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预处理对水泥基稻草纤维材料性能影响的研究

作　者: 祝瑜
导　师: 李家和
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料学
关键词: 水泥基稻草纤维材料稻草纤维预处理粉煤灰微观结构
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 42次
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内容摘要

以水泥和粉煤灰作为胶凝材料,与稻草纤维复合,得到一种能够有一定的强度且密度较小的轻质保温复合材料。这种复合材料是以胶凝材料为连续相,以稻草纤维为分散相,经振捣成型而制成的。通过试件的物理性能、力学性能和热性能等相关试验,系统地研究了稻草形态、稻草掺量、粉煤灰料取代率、稻草纤维预处理、养护方式和成型方式等因素对水泥基稻草纤维材料性能的影响。首先研究不同质量分数的氢氧化钠溶液、浸泡时间和稻草形态对稻草纤维质量损失的影响,以利于稻草纤维在水泥基复合材料的应用;其次,研究稻草形态、稻草掺量、粉煤灰料取代率和养护方式对水泥基稻草纤维材料的物理性能、力学性能、热性能的影响规律,从而确定制备出试验所需稻草纤维的最佳长度范围、稻草纤维最佳掺量、粉煤灰的最佳替代率、最佳养护方式和成型方式;再其次,研究预处理后的稻草纤维对稻草纤维水泥基稻草纤维材料的影响规律,最后,根据扫描电镜的结果,本文探讨了稻草的化学组成、不同尺度和掺入量的植物纤维对水泥凝结硬化过程、水化产物、微观结构形成过程、水泥-稻草界面粘结力的影响规律与作用机理。试验结果表明,稻草纤维在质量分数为4%NaOH溶液中浸泡12小时,稻草纤维的质量损失基本已达到最大值;与粗稻草纤维制备的CSF相比,细稻草纤维制备的CSF的导热系数较低;当稻草纤维的掺量为20%时,CSF的导热系数为0.117W/m·k;粉煤灰料取代率为50%时,CSF的早期强度有所降低;碱处理和硅酸钠包覆后的稻草纤维能够有效提高CSF基体的强度;通过对CSF电子扫描电镜图片的观察,碱处理和硅酸钠包覆的稻草纤维能够有效地提高稻草纤维与水泥石的粘结,改善了稻草纤维与水泥石的界面结构。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 研究背景  9-11
  1.2 新型保温材料的研究进展  11-13
  1.3 研究目的和意义  13-14
    1.3.1 研究目的  13
    1.3.2 研究意义  13-14
  1.4 本文主要研究内容  14-16
第2章试验材料及试验检测  16-26
  2.1 试验材料  16-19
    2.1.1 水泥  16
    2.1.2 稻草纤维  16-18
    2.1.3 粉煤灰  18
    2.1.4 其他组分  18-19
  2.2 试验仪器及设备  19
  2.3 试验检测  19-22
    2.3.1 干表观密度的测定  19-20
    2.3.2 力学性能的测定  20
    2.3.3 导热系数的测定  20-22
    2.3.4 吸水率的测定  22
  2.4 研究方案  22-26
    2.4.1 稻草纤维预处理试验方法  23
    2.4.2 水泥基稻草纤维材料的制备方法  23-26
第3章稻草纤维的预处理  26-31
  3.1 稻草纤维的预处理—碱处理  26-29
    3.1.1 不同质量分数NaOH溶液对稻草纤维质量的影响  26-27
    3.1.2 浸泡时间对稻草纤维质量的影响  27-28
    3.1.3 稻草形态对稻草纤维质量的影响  28-29
    3.1.4 碱处理后稻草纤维的微观结构  29
  3.2 稻草纤维的包覆—硅酸钠包覆  29-30
  3.3 本章小结  30-31
第4章水泥基稻草纤维材料性能研究  31-58
  4.1 各因素对CSF拌合物流动性的影响  31-35
    4.1.1 用水量对CSF拌合物流动性的影响  31
    4.1.2 减水剂对CSF拌合物流动性的影响  31-32
    4.1.3 稻草纤维掺量对CSF拌合物流动性的影响  32-34
    4.1.4 粉煤灰掺量对CSF拌合物流动性的影响  34-35
    4.1.5 稻草纤维形态对CSF拌合物流动性的影响  35
    4.1.6 预处理稻草纤维对CSF拌合物流动性的影响  35
  4.2 稻草纤维形态对CSF性能的影响  35-39
    4.2.1 稻草纤维形态对CSF力学性能的影响  36-38
    4.2.2 稻草纤维形态对CSF干表观密度的影响  38
    4.2.3 稻草纤维形态对CSF吸水率的影响  38
    4.2.4 稻草纤维形态对CSF导热系数的影响  38-39
  4.3 稻草纤维掺量对CSF性能的影响  39-44
    4.3.1 稻草纤维掺量对CSF力学性能的影响  39-42
    4.3.2 稻草纤维掺量对CSF干表观密度的影响  42-43
    4.3.3 稻草纤维掺量对CSF导热系数的影响  43-44
    4.3.4 稻草纤维掺量对CSF吸水率的影响  44
  4.4 粉煤灰掺量对CSF性能的影响  44-49
    4.4.1 粉煤灰掺量对CSF力学性能的影响  45-47
    4.4.2 粉煤灰掺量对CSF干表观密度的影响  47
    4.4.3 粉煤灰掺量对CSF导热系数的影响  47-48
    4.4.4 粉煤灰掺量对CSF吸水率的影响  48-49
  4.5 碱处理稻草纤维对CSF性能的影响  49-51
  4.6 硅酸钠对CSF性能的影响  51-53
  4.7 养护方式对CSF性能的影响  53-55
  4.8 成型方式对CSF性能的影响  55-57
  4.9 本章小结  57-58
第5章水泥基稻草纤维材料微观结构  58-66
  5.1 稻草纤维掺量对CSF微观结构的影响  58-60
  5.2 稻草纤维形态对CSF微观结构的影响  60-61
  5.3 粉煤灰掺量对CSF微观结构的影响  61-62
  5.4 NaOH处理后CSF的微观结构  62-63
  5.5 硅酸钠包覆后CSF的微观结构  63-65
  5.6 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-73
致谢  73

预处理对水泥基稻草纤维材料性能影响的研究

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