改性碳纤维水泥基材料的界面研究.pdf

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1、第36卷第3期非金属矿V_01．36No．32013年5月Non．MetalliCMinesMay，2013改性碳纤维水泥基材料的界面研究邓均霍冀川胡程耀唐义(西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室，四川绵阳621010)摘要采用2种不同的方法对碳纤维表面进行改性，利用扫描电镜(SEM)对改性前后的碳纤维表面进行分析，并4g~-a"改性方法对碳纤维水泥基复合材料强度及碳纤维与水泥基体界面粘合的影响。结果表明，碳纤维经浓硝酸超声处理2h后，比表面积增大，与水泥基体相容性好，界面粘合牢固，水泥基体7d抗压强度提高9．1％，28d抗压强度提高10．2％。关键词

2、碳纤维表面改性抗压强度界面结合中图分类号：TU528．58+2文献标识码：A文章编号：1000-8098(2013)03-0021-03InterfaceStudyonCementMatrixMaterialswithModifiedCarbon‘FiberDengJunHuoJichuanHuChengyaoTangYi(KeyLaboratoryofNonmetallicCompositeandFunctionalMaterialsofSichuanProvince，SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mian-

3、yang，Sichuan621010)AbstractThesurfaceofcarbonfiberwasmodifiedintwoways，andthemodificationefectsweredetectedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)．Themodificationefectsofstrengthofcarbonfiber-reinforeedcementmatrixandtheinterfacebondingbetweencarbonfibersandcementmatrixwereinvestigated．Ther

4、esultsshowthatmodifiedbyconcentratednitricacidfor2hinultrasonicenvironment，thespecificsurfaceareaofcarbonfiberhasincreased；thecompatibilityisgoodandinterfacebondingisfinnincarbonfiber／cementcomposites；andtlle7dand28dcompressivestrengthofcarbonfiber／cementcompositesincreaseby9．1％and10．

5、2％．respectively．Keywordscarbonfibersurfacemodificationcompressivestrengthinterfacebonding水泥具有强度高、价格低等优点，却是典型的脆1．1原料、试剂及仪器设备四川北川中联水泥有性材料。随着现代社会的高速发展，其低韧性已不能限公司生产的P·O42．5R水泥，其各项性能指标均符满足某些特殊场合对材料性能的要求，纤维增强水泥合GB175-2007；碳纤维，直径为7¨m，抗拉强度大于基复合材料飞速发展。碳纤维是一种高强纤维，具有等于3GPa，拉伸模量为220--240GPa，断裂伸长率

6、为高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、导电和热膨胀系1．5％，长度为6mln，密度为1．76g／crn3，中复神鹰碳纤数小等优异性能，是较理想的建筑材料增强纤维口。维有限公司。浓硝酸，质量分数65％~68％，分析纯，研究发现在水泥基材料中加入碳纤维，可明显提高其成都市科龙化工试剂厂；无水乙醇，分析纯，成都市抗拉强度和抗折强度，改善拉压比[5~1o但未经处理的联合化工试剂研究所；水，采用自来水。NJ一160B水碳纤维表面平滑，活性官能团少，表面能低，表面惰性泥净浆搅拌机，天津市中交路业工程仪器有限公司；大，与基体粘结性差，界面中存在较多缺陷，限制了碳SG5200HR

7、T超声波清洗器，上海冠特超声波仪器有纤维高性能的发挥[7]。在碳纤维水泥基复合材料中，限公司；SHBY-40B标准恒温恒湿养护箱，河北鼎盛碳纤维与水泥水化产物界面粘合力弱，会严重影响材路达试验仪器设备厂；SGM2853HA人工智能箱式电料整体性能的发挥，有必要对碳纤维进行表面处理。阻炉，洛阳市西格玛仪器制造有限公司；DHG9240A目前，对碳纤维改性方法的研究较多隅。们，集中在电热恒温鼓风干燥箱，上海齐欣科技有限公司。碳纤维与聚合物基体的界面结合，研究改性碳纤维与1．2样品制备水泥基体界面结合的较少。本实验确定了最适水灰1．2．1碳纤维表面改性比，研究了不同体积掺

8、量的碳纤维