纤维增强氯氧镁复合材料增强体系改性研究(看)..doc

:1006-544X(200103-0271-05纤维增强氯氧镁复合材料增强体系改性研究陈旭东1,翁睿2(,广西桂林541004;,湖北武汉430070摘要:选用中碱B17玻璃纤维布及天然植物纤维网格织物作为氯氧镁水泥制品的增强材料。利用表面活性剂脲醛树脂胶液、聚醋酸乙烯酯乳液处理玻纤,经耐老化、防潮效果等实验研究表明,氯氧镁水泥的最佳基础配比为m(MgOV(MgCl2=1000g450mL,(MgCl2为124g/mL;稀释10%(wB的脲醛树脂作表面活性剂浸润玻纤,在氯氧镁水泥中掺入防水剂w(K3XY62%~3%,制成的复合材料,玻纤与水泥的浸润角最小,弯曲强度较高(7223~7753MPa,软化系数最高(093,强度保留率达95%。用天然植物纤维网格织物制成的增强氯氧镁复合材料,浸润角较小,软化系数较高(071~089,强度保留率高(89%~98%。表面活性剂能使玻璃纤维与氯氧镁水泥有更好的粘接;该活性剂既是防护层,又使起着骨架作用的玻璃纤维不被碱蚀;防水剂的掺入,改变了氯氧镁基体材料的结构组成和晶体形貌,从而延长了制品的耐候性,改善了制品变形翘曲问题。关键词:纤维增强氯氧镁复合材料;防水剂;粘接;耐水性中图分类号:TB332文献标识码:A!作为无机复合材料的一种∀∀∀纤维增强氯氧镁复合材料,它的基体材料(氯氧镁水泥由索瑞尔1867年研究开发出来,具有凝结硬化快、强度高、粘接力强、成型方便等优点,但是其耐水性差、返卤、翘曲较严重,无法广泛使用。20世纪中期国内外学者力图用外加剂来改善水泥的硬化体系性能[1~4],使该材料从单一的轻型屋面材料发展到复合地板、琉璃瓦、浴缸、风管等众多品种[3,4]。延长其使用寿命的关键问题是提高抗水性能,国内外均有研究成果报道[5~10],主要是关于添加剂的类型。然而对于添加剂如何改善氯氧镁水泥抗水性机理的解释较少,增强材料方面的研究也不多。本文意在增强材料方面,结合有机高分子聚合物的优越性能和最新开发的防水剂(K3XY6[10],重点探索用表面处理剂对玻纤浸润后,通过测试材料的弯曲强度,了解增强材料抗碱蚀的效果;另外在加入防水剂后制品在潮湿环境中使用,其软化系数变化,力学性能保留率等;进一步探讨此种胶凝复合材料的耐老化性改善机理,以提高氯氧镁复合材料的耐侯性。1试验部分11试剂和仪器脲醛树脂(UF,工业品;聚醋酸乙烯酯(veova,工业品;防水剂(K3XY6;滑石粉;白粉,NaH2PO4。拉力试验机(XL-250A型;电子扫描显微镜(SEM;板材裁割机;热空气老化试验箱(LD-65-1型。12基体材料卤水(水氯镁矿石溶液;菱苦土(辽宁大石!收稿日期:2000-11-02;修订日期:2000-12-25基金项目:国家重点攻关项目子专题#镁混凝土包装构件改性研究∃资助(,,桥市巷口县高庄村生产。为了有效地使用镁质胶凝材料,需要解决两个问题:一要加速MgO的溶解;二要降低体系的过饱和度,有效途径是提高水化产物的溶解度或迅速形成复盐。用氯化镁溶液代替水作MgO的调和剂能很好解决上述问题。13增强材料由于未处理的玻纤易受基体的碱蚀,于是目前一些生产单位采用绿色增强材料∀∀∀天然植物纤维。为了作对比实验,本课题选用市场销售的如下两种增强材料:中碱B17玻璃纤维布(02mm厚、天然抗碱纤维网格织物[11]。14试样制备141试样配方添入合适的、适量的改性剂,选择有机活性剂对基体和增强材料进行改性,各项参数如表1所示。它们的预期作用各不相同:无机添加剂是分散氧化镁,使其生成不溶于水的高强度氯氧镁复盐,并生成不溶性的磷酸盐,以增加潮湿状态下的强度;而有机添加剂则是填充空隙,封闭吸附水的通道;络合物的作用则使材料中的络合物周围产生高聚物的疏水保护层,减少氯离子和水分子的接触,使结晶接触点不易溶解,起到防水防潮的作用,避免强度损失[12]。142工艺流程本实验采用手糊工艺(如图1制备10组板材,然后用电锯按拉力实验机XL-250A型的测试规格裁制成试样条,测其最大弯曲应力P。按如下公式[13]求得材料的最大弯曲强度:max=3Pl/2bh2式中:max∀最大弯曲强度,MPa;P∀破坏载荷,kN;l∀跨距,cm;b∀试样宽度,cm;h∀试样厚度,cm。2结果与讨论21SEM解析复合材料基体材料对增强材料的浸润程度直表1试样配方体系设计Table1Thedesignofsampleformula增强材料序号处理剂稀释比(mBm水胶凝时间/min浸胶比*m(MgO/V(MgCl2/(gmL-1(Mg