环境友好型纤维增强外墙装饰板的研究

论文摘要

从20世纪80年代初起,鉴于石棉中所含的微细纤维有害于人体,若干发达国家相继限制或停止石棉水泥制品的生产与使用,从而推动了无石棉纤维增强水泥制品的研制与开发。我国也研制与开发了多种非石棉纤维增强水泥,但是难以满足人们对纤维增强水泥基复合材料的性能愈来愈高的要求。混合纤维增强混凝土与高性能纤维增强混凝土是纤维增强水泥基复合材料有了重大发展的标志。用混合纤维可制得兼具高强度、高延性与高韧性的纤维增强水泥基复合材料。通过增大纤维体积率、调整水泥基体的组成并改变制作工艺等,可制得高性能纤维增强水泥基复合材料,不仅大幅度提高材料的强度、韧性与延性,还改进了其他方面的性能。本文采用多种纤维混合方式,利用高压成型,蒸压养护的制作工艺,研究了不同的实验参数、制作工艺对制品的性能、结构以及组分的影响,优化了制作的工艺,利用SEM、XRD表征方法对所制得材料的结构与性能进行了表征。本文先采用振动成型工艺进行了蒸压养护与标准养护的试件性能与组成的比较实验,结果显示,标准养护7d试件的性能仅与蒸压养护4h的试件的性能相当,砂灰比为1.0、麻黄姜废渣掺量为2.0%、聚丙烯掺量0.25%、蒸压养护4h的试件性能最佳;接着采用模压成型工艺研究了不同胶凝材料及不同的增强材料在不同的实验参数条件下的性能与结构,结果显示,水泥标号越高所制得的复合材料的性能越好,木纤维与云母比例为0.25时增强效果最好,以炉渣作为胶凝材料在炉渣与石英砂的比例为3.0,蒸压养护为6h时效果最好;最后介绍了一种无机非金属涂料的制备及其在水泥基材上的涂覆效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 纤维增强水泥基复合材料的定义
• 1.3 纤维增强水泥基复合材料
• 1.3.1 纤维
• 1.3.1.1 纤维的作用
• 1.3.1.2 纤维增韧、抗裂机理研究
• 1.3.2 基材
• 1.3.2.1 基材的作用
• 1.3.2.2 水泥基材主要组分及其性能
• 1.3.3 纤维与基材的复合增强作用
• 1.4 几种常见的纤维增强水泥基复合材料
• 1.4.1 金属纤维增强水泥
• 1.4.2 玻璃纤维增强水泥
• 1.4.3 合成纤维增强水泥
• 1.4.4 天然植物纤维
• 1.4.5 混合纤维增强水泥
• 1.4.6 高性能纤维增强水泥
• 1.5 课题提出及意义
• 1.6 研究方法
• 1.7 测试方法与标准
• 1.7.1 抗折强度
• 1.7.1.1 振荡成型法
• 1.7.1.2 模压成型法（三点抗折）
• 1.7.2 抗压强度（振荡法）
• 1.7.3 含水率，吸水率，体积密度的测定
• 第2章 振动成型法制备水泥基纤维增强板材
• 2.1 前言
• 2.2 实验原料与仪器
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验
• 2.4 实验结果及讨论
• 2.4.1 不同砂灰比下试件的性能比较
• 2.4.1.1 抗折强度
• 2.4.1.2 抗压强度
• 2.4.1.3 密度
• 2.4.1.4 含水率
• 2.4.1.5 吸水率
• 2.4.2 不同麻黄姜废渣掺量下试件的性能比较
• 2.4.2.1 抗折强度
• 2.4.2.2 抗压强度
• 2.4.2.3 密度
• 2.4.2.4 含水率
• 2.4.2.5 吸水率
• 2.4.3 聚丙烯掺量对蒸养水泥性质的影响
• 2.4.3.1 抗折强度
• 2.4.3.2 抗压强度
• 2.4.3.3 密度
• 2.4.3.4 含水率
• 2.4.3.5 吸水率
• 2.4.4 蒸压养护时间对蒸养水泥性质的影响
• 2.4.4.1 抗折强度
• 2.4.4.2 抗压强度
• 2.4.4.3 密度
• 2.4.4.4 含水率
• 2.4.4.5 吸水率
• 2.4.5 XRD表征
• 2.5 小结
• 第3章 模压成型法制备水泥基纤维增强板材
• 3.1 前言
• 3.2 实验原料与仪器
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 实验
• 3.4 实验结果及讨论
• 3.4.1 42.5普通硅酸盐水泥
• 3.4.1.1 灰砂比
• 3.4.1.2 矿渣掺量
• 3.4.1.3 凹土掺量
• 3.4.2 32.5普通硅酸盐水泥
• 3.4.2.1 矿渣掺量
• 3.4.2.2 麻黄浆废渣掺量
• 3.4.2.3 成型压力
• 3.4.2.4 养护温度
• 3.4.2.5 不同标号水泥的比较
• 3.4.3 云母与木纤维混合作为增强材
• 3.4.3.1 不同F/M下抗折强度
• 3.4.3.2 密度
• 3.4.3.3 吸水率
• 3.4.3.4 XRD
• 3.4.3.5 SEM
• 3.5 小结
• 第4章 以炉渣为胶凝材料制作蒸养材料
• 4.1 前言
• 4.2 实验药品与设备
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 实验仪器
• 4.3 实验
• 4.4 实验结果及讨论
• 4.4.1 炉渣/石英砂
• 4.4.1.1 抗折强度
• 4.4.1.2 密度
• 4.4.1.3 含水率
• 4.4.1.4 吸水率
• 4.4.1.5 XRD
• 4.4.2 恒温养护时间
• 4.4.2.1 抗折强度
• 4.4.2.2 密度
• 4.4.2.3 含水率
• 4.4.2.4 吸水率
• 4.4.2.5 XRD
• 4.4.2.6 SEM
• 4.5 小结
• 第5章 无机非金属涂层
• 5.1 前言
• 5.2 实验药品与设备
• 5.2.1 实验原料
• 5.2.2 实验仪器
• 5.3 实验
• 5.4 涂料性能测试
• 5.4.1 技术指标
• 5.4.1.1 容器中的状态
• 5.4.1.2 施工性
• 5.4.1.3 涂膜外观
• 5.4.1.4 表干时间
• 5.4.1.5 耐水性
• 5.4.1.6 耐碱性
• 5.4.2 测试结果
• 5.5 装饰效果
• 5.6 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢