椰子纤维磷酸镁水泥耐水性能研究

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磷酸镁水泥(MPC)是一种凝结时间短、强度高、干缩小、耐磨性好的新型建筑材料,在耐火性材料、牙医领域、民用建筑和军用建筑等方面有着良好的应用前景。但是MPC韧性较差,抗拉强度较低,导致其应用受到限制。本课题组在MPC里掺入椰子纤维(Coir fiber,简称CF)制备椰子纤维磷酸镁水泥(简称CF-MPC),通过普通力学性能试验研究发现CF的掺入能够较好的改善MPC韧性。但是对于CF-MPC耐久性研究较少,其中耐水性是影响MPC应用的重要因素。因此对CF-MPC耐水性能进行试验研究,为以后CF-MPC在实际工程中进一步的应用提供良好的理论和试验基础。本文主要研究内容如下:(1)通过纤维拉伸试验研究CF在不同浸水时间和埋置在MPC内部时力学性能变化规律。结果表明随着浸水时间的增加,CF抗拉强度和断裂伸长率降低。当CF埋置在MPC内部并且试件在空气和水中养护时,CF的性能变化较小;通过纤维拉拔试验研究CF和MPC在不同养护龄期下界面粘结性能变化情况。结果表明随着试件养护时间的增加,CF和MPC之间界面粘结承载力和界面破坏能量增加,并且在空气中自然养护的试件的界面粘结承载力和界面破坏能量大于在水中养护的试件。(2)通过酸碱度分析和离子浓度测量,研究不同养护时间下CF-MPC在水中的溶解程度。结果表明随着养护时间的增加,试件养护溶液的p H值、镁离子和钾离子逐渐增加,CF-MPC在水中的溶解程度增加;通过XRD和SEM试验研究CF-MPC在不同养护环境和不同养护龄期下的水化成分和微观结构的变化。结果表明随着养护时间的增加,在空气中自然养护的CF-MPC水化程度逐渐增加,并且试件的密实度也逐渐增加的。在水中养护的CF-MPC水化程度比自然养护时低,并且试件表面的微裂缝逐渐变多,孔隙越多,导致试件在水中的强度下降。(3)通过静态压缩试验,分别研究在空气养护和水中养护时不同养护龄期和不同CF掺量下的CF-MPC受压力学性能变化规律。结果表明,CF的掺入提高了MPC受压破坏时的抗变形能力。试件在空气中养护时,随着CF掺入量的增加,CF-MPC抗压强度逐渐减小,随着龄期的增加,CF-MPC抗压强度增加。抗压强度保留率随CF掺量的增加而减小,并且随养护时间的增加而减小。(4)通过三点弯曲试验,分别研究在空气养护和水中养护时不同养护龄期和不同CF掺量下的CF-MPC弯曲力学性能变化规律。结果表明,当试件在空气中养护时,CF的掺入对MPC的抗折强度有着先增加后减小的效果,CF掺量为3%时抗折强度最大,并且随着龄期的增加,试件的抗折强度逐渐增加。抗折强度保留率随CF掺量的增加呈现出先增加后减小的趋势,并随着养护时间的增加而减小。
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