玄武岩纤维-木纤维复合碱式硫酸镁水泥性能的改性机理

作     者：宋谦益 游俊杰 杨成 刘宜丰 SONG Qianyi;YOU Junjie;YANG Cheng;LIU Yifeng

作者机构：中国建筑西南设计研究院有限公司成都610041 西南交通大学地球科学与环境工程学院成都610031 西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心成都610031 佛山市岩琉智慧城市科技发展有限公司广东佛山528051 

出 版 物：《土木与环境工程学报（中英文）》 (Journal of Civil and Environmental Engineering)

年 卷 期：2023年第45卷第5期

页      面：202-211页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFD1100703、2021YFB2600501、2019YFD1101005) 国家自然科学基金(51778537) 四川省自然科学基金(2022NSFSC0458、2021YYJC0946、2020YFS0061)。 

主　　题：镁水泥 生物基填料 玄武岩纤维 抗压强度 抗折强度 水化产物 

摘      要：以碱式硫酸镁水泥(BMSC)为基质,以生物基循环木纤维(RWF)为轻质填料,并掺入玄武岩纤维(BF)为增强改性材料,开发出一种轻质高强、高韧性的碱式硫酸镁复合材料。从RWF填料和不同体积占比、不同长度的BF纤维出发,讨论其对改性后BMSC复合材料的流动性、分散系数(纤维)、密度、抗压强度和抗折强度的影响;通过SEM、EDS、XRD微观表征分析对复合材料微观结构的形成进行研究。结果表明:RWF的加入虽然显著降低了BMSC的材料密度,但RWF与BF结合形成复合纤维体系能明显提升BMSC复合材料的力学性能,尤其是抗折强度,较未添加RWF和BF的原生BMSC材料提升比例最高达80%以上;通过微观表征分析发现,RWF在BMSC中拥有良好的界面黏结性能,RWF与BF的共同存在使BMSC材料形成镁水泥基质-循环木纤维-玄武岩纤维体系,提升了复合材料的强度;采用基于图像识别技术的半定量化方法对碱式硫酸镁水泥5·1·7相晶体的发展程度进行辅助量化分析,为材料制备过程中BMSC产品性能的控制提供可能。