玻璃纖維增強(qiáng)水泥.doc

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1、玻璃纖維增強(qiáng)水泥耐久性分析與應(yīng)用建筑行業(yè)在我國城鎮(zhèn)化建設(shè)中成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑材料制品是建筑業(yè)重要的物資基礎(chǔ)。裝飾工程新材料新工藝，除了具有傳統(tǒng)材料的優(yōu)良性質(zhì)，新型裝飾材料還具有較為明顯的安裝省工省時(shí)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢。作為內(nèi)墻裝飾材料的玻璃纖維增強(qiáng)水泥板，具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異性能的一類材料。具有體重輕、易粘結(jié)、安裝速度快、防火、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)約能源、減少污染、有利于提高建筑綜合效益的特點(diǎn)與作用。玻璃纖維增強(qiáng)水泥是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，以水泥凈漿或水泥砂漿為基體而形成的一種復(fù)合材料。它不但具有優(yōu)

2、良的抗拉、抗彎、抗沖擊性能，還具有抗裂性好、重量輕、易模性好、加工方便、不怕潮、不燃燒等優(yōu)點(diǎn)。然而玻璃纖維增強(qiáng)水泥的耐久性問題一直是限制其在更大范圍內(nèi)使用的主要原因之一。因此，對玻璃纖維增強(qiáng)水泥長期性能下降機(jī)理及耐久性改善措施研究十分必要。玻璃纖維增強(qiáng)水泥長期性能降低的機(jī)理國內(nèi)外學(xué)者曾提出：水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)與玻璃纖維相互作用生成新的物質(zhì)，從而造成對玻璃纖維的侵蝕，導(dǎo)致了玻璃纖維喪失抗拉強(qiáng)度。結(jié)晶壓力概念認(rèn)為，玻璃纖維裂縫和缺陷中，水泥水化物晶體生長時(shí)產(chǎn)生的結(jié)晶壓力是玻璃纖維強(qiáng)度下降的重要原因之一

3、。應(yīng)力侵蝕概念認(rèn)為，應(yīng)力侵蝕主要由于玻璃纖維表面存在缺陷，水、蒸汽和水泥水化物等均可在缺陷端部造成應(yīng)力集中，使缺陷擴(kuò)展，從而使玻璃纖維收到侵蝕。玻璃纖維出來受Ca(OH)的化學(xué)侵蝕外，還可能收到水泥水化物的物理侵蝕，即水泥水化物的結(jié)晶生長對玻璃纖維起破壞作用。玻璃纖維增強(qiáng)水泥長期技能下降的機(jī)理主要包括：1、水泥水化后孔溶液中的OH離子對玻璃纖維硅氧骨架（-Si-O-Si-）的侵蝕，即典型的化學(xué)侵蝕機(jī)理。2、由于界面區(qū)Ca(OH)晶體生長所產(chǎn)生的壓力造成的破壞。3、玻璃單絲與水泥水化產(chǎn)物膠結(jié)處形成的應(yīng)力集中

4、原因。4、水泥水化物填充了玻璃纖維間的空隙，是玻璃纖維的變形自由度下降，導(dǎo)致玻璃纖維增強(qiáng)水泥的破壞。玻璃纖維增強(qiáng)水泥耐久性改善改變玻璃纖維化學(xué)成分早起曾因普通玻璃纖維在堿性介質(zhì)中強(qiáng)度迅速下降、變脆等原因造成了玻璃纖維增強(qiáng)水泥的研究、生產(chǎn)曾一度中斷。20世紀(jì)60年代，采用在鈉玻璃纖維中加入氧化鋯的方法研制成了抗堿玻璃纖維，之后研制成名為“Cem—Fil”的抗堿玻璃纖維，這為在世界范圍內(nèi)玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料的開發(fā)和應(yīng)用起到了很大的推動(dòng)作用。使用堿玻璃纖維制成的玻璃纖維增強(qiáng)水泥耐久性好的原因，抗堿玻璃纖維是在玻

5、璃纖維中增加ZrO2,TiO2等耐堿性較強(qiáng)的成分，這樣在堿液作用下纖維表面自動(dòng)形成保護(hù)膜，產(chǎn)生富鋯、富鈦現(xiàn)象，減緩侵蝕速率，提高纖維的耐堿性能，從而提高了玻璃纖維增強(qiáng)水泥的長期性能。基體的改性對基體的改性研究包括生產(chǎn)玻璃纖維增強(qiáng)水泥專用的低堿度水泥和使用摻合料或聚合物乳液對普通硅酸鹽水泥進(jìn)行改性兩大類?；钚該胶狭细纳撇ＡЮw維增強(qiáng)水泥耐久性原因：1、由于活性摻合料的加入取代了一部分普通硅酸鹽水泥，降低了水泥用量，使Ca(OH)生成量減少。2、活性摻合料可與普通硅酸鹽水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)發(fā)生二次反應(yīng)，消

6、耗了Ca(OH)，從而使水泥堿度降低；Ca(OH)量的降低減少了OH離子對玻璃纖維的化學(xué)侵蝕，降低了Ca(OH)對玻璃纖維的物理及應(yīng)力侵蝕。1、活性摻合料的加入，還可以改善玻璃纖維與基體間的界面結(jié)構(gòu)，改善玻璃纖維的受力狀態(tài)。玻璃纖維表面涂覆處理對玻璃纖維表面進(jìn)行涂覆處理的方法分為有機(jī)物涂覆處理、無機(jī)物涂覆處理、有機(jī)物與無機(jī)物復(fù)合涂覆處理，玻璃纖維經(jīng)過處理后，其表面上形成一些較厚的保護(hù)膜，防止玻璃纖維表面與水泥基體直接接觸，避免纖維表面受水泥侵蝕，改善玻璃纖維的耐堿、耐水性和機(jī)械強(qiáng)度。界面改善玻璃纖維和基體

7、間的界面區(qū)的性能對玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料的綜合性能起著非常關(guān)鍵的作用。玻璃纖維增強(qiáng)水泥與其他水泥基符合材料的主要區(qū)別之一就是其非常復(fù)雜的微觀界面結(jié)構(gòu)。在玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料中，玻璃纖維是以含有許多玻璃纖維單絲膠結(jié)在一起形成的玻璃纖錐束的形式起增強(qiáng)作用，而不像其他復(fù)合材料是以單個(gè)纖維起增強(qiáng)作用。改善界面區(qū)的結(jié)構(gòu)，就是要減少界面區(qū)的缺陷，降低界面區(qū)的應(yīng)力集中，提高界面區(qū)的均質(zhì)性，就是要降低界面區(qū)的孔隙率以及要細(xì)化孔徑，此外，也要減少界面區(qū)Ca(OH)的總量和降低Ca(OH)的結(jié)晶取向和晶體尺寸。另外，活性摻合料

8、還可細(xì)化水化物的結(jié)構(gòu)，填充孔隙，使基體更密實(shí)，使水及其他侵蝕性介質(zhì)不易進(jìn)入。玻璃纖維增強(qiáng)水泥應(yīng)用玻璃纖維增強(qiáng)水泥制造的建筑裝飾構(gòu)件應(yīng)用廣泛。玻璃纖維增強(qiáng)水泥板造型逼真細(xì)膩，表現(xiàn)力強(qiáng)，是一種非常理想的塑造古典風(fēng)格的建筑材料。由于玻璃纖維增強(qiáng)水泥造價(jià)低，安裝便利，便于進(jìn)行工業(yè)化大批量生產(chǎn)，所以它在現(xiàn)代建筑中也得到了大量的運(yùn)用。它可用于外墻的幕墻結(jié)構(gòu)，也可用于內(nèi)部輕質(zhì)隔墻，還可做成有較高隔音保溫的夾心墻。玻璃纖維增強(qiáng)水泥建筑裝飾構(gòu)件