纤维增强MgO/SiO₂水泥的配比优化及水化反应机理研究

李林安¹，戚佳颖¹，林泽辉¹，杨启航¹，李传崴¹，王志勇¹，张庆²

1. 天津大学机械工程学院2. 中国市政工程华北设计研究总院有限公司

摘 要：探讨了纤维增强MgO/SiO₂水泥的水化机理,重点研究了MgO/SiO₂混合比例对该体系水化反应过程的影响。通过抗拉/抗弯强度等测试,研究了MgO/SiO₂混合比例与老化时间对材料力学性能的影响,确定了材料性能随MgO/SiO₂混合比例的变化规律,获得了最优配方;利用SEM、FT-IR等对MgO/SiO₂复合材料水合产物的形貌和组成进行了表征;采用pH值和离子浓度表征,研究了MgO/SiO₂水泥的水化过程。结果表明,MgO/SiO₂混合体系的水化产物为Mg（OH）₂和水化硅酸镁凝胶,MgO/SiO₂水泥的力学性能受Mg（OH）₂与水化硅酸镁凝胶共同作用的影响,60%MgO-40%SiO₂混合比为水泥复合材料的最优配方;加入木质纤维素纤维的60%MgO～40%SiO₂试件,第1 d老化时的抗弯强度约为9.2 MPa,相较于普通水泥的7.3 MPa,增长达26%,且经过10 d的加速老化,其抗弯强度仍比普通水泥高。可知在MgO/SiO₂中加入木质纤维素纤维可显著增强MgO/SiO₂水泥的抗弯强度,改善其力学性能。

关键词：纤维增强水泥;MgO/SiO₂混合比;力学性能;水化反应机理;