玻璃纤维增强菱镁板力学性能的研究

玻璃纤维增强菱镁板力学性能的研究　张兴福，曹永敏，崔洪涛　（山东省建筑科学研究院，济南２５００３１）　摘要：通过几种因素对玻璃纤维增强菱镁板力学性能影响的研究，找到了提高复合材料力学性能的措施，通过综合改性措　施，研究成功超过ＪＣ６８８—２００６玻镁平板标准要求的菱镁板。　关键词：玻璃纤维增强菱镁板；抗弯强度；抗冲击强度　中图分类号：ＴＱ１７７．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—１３２４（２００８）０２－００３３—０４　玻璃纤维增强菱镁板是由轻烧氧化镁、卤水、改　要从复合材料的混合原理出发，将纤维增强的水泥　基体系看作纤维的强化体系，即认为纤维掺入后，水　泥基体系强度、抗裂性等与纤维的掺入量，方向、长　径比以及粘结力有关，纤维品种不同，与水泥基体系　基体的界面作用大小不同；基体中纤维的含量、分布　及长径比等，都会影响纤维的增强效果。下面针对　上述理论分别从几个方面进行研究。　性剂、玻璃纤维等原料，采用防火板专用生产线生产　而成，具有防火，耐碱，隔音保温，不霉不腐，可锯可　钉，无毒无味，使用寿命长等特点。广泛应用于建　筑，装饰，消防等领域，尤其适合餐厅，宾馆，商场等的　装修以及地下室，人防和矿井等工程，是替代各种胶　合板、密度板、刨花板、纸面石膏板等板材的更新换代　产品，属国家装饰协会重点推荐的绿色环保建材。　玻璃纤维对菱镁板增强机理可用纤维对水泥基　体系增强作用进行解释，纤维对水泥基体系的增强　作用，目前通常采用两种理论来解释。其中之一是　由英国Ｓｗａｍｙ，Ｍａｎｇａｔ提出的“复合材料机理”。主　１　试验部分　１．１试验用原料　（１）轻烧氧化镁，采用辽宁省海城一菱镁粉厂　产品，其化学成分见表１。　表１　轻烧氧化镁粉的化学成分　（２）氯化镁：选用山东省海化集团的产品，具体指标　见表２：　表２氯化镁的化学成分　（３）锯粉：细度：通过１０目筛，含水率＜１０％，　掺加量一般占轻烧氧化镁重量的１０—３０％。　（４）玻璃纤维布选用　众所周知，在玻璃纤维制造技术相同的情况下，　无碱比中碱的强度高１５—２５％，中碱比高碱的强度　高１０—１５％，而抗碱介于无碱和中碱之间，抗碱和　《山东建材　２００８年第２期　・３３・　维普资讯 http://www.cqvip.com

无碱玻璃纤维价格较高，高碱玻璃纤维强度低且不　耐腐蚀，所以中碱玻璃纤维用于菱镁制品的加筋材　料较合适，选择厚度０．２、０．４　ｍｍ厚中碱玻璃纤维　网格布作试验。　（５）菱镁胶凝材料改性剂　山东省建筑科学研究院研制生产的缓凝剂，抗　璃纤维网格布。　２．２玻璃纤维布铺设方式的影响　采用同样层数的玻璃纤维布，制作同样厚度的　板材，纤维布采取不同的铺设方式，板材的抗弯强度　不同，结果见表５。　表５玻璃纤维布铺设方式对玻璃纤维　吸潮返卤剂（符合菱镁胶凝材料改性剂ＷＢ／Ｔ１０２３　—增强菱镁板材力学性能的影响　２００５标准）。　１．２试验方法　１．２．１试件制作　先在模具内涂脱模剂，再制备胶结料（胶结料　配方见表３），然后铺一层胶结料约厚一毫米，再铺　一层玻纤布，按照这种方式，用不同的玻璃纤维布层　表５中１＃采用在板材两表面铺设玻璃纤维布　的方式，２＃采用在板材厚度方向均匀铺设玻璃纤维　布的方式，１＃强度比２＃高出２６．９％。众所周知：一　个物体在外力的作用下，它在各个不同的部位所产　生的内应力大小、方向是不同的。例如：一块板材在　外部荷载的作用下（如果在弹性受力阶段）其内应　力分布情况是越接近板材的表面，其应力越大，越接　近中性层其应力越小，直到中性层，其内部应力为　数分别成型２５０×２５０×１０　ｍｍ　板材，抹平、盖上塑　料薄膜，室内自然养护，２４　ｈ脱模，养护２８　ｄ后其中　３块板测抗弯强度（２），一块切割成１２０×１５　ｍｍ　尺　寸５块测抗冲击强度（２）。　表３胶结料配方　零。这也就是说，在板材厚度中心线附近的玻璃纤　表３中卤水比重为１．２０　ｇ／ｃｍ　。　１．２．２试验仪器　维根本起不到增强作用，这样就可以解释１＃比２＃强　度高的问题。　２．３纤维含量不同对玻璃纤维增强菱镁板材冲击　强度的影响　水泥胶砂搅拌机ＪＪ一５，抗弯试验机ＴＹＥ一１Ｏ，　摆锤抗冲击试验机）（ＪＪ一５。　按照１．２．１试样制备方法，表６中玻璃纤维布　层数制备试样，测得抗冲击强度，具体结果见表６。　表６纤维含量不同对玻璃纤维增强　２　试验结果及分析　２．１玻纤布层数对玻璃纤维增强菱镁板材抗弯强　度的影响　菱镁板材冲击强度的影响　在玻璃纤维增强菱镁板材中，玻璃纤维布层数　对抗弯强度大小起较大作用，表４数据表明，抗弯强　度随玻纤布层数的增加而提高。　表４玻璃纤维布层数不同对玻璃纤维　增强菱镁板材抗弯强度的影响　从表６中看出，纤维含量增加了，抗冲击强度增　加１１４．６％，增加了一倍还多。菱镁水泥属脆性材　料，抗冲击强度的高低主要取决于玻璃纤维布的强　度。　２．４表面刮涂树脂对玻璃纤维增强菱镁板材抗弯　强度的影响　表４中使用的玻璃纤维布为０．２　ｍｍ厚中碱玻　・用表３的胶结料，０．２　ｍｍ厚玻璃纤维布３层成　山东建材》　３４・　２００８年第２期　维普资讯 http://www.cqvip.com

型２５０×２５０×１０　ｍｍ　板９块，养护２８　ｄ后，３块直　接测抗弯强度，其余６块板材中３块一组表面分别　刮上表７中２＃和３＃的树脂，利用树脂具有很高的粘　增加韧性，材料中还要加入部分锯粉，锯粉颗粒较　粗，造成浆料较粗糙，对玻璃纤维的浸润、渗透能力　很差，对玻璃纤维的握裹力较小。玻璃纤维菱镁水　泥板在破坏试验时，纤维有两种失效方式，其一是玻　璃纤维从水泥中拔出；其二是玻璃纤维在复合材料　受弯或冲击时，玻璃纤维剪切断裂。根据复合材料　力学原理，纤维的拔出取决于纤维与水泥基体的界　结强度和抗弯强度特点，可以明显提高复合后板材　的抗弯强度。　表７表刮涂树脂对玻璃纤维增强　菱镁板材抗弯强度的影响　面摩擦阻力，摩擦阻力越大，纤维越不易拔出，此时　纤维会断裂。界面摩擦阻力与胶结料粘结力、纤维　表面处理剂性能、纤维的长度、直径等因素有关。　表３中均铺设３层０．２　ｍｍ厚玻璃纤维布，１＃锯　粉加量较多，胶结料抗折强度较高，说明是锯粉的纤　维增强作用的结果；抗压强度较低，说明加入较多的　锯粉后，降低了料浆的握裹力，对玻璃纤维布粘结力　在玻璃纤维增强菱镁板表面刮树脂约一毫米　厚，加一层０．２玻纤布，抗弯强度分别提高４７．１％　和３６．８％。　较小，这也可以解释板材抗弯强度较低的问题。　２．６改性玻璃纤维增强菱镁板材性能　综合运用上述成果，掺加山东省建筑科学研究　院生产的缓凝剂，抗吸潮返卤剂研制的玻璃纤维增　强菱镁板，综合性能见表９。　２．５胶结料粘结力对玻璃纤维增强菱镁板材抗弯　强度的影响　菱镁胶结料是无机脆性材料，为降低板材密度，　表８胶结料粘结力的影响　经过改性的玻璃纤维增强菱镁板材，物理力学　性能完全能满足或超过ＪＣ６８８—２００６玻镁平板的要　求，冲击强度是要求最小值的６．４倍，握螺钉力是要　求最小值的１．５倍，干缩率是要求最小值的３６％，　＜山东建材＞　湿涨率是要求最小值的３０％。　３　结论　（１）胶结料对玻璃纤维的粘结力越大，玻璃纤　２００８年第２期　・３５・　维普资讯 http://www.cqvip.com

干混抹灰砂浆用复合外加剂的研制　薛建军，陈明宇，张　平　（新疆西部建设股份有限公司，乌鲁木齐８３０００６）　摘要ｇ主要研究了以高效减水刑、引气剂、淀粉醚、可再分散乳胶粉为主要原料的复合外加刑对干混抹灰砂浆性能的影响。　通过正交设计结果的分析得到复合外加剂的最优配方，并研究了其对砂浆各项基本性能的影响。　关键词：干混抹灰砂浆；复合外加剂；正交设计；粘结强度；砂浆基本性能　中图分类号：ＴＵ５７　８．１３　文献标识码：Ａ　一文章编号：１００３—１３２４（２００８）０２—００３６—０４　项里程碑式的政策，标志着我国散装水泥经历了　随着建筑业技术进步和文明施工要求的提高，　现场拌制砂浆１３益显示出其固有的缺陷，如砂浆质　量不稳定、材料浪费大、砂浆品种单一、文明施工程　度低以及污染环境等。因此，取消现场拌制砂浆，采　发展初期的设备设施建设、预拌混凝土的推广阶段，　终于迎来了干混砂浆的时代。　用工业化生产的预拌砂浆势在必行，它是保证建筑　工程质量、提高建筑施工现代化水平、实现资源综合　利用、减少城市污染、改善大气环境、发展散装水泥、　实现可持续发展的一项重要举措。　１　原材料质量要求　１．１　水泥　采用新疆天山水泥生产的３２．５Ｒ普通硅酸盐　水泥（ＯＰＣ），水泥性能指标见表１。　１．２掺合料　新疆西部建设股份有限公司粉煤灰车间生产的　２００７年６月６日，商务部、公安部、建设部、交　通部、质检总局、环保总局等六部局联合下发了《关　于城市城区限期禁止现场搅拌砂浆的通知》，这是　维增强菱镁板材力学性能越高；　（２）玻璃纤维含量越高，玻璃纤维增强菱镁板　磨细粉煤灰（ＫＭ）；其性能指标见表２。　参考文献：　［１］马捷，等．纤维增韧技术在建筑腻子中的应用．化学　建材，２００７（２３）：４．　材力学性能越高。　（３）选用合适的玻璃纤维布铺放方式，能充分　［２］玻镁风管ＪＣ／Ｔ６４６—２００６．　［３］丁茂林．中碱玻纤在氯氧镁复合材料中的作用．玻璃纤　维，２０００．　发挥玻璃纤维布对玻璃纤维增强菱镁板材抗弯强度　的提高作用。　（４）用环氧树脂或１９６树脂刮涂玻璃纤维增强　［４］邓德华．ＭｇＯ／ＭｇＣｌ：摩尔比对玻璃纤维氯氧镁水泥复合　材料力学性能的影响．混凝土与水泥制品，２００１．　［５］玻镁平板ＪＣ６８８—２００６．　［６］菱镁胶凝材料改性剂ＷＢ／Ｔ１０２３—２００５．　菱镁板材表面，提高了复合材料抗弯强度。　（５）经过综合改性研制的玻璃纤维增强菱镁板　材，性能超过ＪＣ６８８—２００６玻镁平板的要求。　（收稿日期：２００８—０２—１８）　・３６・　２００８年第２　山东建材》