纳米碳纤维增韧水泥基复合材料的力学性能和耐久性能研究

作     者：孙亚颇 SUN Yapo

作者机构：郑州商学院河南巩义451200 

出 版 物：《功能材料》 (Journal of Functional Materials)

年 卷 期：2023年第54卷第1期

页      面：1115-1119页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：2021年河南省高等教育教学改革研究与实践项目(豫教〔2021〕50530) 

主　　题：纳米碳纤维 水泥基复合材料 晶体结构 力学性能 抗冻性能 

摘      要：以普通硅酸盐水泥P.O 42.5为基体材料,不同掺杂量(0,0.4%,0.8%和1.2%(质量分数))的纳米碳纤维为增强相,制备了纳米碳纤维增韧水泥基复合材料,研究了纳米碳纤维的掺杂量对水泥基复合材料晶体结构、力学性能和耐久性能的影响。结果表明,纳米碳纤维的掺杂在水泥基复合材料中未出现新的水化产物,但加速了水化反应的进行;纳米碳纤维的“连接作用使水泥基复合材料的孔结构变得致密,裂纹和孔隙减少;随着纳米碳纤维掺杂量的增加,水泥基复合材料的抗压强度和抗折强度先增大后减小,当纳米碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时,水泥基复合材料28 d的抗压强度和抗折强度均达到了最大值,分别为82.4和13.1MPa;采用单面盐冻法对水泥基复合材料进行抗冻性能测试,发现纳米碳纤维的掺杂改善了水泥基复合材料的抗冻性能,当纳米碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时,水泥基复合材料在28次冻融循环后单位面积质量损失量最小为0.114 kg/m^(2)。综合力学性能和耐久性能分析可知,纳米碳纤维的最佳掺量为0.8%(质量分数)。