【摘 要】
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硅酸钙板是一种以硅质和钙质材料为主要胶结材料、无机矿物纤维或纤维素纤维等为增强材料制成的建筑板材。因具有轻质高强、防火、环保和使用寿命长等优点,逐渐成为建筑领域的主导板材之一。植物纤维具有来源广泛、尺寸合适、拉伸强度高以及天然可再生等优点,是最具潜力的硅酸钙板增强材料之一。本研究以植物纤维作为硅酸钙板的增强纤维,建立了增强硅酸钙板植物纤维的适用性选择方法,探究了打浆工艺对硅酸钙板物理性能的影响,并
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硅酸钙板是一种以硅质和钙质材料为主要胶结材料、无机矿物纤维或纤维素纤维等为增强材料制成的建筑板材。因具有轻质高强、防火、环保和使用寿命长等优点,逐渐成为建筑领域的主导板材之一。植物纤维具有来源广泛、尺寸合适、拉伸强度高以及天然可再生等优点,是最具潜力的硅酸钙板增强材料之一。本研究以植物纤维作为硅酸钙板的增强纤维,建立了增强硅酸钙板植物纤维的适用性选择方法,探究了打浆工艺对硅酸钙板物理性能的影响,并探讨了微纤化纤维素对硅酸钙板力学性能的影响,为硅酸钙板行业的绿色化发展提供了理论指导,具体内容如下:(1)为建立植物纤维的选择标准,在研究了14种不同品牌的植物纤维浆料的纤维形态、组分及力学性能的基础上,探究了植物纤维添加量对硅酸钙板物理力学性能的影响,确定了植物纤维的最适添加量为8 wt%;同时对植物纤维物化性能与硅酸钙板力学性能进行了多元线性回归分析,确定了植物纤维对硅酸钙板的增强、增韧指数,可为硅酸钙板行业中选择合适的植物纤维提供一定的指导。(2)为改善植物纤维与无机基体间的粘结性,研究了植物纤维打浆工艺对硅酸钙板性能的影响。结果表明打浆后纤维表面的微细纤维可“锚定”于基体内部,增加了纤维与基体之间的粘结;合适的打浆方式中高浓长纤维打浆,最优的打浆度为45°SR,此时硅酸钙钙的抗折强度和断裂韧性分别为26.13 MPa和2.68 KJ/m2。商品打浆酶预处理后的植物纤维可明显改善硅酸钙板的断裂韧性,但抗折强度略有下降。(3)采用微纤化纤维素(MFC)进一步增强硅酸钙板。利用微硅粉(Ms)填充MFC与基体之间的孔隙,增加MFC与基体之间的粘结,制备MFC/Ms协同增强的硅酸钙板。结果表明提高Ms含量可降低板材的累计孔径,形成更加致密的结构。MFC和Ms含量分别为0.3%和12%时,硅酸钙板的密度提高了8%,抗折强度可达35.96 MPa,随后经25次冻融循环,其抗折强度仍可保持在25.03 MPa,表现出了良好的抗冻融性。
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