PP-E而言,在滴加TEOS之前还 加入 了20g KH550偶联剂;PP-F样品为工厂规模生产样品,其制备方法与前述略有不同,它是按前述的配比及方法制备出溶胶-凝胶,再以5.0%的质量分数加入到纺丝油剂中,纺丝过程中通过油轮上油的方式使其附着到纤维表面,并在后期热牵伸及卷绕过程中稳定。
  JSM-5900扫描电镜(SEM)附带X射线能谱仪(EDS),可用来确认二氧化硅的存在、表征纤维表面及纤维增强砂浆断面处纤维的形貌.单丝纤维拔出试验用以评价纤维与基体的界面黏结性能,在自行改造的测试装置上进行.基体砂浆的配合比为m(水)∶m(水 泥)∶m(减 水 剂)=0.3∶1.0∶0.003,将材料按相应比例混合搅拌后,测定密度,然后在固定好纤维的塑料模具中装入相应质量的浆体,振动使之密实,从加水时起开始计算龄期,然后置于(20±2)℃,相对湿度(65±5)%的实验室环境中,至相应龄期进行测试.单丝拔出速度0.5mm/min,纤维埋入长度6mm,以保证纤维从塑性基体中拔出而不被拉断。
  每组试件数6个,去掉6个测试数据中偏差最大的2个,然后通过origin软件将剩下的4条曲线进行平均,以获得最终曲线.载荷峰值可以从拔出载荷-位移曲线中获得,界面黏结强度的计算,曲线积分面积即为拔出功.用以评价纤维-基体断面处形态的纤维增强砂浆(FRM)配合比为m(水泥)∶m(砂)∶m(水)=1.0∶1.5∶0.4,试件成型后覆膜常温养护24h后拆模,标准养护到7d龄期,折断后取样进行SEM测试;塑性开裂试验用以评价纤维的抗裂性能,其配合比与SEM测试时相同,试件入模后置于(35±1)℃,相对湿度(30±2)%,风速为3.3m/s的环境室中,入模6h后裂缝稳定时即可测量裂缝信息.

[正文图表略.]
【前程论文网(www.qianchengone.com),专业之手,论文必达,助你解除论文烦恼!再无论文之忧!】
  • 【责任编辑:前程论文网】
  • (Top) 返回页面顶端

前程论文网友情提示:

    1.本站刊登此文只为传递信息,不表示赞同或者反对作者观点。如果此内容给您造成了负面影响或损失,本站不承担责任。如果本篇内容涉及到您版权的问题,请及时与我们取得联系,我们在收到您的反馈信息后会尽快核实并妥善处理。
  • 2.为了更好的服务各高校及有代写论文需求的大学生、硕士生、博士生,本站特别开设专家答疑服务,由权威人士为您解答代写各类论文的相关问题,并提供最专业的写作方案和建议。
  • 3.有关代写代发业务(流程),请咨询在线客服(代写QQ、发表QQ)。

服务指南

分类大全 代写范围 汇款方式
联系我们 信誉介绍 最新完成稿件

联系方式

论文代写QQ点击这里给我发消息940959299
论文发表QQ点击这里给我发消息940959299
售后服务QQ点击这里给我发消息577611937
>>>>>>>>>>怕骗必看<<<<<<<<<<
   本站标准化作业,分售前售后,
是为了让您得到更细致、精准、专
业化的服务,同时推出论文定期进
度查询工作,承载信任助您成功 !
加盟合作QQ 点击这里给我发消息577611937
联系邮箱:577611937@qq.com